Tesis - Estudio Comparativo Del Slurry Seal

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DE EDUCACIN SUPERIOR

UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA

ESTUDIO COMPARATIVO DEL SLURRY SEAL UTILIZANDO

AGREGADOS DE TIPO CALCREO Y SILCEO, COMO

TRATAMIENTOS PARA EL MANTENIMIENTO Y

REHABILITACIN DE SUPERFICIES ASFLTICAS.

Trabajo Especial de Grado presentado ante la Ilustre Universidad Rafael

Urdaneta como requisito Final para optar al Titulo de Ingeniero Civil.

Autores: Garca Rojas Edinson Orlando C.I.: 14.106.435

Prado Escobar Lus Alberto C.I.: 15.140.379

Tutor Acad.: Ing. Violeta de Matos C.I.: 4.150.536

Tutor Ind.: Ing. Claudia Pierini C.I.: 13.000.595

Maracaibo, Septiembre 2005.

DERECHOS RE

SERVADOS

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DE EDUCACIN SUPERIOR

UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA

ESTUDIO COMPARATIVO DEL SLURRY SEAL UTILIZANDO

AGREGADOS DE TIPO CALCREO Y SILCEO, COMO

TRATAMIENTOS PARA EL MANTENIMIENTO Y

REHABILITACIN DE SUPERFICIES ASFLTICAS.

Autores: Garca Rojas Edinson Orlando C.I.: 14.106.435

Prado Escobar Lus Alberto C.I.: 15.140.379

Maracaibo, Septiembre 2005.

DERECHOS RE

SERVADOS

DEDICATORIA

v

DEDICATORIA.

A Dios y a nuestros Padres

por no dejarnos desfallecer,

quienes nos ayudaron de una

u otra manera a la culminacin

de esta meta, que es el producto

del esfuerzo, constancia y

perseverancia, logrando as

con xito este triunfo que es

de ellos tambin.

DERECHOS RE

SERVADOS

AGRADECIMIENTOS

vi

AGRADECIMIENTOS.

A la Ing Violeta de Matos, por habernos brindado su valiosa

colaboracin con nosotros y transmitirnos parte de sus conocimientos a lo

largo del perodo de tesis.

A la Ing. Claudia Pierini, por habernos sugerido ste tema,

promoviendo la innovacin en el rea vial y quien con su preparacin y

experiencia se convirti en una valiosa ayuda, que de manera desinteresada

nos condujo a lograr el buen desenvolvimiento del presente trabajo de grado;

adems de ser consecuente y siempre contar con un tiempo para con

nosotros.

Al Ingeniero Gustavo Merino, por permitirnos adquirir los

conocimientos que aplica en su empresa SECOFALCA y contar con su

ayuda tanto como pudo ser posible.

A la profesora Betilia, por su paciencia y espera a lo largo de toda la

tesis.

Al SAEMA y FUNDALANAVIAL, por servir como fuente de aprendizaje

en lo que respecta a la realizacin de ensayos.

Al Universidad Rafael Urdaneta, por servir de medio de aprendizaje,

para la adquisicin de conocimientos tericos.

A todos ellos gracias........

DERECHOS RE

SERVADOS

RESUMEN

xvi

RESUMEN.

GARCA ROJAS, Edinson Orlando; PRADO ESCOBAR, Lus Alberto.

Estudio Comparativo del Slurry Seal Utilizando Agregados de Tipo Calcreo y Silceo, como Tratamientos para el Mantenimiento y Rehabilitacin de Superficies Asflticas Repblica Bolivariana de Venezuela. Universidad Rafael Urdaneta. Facultad de Ingeniera. Escuela de

Ingeniera Civil. Maracaibo 2005.

En ste Trabajo Especial de Grado, se establece un Estudio Comparativo del Slurry Seal Utilizando Agregados de Tipo Calcreo y Silceo, como Tratamientos para el Mantenimiento y Rehabilitacin de Superficies Asflticas; basndose principalmente en la descripcin de elementos tericos prcticos que fundamentan dichos tratamientos, la ejecucin y anlisis de los ensayos previos a los componentes de las mezclas y el diseo como tal de las variantes a travs de pruebas experimentales, las cuales, nos permitieron elaborar un cuadro comparativo donde se encuentran presente las distintas caractersticas, propiedades y bondades de cada una de las mezcla en estudio. Es importante resaltar la definicin del slurry seal, siendo sta una capa de desgaste y de sello por lo que no debe considerarse como parte estructural del pavimento, generalmente est compuesto por agregados finos, emulsin asfltica, agua, cemento Prtland y aditivos si se requiere. Cabe destacar, que los diferentes procedimientos y resultados de los distintos ensayos realizados, estuvieron siempre al margen de las especificaciones planteadas por los organismos e instituciones del rea; garantizando de sta manera la confiabilidad de los objetivos trazados en la presente investigacin. En lo que respecta al anlisis comparativo, se concluye que aunque las dos mezclas de slurry seal presentaron comportamientos apegados a las normas, la relacin de emulsin asfltica y agregado calcreo mantuvo mejores condiciones en cuanto a consistencia, cohesin, exudacin, deformacin y abrasin de la mezcla propiamente. Finalmente y como propsito fundamental, se recomienda la utilizacin de sta tcnica de mantenimiento preventivo, debido a la facilidad y los bajos costos que se generan en el manejo y colocacin en obras; adems de la ausencia de solventes txicos o voltiles en su composicin, representando as un bien ecolgico al medio externo.

DERECHOS RE

SERVADOS

INTRODUCCIN

INTRODUCCIN.

El mantenimiento se define como el conjunto de acciones continuas y

permanentes, encaminadas a preveer y asegurar el funcionamiento y la

eficiencia de un bien. Por su parte el mantenimiento de carreteras, tiene

como principal objetivo preservar y conservar cada elemento que compone la

estructura en servicio y dejarla tanta como sea posible a la condicin original

como fue construida o subsecuentemente mejorada, para proporcionar as un

medio de transporte seguro y satisfactorio.

La implementacin de mezclas con emulsiones asflticas representan

una buena alternativa como tratamientos superficiales en los pavimentos, ya

que son hasta cierto punto ms ecolgicas que las mezclas asflticas en

caliente o tradicionales, debido a la ausencia de lquidos solventes txicos

o voltiles en su composicin; otras de las virtudes de dichas mezclas, son

los bajos costos que se generan y la facilidad en el manejo y colocacin en

obras.

La presente investigacin pretende impulsar otra alternativa al

mantenimiento y rehabilitacin de superficies asflticas, implementando una

tcnica a base de emulsin asfltica y definida como slurry seal, tomando

como variante el desenvolvimiento de dicha mezcla con agregados de

origen calcreo y silceo.

DERECHOS RE

SERVADOS

INTRODUCCIN

Este estudio surge de la necesidad de establecer los

comportamientos, propiedades y bondades que se originan en las mezclas

de slurry seal con diferentes tipos agregados y de sta manera poder definir

cual de las dos mezclas representa la mejor solucin como tratamiento

superficial.

Cabe resaltar que el presente trabajo se realiz bajo una investigacin

de tipo descriptiva y evaluativa basado en un diseo experimental, donde se

ejecutaron una serie de pruebas a nivel de laboratorio dando cada una de

ellas respuesta o cumplimiento a los objetivos planteados. As mismo, sta

investigacin contempla un nmero de cuatro captulos, los cuales se

especifican a continuacin: El Problema, Marco Terico, Marco Metodolgico

y Anlisis e Interpretacin de Resultados.

Finalmente, los distintos componentes de las mezclas estudiadas

estuvieron al margen de las diferentes especificaciones normalizadas por

institutos u organizaciones relacionadas con el rea, garantizndose de sta

manera la confiabilidad de los resultados obtenidos.

DERECHOS RE

SERVADOS

INDICE GENERAL

vii

INDICE GENERAL.

Pg.

DEDICATORIA..v

AGRADECIMIENTOS..vi

INDICE GENERAL..vii

INDICE DE TABLAS.xi

INDICE DE GRFICOS..xii

INDICE DE PLANILLAS.xiv

RESUMEN...xvi

INTRODUCCIN...1

CAPITULO I. EL PROBLEMA3

1. Planteamiento y Formulacin del Problema.4

2. Objetivos.7

2.1. Objetivo General..7

2.2. Objetivos Especficos..7

3. Justificacin e Importancia de la Investigacin8

4. Delimitacin9

4.1. Delimitacin Espacial..9

4.2. Delimitacin Temporal..10

DERECHOS RE

SERVADOS

INDICE GENERAL

viii

Pg.

CAPITULO II. MARCO TERICO...11

1. Antecedentes..12

2. Fundamentacin Terica...17

2.1. Mantenimiento y Rehabilitacin de Vas20

2.2. Tratamientos Superficiales..21

2.2.1. Usos de los Tratamientos Superficiales..25

2.3. Definicin de Slurry Seal..26

2.4. Caractersticas del Slurry Seal....28

2.5. Componentes del Slurry Seal..29

2.5.1. Emulsin Asfltica...30

2.5.1.1. Composicin del las Emulsiones31

2.5.1.2. Clasificacin de las Emulsiones Asflticas...32

2.5.1.3. Componentes de la Emulsin.34

2.5.1.4. Fabricacin de la Emulsin Asfltica.37

2.5.2. Agregados....39

2.5.2.1. Tipos de Agregados.39

2.5.2.2. Origen Geolgico..41

2.5.2.3. Caractersticas Deseables de los Agregados..44

2.5.2.4. Importancia de los Agregados en el Slurry Seal.45

2.5.3. Filler..46

2.5.4. Agua..47

DERECHOS RE

SERVADOS

INDICE GENERAL

ix

Pg.

