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MEZCLA ASFALTICA EN ZONAS ALTAS CATEDRA: TECNOLOGIA DEL ASFALTO.CATEDRATICO: Ing. CASTRO BALBIN, EdwardINTEGRANTES:AGUILAR GALVAN, JESUSCASACHAGUA RIVERA, Orlando CABALLERO CORDERO, CinthyaHUAMAN MEDINA, JuniorQUISPE QUISCA, Rudy

TEMA

Considerando las redes viales de Per, existen ms de 4,000 km de carreteras ubicadas por encima de los 3,500 metros sobre el nivel del mar, que requieren una inversin de unos 3,000 millones de dlares, para ser asfaltadas o rehabilitadas. Los pavimentos de estas carreteras, comprendidos en la categora de pavimentos en zonas de altura, son afectados por una serie de factores climatolgicos, como temperaturas bajas, gradiente trmico, radiacin solar intensa, y, por los efectos de flujos de agua superficial y subterrnea, que determinan su deterioro prematuro y acelerado. Adems, en dichas altitudes, existen problemas de escasez de materiales, a lo que converge la limitacin de los pases para contar con productos asflticos de calidad garantizada. Para dar solucin al problema de disear y construir los pavimentos, de manera tal que pueda mantenerse estndares de performance adecuados, y, sobre todo, cumplirse con los perodos de diseo establecidos, se han elaborado mtodos y criterios basados en la experiencia propia, muchos de los cuales han tenido un proceso evolutivo y otros, an, se encuentran en fase de experimentacin. Algunas de las soluciones rompen los cnones de la tecnologa convencional. La magnitud de la inversin requerida para la construccin de los proyectos, compromete el esfuerzo de los ingenieros viales, para la bsqueda de cada vez mejores soluciones.INTRODUCCION

RESUMENLos pavimentos flexibles ubicados a zonas de helada, se tienen en consideracin los datos climatolgicos recopilados para diferentes alturas y a diferentes estaciones del ao, para poder disear y estructurar un pavimento flexible capaz de mejorar su vida til.Los objetivos que se persiguen con este estudio es disear y construir pavimentos flexibles que puedan resistir las condiciones adversas a las que estarn expuestos, propias de las zonas de altura.

Conocer el comportamiento de la mezcla asfltica en zonas altas.

Conocer la mezcla asfltica en zonas altas.Conocer la Descripcin y Obtencin de la mezcla asfltica en zonas altas.Conocer las fallas de la mezcla asfltica en zonas altasConocer La aplicacin de la de la mezcla asfltica en zonas altas en el Per.OBJETIVO GENERALOBJETIVO ESPECIFICO

JUSTIFICACINEs importante conocer la composicin de la mezcla asfltica en zonas altas para no tener problemas en las ejecuciones de proyectos viales.

CONTENIDO CARACTERISTICAS DE LAS ZONAS DE ALTURA Las zonas de altura estn sujetas durante el ao a dos estaciones marcadamente definidas, la estacin lluviosa o verano, entre los meses de noviembre y abril, y la estacin fra o invierno, entre los meses de junio y septiembre. Durante la estacin invernal o de heladas, ocurren temperaturas mnimas absolutas de hasta -20C por las madrugadas, mientras que durante el da la temperatura ambiente media se eleva hasta los 20 o 25C. La radiacin solar en las zonas de altura tiene una intensidad 4 a 5 veces mayor que la correspondiente a una zona de litoral.En las zonas de altura los cauces de los ros no tienen la suficiente cantidad de material de arrastre requerido para la construccin de los pavimentos. Los agregados con que se cuenta para la fabricacin de las mezclas asflticas son de bajo peso especfico y alta absorcin de agua. Estas y otras condiciones que se presentan en la altura, complican el tema de los diseos, afectan el normal desarrollo de los procesos constructivos y atentan contra la durabilidad y el comportamiento en servicio de los pavimentos..

Las zonas de altura (Huancayo - Junn) estn sujetas durante el ao a dos estaciones marcadamente definidas, la estacin lluviosa o verano y la estacin fra o invierno. La estacin de lluvias suele presentarse entre los meses de Noviembre y Abril, llegando a acumularse una precipitacin media mensual entre 400 y 600 mm, en los meses de mayor incidencia. La precipitacin media anual caracterstica suele estar entre 500 y 1500 mm. CARACTERISTICAS DE LAS ZONAS DE ALTURA

PROBLEMAS QUE AFECTAN A LOS PAVIMENTOS EN ZONAS DE ALTURA

A diferencia de los fenmenos de congelamiento prolongado que se producen en el hemisferio norte, y que generan el fisuramiento de las capas asflticas debido a que estas alcanzan la tensin de ruptura a muy bajas temperaturas, en las zonas de altura los perodos de congelamiento son muy cortos, por lo que no se produce un enfriamiento excesivo del pavimento, sino mas bien ciclos de calentamiento enfriamiento en lapsos relativamente muy cortos, generndose un gradiente trmico. Este fenmeno produce cambios volumtricos en el interior de la masa asfltica, los que a su vez originan esfuerzos de traccin y compresin repetitivos, que provocan finalmente su falla por fatiga. La radiacin solar severa que se produce en las zonas de altura, promueve la evaporacin de las fracciones blandas del asfalto y crea un ambiente propicio para la oxidacin del ligante y el envejecimiento de las estructuras asflticas, lo que se manifiesta en la prdida superficial del material fino de la mezcla (peladuras) y el incremento la permeabilidad de la capa. Con el paso tiempo la capa se torna rgida y se fractura por efecto de las cargas de trfico..

