Informe de Practicas Pre Profesionales

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA C.P. INGENIERIA CIVIL

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1.- PRESENTACION

SEÑORES MIEMBROS DE LA COMISION CALIFICADORA DEL INFORME DE

PRÁCTICAS PRE-PROFESIONALES:

De conformidad con el reglamento de prácticas Pre-profesionales de la Carrera

Profesional de Ingeniería Civil, tengo a bien poner a consideración de vuestro elevado

criterio el presente INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES REALIZADAS

EN LA EMPRESA CONCAR – SURVIAL EL TEMA ES “SLURRY SEAL EN CLIMAS

FRIOS ADICIONANDO CEMENTO PORTLAND TIPO I PARA OBTENER LA RUPTURA

RAPIDA DE LA EMULSION ASFALTICA”.

Sabemos que las prácticas pre-profesionales son un factor importante en la formación

profesional de los alumnos de la C. P. de Ingeniería Civil, donde se ponen en práctica los

conocimientos teóricos, las habilidades y destrezas adquiridas en la Universidad, para la

solución de problemas reales, es a través de estas experiencias que los estudiantes

podrán conocer parte del mundo laboral en el que se integrarán al finalizar sus estudios,

así mismo las practicas contribuirán en gran medida a la formación profesional y personal.

Por lo expresado anteriormente tengo el agrado de presentar el informe final de prácticas

pre-profesionales en el que detallo unas de las actividades mas relevantes dentro del

mantenimiento rutinario de vías como es el tratamiento superficial de vías asfaltadas, para

sellar fisuras, para corregir ahuellamientos o para sellar peladuras este trabajo se realizó

en la carretera San Juan de Marcona – Urcos, en el tramo Puquio – Chalhuanca kms.

294+000 al 295+000 (Pesaje de Iscahuaca).

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2.- INTRODUCCION

El mantenimiento se define como el conjunto de acciones continuas y permanentes, encaminadas a preveer y asegurar el funcionamiento y eficiencia de un bien. Por su parte el mantenimiento de carreteras, tiene como principal objetivo preservar y conservar cada elemento que compone la estructura vial y dejarla en su condición original como fue construida o subsecuente mejorarla, para proporcionar así un medio de transporte seguro y satisfactorio.

La implementación de mezclas con emulsión asfáltica representan una buena alternativa como tratamientos superficiales en los pavimentos, ya que son hasta cierto punto más ecológicas que las mezclas asfálticas en caliente o tradicionales, debido a la ausencia de líquidos o solventes tóxicos o volátiles en su composición; otras de las virtudes de dichas mezclas, son los bajos costos que generan y la facilidad en el manejo y colocación en obras.

La presente investigación pretende impulsar otra alternativa al mantenimiento y rehabilitación de superficies asfálticas, implementando una técnica a base de emulsión asfáltica y definida como slurry seal, tomando como variante el desenvolvimiento de dicha mezcla con un porcentaje de cemento tipo IP para la rotura rápida en climas fríos.

Este estudio surge de la necesidad de establecer los comportamientos, propiedades y bondades que originan en las mezclas de slurry seal en climas fríos y de esta manera poder definir cuál de las mezclas presentan la mejor solución como tratamientos superficial.

Cabe resaltar que el presente trabajo se realizó bajo una investigación de tipo descriptiva y evaluativa basado en un diseño experimental, donde se ejecutaron una serie de pruebas en campo dando cada una de ellas respuestas o cumplimento a los objetivos planeados.

Finalmente, los resultados obtenidos en campo ayudaron a solucionar los diversos problemas que se encontraron debido a las bajas temperaturas en climas fríos.

2.1.- ANTECEDENTES

Las emulsiones asfálticas en los pavimentos se han venido implementando con mucha frecuencia en nuestro país donde se busca obtener una mayor economía y beneficio ambiental en la construcción vial. El slurry seal, mezcla compuesta principalmente por emulsión asfáltica, es una de las opciones para el mantenimiento y rehabilitación de pavimentos, la cual ha tenido un gran desarrollo en nuestro país.

El slurry seal es un tratamiento superficial de calidad superior, realizado por medio de una capa delgada que permite el restablecimiento del buen estado del pavimento, otorgando así una superficie fácil de transitar, alargando el servicio de una carpeta asfáltica o de concreto hidráulico.

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Estas mezclas tienen su origen en 1958 en los Estados Unidos, pero fue hasta 1964 cuando salió al mercado una maquina especial para su aplicación. La empresa Young Slurry Seal, introdujo la maquina Young 504 con una capacidad de 3.5 m3 de carga de material pétreo.

2.2.- FORMULACION DEL PROBLEMA

Una de las líneas importantes de esta investigación en la aceleración de la rotura de la emulsión asfáltica en climas fríos y lluviosos es diseñar un aditivo que acelere la rotura añadiéndole cemento portland tipo I, en algunos casos si llegara la temperatura a bajar esta congelaría al agua sin llegar a romper moléculas de la emulsión asfáltica desechándose esta ya que no sería útil en el trabajo deseado o en algunos casos disgregándose, si el factor fuera la lluvia este separaría la emulsión asfáltica de los agregados mediante el lavado. Por lo cual es necesario adicionar cemento tipo IP para acelerar la rotura y darle un mejor acabado a los trabajos de Slurry Seal.

Los trabajos que se realizaron sin la adición de cemento portland tipo I muchas de ellas no llegaron a romper normalmente o no llegaron a la rotura, lo cual con el paso de los vehículos se fueron desmoronado lo cual nos lleva a realizar el mismo trabajo en un tiempo corto no deseado produciéndonos perdidas de recursos.

2.3.- HIPOTESIS

En la investigación se planteó como hipótesis que se puede adicionar cemento portland tipo I para obtener una ruptura rápida en climas fríos de una emulsión asfáltica en Slurry Seal, además de obtener mejor trabajabilidad de la emulsión asfáltica así como un mejor acabado.

2.4.- OBJETIVOS

El objetivo principal es el aceleramiento de la rotura de emulsión asfáltica en Slurry Seal en climas fríos.

3.- MATERIALES Y METODOS

3.2 METODOS

3.2.1 MARCO TEORICO.

PAVIMENTOS.

Galván Mari Carmen (1984), en su guía técnica define al pavimento como “toda estructura de la vía formada por una o más capas de material seleccionado y colocado sobre el terreno de fundación o sobre la sub rasante natural”.

Generalmente existen dos tipos clásicos de estructura de pavimento: el rígido y el flexible, siendo la principal diferencia entre las dos, la forma en que reparten la carga. Desde una perspectiva de diseño los pavimentos rígidos poseen en gran módulo de elasticidad,

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distribuyendo así las cargas sobre un área mayor. La principal consideración de diseño, es la resistencia estructural del hormigón donde pequeñas variaciones de la sub rasante tiene poca influencia sobre la capacidad estructural del pavimento. Los pavimentos flexibles consisten en una serie de capas y su distribución de cargas viene determinada por las características de cada una de ellas.

MEZCLAS ASFALTICAS EN CALIENTE.

Las mezclas asfálticas en caliente, se definen como una mezcla de agregados pétreos bien gradados, calentados a temperaturas relativamente altas con cemento asfaltico en caliente actúa como ligante. Los materiales, tanto el pétreo como el ligante son procesados en plantas especiales, transportados luego al sitio de trabajo y colocados por medio de máquinas diseñadas para tal fin, su compactación se realiza aun estando en caliente a temperatura aproximada de 140 °C.

El objetivo principal en un diseño de mezclas asfálticas en caliente es el de seleccionar y combinar los agregados, de tal forma, de obtener una mezcla económica que tenga las propiedades y cualidades siguientes;

a) La mezcla deberá encajar dentro de los límites de las especificaciones y deberá tener suficiente asfalto para cubrir los agregados, impermeabilizados y ligarlos entre si, asegurando de esta manera la durabilidad del pavimento.

b) Estabilidad adecuada para satisfacer los requisitos de carga y volumen de transito sin que haya deformaciones o desplazamientos del pavimento.

c) La mezcla compactada debe tener vacíos suficientes para garantizar un espacio que evite la exudación de asfalto por compactación adicional que ocurre bajo el tráfico.

d) Suficientemente fluida, que permita una fácil trabajabilidad en la colocación y compactación.

MEZCLAS ASFALTICAS EN FRIO.

