UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

“SUELOS ESTABILIZADOS CON EMULSIÓN ASFÁLTICA”

CURSO: SUELOS II

DOCENTE: ING. JULIO CÉSAR RIVASPLATA DÍAZINTEGRANTES:

ABURTO MELÉNDEZ JONATHAN BRAVO RODRÍGUEZ EDINSON CAPUÑAY AGUIRRE CHRISTIAN EVANGELISTA APONTE EMILIA OLACUA RIOS DIEGO

Descripción

La emulsión asfáltica catiónica utilizado para la estabilización de la vía, proviene de la composición de tres elementos básicos: asfalto, agua y un agente emulsificante (tensoactivo)

El asfalto es el componente base de la emulsión y constituye entre un 60 y 75%.

La respuesta y duración de la estabilización suelo-emulsión estará sujeta a los siguientes factores:

• Dureza, gradación del suelo y tipo y calidad de emulsión.

• Afinidad del suelo con la emulsión.

• Calidad del drenaje existente.

• Calidad de la ejecución de manera que se respeten las dosificaciones materiales, tipo y composición de la mezcla y utilización de equipos de acuerdo a las condiciones del Proyecto.

Materiales

301. E.02 Suelos

Los suelos que se usen para la construcción del suelo-emulsión, pueden ser del propio camino o provenir, en todo o en parte, de préstamos seleccionados. Los sitios de préstamo estarán considerados en el Proyecto.

El Proyecto señalará y establecerá los planos para la construcción del suelo-emulsión que se deben usar y los que se encuentran en la superficie de la vía.

•Los suelos deben tener máximo 10% de material pasante por el tamiz N.° 200,

•Estar limpios y no deben tener más de 1% de su peso de materia orgánica.

•El índice de plasticidad del suelo debe ser menor o igual a 9%.

•El tamaño máximo del agregado grueso que contenga el suelo no debe ser mayor de 1/3 del espesor de la capa compactada de suelo-emulsión.

• El espesor total de la capa de suelo estabilizado con emulsión, será como mínimo de 15 cm.

• Los agregados gruesos deben tener un desgaste a la abrasión (Máquina de Los Ángeles) no mayor a 50%.

Además debe presentar las

siguientes características

301. E.03 EmulsiónLa emulsión asfáltica catiónica, será del tipo de rotura lenta (CSS-1h), el cual deberá cumplir con los requisitos indicados en la Tabla 301.E-01.. . Tabla 301.E-01

Requerimiento de emulsión asfáltica catiónica

Deberá estar respaldado por certificados de calidad del fabricante en el que se indique el cumplimiento de los requisitos de calidad que se establecen en las especificaciones.

El almacenamiento de la emulsión asfáltica, se realizará en tanques cilíndricos verticales, con tuberías de fondo para carga y descarga, las cuales deberán encontrarse en posiciones diametralmente opuestas.

Los tanques tendrán bocas de ventilación para evitar que trabajen a presión y contarán con los aparatos de medida y seguridad necesarios, para garantizar su correcto funcionamiento. La temperatura de almacenamiento debe encontrarse entre 10 y 60°C.

301. E.03 Agua

El agua deberá ser limpia y estará libre de materia álcalis y otras sustancias deletéreas.

Su pH, medido según norma NTP 339.073, deberá estar comprendido entre 5,5 y 8,0

El contenido de sulfatos no podrá ser superior a 3.000 ppm determinado según la norma NTP 339.072

301. E.05 Material mineral

• Puede adicionarse cal hidratada ó cemento en proporciones de 1% a 2%, según lo especifique el diseño.

301. E.06 Mezcla

La mezcla se debe diseñar mediante el procedimiento Illinois del Instituto del Asfalto basado en la norma MTC E 504. Este procedimiento se debe realizar cada vez que se cambie de material.

Granulometría del suelo.

Porcentaje (%) de agua, respecto al peso del suelo seco.

Tipo y contenido óptimo de emulsión (%).

Contenido óptimo de residuo asfáltico (%).

Recubrimiento de la mezcla (%).

Humedad óptima para compactación (%).

Estabilidad Marshall (kg).

