Subrasante Bases Subbases y Mezclas Asfalticas

7/23/2019 Subrasante Bases Subbases y Mezclas Asfalticas

http://slidepdf.com/reader/full/subrasante-bases-subbases-y-mezclas-asfalticas 1/26

El material de sub-rasante

Ensayo CBR

Sub-rasantes

La sub-rasante, tal como es definida en pavimentos, comprende los últimos centímetros del relleno o

del corte del movimiento de tierras, que sirven de soporte a la estructura del pavimento.Tiene dos funciones principales:

a. proporcionar un valor de soporte mínimo a la estructura del pavimento, limitando lasdeflexiones a valores tolerables. Del total de las deflexiones de un pavimento, entre un 70%y un 90% de ellas es causada por la sub-rasante.

b. Proporcionar un soporte continuo, sin asentamientos significativos ni diferenciales, evitandoademás que se producan flu!os plásticos o desplaamientos laterales.

"n funci#n de la magnitud de la carga es necesario prestarle especial cuidado a lacompactaci#n $ %umedecimiento de las últimas capas de la sub-rasante, con el fin de lograr eneste espesor el desarrollo de las propiedades requeridas.

&sí interesan para:

'. tránsito ba!o: los últimos '( a )* cm

+. tránsito medio: los últimos )* a ( cm

). tránsito alto: los últimos ( a * cm.

Las cualidades deseables en la sub-rasante son:

'. alta resistencia+. permanencia de la resistencia

). uniformidad, reduciendo al mínimo los cambios bruscos

. alta densidad, que generalmente incrementa su resistencia

(. poca susceptibilidad al agua

. poca variaci#n volumtrica

/. facilidad de compactaci#n

0. permanencia de la compactaci#n



1 2ebido a la variabilidad de los materiales para sub-rasante, es necesario realiar un estudioprofundo de los suelos encontrados $a que de l se determinará el dise3o del pavimento Lossuelos son materiales mu$ variables4 la interrelaci#n de textura, densidad, %umedad $ resistenciaes mu$ comple!a $, en particular, el comportamiento ante la repetici#n de cargas es mu$ difícil de

evaluar "l mtodo más frecuente para caracteriar la 5resistencia5 de un material de subrasantees el ensa$o de 6alor 7oporte 8alifornia 98;<, aún cuando %o$ en día $a se está introduciendoel 5=#dulo ;esiliente5, $a que los nuevos mtodos de dise3o de pavimentos están incorporandoeste valor más científico

1 Ensayo de Valor Soporte California C!"#1 >ue propuesto en '?+? por los @ngenieros T. ". 7tanton $ A. B. Porter, del 2epartamento de

8arreteras del estado de 8alifornia. 2esde esa fec%a, tanto en "uropa como en &mrica, elmtodo 8; 9por sus siglas en ingls: California !earing "atio, Relación de Soporte California<se %a generaliado $ es, %o$ en día, uno de los más empleados para la caracteriaci#n de la

5resistencia5 de los suelos, sub-bases $ bases granulares, valor que posteriormente seránempleados en el cálculo de espesores de pavimentos flexibles.El C!" es una medida comparativa de la resistencia al corte de un suelo, material$ranular o estabiliado, y se define como la relaci&n porcentual entre la car$a unitariare'uerida para penetrar un pist&n normaliado, una profundidad determinada dentro deuna muestra del material ba(o ensayo, y la car$a unitaria re'uerida para penetrar el mismopist&n y a la misma profundidad, en una mecla patr&n de piedra picada) es decir*

1CBRi + 100 X CARGA UNITARIA DEL ATERIAL BA!" EN#A$"1 CARGA UNITARIA DE LA %IEDRA %ICADA

1 2onde:1 CBRi C CBR del material bajo ensayo a la profundidad de penetración " i"

1 "l 8; de un material es funci#n de su densidad, textura, %umedad de compactaci#n, %umedaddespus de la saturaci#n, su 5grado de alteraci#n5, $ su granulometría.



1 Para determinar el 8; del material se toma como comparaci#n el valor de la cargaunitaria que soporta la piedra triturada. La resistencia a la penetraci#n que presentala piedra triturada es la siguiente:

1 penetraci#n 9pulg.< carga unitaria9libDpulgE+<1 *.' '***

1 *.+ '(**

1 *.) +)**

1 *.( +**

1 La resistencia a la penetraci#n de la piedra triturada se toma como base o cargapatr#n de comparaci#n. "l 8; de un suelo es la resistencia a la penetraci#ncorrespondiente a *.'5 # *.+5 de penetraci#n expresada en un porcenta!e del valorpatr#n.