2.5.5. Aditivos.47

2.6. Tipos de Slurry Seal..48

2.7. Campos de Aplicacin..50

2.8. Ventajas del Slurry Seal...52

2.9. Especificaciones....53

2.10. Ensayos Previos a Diseo de Mezcla.....55

2.10.1. Ensayos en la Emulsin55

2.10.2. Ensayos en los Agregados..57

2.11. Ensayos Correspondientes a la Mezcla..60

2.12. Diseo del Slurry Seal62

2.13. Proceso de Mezclado y Colocacin.66

3. Definicin de Trminos Bsicos...73

4. Sistema de Variables e Indicadores77

5. Definicin de la Variable Operacional.78

CAPITULO III. MARCO METOLGICO.79

1. Tipos de Investigacin...80

2. Poblacin y Muestra...81

3. Tcnicas de Recoleccin de Datos.83

4. Descripcin de Ensayos83

4.1. Ensayos a los Agregados83

DERECHOS RE

SERVADOS

INDICE GENERAL

x

Pg.

4.2. Ensayos en la Emulsin...95

5. Diseos de las Mezclas...106

CAPITULO IV. ANLISIS E INTERPRETACIN DE RESULTADOS119

1. Anlisis de Resultados. Ensayos de Agregados.121

2. Anlisis de Resultados. Ensayos de la Emulsin122

3. Anlisis al Cemento Prtland y el Agua124

4. Anlisis de Diseo y Resultados en las Mezclas Asflticas..125

5. Anlisis de Cuadro Comparativo entre las Mezclas de Slurry Seal.144

CONCLUSIONES.151

RECOMENDACIONES153

BIBLIOGRAFA.....155

REFERENCIA DE PGINAS WEB157

ANEXOS A 158

ANEXOS B.168

DERECHOS RE

SERVADOS

CAPITULO I. EL PROBLEMA.

1. PLANTEAMIENTO Y FORMULACIN DEL PROBLEMA.

travs de estos ltimos aos, en diversos pases del continente y el

mundo, ha surgido la necesidad de buscar la implementacin de nuevas

tcnicas en mantenimiento y rehabilitacin de superficies asflticas en vas y

aeropuertos, todo esto debido a la inmensa proliferacin de distintos tipos de

fallas e irregularidades que se presentan en dichas superficies, tal razn se

debe al mal manejo y/o poco uso de las tcnicas existentes.

La gran mayora de estos pases no son productores de petrleo, por

lo que, ha diferencia de los pases petroleros, se les dificultad de una manera

u otra elaborar los diversos tipos de productos asflticos que se necesitan

para el uso de estas tcnicas. Estos pases se han visto en la obligacin de

buscar e implementar nuevas soluciones en este mbito, con el propsito

principal de disminuir el factor econmico y aumentar el grado de calidad de

dichas vas, para as contar con una red vial conservada, eficiente y de

continuo crecimiento.

Venezuela, pas productor y exportador de petrleo es muy conocido

por la calidad de sus productos asflticos, ya que presentan ptimas

DERECHOS RE

SERVADOS

CAPITULO I. EL PROBLEMA

4

propiedades fsicos qumicas y buena adherencia con los agregados

ptreos al momento de ser mezclados y colocados. Sin embargo, lo que es

incomprensible es el mantenimiento y desarrollo de la red vial, que esta lejos

de tener las mejores condiciones y recursos (Tecnolgicos, Humanos y

Econmicos), lo cual provocan el rpido deterioro de las mismas, aun

cuando durante en dcadas se han realizado importantes inversiones que

han contribuido a conformar la red vial venezolana, que cuenta con una gran

cantidad de kilmetros de carreteras pavimentadas.

Actualmente la vialidad en Venezuela presenta problemas de

mantenimiento preventivo y correctivo. A lo largo de la red vial, pueden

observarse diversos tipos de fallas, tales como: grietas de bordes, piel de

cocodrilo, grietas de reflexin, ondulaciones, ahuellamientos, baches, entre

otros. Originndose estas, debido a la fatiga de la mezcla asfltica, falla de

soporte lateral, contraccin y expansin por cambio de temperatura,

consolidacin o movimiento lateral de los materiales bajo el efecto del

trfico, alto contenido de asfalto, debilidad del pavimento por escasez del

asfalto, drenaje deficiente y otras.

Ahora bien, los estados Zulia y Gurico exigen para su crecimiento

econmico la construccin, mantenimiento y rehabilitacin de vas en dichas

regiones; por tanto a fin de optimizar los recursos, se tiene que evaluar y

comparar la extensa gama de alternativas que existen para construir y

DERECHOS RE

SERVADOS


5

recuperar la mayor cantidad de kilmetros con una menor inversin en vas

principales, secundarias y aeropuertos.

Es necesario destacar que en estos estados al realizar una

repavimentacin a las vas, la tendencia es colocar mezclas de concreto

asfltico, ya que es el mtodo de mantenimiento utilizado en las regiones.

Sin embargo, en algunos casos de rehabilitacin de pavimentos se pueden

utilizar otras alternativas para lograr la recuperacin de las vas, tal como lo

es el slurry seal, tcnica que ha tenido bastante auge debido a sus bajos

costo de produccin y aplicacin, adems de la gran aceptacin como

tratamiento superficial.

Un factor fundamental y determinante en la dosificacin del slurry seal,

es la procedencia geolgica del agregado y el tipo de emulsin asfltica que

se utiliza para la misma. Hasta ahora se tiene conocimiento de la elaboracin

de estas mezclas con agregados de tipo calcreo y silceo en el estado

guarico, donde su comparacin en cuanto al desenvolvimiento ha sido de

forma emprica, ms no han sido evaluadas de tal manera, que se pueda

establecer experimentalmente el comportamiento del slurry seal utilizando

agregados de procedencia de tipo calcreo o silceo.

Por lo anteriormente descrito, se hace necesario plantear las

siguientes interrogantes: Cmo describir los elementos Tericos Prcticos

que fundamentan est investigacin?, De que manera se conocern cada

uno de los tipos de slurry seal de acuerdo a los elementos que la

DERECHOS RE

SERVADOS


6

conforman?, Cul debe ser el anlisis, que se debe llevar a cabo entre los

diferentes componentes de un slurry seal?, Cmo disear un Cuadro

Comparativo que presente caractersticas, propiedades y bondades, de cada

uno de los slurry seal o tratamientos superficiales? y Cul de los dos

agregados utilizados en este estudio, establece un mejor comportamiento

con la emulsin asfltica a utilizar?.

2. OBJETIVOS.

2.1. Objetivo General: Realizar un estudio comparativo del Slurry Seal

utilizando agregados de tipo calcreo y silceo, como tratamientos

para el mantenimiento y rehabilitacin de superficies asflticas.

2.2. Objetivos Especficos:

Describir los elementos tericos prcticos, que fundamentan

los tratamientos superficiales.

Realizar los ensayos requeridos a los componentes que

conforman los tratamientos superficiales tipo Slurry Seal.

Analizar los resultados obtenidos en el estudio, de acuerdo a las

funciones y caractersticas que poseen.

DERECHOS RE

SERVADOS


7

Disear las mezclas asflticas, utilizando los agregados de tipo

calcreo y silceo.

Elaborar un cuadro comparativo que presente caractersticas,

propiedades y bondades de cada una de los tratamientos

superficiales estudiados

.

3. JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIN.

La vialidad como parte del sistema de comunicaciones es de gran

importancia en cualquier pas, ya que contribuye con el transporte de bienes,

servicios y personas, aportando as de manera inminente un desarrollo

productivo y econmico para el mismo.

Por tal razn, est investigacin permite impulsar y promover

soluciones en lo que respecta al mantenimiento y rehabilitacin de

superficies asflticas, que aporten un bien ecolgico, econmico, cientfico,

de calidad, entre otros aspectos de importancia, que de una manera u otra

contribuyan con el desarrollo y crecimiento ptimo del pas.

Es importante resaltar, que dicha investigacin cobra vigencia en

virtud a la crisis y al estado de deterioro que actualmente se encuentra

nuestras vas y aeropuertos existentes, por lo que, los ingenieros viales se

han visto en la necesidad de analizar nuevas tcnicas y opciones distintas a

DERECHOS RE

SERVADOS


8

las carpetas de concreto asfltico utilizadas mayormente en la regin, con el

fin de recuperar o alargar la vida til del pavimento.

Por otra parte hay que destacar de manera significativa, que slo se

implementan en gran porcentaje planes de trabajo en lo que concierne al

mantenimiento correctivo de dichas vas, es decir, cuando la nica solucin

es sustituir la superficie asfltica del camino en forma parcial o total; dejando

as a un lado la utilizacin de tcnicas de mantenimiento y rehabilitacin

preventivo, las cuales pueden alargar la durabilidad, confort, vida til y

servicios del pavimento como tal.

En este aspecto el slurry seal es una mezcla compuesta

principalmente por emulsiones asflticas, agregados, filler y agua, la cual es

empleada como tratamiento superficial de los pavimentos. Actualmente esta

tcnica es aplicada en el estado Gurico, donde existe all la necesidad de

evaluar la relacin y propiedades que pueda tener la emulsin asfltica,

cuando es mezclada con agregados de origen calcreo y silceo, para as

determinar que material ptreo posee mejores caractersticas y brinde un

mejor comportamiento con dicha emulsin.

4. DELIMITACIN.

4.1. Delimitacin Espacial: La presente investigacin se realizar en las

ciudades de Maracaibo, Estado Zulia y Punto Fijo, Estado Falcn,

DERECHOS RE

SERVADOS


9

especficamente en las oficinas del S.A.E.M.A (Servicio Autnomo de

Ensayos de Materiales) y en el laboratorio de S.E.C.O.F.A.L.C.A.

respectivamente.

4.2. Delimitacin Temporal: La duracin de la investigacin comprender

un lapso entre el mes de septiembre del ao 2004 hasta el mes de

septiembre del ao 2005.