Para la construcción de pavimento con mezclas asfálticas en frio, se cuenta con tres opciones para conseguir licuar el asfalto ( que la temperatura ambiente es sólido) y poder mezclarlo con el material pétreo, para así lograr su cubrimiento y posteriormente extenderlo y compactarlo en la vía. Estas opciones son:

Diluir es asfalto con kerosene o nafta para que sea liquida a temperatura ambiente.

Calentar el asfalto para licuarlo. Emulsificar el asfalto a fin de lograr a temperatura ambiente un líquido que además

mejora la propiedad de adherencia.

La tercera opción nombrada anteriormente es la más versátil, puesto que se puede utilizar para mezclar el asfalto emulsificado con todos los otros agregados pétreos de las otras

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dos opciones y demás con agregados naturales que se pueden encontrar cercanos a las obras a ejecutarse.

Se consideran las emulsiones asfálticas catiónicas, por ser las que de acuerdo a sus propiedades son las que han dado mayor resultado en el uso vial. En Perú las mezclas asfálticas elaboradas con estas emulsiones se pueden dividir de acuerdo a su uso en cuatro grandes rubros que son:

Tratamientos superficiales. Mezclas finas con espesor de 1 a 5 cm compactados. Concretos asfalticos en frio con espesores de 5 a 10cm. Bases asfálticas con espesores de 7cm en adelante.

a) MANTENIMIENTO Y REHABILITACION DE VIAS.

El Instituto del Asfalto (1983), expresa que el mantenimiento de vías es el trabajo ejecutado para conservar un obra vial, que se encuentra bajo las condiciones normales de trafico junto con la acción y fuerza de la naturaleza, mejorando las características incorporadas durante su construcción inicial. La rehabilitación por su parte es el conjunto de acciones eventuales, destinadas a restituir de forma original las condiciones normales de operación, servicio o funcionamiento posterior a la ocurrencia de fallas.

Mantenimiento Preventivo: Es el que se aplica en forma planificada y programada, a fin de preveer y corregir a tiempo las fallas que pudieran causar daños mayores.

Mantenimiento Correctivo: Es el que se realiza después que ocurre la falla. Es aplicable a vías o partes de ellas en los cuales las fallas no tenga consecuencias mayores y no ofrezca riesgo a la seguridad de sus usuarios.

Mantenimiento Predictivo: Es el que se aplica como consecuencia del pronóstico, resultado del estudio que se realiza utilizando instrumentos y técnicas modernas, que midan las variaciones del comportamiento o estado del pavimento.

b) TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

El Instituto del Asfalto Asphalt Emulsion Mnufacturers Associaton (A.E.M.A.), en su publicación “Manual Básico de Emulsiones Asfálticas”, señala el tratamiento asfaltico de superficie, como un término amplio que engloba varios tipos de aplicaciones con asfalto y asfalto – agregado, usualmente de menos de 25mm de espesor y aplicado a cualquier tipo de superficie de pavimento. La superficie asfálticas donde se pueden aplicar los tratamientos son de base granular imprimada, un asfalto existente o un pavimento de concreto de cemento portland. Los tratamiento superficiales aplicados a un pavimento existente, son a menudos llamados riegos de sellados (Seal Coats).

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Un tratamiento superficial simple (Chip Seal), implica el riego con emulsión asfáltica y el inmediato extendido y rodillado de una fina capa de agregado. Cuando se tiene tratamientos superficiales múltiples, el proceso se repite para una segunda e inclusive una tercera vez con el tamaño del agregado decreciendo en cada aplicación.

El sellado doble (sandwinch Seal), es una técnica relativamente nueva, en la cual se coloca primeramente un agregado de gran tamaño, luego se riega con la emulsión asfáltica (normalmente modificada con polímeros) e inmediatamente se aplica un agregado de menor tamaño que cierra el sellado.

Un “Cape Seal” es un tratamiento superficial simple, seguido de una lechada asfáltica (Slurry Seal) o de un Micro – Aglomerado (Micro – Surfacing), para sí llenar los vacíos dejados entre los agregados de gran tamaño.

Una lechada asfáltica (Slurry Seal), es una mezcla de agregados de granulometría cerrada, emulsión asfáltica, fillers, aditivos y agua. La lechada asfáltica es aplicada como un tratamiento de superficie de poco espesor, con una maquina especialmente diseñada. El Micro – Aglomerado es muy parecido a la lechada asfáltica, pero con la incorporación de polímeros y el empleo de técnicas especializadas de diseño, ofrece mayor durabilidad y puede ser colocada en capas de mayor espesor.

Adecuadamente construidos, los tratamientos superficiales son económicos, fáciles de colocar y de una larga duración; todos ellos sellan y agregan años de servicios a las superficies de los pavimentos; pero cada uno de ellos tiene uno o más propósitos especiales. Un tratamiento superficial no es en sí mismo un pavimento, es principalmente una técnica de mantenimiento económicamente efectiva para prolongar la vida y durabilidad del pavimento; resisten a la abrasión del tráfico y provee impermeabilización para la estructura inferior. Estos tratamientos agregan poca resistencia estructural inferior. Estos tratamientos agregan poca resistencia estructural y, por lo tanto, normalmente no se le toma en cuente al determinar la capacidad portante de un pavimento.

Cuando estos tratamientos son empleados correctamente pueden proveer una excelente superficie resistente al deslizamiento, no es una solución para todos los problemas que pudiera presentar el pavimento. Para obtener los mejores resultados, es esencial una clara compresión de las ventajas y limitaciones de los tratamientos de superficies con emulsiones asfálticas y deberán tomarse en consideración la intensidad del tráfico, las condiciones climáticas y los materiales disponibles a la hora de diseñar algunos de estos tratamientos. A continuación se presenta la siguiente tabla n°01, indicando diversos tipos de tratamientos, con descripción y sus usos más elementales.

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Tabla n° 01

Tratamientos de Superficie y Riegos de Sellado con Emulsiones Asfálticas

Tipo de Construcción

Descripción y UsosEmulsiones Asfáltica Típica

Sugerencias Constructivas

Tratamiento Superficial Simple (Chip Seal)

De los métodos de mantenimiento de bajo costo, el más importante. Provee una superficie para todo tipo de clima. Renueva pavimentos intemperizados, mejora la resistencia al deslizamiento, la demarcación de carriles y sella pavimentos.

CRS-2(CRR-2),RS-2(RR-2)

Aplicación de riego. Muchos tipos de textura disponible. Claves para el éxito: coordinar la construcción. Utilizar agregados limpios y duros, calibrar adecuadamente el equipo de riego.

Tratamiento Superficial Doble

Dos aplicaciones de ligante y de agregado. Para la segunda aplicación de agregado se emplea un tamaño menor que el correspondiente a la primera. Durable aporta algo de nivelación, disponible en varias texturas

CRS-2(CRR-2),RS-2(RR-2), HFRS-2 (RR-2 de alta flotación)

(Ver tratamiento superficial simple)

Tratamiento Superficial Triple

Tres aplicaciones de ligantes y tres de tamaños de agregado. Provee un pavimento flexible, de hasta 20 mm de espesor. Provee nivelación al tiempo que una superficie de sellado muy resistente al desgaste.

CRS-2(CRR-2),RS-2(RR-2), HFRS-2 (RR-2 de alta flotación)

Aplicación de riego en tres capas.

Cape Seal

Combina un tratamiento superficial simple con una lechada asfáltica. Provee, para reducir el hidroplaneo, la superficie áspera "rugosa" de un tratamiento de superficie, pero al mismo tiempo dispone de una resistencia matriz de arena para la durabilidad. Los datos de ensayo indican una mayor resistencia al daño producido por neumáticos con clavos que un tratamiento superficial simple. Los valores de fricción pueden ser mayores que los correspondientes a las mezclas asfálticas convencionales en calientes.

CQS-1H(CRR QS-1h), CSS-1h(CRL-1h), QS-1h(RR QS-1h), SS-1h(RL-1h), RS-2(RR-2), CRS-2(CRR-2)

Aplicar un tratamiento superficial simple. Luego del curado, barrer el material suelto y aplicar la lechada asfáltica. Para formar la matriz, hacer el enrase sobre la superficie del agregado. Evitar un exceso de lechada (que puede cubrir la deseada textura "nudosa" de los agregados).

Sellado Doble (Sándwich Seal)

Mejora la resistencia al deslizamiento, sella pavimento.