1 La 52eterminaci#n del 8; de suelos perturbados $ remoldados5 es el más común, $debido a que la muestra de laboratorio debe representar lo mas fielmente posible losresultados de la compactaci#n de campo, debe realiarse un estricto control en

laboratorio sobre la densidad 9energía de compactaci#n< $ la %umedad de la muestraen el momento de la compactaci#n.

1 "l valor de 8; normalmente se determina a dos profundidades de penetraci#n delpist#n normaliado de ) pulgadas cuadradas de área 9a *,' pulgada $ a *,+pulgadas<, seleccionando el ma$or de los dos valores. Las cargas unitarias queresiste la piedra picada a estas profundidades son de '.*** 9/* FgDcm+< $ '.(** psi9'*( FgDcm+<, respectivamente.



1 Especificaciones de uso de materiales $ranulares no estabiliados, en funci&n de losvalores de C!" e incamiento

1 & continuaci#n se presentan las especificaciones más comunes utiliadas por organiaciones

relacionadas con pavimentos, $ que se fundamentan en los valores 8; para los materiales aser empleados como sub-bases $ bases granulares.

1 1 Especificaciones de la ..S/1

1 Valor C!" % incamiento 2so establecido1 G )*,* H +,* 7ub-bases granulares1 G 0*,* H ',* ases granulares

1 1 Especificaciones C1VE343 5C, 6977#

1 Valor C!" % incamiento 2so establecido1 I +*,* H *,* ---------- 7ub-base granular 1 I *,* H 0*,* ---------- ase granular tráfico liviano a mediano1 I 0*,* ---------- ase granular pavimentos con tráfico pesado

1 "s conveniente combinar ambas especificaciones para exigir no solamente valores 8; para losmateriales a emplear en las diferentes capas, sino tambin los límites de J %inc%amiento, con elfin de lograr los me!ores pavimentos.



1 ipos de materiales a ser empleados como sub-rasante o sub-rasante

me(orada*

1 Los suelos encontrados en el movimiento de tierras son empleados directamente enla construcci#n de los terraplenes $ conformarán, por lo tanto, la capa de subrasante,

sin otro tratamiento que la estabiliaci#n mecánica mediante la compactaci#n con la

%umedad #ptima. #ub-rasantes &on CBR entre un ' y un () son muy &omunes

en las &ondi&iones de traba*o de +ene,uela.

1 Los suelos orgánicos evidentemente no pueden ser empleados $ la recomendaci#n

general de las "specificaciones de la &&7KTA es que suelos con %inc%amientos deacuerdo al procedimiento del ensa$o 8; de un máximo de un J pueden ser

utiliados como fundaci#n del pavimento, $a que no presentarán problemas de

expansividad. "n el caso de que el %inc%amiento sea ma$or al J los suelos deben

ser evitados, de ser esto posible inclusive %asta con cambios en el traado

geomtrico, $ si no deben ser tratados como suelos expansivosM. "stos tratamientos

escapan el alcance de estos &puntes, pues no son un problema de pavimentos sino

de geotecnia.1 Atra recomendaci#n constructiva es la de reservar, en el caso de que esto sea

práctico y económico, los materiales del movimiento de tierra con me!ores 8; para

emplearlos en los últimos centímetros del terrapln $, si su 8; es ma$or al '*J $

menor al +*J, se consideran como sub-rasantes me!oradasM.



#ub-bases y Bases de

materiales ranulares no tratados

1 La terminología clásica utiliada en @ngeniería de pavimentos puede observarse en la >igura '.

"l trmino pavimento se aplica a todo el espesor, construido sobre la 7ubrasante, constituido

generalmente por el material de sub-base, la base, $ las 8apas asfálticas. Las dos capas7uperiores mostradas en la figura 9rodamiento $ base asfáltica<, se refieren a una pavimentaci#n

con concreto asfáltico4 alternativamente, el pavimento superior puede ser de concreto %idráulico,

o simplemente se coloca un tratamiento asfáltico superficial, cu$o uso ideal es en vías de ba!o

tránsito.