La dosificación de la mezcla se basará en los siguientes criterios:

La cantidad de agua será determinada en laboratorio con contenido de emulsión. Para obtener el contenido óptimo de emulsión asfáltica, la mezcla debe tener una estabilidad Marshall mínima de 230 kg con una pérdida de estabilidad después de saturado máximo 50%. El porcentaje de recubrimiento y trabajabilidad de la mezcla deberá encontrarse entre 50 y 100%.

Equipo

301. E.07

Con la finalidad de producir la mezcla en el lugar, se puede emplear una planta central de mezclas frías.

Se puede usar mezcladoras rotatorias gradadas con dientes, púas u hojas cortantes.

Puede usarse equipos modernos diseñados para reciclar pavimentos.

Requerimientos de Construcción

301. E.08 Explotación y elaboración de materiales. Los procedimientos y equipos de explotación, clasificación, trituración,

lavado y el sistema de almacenamiento, deberán garantizar el suministro de un producto de características uniformes.

Los suelos orgánicos existentes en la capa superior de las canteras deberán ser conservados para la posterior recuperación de las excavaciones y de la vegetación nativa.

La explotación de los materiales de río debe localizarse aguas abajo de los puentes y de captaciones para acueductos, considerando todos los detalles descritos en el Plan de Manejo Ambiental.

Se deberán establecer controles para la protección de los taludes; así mismo se deberá humedecer el área de operación o patio de carga,

301. E.09 Diseño de la mezclaPara el Diseño se empleará el procedimiento de Illinois del Instituto del Asfalto basado en la norma ASTM D-1559 o AASHTO T-245.

Debe especificar la siguiente información

o Contenido óptimo de emulsión (%).

o Contenido óptimo de residuo asfáltico (%).

o Recubrimiento de la mezcla (%).

o Humedad óptima para compactación (%).

o Estabilidad Marshall modificado (kg).

• 301. E.10 Preparación de la superficie existente

En relación con la preparación de la superficie existente, se aplicarán los procedimientos descritos en la Subsección 301.A.08.

• 301. E.11 Transporte de agregados

Cuando la estabilización incluya agregados de aporte, ellos se transportarán a la vía o a la planta de mezcla protegidos con lonas u otros protectores adecuados, asegurados a la carrocería, de manera de impedir que parta del material caigan sobre las vías por donde transitan los vehículos.

• 301. E.12 Disgregación del suelo

se disgregará con la máquina adecuada en el ancho y espesor suficientes de tal forma no contengan grumos y que permitan obtener la sección compactada indicadaLa longitud de calzada disgregada no deberá exceder de la que pueda tratarse y compactarse de acuerdo con esta especificación en 2 días de trabajoUna vez disgregado el suelo, éste deberá conformarse a la sección transversal de la calzada, con el empleo de motoniveladora.

• 301. E.13 Aplicación de la emulsión asfáltica La emulsión se aplicará sobre el suelo en la proporción prevista en el diseño aprobado por el Supervisor. La aplicación deberá efectuarse por medio de un tanque cisterna autopropulsado. Durante estas obras se tomará en cuenta que la emulsión esparcida no pase del área de trabajo.

• 301. E.14 Mezcla

se efectuará la mezcla en todo el espesor indicado en los planos u ordenado por el Supervisor, empleando para ello el equipo aprobado. El número de pasadas del equipo, será el necesario para obtener una mezcla homogénea.

Durante esta actividad se tendrá cuidado para evitar los derrames de material que pudieran contaminar fuentes de agua, suelos y flora cercana al lugar.

• 301. E.15 Aireación

Antes de la compactación, se llevará a cabo la aireación de la mezcla para llegar a la humedad óptima determinada en laboratorio; el tiempo de duración estará sujeto al clima de la zona y será aprobada por la Supervisión.

• 301. E.16 Compactación La compactación de la mezcla se

realizará con el equipo propuesto por el Contratista y aprobado por el Supervisor durante la ejecución del tramo de prueba.

Los trabajos de compactación deberán terminarse en el lapso que fije el Tramo de Prueba, contado desde el inicio de la mezcla

• 301. E.17 Juntas de trabajo

Al respecto, resulta aplicable lo indicado en la Subsección 301.A.14.

301. E.18 Apertura al tránsito La base compactada se protegerá contra la acción del tránsito automotor durante el período establecido por el fabricante de la emulsión utilizada, el cual debe estar especificado en el diseño aprobado.