RS-2, CRS-2(CRR-2), HFRS-2(RR-2

Extender el agregado de mayor tamaño, distribuir la emulsión y luego cubrir

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de alta flot.)(usualmente con adiciones de polímeros)

con el agregado menor, para "trabajar" el agregado mayor.

Sellado con Arena (Sand Seal)

Restaura la uniformidad de la superficie. En la ciudad, facilita el barrido de las calles y mejora la visibilidad de la demarcación horizontal. Revitaliza pavimento seco, intemperizados; reduce el desprendimiento.

CRS-1h(CRR-1), CRS-2(CRR-2), RS-1(RR-2), MS-1(RM-1), HFMS-1 (RM-1 alta flot.), HFRS-2(RR-2 alta flot.)

Aplicación de riego, más una capa de arena. Compactar con rodillo neumático. Evitar exceso de ligante.

Lechada Asfáltica (Slurry Seal)

Empleada en el mantenimiento de aeropuertos y calles de ciudad, donde no es tolerable el agregado suelto. Sella, llena depresiones menores, provee una superficie fácil de barrer. La lechada liquida se aplica con una caja distribuidora provista de una enrasadora con tiras de goma.

CQS-1H(CRR QS-1h), CSS-1h(CRL-1h), QS-1h(RR QS-1h), SS-1h(RL-1h)

Ensayar la mezcla de emulsión y agregados para alcanzar la trabajabilidad, la velocidad de rotura y la la durabilidad deseada. Calibrar previamente al inicio del proyecto.

Micro-Aglomerado (Micro-Surfacing)

Recapado (resurfacing) de lata performace empleado en mantenimiento de carreteras, calles urbanas y aeropuertos donde se requiere una superficie durable y resistente a la fricción. Rápida corrección de la superficie del camino.

CSS-1h(CRL-1h)(modificada con polímeros)

Debería requerirse un diseño de mezcla. Calibrar el equipo previamente al inicio del proyecto. Para una correcta aplicación se necesita personal experimentado.

Riego de Sellado (Seal Coat)

Se aplica superficie asfáltica existente. Mejora la apariencia, en parte sella las fisuras y enriquece superficies intemperizadas.

SS-1(RL-1), SS-1h(RL-1h), CSS-1(CRL-1), CSS-1h(CRL-1h)

Aplicada con regadores o escobas de gomas, con la adición de arena angulosa. Dejar que cubra completamente antes de liberar al tráfico.

Riego Pulverizado (Fog Seal)

Unas ligera aplicación de riego de ligante aplicado a la superficie de un tratamiento superficial, una mezcla abierta o una superficie de mezcla en caliente, intemperizada. Funciona parcialmente como sellador de fisuras, reduce el desprendimiento (raveling) y enriquece superficies intemperizadas.

SS-1(RL-1), SS-1h(RL-1h), CSS-1(CRL-1), CSS-1h(CRL-1h)

Aplicada con regadores, con o sin cubierta de arena. Diluir al emulsión en agua con la finalidad de lograr la cobertura sin agregar ligante en exceso.

Nota 1: los agregados de emulsión QS(QS-1h, CQS-1h), han sido desarrollados para lechadas asfálticas. Si bien aún no están normalizados, su uso crece rápidamente, habida cuenta de su exclusiva propiedad de rápida rotura resuelve unos de los problemas asociados con el uso de las lechadas asfálticas.Nota 2: los grados de emulsión para micro - aglomerados han sido desarrollados para tráficos

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intensos y aplicaciones de rellena de huellas. Si bien aún no están normalizados su uso está muy extendido.Fuente: Instituto del Asfalto y Asphalt Emulsión Manufacturers Association (A.E.M.A.)

USOS DE LOS TRATAMIENTOS SUPERFICIALES.

Los tratamientos superficiales se usan principalmente para:

Proveer una superficie económica, para todo tipo de clima, para tráfico liviano a mediano. Cuando se empleen emulsiones modificadas con polímeros y agregados de alta calidad, los tratamientos superficiales pueden utilizarse en aplicaciones para mayores volúmenes de tráfico.

Brinda una barrera impermeable que frena el ingreso de humedades en los materiales subyacentes.

Suministra una superficie resistente al deslizamiento. Aquellos pavimentos que se han tornado resbaladizos debido a la exudación de asfalto (bleeding), desgaste y pulimiento de los agregados, pueden ser tratados con agregados resistentes y angulosos para devolver la resistencia al deslizamiento. Para este propósito, los sellados dobles (Sandwich Seal) son ideales.

Dar nueva vida a una superficie intemperizada. La servicialidad de un pavimento afectado por el intemperismo, por desprendimiento pueden ser restaurados mediante la aplicación de un tratamiento superficial simple o múltiple.

Proveer una capa temporaria para una nueva base. El tratamiento superficial es una cubierta apropiada para una nueva base a utilizarse o para una construcción planeada en etapas; el tratamiento superficial, particularmente un sellado doble, es una excelente superficie temporaria hasta que las capas finales de asfalto son colocadas.

Recuperar viejos pavimentos deteriorados por envejecimiento y figuración térmica o por excesivas tensiones. Si bien aporta poco o ninguna resistencia estructural, un tratamiento superficial puede preservar la capacidad estructural resistente al impermeabilizar y servir como una medida adecuada para detener el proceso de figuración, hasta que existe una nueva rehabilitación del pavimento.

c) DEFINICION DE SLURRY SEAL.

El instituto del asfalto Asphalt Emulsion Manufacturers Associaton (A.E.M.A.) 81992), en la publicación “Manual básico de emulsiones Asfálticas”, define el slurry Seal como “una mezcla de agregados de granulometría cerrada, emulsión asfáltica, aditivos y agua, donde dicha mezcla no aumenta la resistencia estructural de un pavimento. La lechada asfáltica es una técnica de mantenimiento muy efectiva para superficies de pavimentos viejos. La lechada llenara las fisuras superficiales, detendrá el desprendimiento y en general protegerá al pavimento, por tanto reducirá el deterioro por oxidación y agua y así prolongara globalmente la vida útil del pavimento”

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Según Gustavo Rivera (1998), en el libro Emulsiones Asfálticas, 4ta edición define, el Slurry Seal como “una capa de desgaste y de sello, por lo que no debe considerarse como parte estructural del pavimentos .los morteros están compuestos de gravilla, arena, finos (fillers) como cemento o cal, agua, emulsión y aditivos si se requiere. Estos materiales se mezclan en una forma homogénea, dándole al mortero propiedades tixotrópicas magnificas, con muy buena resistencia a la abrasión”.

Merino Gustavo, en el primer Congreso de Asociación latinoamericana de productores de emulsión asfáltica (0990, precisa el Slurry Seal como “una mezcla de emulsión asfáltica + áridos + finos bien gradados granulométricamente + fillers. Cuando estos componentes se mezclan en proporciones adecuadas, se obtiene una mezcla fluida, homogénea y cremosa. Luego de la evaporación del agua constituye un micro – aglomerado en frio, estanco y denso”.

Grafico n° 01. Slurry Seal

d) CARACTERISTICAS DEL SLURRY SEAL

Los aspectos más importantes de las mezcla de slurry seal, se presenta en las siguientes características:

Durabilidad: La elaboración de un buen diseño de mezcla y la utilización de agregados de alta calidad, contribuyen a aportar estabilidad a la capa de rodamiento y el menor desgaste posible de la misma, brindando así un mayor periodo de vida útil, estimándose en un mínimo de cinco años. Considerando que el proceso de colocación del slurry seal y la maquina a utilizar sean los adecuados para si garantizar el periodo útil de la superficie asfáltica.

Textura: El instituto del Asfalto y Asphalt Emulsion Manufacturers Association (A.E.M.A.)(1992), expresa que una correcta combinación de materiales, debería producir una lechada o slurry seal con una textura homogénea cremosa que fluirá suavemente como una onda por delante de la enrasadora, garantizando así, el poco escurrimiento en la mezcla. La superficie del slurry seal luego de la rotura, presenta una textura mediante áspera, la cual permanece activa por muchos años,

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haciendo lo ideal para carreteras resbaladizas o pistas aeropuertos, manteniendo una textura superficial con excelentes propiedades antiderrapantes.

Color: El slurry seal mediante el transcurso de su proceso físico químico de ruptura, va cambiando de color café oscuro a negro uniforme al cabo de pocos minutos y dependiendo del origen geológico del material pétreo utilizado. Este aspecto realza las características potenciales de aceptación por parte del usuario, ya que hace más atractiva a la vista.