DERECHOS RE

SERVADOS

CAPITULO II. MARCO TERICO.

1. ANTECEDENTES.

Las emulsiones asflticas en los pavimentos, se han venido

implementando con mucha frecuencia en pases donde se est buscando

obtener una mayor economa y beneficio ambiental en la construccin vial. El

slurry seal, mezcla compuesta principalmente por emulsin asfltica, es una

de las opciones para el mantenimiento y rehabilitacin de pavimentos, la cual

ha tenido un gran desarrollo en varios pases del hemisferio, pero poco

auge en nuestro pas.

El slurry seal es un tratamiento superficial de calidad superior,

realizado por medio de una capa delgada que permite el reestablecimiento

del buen estado del pavimento, otorgando as una superficie fcil de transitar,

alargando el servicio de una carpeta asfltica o de concreto hidrulico.

Estas mezclas tiene su origen en 1958 en los Estados Unidos, pero

fue hasta 1964 cuando sali al mercado una mquina especial para su

aplicacin. La empresa Young Slurry Seal, introdujo la mquina Young 504

con una capacidad de 3.5 m3 de carga de material ptreo.

DERECHOS RE

SERVADOS

CAPITULO II. MARCO TERICO

12

A pesar de tener buenos resultados el slurry seal en trabajos en calles

de ciudades, en el caso de su aplicacin en los aeropuertos de E.U. hubo

una recomendacin del Departamento de la Marina en 1964 que deca: El

slurry Seal no se recomienda para ser aplicado en los aeropuertos con un

trnsito areo importante, especialmente cuando los neumticos de los

aviones estn inflados a con una presin de 250 libras/pul2 o ms.

Esta dea prevaleci por mucho tiempo, hasta que en 1968 la empresa

COLAS en Francia comenz emplear emulsiones con ltex aninico y

revertan su pH de alcalino a cido para poderlo emplear en emulsiones

catinicas. El slurry seal modificado con ltex inici una nueva etapa para

este tipo de tratamiento superficial.

Varias empresas americanas productoras de polmeros, comenzaron a

introducir los ltex neutros o ligeramente cidos, para que pudieran ser

empleados con emulsiones catinicas; su calidad a mejorado mucho y el

ltex sinttico SBR con pH cido puede ser empleado con toda confianza en

la fabricacin de emulsiones super - estables o de rompimiento controlado

catinicas.

En Venezuela, la Fundacin Laboratorio Nacional de Vialidad

(FUNDALANAVIAL), realiz en el ao 2001 un diseo de Slurry Seal, donde

su objetivo principal era capacitar al personal tcnico, en cuanto a ensayos

DERECHOS RE

SERVADOS


13

preliminares de los componentes de dicha mezcla y los ensayos requeridos

para el diseo de la misma.

Salvador M. Mara (2001), en su trabajo especial de grado "Aplicacin

de la Tcnica de Construccin y Rehabilitacin Vial con Micro - pavimentos"

se bas en el diseo de una mezcla con material granular, cemento Prtland,

agua y emulsiones modificadas con polmeros, con el fin de sustituir la

carpeta de concreto asfltico que se utiliza para la rehabilitacin de las vas.

En el mencionado trabajo, se concluy que la mezcla es de buena calidad ya

que cumple con las especificaciones establecidas y se recomienda que las

carreteras con grietas por contraccin y expansin o muy deterioradas y

estructuralmente daadas, no debern ser considerados para Micro

pavimentos; a menos que hayan sido apropiadamente tratadas.

Dvila O. Maria L. y Urdaneta P. Lus G. (2001), realizaron una

investigacin titulada Uso de la Tcnica del Micro pavimento para

Recuperacin y Mantenimiento de Carreteras y Aeropuertos (Caso

Aeropuerto Internacional de San Luis Potos, Mxico). El tema principal de

sta tesis son las emulsiones asflticas que se emplean en la construccin

de pavimentos, y el objetivo principal es dar a conocer estos productos, que

estn tomando un lugar muy importante en la construccin de carreteras y

aeropuertos en la mayora de los pases, ya que se trata de eliminar el

empleo de rebajados asflticos por ser solventes caros y ecolgicamente

contaminantes al ambiente. El mortero asfltico consiste en una mezcla de

DERECHOS RE

SERVADOS


14

materiales ptreos, emulsin asfltica, agua, aditivos y fillers, que proporcionan

una mezcla homognea la cual se aplica sobre la superficie de un pavimento

desgastado, oxidado y con pequeas grietas, es una capa con textura rugosa,

resistente, antideslizante y perfectamente adherida sobre la superficie.

De acuerdo a los resultados se puede demostrar que el diseo de

micro - pavimentos que se utiliz en el aeropuerto de San Lus Potos -

Mxico, cumple con las expectativas de uso, pues al abrirse el aeropuerto al

trnsito de aviones quedo la huella del caucho en el pavimento, sin daar ni

modificar la capa aplicada en menos de 3 horas.

Hernndez Armado y Orentas V. (2000). Diseo de Mezcla

Emulsin para la Construccin de Vas Rurales; 2 Congreso Venezolano

del Asfalto. El presente trabajo se basa en el diseo de una mezcla arena

emulsin, con la finalidad de utilizarlo como sustituto de las mezclas de

asfalto en fro, usadas en pavimentacin. Estas mezclas son de gran

beneficio ecolgico y econmico, ya que no despiden gases contaminantes a

la atmsfera y se adaptan a cualquier tipo de material ptreo.

En cada pas siempre se busca la forma de conseguir soluciones

inmediatas a los problemas que se presentan, establecer nuevos mtodos de

construccin que permitan reducir el impacto econmico.

El uso de las emulsiones asflticas suministra una solucin parcial a

los problemas energticos, lo cual es de vital importancia, en especial en

Venezuela, cuando actualmente la situacin econmica obliga a preservar el

DERECHOS RE

SERVADOS


15

petrleo, recursos bsicos y enfocar los sistemas productivos hacia nuevos

mundos. En este sentido las emulsiones constituyen un perfecto sustituto de

los cutbacks, reduccin del consumo del solvente presente en estos y por su

bajo requerimiento de calor, con lo que contribuyen al ahorro en materia de

combustible.

Con el objeto de solucionar este problema, se analiza la posibilidad de

sustituir los diseos de mezcla de arena asfalto en fro, por las mezcla de

Arena Emulsin. En este trabajo se dise una mezcla de arena emulsin

con la finalidad de ayudar a los ingenieros, constructores y entes del estado,

a tener una referencia precisa que cumpla con las normas y

especificaciones. Se aspira que servir de base para proyectos que se

quieran realizar con la mezcla de arena - emulsin, ya que el diseo arroja

buenos resultados y se comporta de manera satisfactoria.

Potti Juan J. y Martnez Mara (2002). Aplicaciones Basadas en el

Empleo de Emulsiones. Una Tcnica Amigable con el Medio Ambiente;

INGEOPRES. Nmero 105. Pg. 24 31. La emulsin bituminosa es un

material relativamente sofisticado y debido a su gran versatilidad su consumo

ha tenido un crecimiento progresivo desde sus comienzos all por los aos

veinte. Durante estos aos se han ido desarrollando, ajustando y optimizando

diferentes tipos de emulsiones mucho ms especficas que han permitido el

progreso de aplicaciones tcnicas adecuadas al desarrollo sostenible de la

sociedad. Este artculo expone cuales han sido los ltimos desarrollos

DERECHOS RE

SERVADOS


16

sostenibles, entre los que cabe destacar el reciclado de mezclas bituminosas

in situ con emulsiones, as como lechadas con emulsin de resinas

pigmentadas o de ligante sinttico.

2. FUNDAMENTACIN TERICA.

Pavimentos.

Galvn Mari Carmen (1984), en su gua tcnica define el pavimento

como toda estructura de la va formada por una o ms capas de material

seleccionado y colocado sobre el terreno de fundacin o sobre la sub -

rasante natural.

Generalmente existen dos tipos clsicos de estructura de pavimento:

el rgido y el flexible, siendo la principal diferencia entre las dos, la forma en

que reparten la carga. Desde una perspectiva de diseo los pavimentos

rgidos (tradicionalmente de hormign) poseen un gran modulo de

elasticidad, distribuyendo as las cargas sobre un rea mayor. La principal

consideracin de diseo, es la resistencia estructural del hormign donde

pequeas variaciones en la sub - rasante tienen poca influencia sobre la

capacidad estructural del pavimento. Los pavimentos flexibles consisten en

una serie de capas y su distribucin de cargas viene determinada por las

caractersticas de cada una de ellas.

DERECHOS RE

SERVADOS


17

Mezclas Asflticas en Calientes.

Las mezclas asflticas en caliente, se definen como una mezcla de

agregados ptreos bien gradados, calentados a temperaturas relativamente

altas con cemento asfltico tambin caliente que acta como ligante. Los

materiales, tanto el ptreo como el ligante son procesados en plantas

especiales, transportados luego al sitio de trabajo y colocados por medios de

mquinas diseadas para tal fin, su compactacin se realiza an estando en

caliente a temperatura aproximadamente de 140 C.

El objetivo principal en un diseo de mezcla asfltica en caliente

(concreto asfltico), es el de seleccionar y combinar los agregados, de tal

forma, de obtener una mezcla econmica que tenga las propiedades y

cualidades siguientes:

a) La mezcla deber encajar dentro de los lmites de las

especificaciones y deber tener suficiente asfalto para cubrir los

agregados, impermeabilizarlos y ligarlos entre si, asegurando de

esta manera la durabilidad del pavimento.

b) Estabilidad adecuada para satisfacer los requisitos de carga y

volumen de trnsito sin que haya deformaciones o

desplazamientos del pavimento.