1 . C.8. !.SE*

1 La capa base de un pavimento flexible se define como aquella capa de material queestá colocada directamente por deba!o de la capa de rodamiento. 2ebido a su ubicaci#n

mu$ cercana a la superficie en donde se aplican las cargas de los 6e%ículos debenposeer una alta resistencia a la deformaci#n, siendo capaces de soportar los esfueros

aplicados sobre ellas. Normalmente se constru$en con "spesores relativamente altos

9'(-)* cm.<, $ con materiales de =#dulos "lásticos altos, con lo cual se logra absorberparte de los esfueros $ distribuirlos a las capas inferiores en una magnitud tal quepuedan ser soportados por materiales de menor calidad, como son los que conformanlas capas de sub-base o de sub-rasante.

Ona segunda funci#n de la capa base está asociada con la facilidad de drenar lasaguas provenientes de la superficie, o de evitar la ascensi#n capilar de aguas inferioresPor último, persiguen un fin econ#mico, ante la posibilidad de emplear materiales demenor costo que los utiliados en la capa de rodamiento Normalmente son construidascon meclas de fragmentos de piedra o grava, $ materiales finos de relleno, pudiendotambin emplearse suelos locales estabiliados mediante la incorporaci#n de cal%idratada o cemento Portland, en cantidades suficientes para incrementar en forma

sustantiva su capacidad de resistencia. 7us propiedades fundamentales dependerán,por otra parte, del dise3o final de la estructura de pavimento, en particular, si secontempla que la capa de base sea, o no, protegida mediante la colocaci#n de un sello

de tratamiento asfáltico superficial.



1 Capas de Sub-base

1 La capa de sub-base se define como aquella capa que se coloca directamente sobrela superficie de la sub-rasante. Tambin puede ser definida, en una estructura depavimento multicapa, como aquella capa que se coloca directamente por deba!o de

la capa de base.

1 &ún cuando se emplean para absorber los esfueros generados por los ve%ículos,debido a que se encuentran algo ale!adas de la superficie en donde se aplican lascargas, no se requieren materiales tan resistentes como los exigidos en las capas debase. 7us espesores son, en general, ma$ores a los de capa base, $ están en elrango entre los +* $ )(. No se recomienda construir espesores de capas ma$ores alos ( cm, aun cuando el dimensionamiento estructural así lo exi!a4 en este casodebe sustituirse el espesor por encima de los ( cm por un espesor equivalente deotro material, tal como será comentado en el momento de dise3ar la estructura de unpavimento. "l =#dulo "lástico de los materiales de sub-bases granulares sonmenores a los de la capa base.

1 Atras funciones de las capas de sub-base son: economía de construcci#n, por ser demenor costo que los empleados en las capas de base, $ facilitar el drena!e de lasaguas, tanto las de percolaci#n como las de ascensi#n capilar. Por otra parte, encaso de ser necesario reducir 8ambios volumtricos originados por suelos de

carácter expansivo, se constru$en tambin con grandes espesores, $ sirven paraimpedir que las deformaciones de las capas de la sub-rasante sean refle!adas en lasuperficie del pavimento.

1 Las capas de sub-base, por último, sirven como capa de transici#n, evitando que losfinos de la sub-rasante contaminen los materiales de las capas de base, reduciendosu resistencia.



1 Normalmente son construidas con materiales granulares sin procesar, con espesoresrelativamente ma$ores a los de la capa base 9+*-)( cm.<, o en el caso de emplearse materialeslocales de ba!a calidad, se estabilian mediante la incorporaci#n de cal %idratada o cementoPortland en cantidades reducidas para incrementar ligeramente su capacidad de resistencia.Tambin los materiales locales finos pueden ser me!orados mediante el empleo de aceites

sulfonados, que producen una estabiliaci#n de tipo electroquímica, pudiendo así alcanar losniveles de calidad asociados con los exigidos para otros tipos de materiales empleados comocapas de sub-base

1 ipos de materiales para capas de sub-base

Los materiales que van a ser empleados en las capas de sub-base son gravas $ arenasobtenidas de los dep#sitos de ríos o minas $ son empleados directamente como vienen delsaque, sin ningún procesamiento adicional excepto el de la eliminaci#n del sobre-tama3oM, esdecir el material que exceda el tama3o máximo establecido en las especificaciones,normalmente +.( pulgadas.