Confort: El slurry seal por ser una mezcla compuesta totalmente por agregado fino (Pasa el tamiz N° 04), proporciona una excelente comodidad en el conductor, ya que los tipos de gradaciones especificadas para estas mezclas, no permiten que se generen ruidos por la fricción producida entre los neumáticos y la superficie asfáltica que vayan más allá de lo tolerable. Esta característica no se resta adherencia entre estos dos elementos.

e) COMPONENTES DEL SLURRY SEAL.

Los principales componentes de una mezcla de lechada asfáltica o mezcla de slurry seal son los siguientes: emulsión asfáltica, agregados, filler, agua y aditivos especiales.

EMULSION ASFALTICA.

Es quizá el componente más importante del Slurry Seal, teniendo como misión fundamental envolver perfectamente los áridos, sin que se originen problemas de rotura en el mezclador o en la rastra espaciadora.

Según el Ing. Gustavo merino Valery (1990), define las emulsiones asfálticas como “la dispersión o la mezcla de dos líquidos no miscibles, en la que uno de ellos está disperso en el otro en forma de pequeños glóbulos. El líquido dispersado recibe el nombre de fase interna o dispersa y el dispersante o sea el líquido que realiza la dispersión de fase externa o continua”.

En las emulsiones, el asfalto se encuentra en forma de pequeñísimas partículas del orden de 1 a 5 micras, suspendidas en la fase acuosa con la ayuda del emulsificante. Como las partículas de asfalto están flotando, poseen las características de un líquido y se utiliza en las mezclas con áridos, sin la necesidad de calentarlas, ni en la aplicación, el transporte y el tiempo de almacenamiento.

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Grafico n°02 Distribución de las Partículas de Asfalto en una Emulsión

COMPOSICION DE LAS EMULSIONES.

En cuanto a la composición de las emulsiones, la Asphalt Emulsion Manufacturers Associaton (A.E.M.A) (1992), expresa que una emulsión asfáltica consiste en tres ingredientes básicos: asfalto, agua y agente emulsivo. En algunas ocasiones la emulsión puede contener otros aditivos, como los estabilizantes mejoradores de recubrimientos, mejoradores de adherencia o agentes de control de rotura.

Es bien sabido que el agua y el asfalto no se mezclan, excepto en condiciones cuidadosamente controladas y utilizando equipos de alta especialización y aditivos químicos. Mezclas agua y asfalto es una tarea similar a la del mecánico que intenta lavar solo con agua sus manos engrasadas; donde solo con detergentes o con agente jabonoso, la grasa puede ser exitosamente removida. Las partículas de jabón rodean a los globulos de grasa, rompiendo así la tensión superficial que los mantiene unido y permiten que sean eliminados.

Algunos de los mismos principios físicos y químicos se aplican a la formación, producción y uso de emulsiones asfálticas. El objetivo es lograra una dispersión estable del cemento asfaltico en el agua suficientemente estable para ser bombeado, almacenado por tiempo prolongado y mezclado; más aún, la emulsión deberá romper rápidamente tras entrar en contacto con el agregado en un mezclador. Entendiendo por rotura, la separación del agua del asfalto, al curar el residuo asfaltico conserva toda la capacidad adhesiva, durabilidad y resistencia ala agua, propias del cemento asfaltico con el cual fue elaborado.

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CLASIFICACION DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS.

El Instituto del Asfalto (1992), comenta que las emulsiones asfálticas se clasifican en dos categorías: aniónica y catiónica:

- Emulsiones Aniónicas: La emulsión aniónica (sales sódicas o potásicas de ácidos orgánicos de cadena compleja), es aquella en que la polaridad del emulsificante es de carga negativa y descargan en el ánodo ideal (ideales para agregados calizos que ionizan positivamente).

- Emulsiones Catiónicas: La emulsión catiónica (producto de reacción de acidos inorgánicos fuertes como ácidos clorhídricos, con aminas grasas), es aquella en que la polaridad del emulsificante es de carga positiva y descargan en el ánodo (ideal para agregados silíceos que se ionizan negativamente).

Grafico n°03 Representación Esquemática de una Emulsión Catiónica y una Emulsión Aniónica

Las emulsiones asfálticas pueden ser de los siguientes tipos:

- Emulsiones de Rompimiento Rápido: Estas tienen poca o ninguna capacidad para mezclarse con agregados, se emplean normalmente para riego de sello, sellos de arena y tratamiento superficiales en general; para reaccionar rápidamente con el agregado y revertir al estado del asfalto. En Mexico las especificaciones por Secretaria de Comunicaciones y Transporte son: RR-2K y RR-3K, ambas con penetración de residuo asfaltico mayor a 100 dmm y diferencia entre si, principalmente por la viscosidad del producto. La emulsión RR-2K permite, por especificación, una viscosidad entre 20 y 100 ssf (Segundos Saybolt

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Furol) a 50 °C, pero para riegos de sello con agregados de tamaño máximo de ½”, se deben utilizar viscosidad de 50 a 100 ssf, para agregados de mayor tamaño nominal es conveniente utilizar emulsión RR-3K, cuyas especificaciones requiere de viscosidad entre 100 y 200 ssf.En riegos de sello altas viscosidades de la emulsión son muy importantes, ya que se evita el fenómeno de escurrimiento, da mejor embebido del pétreo y contribuye a la adherencia (mayor espesor de película sobre la superficie del pétreo. La razón de utilizar un asfalto relativamente blando, como se especifica con penetración mayor a 100 dmm, se fundamenta en que al colocar un espesor delgado de asfalto y al estar este expuesto a los agentes atmosféricos de forma directa, tiende a envejecerse muy rápido, perdiendo sus propiedades elásticas, rigidizándose y resultando un material demasiado frágil imposible de generar una retención adecuada del agregado pétreo. Un fenómeno que podría ser comparado con el proceso de envejecimiento del asfalto, donde se pueden apreciar desprendimientos acelerados del pétreo, es cuando se utiliza un material duro, por ejemplo un AC-20, durante los primeros días después de la aplicación (antes de que el asfalto cure por completo) y en temperaturas bajas. Además al cumplir con los dos parámetros antes mencionados, se benefician otras características del producto, como tamaño de glóbulo, retenido en la malla 20, asentamiento, etc.

- Emulsión de Rompimiento Medio: Designadas para ser mezclas con agregados porque no rompen al istante de entrar en contacto con el agregado. Esta cualidad permite que la mezcla sea manejable por un periodo de tiempo determinado. Trabajan de manera adecuada con pétreos de E.A.>75% y finos<5%. Se utilizan para mezclas in-situ, mezclas con plantas estabilizadoras y estabilización in-situ. Sobre mesclas de gradación abierta con fines de bacheo, renivelaciones y reciclados. La SCT las superficies como emulsiones tipo: RM-2K y RM-3K, ambas elaboradas con cemento asfaltico de mayor penetración a 100dmm y cuya viscosidad por especificación debe ser 50 – 500 ssf (Segundos Saybolt Furol) a 50 °C. se requieren estas viscosidades ya que en las mezclas de gradación abierta en que se utilizan, la resistencia esta dada por la “trabazón” entre las partículas del agregado requiriéndose de espesores mayores de película de ligante para proporcionar una durabilidad adecuada. Así mismo, la penetración del residuo asfaltico debe ser mayor a 100 utilizándose aceites ligeros para hacer manejables las mezclas en almacenamientos más o menos prolongados, o en el caso de reciclados hacer que trabaje el asfalto envejecido que contenga el material recuperado.

- Emulsión de Rompimiento Lento: Se diseñan para mezclas con agregados finos, se utilizan comúnmente para carpetas asfálticas en frío elaboradas en planta y para estabilizaciones asfálticas. Designadas para máxima estabilidad de mezclado. Estas emulsiones tienen tiempos más largos de manejabilidad para garantizar un buen mezclado con materiales densamente gradados. Dan buenos resultados con agregados de E.A.>60% y finos de 5 a 12%. La SCT las especifica

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como emulsiones tipo: RL-2K y RL-3K las primeras elaboradas con cemento asfáltico con penetración mayor a 100 dmm(utilizadas sobre todo para trabajo de reciclado y mezclas almacenables) y las segundas con penetración de 40 a 90 dmm; en ambos casos la viscosidad por especificación es 20-100 ssf (Segundos Saybolt Furol) a 25°C. las viscosidades se justifican por que al utilizarse en mezclas de gradación densa no se requieren altos espesores de ligante, ya que en este caso la resistencia la da el mortero asfáltico constituido por el material fino y el ligante, que confina al material mas grueso. Se utilizan principalmente para mezclas de gradación densa, mezclas de arena y reciclados. Todas las emulsiones de rompimiento lento tienen baja viscosidad la cual todavía puede ser disminuida diluyendo la emulsión con agua. Cuando estas emulsiones son diluidas pueden ser utilizadas para riegos de liga, riegos negros y paliativos de polvo.