DERECHOS RE

SERVADOS


18

c) La mezcla compactada debe tener vacos suficientes para

garantizar un espacio que evite la exudacin de asfalto por la

compactacin adicional que ocurre bajo el trfico.

d) Suficientemente fluida, que permita una fcil trabajabilidad en la

colocacin y compactacin.

Mezclas Asflticas en Fro.

Para la construccin de pavimentos con mezclas asflticas en fro, se

cuenta con tres opciones para conseguir licuar el asfalto (que a temperatura

ambiente es slido) y poder mezclarlo con el material ptreo, para as lograr

su cubrimiento y posteriormente extenderlo y compactarlo en la va. Estas

opciones son:

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

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

lquido que adems mejora la propiedad de adherencia.

La tercera opcin nombrada anteriormente es la ms verstil, puesto

que se puede utilizar para mezclar el asfalto emulsificado con todos los otros

DERECHOS RE

SERVADOS


19

agregados ptreos de las otras dos opciones y adems con agregados

naturales que se pueden encontrar cercanos a las obras a ejecutarse.

Se consideran las emulsiones asflticas catinicas, por ser las que de

acuerdo a sus propiedades son las que han dado mayor resultado en el uso

vial. En Venezuela las mezclas asflticas elaboradas con estas emulsiones

se pueden dividir de acuerdo a su uso en cuatro grandes rubros, que son:

Tratamientos superficiales. Mezclas finas con espesores de 1 a 5 cm compactos. Concretos asflticos en Fro con espesores de 5 a 10 cm. (o

ms si es necesario)

Bases asflticas con espesores de 7 cm en adelante.

2.1. MANTENIMENTO Y REHABILITACIN EN VAS.

El Instituto del Asfalto (1983), expresa que el mantenimiento de vas

es el trabajo ejecutado para conservar una obra vial, que se encuentra bajo

las condiciones normales de trfico junto con la accin y fuerza de la

naturaleza, mejorando las caractersticas incorporadas durante su

construccin inicial. La rehabilitacin por su parte es el conjunto de acciones

eventuales, destinadas a restituir de forma original las condiciones normales

de operacin, servicio o funcionamiento posterior a la ocurrencia de fallas.

DERECHOS RE

SERVADOS


20

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 daos mayores.

Mantenimiento Correctivo: Es el que se realiza despus que ocurre

la falla. Es aplicable a vas 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 pronostico, resultado del estudio que se realiza utilizando

instrumentos y tcnicas modernas, que midan las variaciones del

comportamiento o estado del pavimento.

.

2.2. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES.

El Instituto del Asfalto y Asphalt Emulsion Manufacturers Associaton

(A.E.M.A.), en su publicacin Manual Bsico de Emulsiones Asflticas,

seala el tratamiento asfltico de superficie, como un trmino amplio que

engloba varios tipos de aplicaciones con asfalto y asfalto agregado,

usualmente de menos de 25 mm de espesor y aplicado a cualquier tipo de

superficie de pavimento. Las superficies asflticas donde se pueden aplicar

los tratamientos son de base granular imprimada, un asfalto existente o un

pavimento de concreto de cemento prtland. Los tratamientos superficiales

DERECHOS RE

SERVADOS


21

aplicados a un pavimento existente, son a menudos llamados riegos de

sellados (Seal Coats).

Un tratamiento superficial simple (Chip Seal), implica el riego con la

emulsin asfltica y el inmediato extendido y rodillado de una fina capa de

agregado. Cuando se tiene tratamientos superficiales mltiples, el proceso

se repite para una segunda e inclusive una tercera vez con el tamao del

agregado decreciendo en cada aplicacin.

El sellado doble (Sandwinch Seal), es una tcnica relativamente

nueva, en la cual se coloca primeramente un agregado de gran tamao,

luego se riega con la emulsin asfltica (normalmente modificada con

polmeros) e inmediatamente se aplica un agregado de menor tamao que

cierra el sellado.

Un Cape Seal es un tratamiento superficial simple, seguido de una

lechada asfltica (Slurry Seal) o de un Micro Aglomerado (Micro -

Surfacing), para as llenar los vacos dejados entre los agregados de gran

tamao.

Una lechada asfltica (Slurry Seal), es una mezcla de agregado de

granulometra cerrada, emulsin asfltica, fillers, aditivos y agua. La lechada

asfltica es aplicada como un tratamiento de superficie de poco espesor, con

una mquina especialmente diseada. El Micro Aglomerado es muy

parecido a la lechada asfltica, pero con la incorporacin de polmeros y el

DERECHOS RE

SERVADOS


22

empleo de tcnicas especializadas de diseos, ofrece mayor durabilidad y

puede ser colocada en capas de mayor espesor.

Adecuadamente construidos, los tratamientos asflticos de superficies

son econmicos, fciles de colocar y de una larga duracin; todos ellos sellan

y agregan aos de servicios a las superficies de los pavimentos; pero cada

uno de ellos tiene uno o ms propsitos especiales. Un tratamiento de

superficie no es en s mismo un pavimento, es principalmente una tcnica de

mantenimiento econmicamente efectiva para prolongar la vida y durabilidad

del pavimento; resisten a la abrasin del trfico y provee impermeabilizacin

para la estructura inferior. Estos tratamientos agregan poca resistencia

estructural y, por lo tanto, normalmente no se le toma en cuenta 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

solucin para todos los problemas que pudiera presentar el pavimento. Para

obtener los mejores resultados, es esencial una clara compresin de las

ventajas y limitaciones de los tratamientos de superficies con emulsiones

asflticas y debern tomarse en consideracin la intensidad del trfico, las

condiciones del pavimento existente, las condiciones climticas y los

materiales disponibles a la hora de disear algunos de estos tratamientos. A

continuacin se presenta la siguiente tabla N 1, indicando diversos tipos de

tratamientos superficiales, con descripcin y sus usos ms elementales.

DERECHOS RE

SERVADOS


23

Tabla N 1.

Tratamientos de Superficies y Riegos de Sellado con Emulsiones Asflticas.

Tipo de Construccin Descripcin y Usos

Emulsiones Asflticas Tpicas Sugerencias Constructivas

Tratamiento Superficial Simple

(Chip Seal)

De los mtodos de mantenimiento de bajos costo, el ms importante. Provee una superficie para todo tipo de clima, renueva pavimentos intemperizados, mejora la resistencia al deslizamiento, la demarcacin de carriles y sella pavimentos.

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

Aplicacin de riego. Muchos tipos de textura disponible. Claves para el xito: coordinar la construccin, utilizar agregados limpios y duros y calibrar adecuadamente el equipo de riego.

Tratamiento Superficial Doble

Dos aplicaciones de ligantes y de agregado. Para la segunda aplicacin de agregado se emplea un tamao menor que el correspondiente a la primera. Durable, aporta algo de nivelacin, disponible en varias texturas.

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

flotacin) (Ver tratamiento superficial simple)

Tratamiento Superficial Triple

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

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

flotacin) Aplicacin de riego en tres capas.

Cape Seal

Combina un tratamiento superficial simple con una lechada asfltica. Provee, para reducir el hidroplaneo, la superficie spera nudosa de un tratamiento de superficie, pero al mismo tiempo dispone de una resistente matriz de arena para la durabilidad. Los datos de ensayos indican una mayor resistencia al dao producido por neumticos con clavos que un tratamiento superficial simple. Los valores de friccin pueden ser mayores que los correspondientes a las mezclas asflticas 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 asfltica. 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 (Sndwich Seal)

Mejora la resistencia al deslizamiento, sella pavimento.

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

flot.)(usualmente con adiccin de polmeros)

Extender el agregado de mayor tamao, distribuir la emulsin y luego cubrir 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 la calles y mejora la visibilidad de la demarcacin horizontal. Revitaliza pavimentos seco, intemperizados; reduce el desprendimiento.

CRS-1h(CRR-1),CRS-2(CRR-2), RS-1(RR-1), RS-

2(RR-2), MS-1 (RM-1), HFMS-1 (RM-1 alta flot.), HFRS-2(RR-2 alta flot.)

Aplicacin de riego, mas una capa de arena. Compactar con rodillo neumtico. Evitar exceso de ligante.

Lechada Asfltica (Slurry Seal)

Empleada en el mantenimiento de aeropuerto y calles de ciudad, donde no es tolerable el agregado suelto. Sella, llena de presiones menores, provee una superficie fcil 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 emulsin y agregados para alcanzar la trabajabilidad, la velocidad de rotura y la durabilidad deseada. Calibrar los equipos previamente al inicio del proyecto.

Micro-Aglomerado

(MicroSurfacing)

Recapado (resurfacing) de alta performace empleado en mantenimiento de carreteras, calles urbanas y aeropuertos, donde se requiere una superficie durable y resistente a la friccin. Rpida correccin de la superficie del camino.

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

Debera requerirse un diseo de mezcla. Calibrar el equipo previamente al inicio del proyecto. Para una correcta aplicacin se necesita personal experimentado.

Riego de Sellado (Seal Coat)

Se aplica superficies asflticas existentes. Mejora la apariencia, en parte sella 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 adiccin de arena angulosa. Dejar que cubra completamente antes de liberar al trfico.

Riego Pulverizado (Fog

Seal)

Una ligera aplicacin 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 emulsin en agua con la finalidad de lograr la cobertura sin agregar ligante en exceso.

Nota 1: los grados de emulsin QS(QS-1h, CQS-1h), han sido desarrollados para lechadas asflticas. Si bien an no estn normalizados, su uso crece rpidamente, habida cuenta de su exclusiva propiedad de rpida rotura resuelve unos de los problemas asociados con el uso de las lechadas asflticas. Nota 2: los grados de emulsin para micro aglomerados han sido desarrollados para trficos intensos y aplicaciones de rellenados de huellas. Sin bien an no estn normalizados su uso esta muy extendido.

