CONSTRUCCION
Y
ENSAYOS DE LABORATORIO
PARA PAVIMENTOS
FLEXIBLES
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INTRODUCCIÓN
En la primera parte del presente trabajo, se trata de explicar conceptos básicos en la construcción de pavimentos, desde la planeación hasta el revestimiento de la carretera con material asfaltico.
Desarrollando conceptos como los estudios necesarios para la construcción de una carretera pavimentada, estudios de campo como el de Suelos y el Levantamiento Topográfico del área de Terreno en donde se tiene planeado construir. También se verán las principales partidas en la ejecución del proyecto, partidas como Obras Preliminares, Explanaciones, Terracerías y pavimentos siendo esta última la partida donde nos enfocaremos con mayor énfasis.
En la partida de pavimentos desarrollaremos todas las etapas que son necesarias para construir un pavimento flexible, sub partidas como Bases, Sub-Bases y carpeta asfáltica ya sea en frio o en caliente, con cemento asfaltico o con emulsión asfáltica, detallando conceptos como preparación de la mezcla , transporte y tendido del asfalto.
Se verán también las ventajas y desventajas de un pavimento flexible.
En la segunda parte veremos los principales ensayos de laboratorio que son necesarios hacer a los materiales tales como agregados finos y gruesos y al material bituminoso ya sea cemento asfaltico PEN o emulsión asfáltica con la finalidad de obtener materiales de buena calidad.
Y por último veremos todos los ensayos necesarios para que se en la construcción de una carretera afirmada ensayos en campo y en laboratorio ensayos como el de resistencia. Límites de Aterberg, Proctor, etc. Y los ensayos en campo como el del cono de arena.
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CONSTRUCCIÓN Y ENSAYOS DE LABORATORIO
DE PAVIMENTOS FLEXIBLES
1. ETAPAS EN LA CONSTRUCCION DE UNA CARRETERA:
Primeramente describiremos que es un camino y las etapas que se deben seguir para hacer una carretera.
Carretera: Es la adaptación de una faja sobre la superficie terrestre que cumple con condiciones de ancho, alineamiento y pendiente para permitir el rodamiento de vehículos.
Etapas de una carretera:
Para poder estudiar una carretera, es necesario separarla en etapas como lo son: planeación, proyecto y construcción.
1.1. Planeación :
En la planeación, se buscan los factores geográfico - físicos, económico - sociales y políticos que caracterizan a la región. El estudio socio - económico busca valorar las características de la población, el aprovechamiento de los recursos naturales, rendimiento de actividades y niveles de consumo. En lo que se refiere a la población se busca su crecimiento y distribución. 1.2. Preliminares, Estudios y Proyecto :
La elaboración de un proyecto de obras de infraestructura urbana, comprende todas las actividades que permitan obtener los planos y documentos completos, para evaluar y construir una obra determinada, de acuerdo con los alcances del contrato.
El proyecto de obras de infraestructura urbana, comprende sin limitar, los siguientes conceptos: a) Información preliminar
b) Estudios de campo c) Proyecto
a. Información preliminar
Comprende la información existente relativa a la zona de proyecto, referente a: 1 Instalaciones existentes
2 Planos catastrales
3 Usos del suelo de acuerdo con plan regulador 4 Proyectos de vialidades e instalaciones 5 Fotografía aérea, etc.
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b. Estudios de campoLos estudios de campo para proyecto de obras de infraestructura urbana, consisten principalmente en:
1. Levantamiento topográfico y de instalaciones existentes. 2. Estudio de mecánica de suelos.
b.1. Levantamiento topográfico y de instalaciones existentes
El Proyectista realizará el levantamiento topográfico tomando como base los bancos de nivel y ejes de coordenadas indicadas por la Autoridad Correspondiente.
El levantamiento topográfico se llevará a cabo en toda la zona de proyecto y comprende, sin ser limitativos, los siguientes conceptos.
Trazo de ejes de apoyo, con referencias a cada 500 m máximo, con distancias y ángulos.
Levantamiento de vialidades existentes en la zona de proyecto o que incidan en ella, con detalles de intersecciones, cruces y accesos.
Trazo, perfil y secciones para obtener curvas de nivel del terreno, indicando además ubicación y elevación de instalaciones existentes y de puntos relevantes del terreno. En estudios topográficos para proyecto de vialidades se definirá el perfil del terreno natural a lo largo del eje o ejes de trazo, a cada 20 m, así como puntos intermedios relevantes y se obtendrán secciones transversales a lo largo del eje o ejes de trazo a cada 20 m, en una franja de hasta 60 m, en ambos lados del Derecho de Vía.