- Para impregnación: Estas emulsiones particularmente se utilizan para impregnaciones de subbases y/o bases hidráulicas.

- Superestables: Estas principalmente se emplean en estabilizaciones de materiales y en trabajos de recuperación. Son un caso particular de las lentas y trabajan bien con pétreos E.A. (Especificación alta)<60% y finos mayor a 12 %. Se utilizan en general para las mismas aplicaciones que las emulsiones lentas, además de Slurry Seal (mortero asfaltico). No se encuentran especificadas en la norma SCT, pero de manera particular se trabajan con las especificaciones de las emulsiones RL-3K. por lo anterior, podemos concluir que para que un tratamiento superficial o mezcla asfáltica sean exitosos bajo condiciones normales de tránsito y clima, y por lo tanto, presenten vidas útiles prolongadas sin posibilidad de desprendimiento o fallas, deberán elaborarse con emulsiones asfálticas que además de cumplir especificaciones, tengan características adecuadas para tal fin.

COMPONENTES DE LA EMULSION

El instituto del asfalto y Asphalt Emulsion Manufacturers Associaton (A.E.M.A.) (1992), enuncia los siguientes componentes para comprender como funcionan las emulsiones asfálticas.

- Asfalto: el cemento asfaltico es el elemento base de la emulsión asfáltica y en la mayoría de los casos constituye entre un 50% y 75% de la emulsión. Algunas propiedades del cemento asfaltico si afectan significativamente la emulsión final, sin embargo no hay una correlación exacta entre las propiedades del asfalto y la facilidad con que el asfalto pueda ser emulsificado. Si bien la dureza de la base del cemento asfaltico puede variar, la mayoría de las emulsiones están hechas con asfaltos que tiene un rango de penetración de 60 – 250 décimas de mm; en ocasiones las condiciones climáticas puede requerir un asfalto más duro o más blando, en cualquiera que sea el caso, la compatibilidad química entre el agente

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emulsivo y el cemento asfaltico es esencial para producciones de una buena emulsión.

- Agua: su contribución a las propiedades deseadas en el producto final no puede ser minimizada. El agua puede contener minerales u otros elementos que afecten la producción de emulsión asfáltica estables. Consecuentemente el agua potable puede no ser adecuada en emulsiones asfálticas.El agua encontrada en la naturaleza puede ser inadecuada debido a impurezas, sea en solución o en suspensión coloidal, donde preocupa particularmente la presencia de iones de calcio y de magnesio. Estos iones favorecen la formación de emulsión catiónicas, con el objeto de aumentar la estabilidad durante el almacenamiento. Estos mismos iones, sin embargo, pueden ser perjudiciales para las emulsiones aniónicas , debido a que las sales de calcio y magnesio son insolubles en el agua, donde se forman en reacción con sales de sodio, potasio solubles al agua, normalmente utilizadas como emulsivos. De igual forma los aniones de carbonatos y bicarbonatos, pueden facilitar gracias al efecto amortiguador la estabilización de las emulsiones, pero pueden desestabilizar emulsiones catiónicas al reaccionar con emulsivos compuestos de hidrocloruros solubles al agua.El agua que contenga partículas, no deberán ser utilizadas en elaboración de emulsiones. Dichas aguas pueden ser particularmente perjudiciales para las emulsiones catiónicas. Comúnmente, tales partículas están cargadas negativamente y absorben rápidamente los agentes emulsivos, desestabilizando así la emulsión. El uso de aguas impuras puede resultar un desequilibrio en componentes de emulsión, lo que puede afectar en forma adversa la performance o causar una rotura prematura.

- Agente Emulsivo: las propiedades de las emulsiones asfálticas depende en gran medida de los agentes químicos utilizados como emulsivos, este es un gran agente tensio activo o surfactante que mantiene las gotas de asfalto en suspensión estable y controla el tiempo de rotura. Es también el factor determinante en la clasificación en las emulsiones como anionicas, catiónicas o no iónicas. Los agentes emulsivos anionicos más comunes son los ácidos grasos, que son productos derivados de la madera, tales como aceites, resinas, ligninas, entre otros. Estos emulsivos anionicos son saponificados (convertidos en jabón) al reaccionar con hidróxido de sodio o hidróxido de potasio. Por otra parte los agentes emulsivos catiónicos en su mayoría, son aminas grasas como pudieran ser diaminas, imidazolinas y amidoaminas; las aminas se convierten en jabón al reaccionar con un ácido, usualmente ácido clorhídrico; otro tipo de agente emulsivo son sales grasas o cuaternarias de amonio, que se emplea para producir emulsiones catiónicas, estas sales solubles al agua y no requieren la adicción de ácidos, son agentes emulsivos estables y efectivos.

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El agente emulsivo, es el componente individual más importante en la emulsión asfáltica y para que sea eficaz, el surfactante debe ser soluble en agua y poseer un adecuado equilibrio entre las propiedades hidrofilicas y lipofilicas. El agente emulsivo empleado en combinación con un asfalto aceptable y agua de buena calidad y de adecuados procedimientos mecánicos, es el factor principal en la emulsión, la estabilidad y en el performance de la aplicación final en el pavimento.

FABRICACION DE LA EMULSION ASFALTICA.

Ribera Gustavo (1998), en su libro Emulsiones Asfálticas, expresa que el equipo de producción para la fabricación de emulsiones es muy sencillo y fácil de conseguir en el mercado. Lo que realmente tener problema, es la formulación de la emulsión que deben adaptarse a los materiales pétreos y no estos a las emulsiones, como muchas empresas productoras creen.

Una fábrica puede ser reducida y tener todos los adelantos necesarios en máquinas y accesorios, construyéndose en espacios rústicos adaptados únicamente para la producción independiente del aspecto estético y arquitectónico. El equipo básico para preparar emulsiones incluye un dispositivo mecánico de alta velocidad, de altas tensiones de corte (usualmente un molino coloidal), para dividir el asfalto en pequeñísimas gotas.

Un diagrama esquemático de una típica planta de elaboración de emulsiones asfálticas se muestra en el grafico N°03. También se necesita un tanque para la solución de emulsivo, un tanque para el asfalto caliente, bombas, medidores de caudal y tanques de almacenamiento.

Grafico n° 03. Esquema de una Planta Emulsificadora.

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f) AGREGADOS.

La cantidad de agregado mineral en las mezclas asfálticas para pavimentos es generalmente del 90 a 95% en peso y 75% a 85% en volumen. Los agregados minerales son los principales responsables de la capacidad de la carga del pavimento. Además el agregado influye notablemente en el comportamiento del pavimento.

En este sentido en Instituto del Asfalto MS-22, define minerales como “cualquier material inherente y duros con partículas o fragmentos graduados usados en la mezcla. Ello incluye arena, grava, piedra partida, desechos o polvo de las rocas”.

TIPOS DE AGREGADO.

De acuerdo a su origen, los agregados pueden dividirse en dos grandes grupos: agregados naturales y agregados artificiales.

- Agregados Naturales: Son los provenientes de depósitos naturales y constituyen la primera fuente de agregados para mezclas asfálticas. Ellos pueden ser utilizados en su estado original o procesados por medios de triturado, cernido y lavado.

- Agregados Artificiales: Son los agregados producidos por modificaciones de materiales que pueden involucrar cambios físicos y químicos, como las escorias y agregados livianos.

- Escorias: Es un material no metalico, consistente esencialmente de silicatos de aluminio y cal, las escorias de altos hornos se producen conjuntamente con el hierro, mientras las escorias de acerías es un subproducto del proceso siderúrgico, donde el arrabio se refina para obtener acero.

- Agregados Livianos: es un agregado producido por expansión y calcinación de arcilla o lutita; por procedimiento de tierras diatomáceas y otros materiales. Estos agregados es utilizado en mezclas de concreto liviano, bloques para paredes, relleno de bajos pesos y aislantes térmicos. Algunos de los usos en obras, son los siguientes: carpeta asfáltica, tratamientos superficiales antideslizantes, bases granulares y hormigón.