"n 6eneuela se emplean in extensoM los materiales de saques de mina, normalmentemateriales que clasifican como &-+- según la &&7KTA, con plasticidades ba!as 9LL +(J e @P ?J<. El C!" de estos materiales normalmente se ubica entre un 0% yun :;% y se lo$racon ellos una sub-base de re$ular a mala

Tambin se emplean con muc%a frecuencia los materiales de los saques de las márgenes de los

ríos, por su ba!a o nula plasticidad, estos materiales arro(an C!" entre un :;% y un ;0% assub-bases construidas con estos materiales son de buena calidad

La gran desventa!a de estos materiales, por ser empleados sin procesamiento posterior, es el desu gran variabilidad: tan pronto un material de río tendrá un 8; de *J, como podrá tenerlo deun +(J. 7u venta!a radica en su ba!o costo.



Proceso de descarga de las pilas de los camiones a distancias Previamente

determinadas, y formación del cordón o camellón con una motoniveladora



e,&las as./lti&as

materiales y diseo

1 4V Definiciones1 Las definiciones principales que es necesario conocer son las siguientes:1 1 8etr&leo1 =aterial natural de consistencia viscosa, formado por una mecla de compuestos de

%idr#geno $ carbono, con contenidos variables de aufre, nitr#geno $ oxígeno1 1 !itumen1 =ecla de %idrocarburos, de origen natural o volcánico, o una combinaci#n de ambos

procesos, frecuentemente acompa3ados de derivados no metálicos que pueden sergaseosos, líquidos, semis#lidos o s#lidos, $ que son totalmente solubles en bisulfurode carbono.

1 1 .sfaltos1 =ateriales cementantes, de color marr#n oscuro a negro, de consistencia s#lida,

semis#lida o líquida, en los cuales los principales componentes son los bitúmenes $que son obtenidos como residuo en la refinaci#n del petr#leo, o en forma natural. La

cantidad de asfalto que puede ser obtenida de un crudo es mu$ variable, $ es funci#ndel 5Qrado &P@ 9.merican 8etroleum 4nstitute< del crudo. =ientras menor sea elQrado &P@, mas pesado será el crudo $ ma$or será el contenido de asfalto depavimentaci#n.

1 "l Qrado &P@ es una medida arbitraria de la densidad de un crudo a *R>, o de underivado del crudo a esta misma temperatura, $ se obtiene de la siguiente expresi#n:

1 Grado A%I 213145 6Gb7 8 1'145



7iendo <b la Qravedad "specífica del material a *R> 9'(.(R8<.

8omo referencia el Qrado &P@ del agua es '*. Los asfaltos tienen un Qrado &P@ entre (

$ '*, mientras que las gasolinas tienen un Qrado &P@ cercano a ((.

La >igura & muestra las proporciones de las diferentes fracciones de los crudos

6eneolanos:



1 44 as venta(as del asfalto

1 Los materiales asfálticos son de especial inters para los ingenieros de 6ialidad,debido a que son cementantes, se adieren fácilmente, son impermeables $ muydurables. 7on substancias que imparten flexibilidad a la mecla que forman conlos agregados minerales con los que son usualmente combinados.

1 7on altamente resistentes a la acci&n de la mayor=a de los >cidos, >lcalis y1 sales. Son s&lidos o semis&lidos a temperatura ambiente, pero alcanan altos

$rados de fluide a las temperaturas de aplicaci&n en el ran$o de los 6:;?C alos 670?C@ "l cambio de consistencia con la variaci#n de la temperatura es una delas propiedades fundamentales de los asfaltos $ se denomina termo plasticidadAtra manera de %acer variar la consistencia de los asfaltos es a travs de la meclacon algunos solventes derivados del petr#leo, o por procesos de emulsificaci#n enagua. Los asfaltos son componentes naturales de la ma$oría de los petr#leos en loscuales existen en soluci#n, $ pueden ser refinados o naturales.

1 "n el caso de los refinados, los crudos del petr#leo se procesan industrialmente Paraseparar las diversas fracciones 9cortes< $ recuperar los asfaltos, en La >igura de lasiguiente diapositiva, se muestra el esquema de una planta de refinaci#n, por eso esllamada refineríaM $ los varios productos que en ella se obtienen.



"n algunos casos la naturalea %a logrado este proceso de 5refinaci#n5 $ se %an formado dep#sitos naturales de

asfalto, tal como el del 5Lago Quanoco5 en el estado 7ucre $ el Pitc% LaFe en la isla de Trinidad. &lgunos de estos

dep#sitos naturales están prácticamente libres de materias extra3as $ pueden ser usados en pavimentaci#n casi sin

tratamiento adicional alguno.