Fuente: Instituto del Asfalto y Asphalt Emulsion Manufacturers Associaton (A.E.M.A.)

DERECHOS RE

SERVADOS


24

2.2.1. USOS DE LOS TRATAMIENTOS DE SUPERFICIES.

Los tratamientos de superficies se usan principalmente para:

Proveer una superficie econmica, para todo tipo de clima, para trfico

liviano a mediano. Cuando se empleen emulsiones modificadas con

polmeros y agregados de alta calidad, los tratamientos de superficie

pueden utilizarse en aplicaciones para mayores volmenes de trfico.

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 exudacin

del asfalto (bleeding), desgaste y pulimiento de los agregados, pueden

ser tratados con agregados resistentes y angulosos para devolver la

resistencia al deslizamiento. Para este propsito, los sellados dobles

(sndwich Seal) son ideales.

Dar nueva vida a una superficie intemperizada. La serviciabilidad de

un pavimento afectado por el intemperismo, por desprendimientos,

pueden ser restaurados mediante la aplicacin de un tratamiento de

superficie simple o mltiple.

Proveer una capa temporaria para una nueva base. El tratamiento de

superficie es una cubierta apropiada para una nueva base a utilizarse

o para una construccin planeada en etapas; el tratamiento de

DERECHOS RE

SERVADOS


25

superficie, particularmente un sellado doble, es una excelente

superficie temporaria hasta que las capas finales de asfalto son

colocadas.

Recuperar viejos pavimentos deteriorados por envejecimientos y

figuracin trmica o por excesivas tensiones. Si bien aporta poca o

ninguna resistencia estructural, un tratamiento de superficie puede

preservar la capacidad estructural resistente al impermeabilizar y

servir como una medida adecuada para detener el proceso de

figuracin, hasta que existe una nueva rehabilitacin del pavimento.

2.3. DEFINICIN DE SLURRY SEAL.


(A.E.M.A.) (1992), en la publicacin Manual Bsico de Emulsiones

Asflticas, definen el Slurry Seal como una mezcla de agregados de

granulometra cerrada, emulsin asfltica, aditivos y agua, donde dicha

mezcla no aumenta la resistencia estructural de un pavimento. La lechada

asfltica es una tcnica de mantenimiento muy efectiva para superficies de

pavimentos viejos. La lechada llenar las fisuras superficiales, detendr el

desprendimiento de agregados y prdida de matriz, mejorar la resistencia al

deslizamiento y en general proteger al pavimento, por tanto reducir el

DERECHOS RE

SERVADOS


26

deterioro por oxidacin y agua y as prolongar globalmente la vida til del

pavimento

Segn Rivera Gustavo Rivera (1998), en el libro Emulsiones

Asflticas, 4 Edicin define, el Slurry Seal Como una capa de desgaste y de

sello, por lo que no debe considerarse como parte estructural del pavimento.

Los morteros estn compuestos de gravilla, arena, finos (fillers) como

cemento o cal, agua, emulsin y aditivos si se requiere. Estos materiales se

mezclan en una forma homognea, dndole al mortero propiedades

tixotrpicas magnficas, con muy buena resistencia a la abrasin.

Merino Gustavo, en el primer Congreso de Asociacin

Latinoamericana de Productores de Emulsiones Asflticas (1990), precisa el

Slurry Seal como una mezcla de emulsin asfltica + ridos + finos bien

gradados granulometricamente + fillers. Cuando estos componentes se

mezclan en proporciones adecuadas, se obtiene una mezcla fluida,

homognea y cremosa. Luego de la evaporacin del agua constituye un

micro aglomerado en fro, estanco y denso.

Grfico # 1. Slurry Seal.

CARPETA

BASE

Fuente: Gustavo Rivera, 2000

Slurry Seal

DERECHOS RE

SERVADOS


27

2.4. CARACTERISTICAS DEL SLURRY SEAL.

Los aspectos ms importantes de la mezcla de slurry seal, se presenta

en las siguientes caracteristicas:

Durabilidad: La elaboracin de un buen diseo de mezcla y la

utilizacin de agregados de alta calidad, contribuyen a aportar

estabilidad a la capa de rodamiento y el menor desgaste posible de la

misma, brindando as un mayor perodo de vida til, estimndose en

un mnimo de cinco aos. Considerando que el proceso de colocacin

del slurry seal y la maquinaria a utilizar sean los adecuados para as

garantizar el perodo til de la superficie asfltica.

Textura: El Instituto del Asfalto y Asphalt Emulsion Manufacturers

Associaton (A.E.M.A.) (1992), expresa que una correcta combinacin

de materiales, debera producir una lechada o slurry seal con una

textura homognea cremosa que fluir suavemente como una onda

por delante de la enrasadora, garantizando as, el poco escurrimiento

en la mezcla. La superficie del slurry luego de la rotura, presenta una

textura medianamente spera, la cual permanece activa por muchos

aos, haciendo lo ideal para carreteras resbaladizas o pistas de

aeropuertos, manteniendo una textura superficial con excelentes

propiedades antiderrapantes.

DERECHOS RE

SERVADOS


28

Color: El slurry seal mediante el transcurso de su proceso fsico

qumico de ruptura, va cambiando de un color caf oscuro a negro

uniforme al cabo de poco minutos y dependiendo del origen geolgico

del material ptreo utilizado. Este aspecto realza las caractersticas

potenciales de aceptacin por parte del usuario, ya que hace ms

atractiva a la vista.

Confort: El slurry seal por ser una mezcla compuesta totalmente por

agregado fino (Pasante tamiz N 4), proporciona una excelente

comodidad en el conductor, ya que los tipos de gradaciones

especificadas para estas mezcla, no permiten que se generen ruidos

por la friccin producida entre los neumticos y la superficie asfltica

que vayan ms all de lo tolerable. Esta caracterstica no se resta

adherencia entre estos dos elementos.

2.5. COMPONENTES DEL SLURRY SEAL.

Los principales ingredientes de una mezcla de lechada asfltica o

mezcla de slurry seal son los siguientes: Emulsin asfltica, agregados, filler,

agua y aditivos en casos especiales.

DERECHOS RE

SERVADOS


29

2.5.1. EMULSIN ASFLTICA.

Es quizs el componente ms importante del Slurry Seal, teniendo

como misin fundamental envolver perfectamente los ridos, sin que se

originen problemas de rotura en el mezclador o en la rastra esparcidora.

Segn el Ing. Gustavo Merino Valery (1990), define las emulsiones

asflticas como la dispersin o la mezcla de dos lquidos no miscibles, en la

que uno de ellos est disperso en el otro en forma de pequeos glbulos. El

liquido dispersado recibe el nombre de fase interna o dispersa y el

dispersante sea el liquido que realiza la dispersin de fase externa o

continua.

En las emulsiones, el asfalto se encuentra en forma de pequesimas

partculas del orden de 1 a 5 micras, suspendidas en la fase acuosa con la

ayuda del emulsificante. Como las partculas de asfalto estn flotando,

poseen las caractersticas de un lquido y se utiliza en las mezclas con

ridos, sin la necesidad de calentarlas, ni en la aplicacin, el transporte y el

tiempo de almacenamiento.

DERECHOS RE

SERVADOS


30

2.5.1.1. COMPOSICIN DE LAS EMULSIONES.

En cuanto a la composicin de las emulsiones, la Asphalt Emulsion

Manufacturers Associaton (A.E.M.A.) (1992), expresa que una emulsin

asfltica consiste en tres ingredientes bsicos: asfalto, agua y agente

emulsivo. En algunas ocasiones la emulsin 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

especializacin y aditivos qumicos. Mezclar agua y asfalto es una tarea

similar a la del mecnico que intenta lavar solo con agua sus manos

engrasadas; donde solo con detergentes o con un agente jabonoso, la grasa

Grfico # 2. Distribucin de las Partculas de Asfalto en una Emulsin

Fuente: Gustavo Rivera, 1998 DERECHOS RE

SERVADOS


31

puede ser exitosamente removida. Las partculas de jabn rodean a los

glbulos de grasa, rompiendo as la tensin superficial que los mantiene

unido y permiten que sean eliminados.

Algunos de los mismos principios fsicos y qumicos se aplican a la

formulacin, produccin y uso de emulsiones asflticas. El objetivo es lograr

una dispersin estable del cemento asfltico en el agua suficientemente

estable para ser bombeado, almacenado por tiempo prolongado y mezclado;

ms an, la emulsin deber romper rpidamente tras entrar en contacto con

el agregado en un mezclador. Entendiendo por rotura, la separacin del agua

del asfalto, al curar el residuo asfltico conserva toda la capacidad adhesiva,

durabilidad y la resistencia al agua, propias del cemento asfltico con el cual

fue elaborado.

2.5.1.2. CLASIFICACIN DE LAS EMULSIONES ASFLTICAS.

El Instituto del Asfalto (1992), comenta que las emulsiones asflticas

se clasifican en tres categoras: aninica, catinica y no inica. En la prctica

las dos primeras son las ms ampliamente utilizadas en la construccin y

mantenimiento de carreteras. Las no inicas pueden ganar importancia a

medida que la tecnologa de emulsiones avance. Las denominaciones

aninica y catinica se refiere, a las cargas elctricas que rodean a las

partculas de asfalto. Este sistema de identificacin se basa en una ley de

DERECHOS RE

SERVADOS


32

electricidad bsica donde las cargas iguales se repelen y las cargas opuestas

se atraen.