ORIGEN GEOLOGICO.

De acuerdo con el origen de las rocas que los constituyen, los agregados naturales pueden clasificarse en tres tipos: ígneos, sedimentarios y metamórficos.

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Tabla N° 02 Clasificación General de las Rocas

Fuente: S.E.C.O.F.A.L.C.A.

Agregado Calcáreo: según Kraemer Carlos (2004), en su edición “Ingeniería de Carreteras” Volumen II, explica que la caliza es un tipo de roca sedimentaria muy común en la Península Ibérica. Por abundancia y por la relativa facilidad de su trituración, su utilización esta generalizada en todas las capas del firme, exceptuándose únicamente su empleo como arido grueso en las capas de rodadura bituminosas, pues se trata de una roca fácilmente puliméntale: sometida a un trafico intenso, puede dar lugar a superficies deslizantes en un periodo de tiempo corto.Es un tipo de árido que debido a su carácter básico, puede dar pocos problemas de adhesividad, es decir, de afinidad con los ligantes hidrocarbonatos. Se utilizan por ello, para mejorar las características en las mezclas bituminosas si se emplea además otros áridos más duros, pero también más ácidos. Los agregados calizos tienen también tiene una buena afinidad con los cementos, así como un bajo coeficiente de dilatación térmica que resulta interesante, frente a los fenómenos de contracción en los pavimentos de concreto e en las gravas o suelos tratados con cementos empleados a veces con capas inferiores del firme.

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En ocasiones, se encuentran materiales del tipo calizos con altas proporciones de minerales no calcáreos (calizas margosas, como por ejemplo). Incluso a veces son rocas relativamente duras y resisten a la fragmentación que cumplen las exigencias mecánicas, pero que pueden originar graves problemas por falta de adhesividad, mala calidad de los finos, degradación del esqueleto mineral, por acción de las cargas del tráfico, entre otros no detectables con los ensayos más habituales. Sin embargo, estos problemas pueden ponerse de manifiesto mediante un sencillo estudio pectografico, con los que se pueden determinar la composición mineralógica y el estado de evolución de cada componente.

Agregado Silíceo: kraemer Carlos (2004), en su edición “Ingeniería de Carreteras” Volumen II, indica que estos son procedente de gravas naturales silíceas, trituradas en mayor o menor proporción, es otro material que suele ser de amplia utilización en las capas de un pavimento. Hay zonas en las que solo se emplea gravas silíceas cuando prácticamente es el único material existente.Estos agregados, también de origen sedimentarios, solo se extraen de yacimientos granulares. Las partículas de mayor tamaño se separan mediante el tamizado y a partir de ellas por trituración sucesivas se obtiene las fracciones de menor tamaño. Estas fracciones tienen una angulosidad tanto mayor, cuanto más caras de fracturarse presente. En ciertos yacimientos es difícil, sin embargo encontrar bolos con un tamaño suficiente (100 mm) para garantizar, después del proceso la angulosidad mínima que exige las especificaciones.Pueden tener insuficiente adhesividad con los ligantes hidrocarbonatos, que pueden mejorarse con aditivos. Sin embargo, si el material tiene un elevado contenido de sílice y una angulosidad suficiente, sus características mecánicas y su razonamiento interno proporcionan un esqueleto mineral bueno para utilizarlo incluso en mezclas bituminosas, sometidas a la acción directa del tráfico.

CARACTERISTICAS DESEABLES DE LOS AGREGADOS.

Independiente del tipo de mezclas asfálticas, las siguientes propiedades son deseables en los agregados que constituyen:

Granulometría y tamaño adecuado al tipo de construcción. Contenido adecuado del material llenante (filler). Resistencia y durabilidad. Forma cubica. Baja porosidad. Textura superficial adecuada. Buena adherencia. Limpieza.

IMPORTANCIA DE LOS AGREGADOS EN EL SLURRY SEAL.

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Según Merino Gustavo (1990), señala que los agregados a emplear en el Slurry Seal tiene una importancia realmente excepcional, ya que constituye el esqueleto mineral de la lechada asfáltica, representando el ¾ partes de la misma. Los agregados deben ser limpios de trituración, duros angulosos, bien gradados, uniformes y durables.

Los agregados limpios deben estar desprovistos de materia orgánica y de cualquier otra sustancia que sea perjudicial, como por ejemplo las arcillas. En efecto, la presencia de finos activos en los agregados para el Slurry Seal es peligrosa, la determinación de estos finos plásticos tienen una importancia fundamental, para ello se recurre al ensayo de equivalente de arena. Cuando más alto sea el equivalente de arena más limpio es el agregado.

Las características de dureza y rugosidad se encuentran íntimamente relacionadas con la resistencia a la abrasión y disgregación, debiéndose exigir mayores grados de dureza cuando mayor sea el tamaño de los agregados, asi como tratamientos en zonas de elevada intensidad de tráfico o en tratamientos correctivos de deslizamientos.

La porosidad tiene doble interés, tanto en su influencia en la absorción de lagua como en la contribución a la rotura de la emulsión. La naturaleza mineral tiene importancia, tanto desde el punto de vista de la adhesividad como de su relación con el coeficiente del desgaste.

FILLER MINERAL.

Constituye la clase granulométrica de un tamaño inferior a 80 micras.

Puede ser de origen natural o artificial.

Igualmente Merino Gustavo (1990), expresa con respecto al filler en la lechada asfáltica su naturaleza y contenido es de mucha importancia, por su influencia en la adhesividad, velocidad de rotura de la emulsión asfáltica y características finales de la emulsión. Una supuesta calidad aceptable, es el contenido que deberá mantenerse dentro de unos límites muy estrictos, ya que un exceso de filler en la mezcla hace que se necesite un contenido alto de emulsión o de lo contrario la mezcla tendrá tendencia al agrietamiento siendo frágil y quebradizo. De la misma manera, un defecto de filler unido a un área con un equivalente de arena alto, originado mezcla segregables con menor poder cohesivo y por lo tanto menos duradero a la acción del tráfico. La arena tendera a sedimentar el asfalto subirá a la superficie y la lechada no tendrá cohesión. El filler, por lo tanto mejorara la dispersión de las partículas minerales, facilita la manejabilidad de la lechada y ayuda a producir una mezcla densa, estable, con gran poder impermeabilizante y cohesivo. Como filler de aportación pueden emplearse cenizas volantes, amiantos, cal hidratada, pigmentos y cemento portland, que es el más utilizado.

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Desde el punto de vista estructural y teniendo en cuenta que la mezcla deberá ser lo más impermeable posible, es evidente que su granulometría deberá ser continua con elevado contenido de filler, a objeto de tener un aglomerado de consistencia apropiada para dotar de buena cohesión a la mezcla.

AGUA.

El agua es un componente importante para una mezcla de Slurry Seal, ya que tiene la función de humedecer y disolver la mezcla, moderando las reacciones químicas.

Las propiedades deseables de la emulsión, pueden ser afectadas por los iones de calcio y magnesio presentes en el agua; por lo tanto el agua debe ser limpia y libre de sustancias extrañas como sales solubles, reactivos químicos y cualquier otro tipo de contaminantes.

ADITIVOS.

Los aditivos son productos empleados para mejorar la adherencia entre el asfalto y los agregados. Estos pueden ser adicionados directamente a la emulsión o a cualquiera de los componentes de la mezcla, ya que esta provee el control de las propiedades de rotura y curado.

A la mezcla de lechada pueden agregarse cantidades relativamente pequeñas de aditivos o líquidos o en polvo de alrededor de más o menos 1%.

Dichos aditivos pueden usarse para mejorar las características de la mezcla, las características de rotura u otras propiedades incluyen cemento portland, cal y sulfatos de aluminio en adición a algunas sustancias químicas orgánicas. El performance de cualquier aditivo debe evidenciarse en la mezcla de diseño.

TIPOS DE SLURRY SEAL.

Según I.S.S:A. (International Slurry Surfacing Association), clasifica las mezclas de Slurry Seal en los siguientes tipos:

TIPO I: las mezclas tipo I, poseen un buen comportamiento en áreas de bajas densidad de tráfico, donde el principal objetivo es el sellado, puede utilizarse en estacionamiento de playas, campos de aterrizaje de aviones livianos o banquinas. Estas mezclas, llenan pequeños huecos y corrige pequeños defectos en la carpeta, la finura del material permite la penetración en las grietas, sellándolas así de manera inminente. Se utiliza como tratamiento superficial preventivo.