"l asfalto del Lago Quanoco fue explotado entre los a3os '000 $ '?) $ es considerado el dep#sito de asfalto natural

más grande del mundo. Tiene una extensi#n de ) Sm. de Norte a 7ur $ '.( Sm. de "ste a Aeste, con una profundidadvariable entre los '.+ $ ) m. 2urante su explotaci#n, existía una refinería en las cercanías del lago, cu$a funci#n era

solo la de eliminar el contenido de agua del asfalto extraído en el lago, debido a la gran purea del material natural, $

se constru$o un ferrocarril de ') Sm. de longitud, para llevar el asfalto al río Quanoco, en donde era cargado a los

barcos para su transporte al exterior. 8on este asfalto se pavimentaron algunas calles de las ciudades de Detroit y

Aasin$ton en los Estados 2nidos



1 Ti9os de as.altos de 9a:imenta&i;n

1 Los asfaltos de pavimentaci#n que pueden obtenerse comercialmente en el mercado nacionalson los productos directos de la refinaci#n, que pueden clasificarse como: cementos asfálticos $

asfaltos líquidos4 pero tambin pueden ser comercialiados como asfaltos emulsionadosM, osimplemente emulsiones, las cuales, en el caso veneolano, son procesadas por industriasprivadas, al meclar un cemento asfáltico con un agente emulsificanteM $ con agua.

1 1 Cementos asf>lticos C.#1 7on el producto directo de la refinaci#n, $ tal como son producidos, son empleados en la

pavimentaci#n de carreteras. 7e clasifican tradicionalmente en varios tipos, o grados, en funci#nde su 5penetraci#n o viscosidad5, de acuerdo a lo indicado en la tabla siguiente:

1 !abla 1 Clasificación de los cementos asfálticos en función de su1 8enetraci&n Viscosidad1 * - (* 9más duro< &8-*1 * - /* &8-+*1 0( - '** &8-'*1 '+* - '(* &8- (1 +** - )** 9más blando< &8-+,(

1 "n 6eneuela %asta el a3o '??( se identificaban los 8& en funci#n de su penetraci#n, perodesde esa fec%a se modific# la Norma 8A6"N@N '/*, $ se cambi# su denominaci#n a laclasificaci#n por viscosidad. 7olo se comercialian los tipos &-+* $ &-)*, $ en ciertas ocasiones,por pedidos especiales tambin un asfalto Tipo &-*, con las propiedades físicas que se indicanen la Tabla '.



Los cementos asfálticos deben ser calentados a temperaturas relativamente altas 9alrededor delos'(* R8< con el fin de lograr un grado de fluide que permita su adecuado mane!o en planta9bombeo $ meclado<, $ en obra 9extendido $ compactaci#n<. 8omo tambin en obra se calientan losagregados a esta misma temperatura en plantas especialmente dise3adas para este fin, las meclasasfálticas que se obtienen a partir de los 8& se denominan meclas en calienteM o meclas enplanta en calienteM. La >igura 8 presenta los niveles de consumo de cementos asfálticos parapavimentaci#n a nivel nacional. 7i se considera que el 8& es aproximadamente el (J del total del

peso de una mecla en caliente, se deriva que el promedio de toneladas que se colocan sobrenuestras carreteras, autopistas, calles, avenidas $ aeropuertos alcana aproximadamente a los millones de toneladas por a3o.



V4 Ensayos normaliados de calidad de los cementos asf>lticos

& continuaci#n se describen brevemente los ensa$os exigidos en la Norma

8A6"N@N '/*-?(

1 Ensayo de penetraci&n1 Permite determinar la durea o consistencia relativa de los cementos asfálticos, midiendo la

distancia que una agu!a normaliada penetra verticalmente en una muestra de asfalto, en unascondiciones especificadas de temperatura, carga $ tiempo. La profundidad de penetraci#n semide en dcimas de milímetro.

1 Ensayos de viscosidad1 Los ensa$os de viscosidad permiten determinar el grado de fluide de un material asfáltico a una

temperatura determinada. Puede medirse por varios ensa$os, siendo los más comunes los de:6iscosidad 8inemática o 6iscosidad &bsoluta.

1 Viscosidad Cinem>tica o .bsoluta1 Las especificaciones de construcci#n actuales exigen una cierta fluide de los asfaltos a

temperaturas de *8, o de ')(8. "n el caso de los cementos asfálticos se %a establecido latemperatura de *8, $a que ella representa la que será alcanada por el pavimento durante suvida de servicio. La temperatura de ')(8 permitirá aproximar la viscosidad de los cementosasfálticos en las etapas de meclado $ compactaci#n. &l conocer la viscosidad de estos asfaltos,a estas temperaturas, se podrá determinar si el ligante propuesto es adecuado, o no, para elpavimento ba!o el cual servirá.