• 301. E.19 Conservación

• Al respecto, se aplica lo descrito en la Subsección 301.A.18

301. E.20 Limitaciones en la ejecución En la ejecución de los trabajos, se observarán todas las precauciones en relación con las condiciones meteorológicas que recomiende el fabricante del producto estabilizante, que garanticen la obtención de una base durable y que cumpla las exigencias de esta especificación.

301. E.21 Aceptación de los Trabajos

a) Controles

Se deberá tener especial cuidado en el control del contenido óptimo de emulsión, trabajabilidad y recubrimiento de la mezcla y rotura de la emulsión.El control de la estabilidad se efectuará medianía el procedimiento de Illinois del Instituto del Asfalto basado en la norma ASTM D-1559 ó AASHTO T-245.

b) Calidad de los materiales

1. Calidad de la emulsión

• La certificación expedida por el fabricante de la emulsión, debe indicar entre otros la fecha de elaboración y despacho, el tipo y velocidad de rotura.

• la Supervisión tomará muestras representativas del lote, las que se analizarán de acuerdo ensayos indicados en la Tabla 301.E-02.

el Supervisor podrá ordenar la ejecución de los ensayos señalados, cuando:

El estabilizador haya permanecido almacenado por un periodo superior al señalado en estas especificaciones ó en la hoja técnica del fabricante.

Las condiciones atmosféricas son desfavorables (muy húmedos, congelación) y perjudiciales para la emulsión almacenada.

1. Calidad de los suelos

De cada procedencia de los suelos y agregados de aporte empleados en la estabilización y para cualquier volumen previsto, se tomarán cuatro muestras y de cada fracción de ellas se determinarán:

La plasticidad de la fracción fina. Contenido de sulfatos.

Durante la etapa de producción, el Supervisor examinará las descargas a los acopios y ordenará el retiro de los suelos y agregados que, presenten restos de tierra vegetal, materia orgánica o tamaños superiores al máximo especificado.

3. Calidad del agua El Supervisor siempre que lo considere necesario verificará el pH y el contenido de sulfatos del agua empleada.

c. Calidad de la mezcla La calidad de la mezcla se verificará mediante el procedimiento de AASHTO T-245, para tal efecto tomará como mínimo 2 muestras por día, de las cuales moldearán testigos (mínimo 2 por muestra) para verificar en el laboratorio el cumplimiento de su densidad, granulometría, estabilidad Marshall y el contenido de asfalto, respecto del diseño Marshall.

301. E.21 Aceptación de los Trabajos

d. Calidad del trabajo terminado Se aplica lo indicado en la Subsección 301.A.20(d). La evaluación de los trabajos de suelo estabilizado con emulsión asfáltica se efectuará de acuerdo a lo indicado en las Subsección 04.11 y el cálculo estadístico según la Subsección 04.06 que conduce a determinar la aceptabilidad o el rechazo del trabajo.

e. Compactación Para el control de compactación de la capa estabilizada, alternativamente pueden extraerse testigos con equipo diamantino, uno cada 250 m2 al cual se medirá su Densidad (MTC E 506). De 6 testigos, la densidad media del tramo (Dm) deberá ser cuando menos, el 95% de la media (De) obtenida de los controles de mezcla del sector en evaluación. Dm > 0,95 De Además, la densidad de cada testigo individual (Di) deberá ser mayor ó igual al 94% de la densidad media De. Di > 0,94 De

f. Rugosidad Medida en unidades IRI, la rugosidad no podrá ser superior a 6 m/km, salvo que la especificación particular establezca un límite diferente, cuando se estabiliza a nivel de superficie de rodadura.

Medición

301.E.22

La unidad de medida será en metro cúbico (m3), de material o mezcla suministrada, colocada y compactada en el espesor previsto, que cuentan con la aprobación del Supervisor. El volumen se determinara por el sistema de áreas extremas, utilizando la sección transversal y la longitud real, medida a lo largo del eje del Proyecto. No se medirán cantidades en exceso de las especificadas.

301.E.23 Pago

El pago se hará por metro cúbico (m3) al respectivo precio unitario del contrato, por toda obra ejecutada de acuerdo esta especificación y cuente con la aprobación del Supervisor.