Cuando una corriente elctrica circula a travs de un lquido en el que

estn sumergidos los polos (un nodo y un ctodo), el nodo se carga

positivamente y el ctodo se carga negativamente. Si una corriente elctrica

pasa a travs de una emulsin que contiene partculas de asfalto cargadas

negativamente, estas migrarn al nodo. De aqu el nombre de emulsin

aninica; a la inversa, en el caso de emulsiones con partculas de asfalto

cargadas positivamente, dichas partculas migrarn hacia el ctodo,

obteniendo as una emulsin catinica. En el caso de emulsiones no inicas,

las partculas de asfalto son elctricamente neutrales y no emigran a polo

alguno.

Una segunda clasificacin de las emulsiones se basa en la velocidad

con que las gotas de asfalto coalescen, esto significa que se junta

restaurando el volumen del cemento asfltico. Los trminos RS (rapid -

setting, rotura rpida), MS (mdium setting, rotura media), SS (show

Setting, rotura lenta) y QS (quick setting, rotura rpida) han sido adoptados

para simplificar y normalizar esta clasificacin. Son solos trminos relativos

que implican respectivamente una rotura rpida, rotura media, rotura lenta y

rotura rpida controlada. La tendencia a coalescer, sta ntimamente

relacionada con la rapidez con que la emulsin se vuelve inestable y rompe

tras entrar en contacto con la superficie del agregado.

DERECHOS RE

SERVADOS


33

2.5.1.3. COMPONENTES DE LA EMULSIN.


(A.E.M.A.) (1992), enuncia los siguientes componentes para comprender

como funcionan las emulsiones asflticas.

Asfalto: El cemento asfltico es el elemento base de la emulsin

asfltica y en la mayora de los casos constituye entre un 50 % y 75 %

de la emulsin. Algunas propiedades del cemento asfltico si afectan

significativamente la emulsin final, sin embargo no hay una

correlacin exacta entre las propiedades del asfalto y al facilidad con

que el asfalto pueda ser emulsificado. Si bien la dureza de la base del

cemento asfltico puede variar, la mayora de las emulsiones estn

hechas con asfaltos que tienen un rango de penetracin de 60 250

dcimas de mm; en ocasiones las condiciones climticas puede

requerir un asfalto ms duro o ms blando, en cualquiera que sea el

caso, la compatibilidad qumica entre el agente emulsivo y el cemento

asfltico es esencial para la produccin de una buena emulsin.

Agua: Su contribucin a las propiedades deseadas en el producto

final no pueden ser minimizada. El agua puede contener minerales u

otros elementos que afecten la produccin de emulsiones asflticas

DERECHOS RE

SERVADOS


34

estables. Consecuentemente el agua potable puede no ser adecuada

en emulsiones asflticas.

El agua encontrada en la naturaleza puede ser inadecuada

debido a impurezas, sea en solucin o en suspensin coloidal, donde

preocupa particularmente la presencia de iones de calcio y de

magnesio. Estos iones favorecen la formacin de emulsin catinica

estable. Frecuentemente se adiciona cloruro de calcio a las

emulsiones catinicas, con el objeto de aumentar la estabilidad

durante de almacenamiento. Estos mismos iones, sin embargo,

pueden ser perjudiciales para las emulsiones aninicas, debido que

las sales de calcio y magnesio son insolubles en el agua, donde se

forman en la reaccin 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 estabilizacin de las emulsiones, pero pueden

desestabilizar emulsiones catinicas al reaccionar con emulsivos

compuestos de hidrocloruros solubles al agua.

El agua que contenga partculas, no debieran ser utilizadas en

la elaboracin de emulsiones. Dichas aguas pueden ser

particularmente perjudiciales para las emulsiones catinicas.

Comnmente, tales partculas estn cargadas negativamente y

absorben rpidamente los agentes emulsivos, desestabilizando as la

DERECHOS RE

SERVADOS


35

emulsin. El uso de aguas impuras puede resultar un desequilibro en

los componentes de la emulsin, lo que puede afectar en forma

adversa la performance o causar una rotura prematura.

Agente Emulsivo: Las propiedades de las emulsiones asflticas

depende en gran medida de los agentes qumicos utilizados como

emulsivos, este es una agente tensio activo o surfactante que

mantiene las gotas de asfalto en suspensin estable y controla el

tiempo de rotura. Es tambin el factor determinante en la clasificacin

de las emulsiones como aninicas, catinicas o no inicas.

Los agentes emulsivos aninicos ms comunes son los cidos

grasos, que son productos derivados de la madera, tales como:

aceites, resinas, ligninas, entre otros. Estos emulsivos aninicos son

saponificados (convertidos en jabn) al reaccionar con hidrxido de

sodio o hidrxido de potasio. Por otra parte, los agentes emulsivos

catinicos en su mayora, son aminas grasas como pudieran ser

diaminas, imidazolinas y amidoaminas; las aminas se convierten en

jabn al reaccionar con un cido, usualmente cido clorhdrico; otro

tipo de agente emulsivo son las sales grasas o cuaternarias de

amonio, que se emplea para producir emulsiones catinicas, estas

sales son solubles en agua y no requieren la adiccin de cidos, son

agentes emulsivos estables y efectivos.

DERECHOS RE

SERVADOS


36

El agente emulsivo, es el componente individual ms

importante en la emulsin asfltica y para que sea eficaz, el

surfactante debe ser soluble en agua y poseer un adecuado equilibrio

entre las propiedades hidroflicas y lipoflicas. El agente emulsivo

empleado en combinacin con un asfalto aceptable y agua de buena

calidad y de adecuados procedimientos mecnicos, es el factor

principal en la emulsificacin, la estabilidad y en el performance de la

aplicacin final en el pavimento.

2.5.1.4. FABRICACIN DE LA EMULSIN ASFLTICA.

Rivera Gustavo (1998), en su libro Emulsiones Asflticas, expresa

que el equipo de produccin para la fabricacin de emulsiones es muy

sencillo y fcil de conseguir en el mercado. Lo que realmente tiene problema,

es la formulacin de la emulsin que deben adaptarse a los materiales

ptreos y no estos a las emulsiones, como muchas empresas productoras

creen.

Una fbrica puede ser reducida y tener todos los adelantos necesarios

en maquinarias y accesorios, construyndose en espacios rsticos,

adaptados nicamente para la produccin, independientemente del aspecto

esttico y arquitectnico. El equipo bsico para preparar emulsiones incluye

un dispositivo mecnico de alta velocidad, de altas tensiones de corte

DERECHOS RE

SERVADOS


37

(usualmente un molino coloidal), para dividir el asfalto en pequesimas

gotas.

Un diagrama esquemtico de una tpica planta de elaboracin de

emulsiones asflticas se muestra en el grfico # 3. Tambin se necesita un

tanque para la solucin de emulsivo, un tanque para el asfalto caliente,

bombas, medidores de caudal y tanques de almacenamiento.

Grfico # 3. Esquema de una Planta Emulsificadora.

Fuente: Gustavo Rivera, 1998

Jabn Emulsificante

Producto Asfltico

Molino Coloidal

Almacenamiento De Emulsin

DERECHOS RE

SERVADOS


38

2.5.2. AGREGADOS.

La cantidad de agregado mineral en las mezclas asflticas para

pavimentacin 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 carga del pavimento. Adems el agregado influye

notablemente en el comportamiento del pavimento.

En ste sentido el Instituto de Asfalto MS-22, define agregados

minerales como cualquier material inerte y duros con partculas

fragmentos graduados usados en la mezcla. Ello incluye arena, grava,

piedra partida, desechos polvo de las rocas.

2.5.2.1. 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 depsitos naturales y

constituyen la principal fuentes de agregados para mezclas asflticas.

Ellos pueden ser utilizados en su estado original o procesados por

medios de triturado, cernido y lavado.

DERECHOS RE

SERVADOS


39

Agregados Artificiales: Son los agregados producidos por

modificaciones de materiales que pueden involucrar cambios fsicos y

qumicos, como las escorias y los agregados livianos.

Escorias: Es un material no metlico, consistente esencialmente de silicatos de aluminio y cal, las escorias de

altos hornos se producen conjuntamente con el hierro, mientras

las escorias de aceras es un subproducto del proceso

siderrgico, donde el arrabio se refina para obtener acero. En

Venezuela se logra y comercializa principalmente la escoria de

acera en las plantas de SIDOR en Puerto Ordaz, Estado

Bolvar; estas se han utilizados obras viales como: bases

granulares, carpetas asflticas, tratamientos superficiales y

protecciones de taludes; no son aptas para la elaboracin de

algunas obras en el hormign, debido al contenido de xido de

magnesio.

Agregados Livianos: Es un agregado producido por expansin y calcinacin de arcilla o lutita; por procedimientos de tierras

diatomceas y otros materiales. En el pas se elabora en

Charallave, Estado Miranda. Es utilizado en mezclas de

concreto liviano, bloques para paredes, relleno de bajos pesos y

aislantes trmicos. Algunos de los usos en obras viales, son los

DERECHOS RE

SERVADOS


40

siguientes: carpetas asflticas, tratamientos superficiales anti-

deslizantes, bases granulares y hormign.

2.5.2.2. ORIGEN GEOLOGICO.

De acuerdo con el origen de las rocas que los constituyen, los

agregados naturales pueden clasificarse en tres tipos: gneos, sedimentarios

y metamrficos.

Tabla N 2. Clasificacin General de la Rocas.

CLASE TIPO FAMILIA

Intrusitas (Grano Grueso)

* Granito * Sienita * Diorita * Gabro * Peridotita * Piroxenita * Hornoblendita Igneas

Extrusivas (grano Fino)

* Obsidiana * Pomez *Tufa * Riolita * Basalto

Calcreas * Caliza * Basalto

Sedimentarias

Silceas

* Lutita * Areniscas * Chert * Conglomerado * Brecha

Foliadas * Gneis * Esquisto * Anfobolita Metamrficas

No Foliadas * Cuarctica

* Serpentina

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

DERECHOS RE

SERVADOS


41

Agregado Calcreo: Segn Kraemer Carlos (2004), en su edicin

Ingeniera de Carreteras Volumen II, explica que la caliza es un tipo

de roca sedimentaria muy comn en la Pennsula Ibrica. Por esta

abundancia y por la relativa facilidad de su trituracin, su utilizacin

est generalizada en todas las capas del firme, exceptundose

nicamente su empleo como rido grueso en las capas de rodadura

bituminosas, pues se trata de una roca fcilmente pulimntale:

sometida a un trfico intenso, puede dar lugar a superficies

deslizantes en un perodo de tiempo corto.