1 Ensayo de 8unto de 4nflamaci&n1 "l punto de inflamaci#n de un material asfáltico se define como la temperatura más ba!a a la cual

se separan, en suficiente concentraci#n, los componentes volátiles del material, como para quese inflamen en presencia de una llama externa. "sta temperatura, en los cementos asfálticos,como en cualquier otro ligante asfáltico, permite determinar la temperatura a la cual puedenmane!arse $ almacenarse sin peligro de inflamaci#n. "sta es una informaci#n importante, $a quelos asfaltos deben ser calentados a temperaturas relativamente elevadas, con el fin de reducir suviscosidad $ permitir que puedan ser bombeados de un sitio a otro. "l ensa$o más frecuentepara determinar el punto de inflamaci#n es el de la 58opa abierta 8leveland5, el cual %a sidonormaliado por la &7T= ba!o el número 2?+.



1 Ensayo en Estufa de 8el=cula Del$ada B1 :#1 "ste ensa$o, uno de los de ma$or importancia en la actualidad, no persigue proporcionar algún

resultado directo excepto la prdida por calentamiento sino reproducir las condiciones detemperatura $ tiempo de mane!o a las cuales los cementos asfálticos serán sometidos realmenteen una planta de asfalto.

1 "stas condiciones producen un endurecimiento del cemento asfáltico, $ sus efectos sobre elligante se miden por la relaci#n entre algunas propiedades 5antes5 $ 5despus5 del ensa$o4 estasrelaciones son empleadas para medir el enve!ecimiento que el material sufrirá, a corto plao,durante las etapas de preparaci#n de la mecla en planta 9almacenamiento del ligante $meclado del ligante con el agregado<, $ de transporte, extendido $ compactaci#n de la mecla.

1 Ensayo de Ductilidad1 La ductilidad es una medida de cuanto puede alargarse o estirarse una muestra de cemento

asfáltico antes de que se rompa en dos partes. "sta propiedad se mide mediante un ensa$o de5estiramiento5 en el cual una briqueta del cemento asfáltico se alarga a una velocidad $

temperatura determinada.1 Ensayo de Solubilidad1 "l ensa$o de solubilidad determina la purea del cemento asfáltico. La parte soluble en bisulfuro

de carbono o en tricloroetileno que es menos peligroso en su mane!o en laboratorio representalos constitu$entes activos de cementaci#n4 s#lo los materiales inertes como sales, carb#n libre ocontaminantes inorgánicos son insolubles.

1 Ensayo de 8unto de .blandamiento1 Los asfaltos, tal como %a sido se3alado en los ensa$os de viscosidad, se emblandecen a

temperaturas diferentes. "l 5punto de ablandamiento5 se determina por este ensa$o.1 Ensayo de 8eso Espec=fico <ravedad Espec=fica# "l valor del peso específico del cemento

asfáltico no forma parte de las especificaciones para estos materiales, pero debe serdeterminado $a que se requiere para efectuar las correcciones de volumen cuando se manipulaa temperaturas elevadas, $ más importante aún para el cálculo de la densidad $ vacíos de lasmeclas asfálticas.

1 Ensayo de 5anca

"l prop#sito de este ensa$o es determinar si un 8.&. %a sido da3ado debido a sobrecalentamiento,

durante su proceso de refinaci#n.



%ro9iedades de inenier<a en los

areados 9ara me,&las as./lti&as

1 El a$re$ado mineral como componente de las meclas asf>lticas1 "l agregado es cualquier material mineral, en forma de partículas, granos o

fragmentos que, adecuadamente proporcionados en diferentes tama3os, conformanuna mecla asfáltica. Los agregados convencionales son las &renas simplementecernidas o lavadas, las gravas de río, naturales por tener sus granos redondeados alser producto del tamiado del material del banco, o angulares por ser trituradas4 $ losprovenientes de canteras, como las calias $ los granitos, cu$os granos son siempreproducto de la trituraci#n $ cernido del material obtenido de la voladura de losbancos4 $ las escorias de acería. os a$re$ados conforman aproximadamenteentre el 90 y 9;% del total en peso de la mecla $ sus características físicas $

mecánicas son mu$ importantes $a que la resistencia total de la mecla dependefundamentalmente del aporte de los granos.