EFECTOS DE LA CONGELACIN EN PAVIMENTOS

FACTORES DE CONGELAMIENTO

PROBLEMAS EN ZONAS DE HELADA

La radiacin solar severa junto a la helada, combinacin que se produce en las zonas de altura, promueve la evaporacin de las fracciones blandas del asfalto y crea un ambiente propicio para la oxidacin y envejecimiento de las estructuras asflticas. La radiacin solar provoca, la decoloracin inmediata de la superficie asfltica, la prdida del material fino de la mezcla (peladuras) y el incremento la permeabilidad de la capa.

PROBLEMAS QUE AFECTAN A LOS PAVIMENTOS EN ZONAS DE HELADALas temperaturas bajas dadas en Huancayo - Lima, afectan las propiedades reolgicasEl gradiente trmico, es un fenmeno tpico que se produce en las zonas de helada, del cual no se ocupa la tecnologa convencional incluida el programa SHRP y SUPERPAVE. El gradiente trmico genera diariamente cambios volumtricos en el interior de la capa asfltica, los que a su vez producen esfuerzos cclicos de traccin y compresin, que provocan finalmente su falla por fatiga.

PROBLEMAS QUE AFECTAN A LOS PAVIMENTOS EN ZONAS DE HELADA

CARPETAS ASFALTICAS EN ZONAS DE HELADA

La construccin del tramo carretero San Mateo-Morococha, sector de la Carretera Central que atraviesa la Cordillera de Los Andes a una altitud de 4,818 m. Este diseo fue desarrollado en el marco del proyecto de Cooperacin Tcnica Per-Finlandia, en el ao 1991.

El proyecto se construy entre los aos 1992 y 1993. A fines de 1994, el pavimento ya reportaba fisuramiento trmico en la capa asfltica superficial, sin embargo, se observ que las capas asflticas subyacentes actuaban como elementos impermeabilizantes de las capas inferiores, facilitando el mantenimiento de la va al no producirse deformaciones.

USO DE ASFALTOS MODIFICADOS

Considerando la tecnologa actual respecto a la calificacin del bitumen en funcin a su performance y la calidad de los materiales asflticos disponibles para la construccin de los pavimentos. La solucin al problema de los fisuramientos trmicos de las estructuras asflticas, trabajando en climas fros y zonas de altura, se encuentra en utilizar un ligante asfltico modificado que permita obtener una mezcla capaz de mantenerse flexible y elstica a la temperatura ms baja prevista para su vida en servicio, y con una mejor resistencia a la fatiga y al envejecimiento.

ASFALTOS MODIFICADOSPara la elaboracin de los diseos, se ha tomado en consideracin el efecto beneficioso que se obtiene, al emplear un asfalto modificado, en la resistencia a la fatiga de la mezcla. La cual como se requiere una mezcla capas de manterse flexible y elstica a bajas teperatura se elige como mejor opcin el polmero tipo SBS, en cual cumple con los requisitos establecidos.Esta conclusin es sumamente importante, ya que significa que, el empleo de un polmero, adems de incidir en la durabilidad de la obra, permite la obtencin de una solucin econmica bastante ms ventajosa.

La solucin de pavimento flexible utilizando asfalto modificado, fue propuesta para el diseo del tramo Sicuani-Santa Rosa, ubicado en la carretera Puno-Cusco, en la zona sur del Per, en donde el cruce de la cordillera de los Andes se encuentra a una altitud de 4,500 m.

DISEO DE MEZCLAS ASFALTICAS MEZCLAS ASFALTICAS CON POLMEROSPOLMERO TIPO I:

Es un modificador de asfaltos que mejora el comportamiento de mezclas asflticas tanto a altas como a bajas temperaturas. Es fabricado con base en bloques de estireno, en polmeros elastomricosradiales de tipo biblo que o triblo que, mediante configuraciones como Estireno-Butadieno-Estireno (SBS) o Estireno-Butadieno (SB), entre otras. Se utiliza en mezclas asflticas para carpetas delgadas y carpetas estructurales de pavimentos con elevados ndices de trnsito y de vehculos pesados, en climasfros y clidos, as como para elaborar emulsiones que se utilicen en tratamientos superficiales.