Es un tipo de rido que debido a su carcter bsico, suele dar

pocos problemas de adhesividad, es decir, de afinidad con los ligantes

hidrocarbonatos. Se utilizan por ello, para mejorar las caractersticas

en las mezclas bituminosas si se emplea adems otros ridos ms

duros, pero tambin ms cidos. Los agregados calizos tienen

tambin una buena afinidad con los cementos, as como un bajo

coeficiente de dilatacin trmica que resulta interesante, frente a los

fenmenos de contraccin en los pavimentos de concreto o en las

gravas o suelos tratados con cemento empleados a veces con capas

inferiores del firme.

En ocasiones, se encuentran materiales de tipo calizos con

altas proporciones de minerales no calcreos (calizas margosas, como

por ejemplo). Incluso a veces son rocas relativamente duras y

DERECHOS RE

SERVADOS


42

resistentes a la fragmentacin que cumple las exigencias mecnicas,

pero que pueden originar graves problemas por falta de adhesividad,

mala calidad de los finos, de gradacin del esqueleto mineral, por

accin de las cargas del trfico, entre otros no detectables con los

ensayos ms habituales. Sin embargo, estos problemas pueden

ponerse de manifiesto mediante un sencillo estudio pectogrfico, con

los que se puede determinar la composicin mineralogca y el estado

de evolucin de cada componente.

Agregado Silceo: Kraemer Carlos (2004), en su edicin Ingeniera

de Carreteras Volumen II, indica que stos son procedente de gravas

naturales silceas, trituradas en mayor o menor proporcin, es otro

material que suele ser de amplia utilizacin en las capas de un

pavimento. Hay zonas en las que se emplea solo gravas silceas

cuando prcticamente es el nico material existente.

Estos agregados, tambin de origen sedimentarios, solo se

extraen de yacimientos granulares. Las partculas de menor tamao

se separan mediante el tamizado y a partir de ellas por trituraciones

sucesivas se obtienen las fracciones de menor tamao. Estas

fracciones tienen una angulosidad tanto mayor, cuantas ms caras de

fracturas presente. En ciertos yacimientos es difcil, sin embargo

encontrar bolos con un tamao suficiente (100 mm) para garantizar,

DERECHOS RE

SERVADOS


43

despus del proceso la angulosidad mnima que exigen 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 slice y una angulosidad

suficiente, sus caractersticas mecnicas y su razonamiento interno

proporcionan un esquelo mineral bueno para utilizarlo incluso en

mezclas bituminosas, sometidas a la accin directa del trfico.

2.5.2.3. CARACTERISTICAS DESEABLES DE LOS AGREGADOS.

Independientemente del tipo de mezclas asfltica, las siguientes

propiedades son deseables en los agregados que la constituyen:

Granulometra y tamao adecuado al tipo de construccin.

Contenido adecuado del material llenante (filler).

Resistencia y durabilidad.

Forma cbica.

Baja porosidad.

Textura superficial adecuada.

Buena adherencia.

Limpieza.

DERECHOS RE

SERVADOS


44

2.5.2.4. IMPORTANCIA DE LOS AGREGADOS EN EL SLURRY SEAL.

Segn Merino Gustavo (1990), seala que los agregados a emplear

en el Slurry Seal tiene una importancia realmente excepcional, ya que

constituyen el esqueleto mineral de la lechada asfltica, representando las

partes de la misma. Los agregados debern ser limpios, de trituracin, duros,

angulosos, bien gradados, uniformes y durables.

Los agregados limpios deben estar desprovistos de materia orgnica 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 determinacin de estos finos plsticos tienen una importancia

fundamental, para ello se recurre al ensayo de equivalente de arena. Cuanto

ms alto sea el equivalente de arena ms limpio es el agregado.

Las caractersticas de dureza y rugosidad se encuentra ntimamente

relacionadas con la resistencia a la abrasin y disgregacin, debindose

exigir mayores grados de dureza cuanto mayor sea el tamao de los

agregados, as como tratamientos en zonas de elevada intensidad de trfico

o en tratamientos correctivos de deslizamientos.

La porosidad tiene doble inters, tanto por su influencia en la

absorcin de agua como en la contribucin a la rotura de la emulsin. La

naturaleza mineral tiene importancia, tanto desde el punto de vista de la

adhesividad como de su relacin con el coeficiente del desgaste.

DERECHOS RE

SERVADOS


45

2.5.3. FILLER MINERAL.

Constituye la clase granulomtrica de un tamao inferior a 80 micras.

Pueden ser de origen natural o artificial.

Igualmente Merino Gustavo (1990), expresa con respecto al filler en

la lechada asfltica su naturaleza y contenido es de mucha importancia, por

su influencia en la adhesividad, velocidad de rotura de la emulsin asfltica y

caractersticas finales de la emulsin. Una supuesta calidad aceptable, es el

contenido que deber mantenerse dentro de unos lmites muy estrictos, ya

que un exceso de filler en la mezcla hace que se necesite un contenido alto

de emulsin o de lo contrario la mezcla tendr tendencia al agrietamiento

siendo frgil y quebradizo. De la misma manera, un defecto de filler unido a

un rea con un equivalente de arena alto, origina mezcla segregables con

menor poder cohesivo y por lo tanto menos duradera a la accin del trfico.

La arena tendera a sedimentar el asfalto subir a la superficie y la lechada no

tendr cohesin. El filler, por lo tanto mejorar la dispersin de las partculas

minerales, facilita la manejabilidad de la lechada y ayuda a producir una

mezcla densa, estable, con gran poder impermeabilizante y cohesivo. Como

filler de aportacin pueden emplearse cenizas volantes, amiantos, cal

hidratada, pigmentos y cemento Prtland, que es el ms utilizado.

Desde el punto de vista estructural y teniendo en cuenta que la mezcla

deber ser lo ms impermeable posible, es evidente que su granulometra

DERECHOS RE

SERVADOS


46

deber ser continua con elevado contenido de filler, a objeto de tener un

aglomerado de consistencia apropiada para dotar de buena cohesin a la

mezcla.

2.5.4. AGUA.

El agua es un componente importante para una mezcla de slurry seal,

ya que tiene la funcin de humedecer y disolver la mezcla, moderando las

reacciones qumicas.

Las propiedades deseables de la emulsin, pueden ser afectadas por

los iones de calcio y magnesio presentes en el agua; por lo tanto el agua

debe ser limpia y libre se sustancias extraas como sales solubles, reactivos

qumicos y cualquier otro tipo de contaminantes.

2.5.5. ADITIVOS.

Los aditivos son productos empleados para mejorar la adherencia

entre el asfalto y los agregados. Estos pueden ser adicionados directamente

a la emulsin o a cualquiera de los componentes de la mezcla, ya que est

provee el control de las propiedades de rotura y curado.

A la mezcla de lechada pueden agregarse cantidades relativamente

pequeas de aditivos lquidos o en polvo de alrededor de ms o menos 1%.

DERECHOS RE

SERVADOS


47

Dichos aditivos pueden usarse para mejorar las caractersticas de la mezcla,

las caractersticas de rotura u otras propiedades que se ponen de manifiesto

luego del curado. Estos materiales incluyen cemento prtland, cal y sulfato

de aluminio en adiccin a algunas sustancias qumicas orgnicas. El

performance de cualquier aditivo debe evidenciarse en la mezcla de diseo.

2.6. TIPOS DE SLURRY SEAL.

Segn 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 reas

de bajas densidad de trfico, donde el principal objetivo es el sellado,

puede utilizarse en estacionamiento de playas, campos de aterrizajes

de aviones livianos o banquinas. Estas mezclas, llenan pequeos

huecos y corrige pequeos defectos en la carpeta, la finura del

material permite la penetracin en las grietas, sellndolas as de

manera inminente. Se utiliza como tratamiento superficial preventivo.

Tipo II: Es la gradacin para lechadas ms ampliamente utilizadas las

de tipo II, estas protegen el pavimento subyacente de la oxidacin y el

dao por humedad; pueden corregir casos de desprendimiento severo

DERECHOS RE

SERVADOS


48

de material y son empleadas en pavimento con trfico moderado y

sobre bases estabilizadas.

Tipo III: Se emplean en correspondencia con aplicaciones

voluminosas (8,2 -13,6 Kg/m2) y altos valores de friccin superficial.

Las lechadas asflticas de tipo III proporcionan una textura rugosa

antideslizante y una buena superficie de desgaste, corrige condiciones

superficiales severas y son empleadas en carreteras ce circulacin

muy densa y trfico pesado.

Grfico # 4. Tipos de Slurry Seal.

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

DERECHOS RE

SERVADOS


49

2.7. CAMPOS DE APLICACIN.

Merino Gustavo (1990), seala que los campos de aplicacin de las

lechadas asflticas, tendrn su origen en sus principales caractersticas a

saber: su fluidez, su textura rugosa y por lo tanto, su capacidad de rellenar

huecos.

Atendiendo a estas caractersticas, los principales campos de

utilizacin son:

Tratamientos de Sellado: El objetivo inicialmente buscado por esta

tcnica, basndose en la fluidez (caracterstica de las lechadas), en

efecto es extender una capa de slurry sobre un pavimento abierto,

esta penetra por gravedad por los intersticios que presenta su

superficie, los colma y al evaporarse 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 asflticas son idneas cuando se trata de:

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

Como tratamiento rejuvenecedor de pavimentos envejecidos que presenten su superficie tipo piel de cocodrilo, para evitar

DERECHOS RE

SERVADOS


50

su progresivo deterioro, y conferirle a la par un aspecto

homogneo.