1 ipos de a$re$ados para meclas asf>lticas1 2e acuerdo a los procesos de c#mo son producidos, los agregados para meclas

asfálticas se clasifican como: naturales, procesados o sintticos.1 &gregados naturales: aquellos que se emplean tal como %an sido obtenidos de los

saques o prstamos, sin ningún otro procesamiento. La resistencia mecánica de las

meclas elaboradas con agregados '**J naturales puede ser ba!a. Los máscomunes son de origen sedimentario, como las arenas $ gravas de río. &gregadosprocesados: aquellos que %an sido triturados $ cernidos con el fin de modificar suforma, tama3o $ distribuci#n granulomtrica, $ en un menor grado, su textura.Tambin pueden ser lavados para me!orar su limpiea. Las fuentes más comunes deagregados procesados son las gravas de río $ los materiales de cantera.Normalmente, como resultado de la trituraci#n $ cernido se obtienen agregados condiferentes estructuras granulomtricas, que deben ser combinados para lograr unadistribuci#n de tama3os que satisfaga una especificaci#n determinada



1 &gregados sintticos o artificiales1 7on agregados que no existen en la naturalea $ se obtienen como producto del procesamiento

físico o químico de otros materiales, e!emplo la escoria de acería

1 Caracter=sticas f=sicas deseables en los a$re$ados para meclas asf>lticas.

Tama3o $ estructura Qranulomtrica1 ;esistencia $ durabilidad.1 >orma cúbica.1 a!a porosidad.1 Textura superficial adecuada.1 uena ad%erencia.1 Limpiea.

1 Qravedad "specífica1 "conomía1 Estructura <ranulomtrica1 La estructura granulomtricaM o simplemente granulometríaM se define como la distribuci#n de

tama3os del agregado que se empleará para formarM una mecla asfáltica. "s la característicamás importante de los agregados $a que afecta la estabilidad $ la traba!abilidad de las meclas $constitu$e, por lo tanto, uno de los requisitos básicos de las especificaciones. 2e acuerdo con suscaracterísticas granulomtricas los materiales pueden clasificarse en: densamente gradados, degranulometría abierta, de granulometría discontinua, $ de tama3o uniforme. Los recomendadospara las meclas asfálticas son los 2ensamente Qradados:

1 7on agregados que contienen cantidades adecuadas de todos los tama3os, de grueso a fino,proporcionados de tal forma que permiten obtener una mecla densa con pocos vacíos, tienen ungran número de puntos de contacto entre las partículas, dando una alta resistencia friccional,reduciendo la posibilidad de trituraci#n de las partículas en los puntos de contacto, aumentando suimpermeabilidad.



Consideraciones en el diseo de meclas asf>lticas

8ropiedades deseadas de 4n$enier=a y

5todos de laboratorio para el diseo de las meclas asf>lticas en

caliente

1 "l dise3o adecuado de una mecla asfáltica de pavimentaci#n debe perseguir el que en ella seobtengan algunas de las propiedades siguientes, aún cuando es mu$ difícil que en una meclase puedan alcanar todas ellas:

1 1 "stabilidad1 1 2urabilidad1 1 ;esistencia a la fatiga1 1 ;esistencia al desliamiento

1 1 @mpermeabilidad1 1 Traba!abilidad1 1 >lexibilidad1 1 "conomía

1 "xisten diversos mtodos de laboratorio que permiten dise3ar meclas1 asfálticas en caliente. Los más conocidos son:1 1 "l =todo Kubbard->ield1 1 "l =todo Triaxial de 7mit%1 1 "l =todo Kveem1 1 "l =todo =ars%all1 1 "l =todo 7uperpave1 1 La =etodología ;amcodes para la interpretaci#n de los resultados de ensa$os de laboratorio

de otros mtodos de ensa$o de meclas, tal como el =ars%all o 7uperpave



E 5E1D1 5."S/.

