PAVIMENTOS DE ALTO MODULO CON LA TECNOLOGIA PPS.

APLICACIÓN EN EL PERÚCAH CONTRATISTAS GENERALES

ING. IVAN CHAVEZ ROLDANING. MARIA VERGARA

PROBLEMATICA VIAL

El aumento del tráfico vehicular y lascargas a las que está sometida lainfraestructura vial, a llevado, en la últimadécada, a la necesidad de desarrollar einvestigar nuevas tecnologías queaumenten la vida útil de los pavimentossometidos a grandes esfuerzos.

Los pavimentos sometidos a altos nivelesde tráfico vehicular, tránsito frecuente devehículos pesados y cargas repetitivasaceleran el proceso de deterioro. Elahuellamiento y agrietamientos por fatigase aceleran severamente

TECNOLOGIA PPSAdemás de los asfaltos convencionales omodificados, existen nuevas tecnologías quepermiten la ejecución de capas bituminosas dealto rendimiento, obtenido a través del uso de latecnología de un polímero polifuncional (PPS –Polymeric Polyfunctional System). Este polímeropolifuncional son "compuestos" (compounds)formados por fibras y polímeros, incluidos en unúnico producto (pellet o pastillas).

Otra característica importante de este método esel uso durante el proceso de producción: laspastillas (pellets) son agregadas directamente enel mezclador a la mezcla bituminosa,permitiendo la modificación de la mezcladirectamente. Esta tecnología es muy versátilevitando los procesos de modificaciones previasen el betún por lo que facilita la tecnología enobras que a causa de su ubicación geográficatienen dificultad de acceso.

TECNOLOGIA PPS

El empleo de esta tecnología ha encontrado unuso adecuado en Europa, especialmente enItalia, en la construcción de diferentes tipos depavimentos, como carpetas asfálticas de altomodulo, carpetas de rodadura y carpetasasfálticas drenantes. En particular, estatecnología ha sido ampliamente utilizada en larealización de SMA (Stone mastic asphalt) yUHM (usure High Modulus). Estas mezclasbituminosas (SMA y UHM), además de teneruna granulométria específica, requieren el usode altos porcentajes de betún, y logran un altodesempeño mediante el uso de polímeros. Eluso de fibras (en su mayoría compuesta decelulosa) son necesarias para evitar lapercolación del betún, además de tener lafunción de estabilizador y de aumentar laresistencia de la estructura. Estas fibras seencuentran incluidas en la tecnología PPS.

FUNCIONES DE LAS FIBRAS1) CELULOSA: TIENE FUNCION AGLOMERANTE, ESPESANTE Y DE ABSORCION DEL BETUN. ESUTILIZADA SOBRE TODO EN LOS SMA O EN LAS MEZCLAS ASFALTICAS CON CURVA DISCONTINUASY RICAS DE BETUN. ESTAS EVITAN LA PERCOLACION DEL BETUN EN EXCESO AUMENTANDO ELMASTIC BITUMINOSO FORMADO DE BETUN-FILLER-FIBRA. CON UNA MAYOR CANTIDAD DEBETUN LA FLEXIBILIDAD DEL PAVIMENTO AUMENTA ASI COMO TAMBIEN LA RESISTENCIA A LAFATIGA Y A LA FISURACION TERMICA.2) VIDRIO: TIENE FUNCION DE REFUERZO MICROESTRUCTURAL DE LA PELICULA DE BETUN. ESUTILIZADA SOBRETODO EN LOS ASFALTOS POROSOS COMO LOS PAVIMENTOS DRENANTES JUNTOCON EL USO DE FIBRA DE CELULOSA. ENDURECE, DA MAYOR RIGIDEZ LA UNION BETUN-AGREGADO MEJORANDO EL COMPORTAMIENTO MECANICO. DA MAYOR RESISTENCIA MECANICARESPECTO AL USO DE LA SOLA FIBRA DE CELULOSA.3) SINTETICA: TIENE UNA FUNCION DE REFUERZO MICRO Y MACRO ESTRUCTURAL. EL LARGODE LAS FIBRAS SINTETICAS PERMITE AUMENTAR LA RESISTENCIA MECANICA DE LA MEZCLAASFALTICA. ES EMPLEADA EN LOS ESTRATOS DE BINDER Y CARPETAS DE RODADURA QUEREQUIEREN ALTOS MODULOS DE RIGIDEZ Y ALTA RESISTENCIA A LA FATIGA.