Para este fin, la utilizacin de lechadas asflticas desplaza a los

clsicos tratamientos superficiales monocapa. Por otro lado, ests

mezclas son utilizadas en el recubrimiento de taludes a fin de evitar

deslizamientos causados por la erosin del viento y de las aguas de

lluvia.

Tratamientos Antideslizantes: otro campo fundamental de las

lechadas asflticas, lo constituyen su empleo en la correccin de

pavimentos existentes que sean deslizantes. En efecto, actualmente

resulta alarmante comprobar como muchas capas de rodadura de

pavimentos asflticos, han alcanzado valores peligrosamente bajos

de su coeficiente de resistencia al deslizamiento, simultneamente, en

estos mismos tramos, se manifiesta una tendencia al aumento de

accidentes. Para esto las posibles soluciones aplicables son: una

nueva capa de mezcla asfltica y tratamiento superficial, donde el

slurry seal ha demostrado su eficacia, siempre y cuando el problema

sea consecuencia de una pulimentacin excesiva de los agregados y

no cuando la causa sea debida a un exceso de ligante de la superficie.

DERECHOS RE

SERVADOS


51

La duracin y mantenimiento de un alto valor del coeficiente de

resistencia al deslizamiento, depender adems de una adecuada

puesta en obra en atencin a una serie de factores, tales como:

Naturaleza y caractersticas de los agregados empleados. Espesor suficiente de la lechada. Tipo e intensidad de trfico a soportar. Velocidad de trfico.

2.8. 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 categoras:

Es una solucin extremadamente rentable para los pavimentos

oxidados, preservando los ya usados.

Flexibilidad, dependiendo de la gradacin, la mezcla har 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 vacos, cubriendo reas bacheadas.

Utilizacin de materiales econmicos.

Posibilidad de trabajar todo el ao.

DERECHOS RE

SERVADOS


52

Facilidad y rapidez de puesta en obra.

Desaparicin del peligro de desprendimiento de gravilla.

Mejor control del pavimento.

Tiempo mnimo de apertura al trfico.

2.9. ESPECIFICACIONES.

Para un agregado individual o para una mezcla de agregados a ser

empleados en una lechada, deberan cumplirse las siguientes

especificaciones:

Tabla N 3. Granulometras para Slurry Seal.

TIPO DE GRADACIN I II III

Uso General Sellado de Fisuras y Sellado

Fino

Sellados en General,

Superficies de Textura Media

Superficies de Textura muy

Pronunciada

Tamao de Tamiz Porcentaje Pasante Porcentaje Pasante Porcentaje Pasante

9,5 mm (3/8) 100 100 100

4,75 mm (N4) 100 90 100 70 90

2,36 mm (N8) 90 100 65 90 45 70

1,18 mm (N16) 65 90 45 70 28 50

600 m (N30) 40 65 30 50 19 34

300 m (N50) 25 42 18 30 12 25

150 m (N100) 15 30 10 21 7 18

75 m (N200) 10 20 5 15 5 15 Contenido de residuo de asfalto,

en % de peso de agregado seco 10 16 7,5 13,5 6,5 12

Aplicacin en Kg/m2, basada en el

peso del agregado seco. 3,6 5,4 5,4 9,1 8,2 13, 6


DERECHOS RE

SERVADOS


53

Tabla N 4. Especificaciones en Agregados.

El tipo de emulsin asfltica para el sulrry seal debern cumplir las

siguientes especificaciones:

Tabla N 5. Especificaciones en Emulsin.

ENSAYO ESPECIFICACIN (I.S.S.A.)

Equivalente de Arena 50 % min.

Resistencia al Desgaste 37 % mx.

Peso Unitario Suelto ______

Peso Especifico y Absorcin

de Agregado Fino ______


Emulsin CSS-1h

Residuo por Evaporacin 55 % 70 %

Sedimentacin a los 5 das 7 % mx.

Retenido en la malla N 20 0,1 % mx.

Viscosidad Saybolt Furol

(25 C y 50 C) 20 seg 100 seg

Peso Especifico _____



DERECHOS RE

SERVADOS


54

Con respecto al filler, se debe usar cal hidratada, cemento Prtland,

polvo calizo o algn otro que cumpla con la norma A.S.T.M. D242.

Las especificaciones que deben cumplir la mezcla son las siguientes:

Tabla N 6. Especificaciones en el Slurry Seal.

2.10. ENSAYOS PREVIOS AL DISEO DE MEZCLA.

2.10.1. ENSAYOS EN LA EMULSIN.

Residuo por Evaporacin Modificado. (A.S.T.M. D244,

A.A.S.H.T.O. T59): El objeto de est prueba, es determinar el

porcentaje de residuo que tiene la emulsin asfltica. El residuo as


Ensayo de Consistencia 2cm a 3 cm

Ensayo de Abrasin por

Humedad 800 g/m2

Ensayo de cohesin 20 Kg cm

Trfico Liviano 0,08 g/cm2

Trfico Medio 0,06 g/cm2

Trfico Pesado 0,06 g/cm2

Ensayo de la Rueda Cargada

(Exudacin y deformacin)

Trfico muy Pesado 0,05 g/cm2


DERECHOS RE

SERVADOS


55

obtenido tiende a dar valores de penetracin y ductilidad inferiores a

los que se obtienen con el residuo de la destilacin. Este mtodo es

modificado, cuando se trata de controlar la produccin de un molino

coloidal que produce ms de 20 ton por hora y es necesario conocer

inmediatamente los rangos o porcentaje de residuo.

Sedimentacin a los 5 das. (A.S.T.M. D244, A.A.S.H.T.O. T59): El

objeto de est prueba, es obtener un ndice de la tendencia a

sedimentarse que tienen los glbulos de asfalto que componen la

emulsin, cuando est en reposo almacenada sin ningn tipo de

movimiento o recirculacin.

Retenido en la Malla N 20 (0,840 mm). (A.S.T.M. D244,

A.A.S.H.T.O. T59): Esta prueba garantiza el tamao de los glbulos

en la emulsin son menores de 8 micras y que su finura es la

adecuada para garantizar el comportamiento. Los fabricantes emplean

la malla 0.415 mm (N 40) para probar la calidad de la emulsin que

producen sin que sea esto una exigencia.

Viscosidad Saybolt Furol. (A.S.T.M. D244, A.A.S.H.T.O. T59): La

viscosidad es definida, como la resistencia de un fluido a fluir. Para

emulsiones asflticas, el ensayo de viscosidad Saybolt Furol, es

utilizado como una medida de la viscosidad, los resultados se

expresan en segundos saybolt furol. Dependiendo del tipo de

emulsin, el ensayo se realiza a las temperaturas de 25 C o 50 C.

DERECHOS RE

SERVADOS


56

Peso Especifico. (A.S.T.M. D70, A.A.S.H.T.O. T59): El peso de la

unidad de volumen en (Kg/lts), se calcula hallando el peso de un

volumen estndar conocido. Los resultados se redondean al 0,01 de

Kg/lts a 25 C.

2.10.2. ENSAYOS EN LOS AGREGADOS.

Granulometra. (A.S.T.M. C136, A.A.S.T.H.O. T27): El mtodo del

tamizado, es un proceso mecnico mediante el cual se separan las

partculas de un suelo o de agregados, de manera uniforme y

cuantitativa en sus diferentes tamaos; se realiza utilizando tamices o

cedazos de aberturas especificadas de N4, N8, N16, N30, N50,

N100, N200, Pasa 200.y es utilizado para clasificar los agregados.

Equivalente de Arena. (A.S.T.M. D2419, A.A.S.T.H.O. T176): Este

ensayo, desarrollado por el departamento de carretera de California,

es un mtodo rpido en el laboratorio y en el campo, para as

determinar la presencia o ausencia de finos y arcillas no convenientes

que pueden ocasionar inconvenientes en los agregados de un

pavimento. El ensayo se aplica a la fraccin que pasa por el

tamiz N 4.

DERECHOS RE

SERVADOS


57

Dicho ensayo es importante para determinar la limpieza del

agregado, ya que algunos agregados contienen ciertas sustancias

extraas como partculas livianas, terrones de arcillas, entre otros, que

los hacen inadecuados para las mezclas. Se usan normalmente

muestras secadas a temperatura de 100 +/- C, ya que materiales

hmedos o mojados dan valores bajos de equivalente de arena.

Resistencia al Desgaste. (A.S.T.M. C131, A.A.S.T.H.O. T96):

Durante la elaboracin, colocacin y compactacin de una mezcla

asfltica, el agregado est expuesto a una rotura adicional y al

desgaste por abrasin; por ello los agregados deben tener un cierto

grado de capacidad para resistir la trituracin, degradacin y

desintegracin en un momento dado. El ensayo de abrasin o

desgaste de los ngeles, mide la resistencia al uso o abrasin del

agregado.

Una resistencia relativamente alta al desgaste, indicada por un

bajo porcentaje de perdida por abrasin, es una caracterstica

deseable para los agregados a utilizar en capas superficiales como

pavimentos asflticos.

Peso Unitario Suelto. (A.S.T.M. C29, A.A.S.T.H.O. T19): Es el peso

por unidad de volumen de un material seco, considerando los vacos

que quedan entre sus partculas, cuando estas no han sido sometidas

a ningn proceso especial de compactacin o acomodo. El peso

DERECHOS RE

Tesis - Estudio Comparativo Del Slurry Seal

Documents

Transcript of Tesis - Estudio Comparativo Del Slurry Seal