1 "s el más utiliado a nivel mundial, por lo simple de sus procedimientos $ lorelativamente econ#mico de sus equipos4 estas características %an resultado en laobtenci#n de una extensa correlaci#n entre los valores de ensa$o de laboratorio $ elcomportamiento de pavimentos flexibles

1 Los conceptos básicos del =todo =ars%all para el dise3o de meclas asfálticasfueron formulados a finales de la dcada de los a3os * por el @ngeniero ruce=ars%all, un experto en pavimentos asfálticos, !unto con otros ingenieros del2epartamento de 8arreteras del "stado de =ississippi, en los "stados Onidos. "l8uerpo de @ngenieros de 8arreteras de los "stados Onidos, a travs de extensas

investigaciones $ estudios de correlaci#n, lo me!or# e incorpor# ciertasmodificaciones al mtodo, conducindolo al procedimiento actual, =ediante el"mpleo del "quipo =ars%all5. "n nuestro país es el procedimiento de laboratorioutiliado en el dise3o $ control de las meclas asfálticas en caliente en las más de+( plantas de asfalto que existen en 6eneuela. "s tambin el mtodo de dise3outiliado en todos los países de 8entro $ 7ur &mrica.

1 1b(etivo del mtodo1 "l mtodo persigue la determinaci#n de un contenido de asfalto #ptimo, para la

combinaci#n de agregados establecida, tal que resulte en una mecla con lascaracterísticas de estabilidad, durabilidad $ traba!abilidad que %an sido definidas $comentadas anteriormente. "l mtodo no mide la resistencia a la deformaci#n ni laresistencia a la fatiga de la mecla, pero estas características de la mecla se midende una manera indirecta por medio de una propiedad fundamental del ensa$o=ars%all, a saber, el contenido de aire dentro de la mecla compactada



a 5etodolo$=a "amcodes

1 . 8onsiste en un procedimiento racional para la determinaci#n de las características tcnicas deuna mecla asfáltica, $, aun cuando no es un mtodo de ensa$o propiamente dic%o, la facilidad $calidad del mane!o e interpretaci#n de resultados de ensa$os de otros mtodos de ensa$o %aceque, en la práctica, pueda ser calificado, para muc%os @ngenieros de Pavimentos, como unnuevo mtodo de ensa$oM Ka sido desarrollado por el @ngeniero veneolano >redd$ 7ánc%eLeal, $ promete ser uno de los mtodos que serán adoptados por los @ngenieros de Pavimentospara el dise3o de meclas en caliente.

1 La práctica tradicional de dise3o $ control de compactaci#n de

geomateriales,es decir, suelos y me#clas asfálticas, está fundamentada encriterios estadísticos obsoletos que pueden conducir a sobre-dise3os obien a fallas.

1 8omo respuesta a esta situaci#n el autor desarroll# la metodología1 ;&=8A2"7, que en su aplicaci#n a meclas asfálticas es el tema de este

capítulo1 ;&=8A2"7 es un acr#nimo de RAtional et$odology for C" mpacted geomaterial%s DE nsity

and # trengt$ analysis, que significa: =etodología ;acional para el &nálisis de 2ensificaci#n $;esistencia de Qeomateriales 8ompactadosM.

1 "s una metodología para dise3ar $ controlar geomateriales compactados, tales como suelos $meclas asfálticas, desarrollada por el autor de esta metodología desde '??0 con la asistenciatcnica $ econ#mica de la compa3ía veneolana 7AL"7TO2@A7 8.&.



1 Los geomateriales usados en la construcci#n de rellenos $ pavimentos no son una1 excepci#n. "s por esto que empresas e instituciones que %an utiliado ;&=8A2"7

declaran que pudieron utiliar satisfactoriamente materiales que, analiados con lametodología tradicional, %ubieran tenido que ser desec%ados.

1 Por otra parte, los usuarios %an reportado tambin un elevado rendimiento durante laconstrucci#n $a que las ma$ores resistencias para el material se consiguen las másde las veces con densidades considerablemente más ba!as que las máximas de

laboratorio, lo que supone una menor cantidad de pasadas del equipo decompactaci#n.

1 "n meclas asfálticas, usuarios %an reportado una notable disminuci#n del tiempo dedise3o con el uso de &;@U&2&, el marco matemático de análisis de ;&=8A2"7.>inalmente, la clasificaci#n cuantitativa de ;&=8A2"7 permite a las compa3ías $laboratorios coleccionar resultados de análisis sobre materiales por medio decorrelaciones que se van enriqueciendo en el tiempo. "stas correlaciones son mu$útiles en las etapas de predise3o $ licitaci#n de pro$ectos pues se puede decidir la

utiliaci#n de un prstamo a partir de ensa$os rutinarios de clasificaci#n, lo quea%orra tiempo $ recursos.

Subrasante Bases Subbases y Mezclas Asfalticas

Documents

Transcript of Subrasante Bases Subbases y Mezclas Asfalticas