Sobre recapado asfaltico

REFUERZOS DE RECAPADO ASFALTICO 1

ANÁLISIS CRITICO

COMPORTAMIENTO DE REFUERZOS

EN LA RECUPERACIÓN DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

Documento Preparado Por:

Germán Reccius Ingeniero Civil

Diretor de MPZ


Esquema Tipo de Instalación:

Geogrilla de Refuerzo de Fibra de Vidrio

Camada final de CBUQ (mínimo 35 mm)

Camada asfáltica de regulación (mínimo 19 mm)

Placas de pavimento antigo

Juntas de dilatación (de PCC)

Base existente

Fisuras Extensibles


Ventajas de los refuerzos en la recuperación de pavimentos: El recapamiento asfáltico es un recurso ampliamente utilizado en la recuperación de pavimento y presenta un desafió recurrente: “evitar el surgimiento de grietas reflectadas”. Estas grietas no son más que una imagen reflejada de las fisuras o juntas de dilatación que el pavimento pretende recuperar y su surgimiento indica inequivocadamente un proceso de destrucción del recapado. La tendencia predominante de los principales países europeos y americanos a sido la utilización de una geogrilla de refuerzo de alto modulo de elasticidad. La función principal es absorber las tensiones provenientes de las dilataciones o deformaciones de las placas de pavimento antiguo, provocadas por el trafico de vehículos o dilatación y contracción térmica de los elementos del pavimento antiguo. El refuerzo de fibra de vidrio absorbe así las capacidades que de otro modo estarían actuando sobre el CBUQ aumentando su capacidad de deformación elástica. Este fenómeno reduce la falla del material por fatiga y es particularmente eficaz en ambiente de altas temperaturas, donde normalmente disminuyen las propiedades mecánicas del asfalto. Descripción Resumida del Funcionamiento del Geosintético A continuación se muestra esquemáticamente los pasos a seguir para la formación de una grieta reflexiva. Recapamiento sin refuerzo : I.- Camada de Asfalto

Junta de Dilatación o Grieta


II.- Una dilatación “e” de junta o fisura es traspasada a la camada asfáltica con la consecuente deformación plástica Las fisuras de asfalto comienzan con deformaciones del 0.5%.

“e” III.- Los sucesivos ciclos de dilatación / contracción provocan la fatiga de la camada de Asfalto “generando grietas reflexivas”.

Recapamiento de una geomalla de alto modulo de elasticidad. IV.- Camada de CBUQ sobre la geomalla.

La teoría y la buena práctica confirman las ventajas de una camada de regulación de a lo menos 19 mm


V.- Una geogrilla de refuerzo firmemente adherida a una camada de asfalto, absorbe la dilatación de la fisura “e”. La fisura es desviada 90º y la dilatación “e” es absorbida elásticamente por la geogrilla en el espacio “s”.

La descripción expuesta es una forma simplificada de ilustrar el proceso. El mecanismo es mucho mas complejo depende de una serie de factores, tales como, las variaciones de temperatura del ambiente, las características del betumen, los espesores de las camadas, la composición y granulometría de los agregados, el módulo de elasticidad del refuerzo y los cuidados de la exudación. Esta técnica exige por ende ciertos cuidados mínimos

• La base debe estar estable con el sistema de drenaje. • Las placas del pavimento antiguo debe estar estables y fijas. • En caso de movimientos verticales con o sin geomalla de refuerzo, se verificará el

repentino aparecimiento de las grietas reflexivas. • Los esfuerzos verticales no son absorbidos por el refuerzo y mucho menos por el

asfalto.

• Uno de los aspectos fundamentales de un buen proyecto es asegurar la estabilidad de la base.

• Fisuras de más de 4mm deben ser selladas. • El asfalto debe ser bien compactado y con poquísima permeabilidad. La experiencia

demuestra que la granulometría del agregado es un aspecto crucial: constituye el “esqueleto” de sustentación mecánica del Asfalto. (recomendamos el articulo “Stone Matrix Asphalt is catching on in the USA”, Better Roads, 9/2003, T. Kuennen)

“s”

“e”

�� inaceptable ! (El refuerzo no trbaja)


Otras Ventajas de los Refuerzos de Fibra de Vidrio:

• Inmune al fenómeno “CREEP”. Alta resistencia a largo plazo.

• Resistente a altas temperaturas del asfalto, típicamente 140º a 190º.

• La fibra de vidrio puede ser fácilmente fresadas en una eventual nueva recuperación de pavimento.

• La Fibra de Vidrio se puede incorporar a la masa de Asfalto reciclada.

• Los refuerzos de Poliéster dificultan considerablemente el fresado y los residuos tienen

que ser obligatoriamente descartados para incluirlos en la masa reciclada. En Europa quedan clasificados como depósitos de residuos clase II.

• El alto módulo de elasticidad de la geomalla de fibra de vidrio (69KN/mm2) es

aproximadamente 20 veces la del Asfalto y 3 veces la de las geomallas de Poliéster. Esto trae como consecuencia la siguiente tabla:

TIPO FIBRA DE VIDRIO POLIESTER RUPTURA 50KN/m 50KN/m RESISTENCIA AL 1% DE DEFORMACION 40KN/m 13KN/m La explicación de esto deriva en la rigidez característica de los materiales que corresponde simplificadamente en la inclinación de la curva del material, ilustrado en el gráfico Tensión – Deformación siguiente:

Fuente: “Eigenschaften der Geokunstoffw: Prüfung und Qualitätskontrolle”; 1/3/202, EMPA, Suiza, Rudolph Huphenus


Experiencia realizada en Bélgica Fuente: Gestrata Journal, Enero 2004, “Verstärkungswirkung von Kohlenfaserbewehrung in Asphaltstrassen”, A. Brugger. La experiencia consistió en comparar el desempeño de distintos refuerzos utilizados en el asfalto: 1.- Sin Refuerzo 2.- Malla de Acero 3.- Polipropileno 4.- Poliéster 5.- Fibra de Vidrio 6.- Fibra de Carbono Esto se realizó por medio de dos placas móviles (horizontal) cíclicas con amplitud de 1mm, una capa de refuerzo y 7cm de asfalto. Temperatura ambiente: –10º Celsius. Se realizaron ciclos hasta que apareciera la grieta en la superficie.

Esquema del Ensaye


Resultados

Conclusiones: 1.- No apareció la grieta con los refuerzos de Fibra de Carbono, Malla de Acero y Fibra de Vidrio. 2.- Con el Poliéster apareció la grieta a los 15 ciclos. 3.- Con el polipropileno apareció la grieta a los 10 ciclos 4.- Sin refuerzo apareció la grieta a los 5 ciclos.


Fotos de Aplicaciones de Geomallas de Fibra de Vidrio Proyecto Serviu V Región Refuerzo de Recapado Calle Brasil Constructora Manuel Muñoz


Proyecto MOP Ruta 5 Norte Concesión Santiago los Vilos Bank Mex Reparación de Quince Baches

Referencias:

• “Geosynthetics in Flexible and Rigid Pavement Overlay Systems to reduce Reflection Cracking”, G. Cleveland, J.W. Button, L. Lytton.(10/2002). Texas Dept. of Transportation, en colaboración con FHWA;

• “Asphaltbewehrungen – eine Loesung gegen Rissreflectionen sowie Spurrinnenbildung”, palestra apresentada na GESTRATA-Herbstversammlung, Suiza, 22-11-2001, Autor: A. Brugger;

• “Eigenschaften derGeokunstoffe…”, Fachtagung SGV, 3/2002, R. Hufenus.

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