POLMERO TIPO II:

Es un modificador de asfaltos que mejora el comportamiento de mezclas asflticas a bajas temperaturas. Es fabricado conbase en polmeros elastomricos lineales, mediante una configuracin decaucho de Estireno, Butadieno-Ltex o Neopreno-Ltex. Se utiliza en todo tipode mezclas asflticas para pavimentos en los que se requiera mejorar sucomportamiento de servicio, en climas fros y templados, as como paraelaborar emulsiones que se utilicen en tratamientos superficiales.POLMERO TIPO III:Es un modificador de asfaltos que mejora la resistencia las roderas de las mezclas asflticas, disminuye la susceptibilidad del cemento asfltico a la temperatura y mejora su comportamiento a altas temperaturas. Es fabricado con base en un polmero de tipo elastmero mediante configuraciones como Etil-Vinil-Acetato (EVA) o polietilenote alta o baja densidad, entre otras. Se utiliza en climas calientes, en mezclas asflticas para carpetas estructurales de pavimentos con elevados ndices de trnsito, as como para elaborar emulsiones que se utilicen en tratamientos superficiales.RECOMENDACIONES PARA MEZCLAS ASFLTICAS EN CLIMAS FROS CON ALTITUD MAYOR DE 3 000 M.S.N.M. Y CAMBIOS MUY MARCADOS ENTRE LAS MXIMAS Y MNIMAS TEMPERATURAS

Para casos de pavimentos bituminosos ubicados en zonas con altitud mayor de 3 000 m.s.n.m. en que generalmente existen climas severos con alta pluviosidad y gradientes trmicas diarias altas, situacin climtica muy frecuente en el pas, es preciso tener en cuenta las siguientes recomendaciones:Se deber proporcionar una mezcla rica en cemento asfltico, de ser posible superior a 6%, sin embargo, ello depender de las condiciones propias de obra.El diseo de la mezcla deber ser claramente indicado en el proyecto.Se recomienda el uso de cal hidratada, como material aglomerante, espesante de mezcla y mejorador de adhesividad.En caso de requerirse aditivos mejoradores de adhesividad del par agregado-bitumen ser indicado en el Proyecto.Estas recomendaciones prevalecern sobre los usos, costumbre y criterios empleados rutinariamente para el proporcionamiento y diseo de mezclas asflticas en caliente.LIMITACIONES CLIMTICAS

Las mezclas asflticas calientes se colocarn nicamente cuando la base a tratar se encuentre seca, la temperatura atmosfrica a la sombra sea superior a 10C en ascenso y el tiempo no est neblinoso ni lluvioso; adems la base preparada debe estar en condiciones satisfactorias.Preparacin de la superficie existenteLa mezcla no se extender hasta que se compruebe que la superficie sobre la cual se va a colocar tenga la densidad apropiada y las cotas indicadas en los planos o definidas por el Supervisor. Todas las irregularidades que excedan de las tolerancias establecidas en la especificacin respectiva, debern ser corregidas de acuerdo con lo establecido en ella.

CONCLUSIONESEs importante Conocer la mezcla asfaltica en zonas altasLas temperaturas bajas afectan las propiedades reolgicas del asfalto y en consecuencia las propiedades fsicas de las mezclas, originando el fisuramiento de las capas asflticas, por contraccin trmica y/o por el incremento de la rigidez con la accin combinada del trfico pesadoEl diseo de mezclas asflticas con material geotextil busca impermeabilizar las capas granulares y suelo de sub-rasante, mediante el uso de una membrana asfltica (geotextil impregnado de asfalto).El empleo de un polmero, adems de incidir en la durabilidad de la obra, permite la obtencin de una solucin econmica bastante ms ventajosa.Los polmeros tipo SBS se comportan como termoestables o termoplsticos, lo cual pueden trabajar a temperaturas bajas y a cambios de gradiente trmico.Conocer la Descripcin y Obtencin de los materiales para de la mezcla asfalto en zonas altas. La aplicacin de la mezcla asfltica en zonas altas es impermeabilizante, adhesivo, pavimentos y otros.Conocer la composicin de la mezcla asfalto en zonas altas. Conocer los productos de la mezcla asfltica que se produce en el Per y su importancia de clasificacin.RECOMENDACIONES

Analizar la mezcla asfltica en zonas de altura ya hoy se cuenta con variedad de tecnologas del asfalto.Adquirir los productos de la mezcla asfltica en zonas de altura de plantas productoras por ser ms econmicas y con pruebas de calidad.Producidos los fisuramientos en la capa de rodadura, con el material geotextil, el agua no penetra y la capacidad estructural del pavimento se mantiene inalterable.Se debe evitar los fisuramiento por efecto trmico a bajas temperaturas y por fatiga, ya sean en forma transversal o longitudinal.Para un mejor comportamiento utilizar un ligante asfltico modificado que permita obtener una mezcla capaz de mantenerse flexible y elstica a la temperatura ms baja prevista para su vida en servicio, y con una mejor resistencia a la fatiga y al envejecimiento.Tener en cuenta los componentes de la mezcla asfltica en zonas de altura porque sin considerar esos aspectos bsicos se podran cometer errores del uso o poner en peligro al usuario.Dar el uso correcto a Los productos ofertados en el mercado.Consumir los productos peruanos con la debida especificacin tcnica y seguridad necesaria.Tener la consideracin con los ensayo ya que son pruebas de calidad.

25GRACIASUPLAING. CIVIL

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