TIPO II: Es la gradación para lechadas más ampliamente utilizadas las de tipo II, estas protegen el pavimento subyacente de la oxidación y el daño por humedad; pueden corregir casos de desprendimiento severo de material y son empleadas en pavimentos con trafico moderado y sobre estabilizadas.

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TIPO III: Se emplean en correspondencia con aplicaciones voluminosas (8.2 – 13.6 kg/m2) y altos valores de fricción superficial. Las lechadas asfálticas de tipo III proporcionan una textura rugosa antideslizante u una buena superficie de desgaste, corrige condiciones superficiales severas y son empleadas en carreteras de circulación muy densa y tráfico pesado.

Grafico n° 04 Tipos de Slurry Seal

CAMPOS DE AMPLICACION.

Merino Gustavo (1990), señala que los campos de aplicación de las lechadas asfálticas, tendrán su origen en sus principales características a saber: su fluidez, su textura rugosa y por lo tanto, su capacidad de llenar huecos.

Atendiendo a estas características, los principales campos de utilización son:

Tratamiento de Sellado: El objeto inicialmente buscado por esta técnica, basándose en la fluidez (características de las lechadas), en efecto es extender una capa de Slurry sobre el pavimento abierto, esta penetra por gravedad por las rendijas que presenta su superficie , los colma y al evaporase el agua, el mortero residual los rellena impermeabilizando el pavimento, en consecuencia, al haberse aumentado de este modo la densidad y compacidad del pavimento, se ha conseguido una eficiente mejora del mismo. Debido a esta propiedad, las lechadas asfálticas son idóneas cuando se trata de:

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Impermeabilizar superficies agrietadas o fisuradas, impidiendo la acción del agua superficial sobre el firme e incluso el cimiento.

Como tratamiento rejuvenecedor de pavimentos envejecidos que presentan su superficie tipo “piel de cocodrilo”, para evitar su progresivo deterioro, y conferirle a la par un aspecto homogéneo.Para este fin, la utilización de lechadas asfálticas desplaza a los clásicos tratamientos superficiales monocapa. Por otro lado, estas mezclas son utilizadas en el recubrimiento en el recubrimiento de taludes a fin de evitar deslizamientos causados por la erosión del viento y de las aguas de lluvia.

Tratamientos Antideslizantes: Otro campo fundamental de las lechadas asfálticas, lo constituyen su empleo en la corrección de pavimentos existentes que sean deslizantes. En efecto, actualmente resulta alarmante comprobar como muchas capas de rodadura de pavimentos asfalticos, han alcanzado valores peligrosamente bajos de su coeficiente de resistencia al deslizamiento, simultáneamente, en estos mismos tramos, se manifiesta una tendencia al aumento de accidentes. Para esto las posibles soluciones aplicables son : una nueva capa de mezcla asfáltica y tratamiento superficial, donde el Slurry Seal ha demostrado su eficiencia, siempre y cuando el problema sea consecuencia de una pulimentación excesiva de los agregados y no cuando la causa sea debida a un exceso de ligante de la superficie. La duración y mantenimiento de un alto valor del coeficiente de resistencia al deslizamiento, dependerá además de una adecuada puesta en obra en atención a una serie de factores, tales como: Naturaleza y características de los agregados empleados. Espesor suficiente de la lechada. Tipo e intensidad de tráfico a soportar. Velocidad de tráfico.

VENTAJAS DEL SLURRY SEAL.

De acuerdo con la I.S.S.A. (International Slurry Surfacing Association), especifica las ventajas de la mezcla en las siguientes categorías:

Es una solución extremadamente rentable para los pavimentos oxidados, preservando los ya usados.

Flexibilidad, dependiendo de la gradación, la mezcla hara un gran trabajo en todos los tipos de pavimentos, ya sean en aeropuertos, estacionamientos o caminos.

Color y textura en negro en un solo tendido, que llenan las grietas y los vacios, cubriendo aéreas bacheadas.

Utilización de materiales económicos. Posibilidad de trabajar todo el año.

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Facilidad y rapidez de puesta en obra. Desaparición del peligro de desprendimiento de gravilla. Mejor control del pavimento. Tiempo mínimo de apertura al tráfico.

ESPECIFICACIONES Para un agregado individual o para una mezcla de agregados a ser empleados en una lechada, deberían cumplirse las siguientes especificaciones:

Tabla n° 03 Granulometría para Slurry Seal

Fuente: IS.S.A. (International Slurry Surfacing Association)

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Tabla n° 04 Especificaciones en Agregados

ENSAYO ESPECIFICACIÓN (I.S.S.A.)

Equivalente de Arena 50 % min.

Resistencia al Desgaste

37 % máx.

Peso Unitario Suelto--------------

Peso Específico y Absorción de Agregado Fino --------------


El tipo de emulsión asfáltica para el Slurry Seal deberán cumplir las siguientes especificaciones:

Tabla n° 05 Especificaciones en Emulsión

ENSAYOESPECIFICACIÓN (I.S.S.A.) Emulsión CSS-1h

Residuo por Evaporación 55 % - 70 %

Sedimentación a los 5 días 7 % máx.

Retenido en la malla N° 20 0.1 % máx.

Viscosidad Saybolt Furol (25 °C y 50 °C)

20 seg - 100 seg

Peso Especifico -------------


Con respecto al filler, se debe usar cal hidratada, cemento Portland, polvo calizo o algún otro que cumpla con la norma A.S.T.M. D242.

Las especificaciones que deben cumplir la mezcla son las siguientes:

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Tabla n° 06 Especificaciones en el Slurry Seal.

ENSAYO ESPECIFICACIONES (I.S.S.A.)

Ensayo de Consistencia

2cm a 3cm

Ensayo de Abrasión por Humedad

≤ 800 g/m2

Ensayo de cohesión ≥ 20 kg - cm

Ensayo de la Rueda cargada (Exudación y Deformación)

Tráfico Liviano ≤ 0.08 g/cm2Tráfico Medio ≤ 0.06 g/cm2Tráfico Pesado ≤ 0.06 g/cm2Tráfico muy Pesado ≤ 0.05 g/cm2


3.2 MATERIALES

PROCEDIMEITO CONSTRUCCTIVO SLURRY SEAL

1. OBJETIVO

Establecer la metodología para la aplicación de uno de los tratamientos superficiales, como el Slurry Seal, ejecutados dentro del proyecto CARRETERA INTEROCEANICA SUR – TRAMO I.

2. ALCANCE

El Slurry Seal es una mezcla asfáltica de alto rendimiento para pavimentación, compuesta de agregados de granulometría cerrada, emulsión asfáltica, filler mineral y agua. El cual pretende proveer una superficie de rodadura que cumpla los parámetros de servicio exigidos en el contrato de concesión.Existen diferentes tipos de Slurry Seal dependiendo de la granulometría que lo forma.

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Tipo I: Penetración de grietas o sello sobre áreas de tráfico bajo (estacionamientos, aeropuertos de aviones livianos). Tipo II: Para corregir desintegración severa, oxidación resistencia al deslizamiento, para tráfico moderado a pesado.

Tipo III: Para corregir desintegración severa, oxidación resistencia al deslizamiento, para tráfico moderado a pesado.

El “Slurry Seal” se utiliza para resolver variados problemas del pavimento:

- Sella fisuras y grietas impermeabilizándolo y proporcionando al mismo tiempo, una superficie de rodadura nueva.

- Cubre superficies desgastadas con desprendimiento superficial de material fino, asegurando una rodada limpia.

- En zonas propensas a accidentes, consigue una textura superficial regular, áspera y segura, para evitar el deslizamiento de los vehículos.

- A diferencia de los tratamientos superficiales por riego, el material pétreo es recubierto totalmente por el asfalto, eliminándose los problemas de desprendimiento que dañan los parabrisas de los vehículos en las pistas y malogran las turbinas de las aeronaves en los aeropuertos y provee una superficie silenciosa a la rodada, que para un ojo no educado tiene la apariencia de un concreto asfáltico en caliente.

3. RECURSOS

a. EQUIPOS EN CAMPO

Compresora de aire Volquete Camión baranda Mescladora de concreto Carretillas Palas

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Escobas Reglas Plancha frotacho.

b. MATERIALES: según nuestra granulometría usaremos Slurry Seal tipo II

Emulsión asfáltica Agregado cemento portland tipo IP Agua

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c. DOSIFICACION

La dosificación unitaria de los insumos a utilizarse, respecto al orden de mezclado, es el siguiente

- 50 galones de agua limpia.- 1m3 de arena gruesa bien gradada.- 0.4 bolsas de Cemento Portland Tipo I.- 60 galones de Emulsión Asfáltica CSS.