¿ELASTOMEROS O PLASTOMEROS?

Los Plastómeros, permite tener módulos de rigidez ytenacidad superiores, mayor resistencia a las temperaturasaltas de servicio del tráfico.

Los Elastómeros, permiten un retorno elástico del material ytienen un mejor comportamiento en temperaturas bajas deservicio y en gradientes térmicas importantes.

La serie ITER PPS 1000Es un compuesto de fibras estabilizantes de diferente naturaleza y polímerosplastoméricos, unidos en un solo gránulo .El compuesto se utiliza para fabricar cualquier tipo de mezcla asfáltica. En función alas características requeridas por la capa de asfalto es posible seleccionar elcomponente de fibra. La acción modificadora permite aumentar la resistenciamecánica de la mezcla y mejorar el comportamiento a la fatiga.Se clasifican en:

-ITER PPS 1000 C (FIBRA DE CELULOSA + POLÍMEROS PLASTOMÉRICOS),- ITER PPS 1000 C/V (FIBRA DE CELULOSA/VIDRIO + POLÍMEROS PLASTOMÉRICOS),-ITER PPS 1000 C/S (FIBRA DE CELULOSA/SINTETICA + POLÍMEROSPLASTOMÉRICOS).

La serie ITER PPS 2000

Es un compuesto de fibras estabilizantes de diferentenaturaleza y polímeros elastómeros, unidos en un sologránuloEl compuesto se utiliza para fabricar cualquier tipo demezcla asfáltica. En función a las características requeridaspor la capa de asfalto es posible seleccionar elcomponente de fibra. Es especialmente adecuado paramezclas asfálticas semi-abiertas, semiabiertas drenantes ySMA. También se utiliza para mezclas asfálticas mejoradas(base, bases de alto módulo y carpetas de rodadura). Laacción modificadora permite aumentar la resistenciamecánica de la mezcla y mejorar el comportamiento a lafatiga.Se clasifican en:

-ITER PPS 2000 C (FIBRA DE CELULOSA + POLÍMEROSELASTOMEROS),- ITER PPS 2000 C/V (FIBRA DE CELULOSA/VIDRIO +POLÍMEROS ELASTOMEROS),-ITER PPS 2000 C/S (FIBRA DE CELULOSA/SINTETICA +POLÍMEROS ELASTOMEROS).

La serie ITER PPS 3000

Después de meses de investigación de laboratorio en colaboración con elPolitécnico de Milán, se desarrollaron un único compuesto de fibras dediferente naturaleza, tanto celulósicas y sintéticas, mezclados conderivados parafínicos especiales y/o polímeros elastoméricos:La serie ITER PPS 3000 se utiliza para mejorar las propiedades mecánicasde bases negras y en la producciòn de mezclas asfalticas con altocontenido de material fresado, en combinación con un aditivorejuvenecedor funcional, el ITERLOW R.La serie 3000 se clasifican en:-ITER PPS 3000 T (FIBRA DE CELULOSA/SINTETICA + DERIVADOSPARAFÍNICOS)-ITER PPS 3000 S (FIBRA DE CELULOSA/SINTETICA + DERIVADOSPARAFÍNICOS + POLÍMEROS ELASTOMÉRICOS)

ITERLOW R

Esta composición ha sidoestudiada para mejorar laspropiedades mecánicas delas mezclas asfálticas conalto contenido de RAP, enasociación con un aditivoespecífico ITERLOW R.

Este aditivo, junto con los derivadosparafínicos contenidas en el compuestoPPS, ayuda a reducir las temperaturas deproducción y compactación de la mezclaasfáltica. Actúa también como unrejuvenecedor del betún contenido en elRAP, como un mejorador de adherencia ytambién mejora la trabajabilidad amenores temperaturas de colocación.La acción modificadora permiteaumentar la resistencia mecánica ymejorar la resistencia a la fatiga de lamezcla asfáltica final.