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4.PROCESO CONSTRUCTIVO

Planificación de la aplicación:

a. Dimensionamiento del grupo de trabajo y equipo pesado a utilizar.

b. Determinar ubicación de tranqueras de cierre parcial del tránsito vehicular (cierre de un carril).

c. Logística (cantidad y fecha de puesta en obra de los recursos a utilizar).

d. Determinar el ancho de la superficie que se aplicará, compatibilizando esto con el ancho regulable de la caja esparcidora del equipo (media calzada más berma por día).

e. Producción meta.

Actividades preliminares:

a. Identificación de fuentes de agua,

b. Acondicionamiento de acopios para agregado en zona de trabajo, despacho de material según meta de avance.

c. Recorrido e inspección de las condiciones existentes en la zona de trabajo. Verificar irregularidades en la superficie, presencia de fisuras, condición del riego de liga, ahuellamientos en calzada, exudaciones del pavimento existente, corrimientos del pavimento.

d. Medición de temperatura ambiente, la temperatura deberá estar en ascenso y con un mínimo de 10 °C para iniciar aplicación.

Aplicación Slurry Seal:a. Verificamos que todos las herramientas estén en buenas condiciones de

uso así como los materiales a utilizar

b. Realizamos el cierre de vía. Instalamos dos tranqueras extremas y colocamos delineadores a lo largo de todo el carril a trabajar.

c. Iniciamos la limpieza de la superficie sobre la cual se aplicará el mortero asfáltico Slurry Seal. Empleamos una compresora de aire. Eliminando cuerpos extraños y polvo sobre la plataforma a intervenir.

d. Trazo del carril que se aplicará, generalmente media calzada más berma. Se emplea cordel de trazo y yeso.

e. Se realiza el mezclado en el mezclador de concreto o manualmente en carretilla según el área a ser intervenida. . Recargamos emulsión asfáltica, filler (cemento o cal), agregado según tipo de Slurry Seal y agua.

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f. Se realiza el riego de liga con imprimante en el área a ser intervenida este nos sirve como adherente entre el pavimento viejo y el Slurry Seal.

g. Se inicia la aplicación, el mortero asfáltico es colocado a través de la caja esparcidora, los esquineros regulan el espesor de la capa extendida.

h. Se inicia la aplicación, el mortero asfaltico es transportado en carretillas al área donde se realizara el Slurry Seal, lo cual el personal esparce con una regla y realiza el acabado con planchas tipo frotacho para darle un acabo áspero.

i. Luego de terminada la aplicación se procede a esperar el fraguado del mortero aplicado. Generalmente el carril trabajado se abre al tránsito luego de 3 a 4 horas (dependiendo el clima).

4.- DISCUSIÓN Y ANALISIS DE RESULTADOS

Los resultados que se obtuvieron se basan en trabajos que ya se obtuvieron anteriormente y se sigue utilizando el mismo procedimiento hasta la fecha por obtener resultados positivos en los trabajos en carpeta (tratamientos superficiales) así como el tratamiento de baches, y tratamiento de fisuras en carpeta y berma.

Cuadro comparativo entre mesclas de Slurry Seal con y sin adición de Cemento Portland Tipo I

Resultados de Slurry seal tipo II en carpeta

Con y Sin Adición de Cemento Portland tipo I

Sin Adición de Cemento Portland

Tipo I

Con Adición de Cemento Portland

tipo I

Tiempo de Rotura de la Emulsión Asfáltica 5 a 8 horas 2 - 3 horas

Tiempo de Apertura al Trafico 24 horas 5 horasAnomalías que se Pueden Presentar al Mes del Sellado

Desprendimiento de las partículas de la arena, peladuras

ninguna

- Como se puede observar en el cuadro comparativo nos conviene aperturar el tráfico en el menor tiempo posible ya que el tráfico en algunas horas del día es más fluido.

- A parte de los tiempos la otra ventaja de adicionar Cemento Portland Tipo I es el de obtener mejor el mesclado entre los insumos así como obtener mejor acabado y hacer que la pasta sea más trabajable.

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- En la actualidad se viene trabajando en el caso de sellado con Slurry Seal se le adiciona cemento ya que nos proporciona mejores resultados. Este se obtuvo a base de experiencias que se obtuvieron anteriormente.

5.- CONCLUSIONES

- De manera general se puede señalar, que las dos mezclas tanto como con adición de cemento portland tipo I, y la que no se adiciona cemento portland tipo I, es que ambas trabajan llegando a la rotura, el problema surge en las épocas de lluvia y en las épocas de friaje, donde muchas veces se congela las partículas de emulsión asfáltica no llegando a la rotura, lo cual se tiene que desechar produciéndonos un costo extra, para poder realizar el mismo trabajo otra vez, y desechando los recursos así como los materiales.

- En la actualidad todas las cuadrillas utilizan la adición de cemento portland tipo I para realizar bacheos o sellados con Slurry Seal esto porque nos da mejores resultados como el tiempo de rotura de la emulsión asfáltica para dar la transitabilidad dentro de la vía.

- En el requerimiento de materiales para realizar Slurry Seal en carpeta o en berma ya se tiene que incorporar el cemento portland tipo I, lo que no se hacía años atrás.

- La adición de cemento portland tipo I, mas fue el resultado de la experiencia adquirida dentro de nuestros trabajadores que vieron mejores resultados así como la calidad del trabajo dentro de la Empresa.

6.- SUGERENCIAS

- En nuestro medio no se realizan trabajos con Asfalto en Frio, sería bueno implementarlos ya que los trabajos son más económicos y no dañan tanto al ambiente como los trabajos con Asfalto en Caliente. Hemos visto que existen calles llenos de bache en algunos casos con ahuellamientos, si utilizáramos la emulsión asfáltica en estos trabajos sería un gran ahorro para nuestras autoridades, ya que la emulsión asfáltica llega en cilindros y pueden almacenarse por un promedio de hasta tres meses en lugares aptos para dicho almacenamiento.

- Los trabajos con Emulsión Asfáltica son más fáciles de controlar que los Asfaltos en Caliente ya que se trabajan en climas ambiente.

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7.- BIBLIOGRAFIA

- GUIA DE CONSULTA CONCAR 2013- AKZO NOBEL. GUIA DE APLICACIONES ASFALTICAS. Seminario de Emulsiones.

San Antonio, Texas 2000.- ASPHALT INSTITUTE. PRINCIPIOS DE CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS DE

MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE.- ASPHALT EMULSION MANUFACTURES ASSOCIATION (AEMA) Y ASPHALT

INSTITUTE. Manual básico de emulsions asfálticas.- “EMULSIONES ASFÁLTICAS” Gustavo Rivera Escalante. Representaciones y

Servicios de Ingeniería, S.A. México Tercera Edición 1987.- “INNOVACIONES EN EMULSIONES ASFALTICAS”. Julián Sanz Liébana. XI Reunión

Nacional de Vías Terrestres. Morelia, Michoacán. 1994.

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8.- ANEXOS

PANEL FOTOGRAFICO

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Realizando la Charla diaria se seguridad antes de cada actividad programada

Llenado de AST para identificar los riesgos dentro de la zona de trabajo


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Identificando la zona de trabajo antes de iniciar la actividad

Fisuras en Carpeta lo cual se desea sellar con Slurry Seal


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Carguío de materiales (arena gruesa)

Carguío de Insumos (Emulsión Asfáltica en cilindros)


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Riego de Liga con Imprimante este nos servirá para adherir el asfalto viejo con el Slurry seal

Adicionándole cemento a la mezcla para acelerar la rotura de la Emulsión Asfáltica


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Luego se le adiciona Emulsión Asfáltica a la masa mezclada

Mezcla lista para ser transportada al área de trabajo


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Echando la mezcla en el área de trabajo

Expandiendo y nivelando la mezcla de Slurry Seal en Carpeta


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Slurry Seal Durante Km. 297+270 al 297+350 Carretera San Juan de Marcona - Urcos

Inspeccionado los trabajos a los 8 días de realizar el sellado con Slurry Seal se puede apreciar que no presenta deficiencia alguna

Informe de Practicas Pre Profesionales

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