MATERIAL DOSIFICACION PESO ESPECIFICO

gr/cc

A.F CHANCADO GLOBAL CANTERA LA GLORIA 60.0% 2.7140

A.G CHANCADO CANTERA TYR 40.0% 2.81

CEMENTO AFALTICO PEN 60/70 1.00

TIPO DE MEZCLA MAC II

ESPECIFICACION RESULTADOS

OPTIMO DE ASFALTO 5.6

PESO UNITARIO (GR/CC) 2.507

VACIOS (%) 3 - 5 3.1

820 MIN 1284

VMA (%) 14 MIN 14.8

VFA (%) 77.5

FLUJO (mm) 2.-4 3.3

INDICE DE RIGIDEZ (Kg/cm) 1700 - 4000 3891

ESTABILIDAD RETENIDA (%) 75% MIN 94.0

TRACCION INDIRECTA 80% min 99.0

DATOS

ESTABILIDAD (KG)

DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE

CONTENIDO DE CEMENTO ASFALTICO : 5.6%

CONTENIDO DE ADITIVO (peso asfalto) : 0.5%

CONTENIDO DE POLIMERO PPS 1000 C/S (peso agregado) : 0.5%

TAMIZ ABERTURA MATERIAL MATERIAL MATERIAL MEZCLA

AASHTO T-27 (mm) A B C

60.0% 40.0% 0.0% 100.0%

3/4" 19.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100 100

1/2" 12.5 100.0 72.9 100.0 89.2 80 100

3/8" 9.5 100.0 41.7 100.0 76.7 70 90

Nº 4 4.75 98.8 5.4 100.0 61.4 50 70

Nº 8 2.36 73.3 0.0 100.0 44.0 35 50

Nº30 0.60 31.7 0.0 100.0 19.0 18 29

Nº 50 0.30 23.5 0.0 100.0 14.1 13 23

Nº 100 0.150 17.1 0.0 100.0 10.2 8 16

Nº 200 0.075 13.3 0.0 100.0 8.0 4 10

ESPECIFICACION

IV - B

19

.0

12

.59

.5

4.7

5

2.3

6

0.6

0

0.3

0

0.1

50

0.0

75

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.00.11.010.0100.0

% PASA

COMBINACION - ESPECIFICACIÓN GRANULOMÉTRICA

2.350

2.370

2.390

2.410

2.430

2.450

2.470

2.490

2.510

2.530

2.550

2.570

2.590

3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50

PE

SO

UN

ITA

RIO

(

gr/

cm

3 )

CEMENTO ASFALTICO ( % )

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

11.00

12.00

3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50

VA

CIO

S(

% )

CEMENTO ASFALTICO ( % )

ENSAYO MARSHALLASTM D-1559

11.0

12.0

13.0

14.0

15.0

16.0

17.0

18.0

3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50

VM

A (

% )

CEMENTO ASFALTICO ( % )

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

55.0

60.0

65.0

70.0

75.0

80.0

85.0

90.0

95.0

3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50

V.L

LE

NA

DO

S D

E C

.A (

% )

CEMENTO ASFALTICO ( % )

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50

FL

UJO

( m

m )

CEMENTO ASFALTICO ( % )

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00

ES

TA

BIL

IDA

D (

kg

)

CEMENTO ASFALTICO ( % )

OPTIMO DE ASFALTO 5.6

PESO UNITARIO (GR/CC) 2.507

VACIOS (%) 3 - 5 3.1

ESTABILIDAD (KG) 831 MIN 1284

VMA (%) 14 MIN 14

VFA (%) 77.5

FLUJO (mm) 2 - 4 3.3

INDICE DE RIGIDEZ (Kg/cm) 1700 - 4000 3891

ESTABILIDAD RETENIDA (%) 75.0 94.0

TRACCION INDIRECTA 80.0 99.0

RESULTADO