Colocación de mojoneras, referencias y bancos de nivel.
Levantamiento de instalaciones existentes, indicando ubicación, elevación, características geométricas y físicas, estado de conservación de toda instalación aérea, superficial y subterránea existentes en la zona de proyecto, incluyendo, sin limitar, las siguientes:
Pavimentos, guarniciones, banquetas.
Tuberías, instalaciones y estructuras para agua potable, alcantarillado sanitario y pluvial.
Instalaciones para energía eléctrica.
Instalaciones para comunicación telefónica y/o telegráfica.
Instalaciones para gas.
Instalaciones para combustibles de Pemex.
Límites de propiedad, cercos y bardas.
Edificaciones.
Árboles, jardineras y en general, áreas verdes.
Drenes y canales.
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En instalaciones subterráneas, los datos de las tuberías para alcantarillado sanitario y pluvial se tomarán en los pozos de visita.En las instalaciones para agua potable, las tuberías se localizarán por medio de sondeos en cada crucero de vialidades o a cada 150 m máximo. Las válvulas se localizarán por sondeos y de acuerdo con los datos proporcionados por el organismo operador responsable.
Los sondeos para localizar instalaciones subterráneas para energía eléctrica, teléfonos, gas, Pemex y toda instalación especial, se llevarán a cabo únicamente con autorización del organismo operador, de acuerdo con las especificaciones que éste indique y con la presencia de la Autoridad Correspondiente.
En caso de instalaciones para agua potable, alcantarillado sanitario, alcantarillado pluvial, electricidad, teléfono y gas, el Proyectista solicitará al organismo operador responsable, el dictamen de estado de conservación, verificando además proyectos a futuro.
Trazo preliminar
Se lleva a cabo el reconocimiento y se fijan puntos obligados para hacer el trazo preliminar. Es una poligonal abierta donde se clavan estacas a cada 20 metros. Este sirve de base para el trazo definitivo y para un presupuesto preliminar. El procedimiento es el siguiente:
• Marcar el punto de partida.
• Establecer el azimut en el punto de partida. • Determinar la cota del punto de partida. • Establecer el kilometraje.
• Tomar las siguientes precauciones
En la línea preliminar no se deben forzar grandes tangentes. Se colocan estacas cada 20 m. y en puntos accidentados. No se debe perder tiempo colocando las estacas con exactitud. Evitar dañar sembradíos y frutales.
Hacer una doble lectura en los ángulos del P.I. anotar el ángulo simple y el ángulo doble en la libreta.
Hacer observaciones solares a cada 10 km. • Hacer buenas notas de campo.
• Efectuar la nivelación del perfil de la línea preliminar. • Vaciar todos los datos de campo en un plano. Línea Definitiva
Una vez que se tiene la línea preliminar, es necesario proyectar la línea definitiva que después será trazada en el terreno. Se calcula la abertura del compás para que al pasar entre dos curvas de nivel no exceda la pendiente deseada. Al brincar de una curva de nivel a otra y unir los puntos se forma una línea llamada: “Línea a pelo de tierra”. Esta línea es la base con las mayores tangentes posibles deberá apegarse a la línea a pelo de tierra. Para lograr esto, la línea definitiva debe compensar tanto a la izquierda como a la derecha la línea a pelo de tierra.
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La línea definitiva tiene que ser de color azul, y en ella se deben anotar las longitudes, los rumbos, los kilometrajes del PC*, PI**, y del PT***. En las curvas se deben anotar la deflexión, el grado de curvatura, el radio de curvatura y la sub – tangente.El Ingeniero Carlos Crespo dice que los tramos rectos llamados tangentes, deben de ser unidos mediante curvas. Se desea que la curva tenga el mayor radio que se pueda, ya que así su grado es menor.
Una vez que se tiene dibujada la línea definitiva con sus curvas y tangentes es necesario trazarla en el terreno.
La subrasante es el perfil del camino compuesto por las líneas rectas, que son las pendientes que están unidas por arcos de curvas verticales. Esta debe compensar en la medida que sea posible los cortes y los terraplenes en el sentido longitudinal. Existen dos tipos de curvas verticales: las de cima en las cuales se sube y luego se baja y las de columpio donde se baja y luego se sube.
* PC punto en donde comienza la curva circular simple
** PI punto de intersección de la prolongación de las tangentes *** PT punto en donde termina la curva circular simple
Curva masa o diagrama de masas
Es importante ajustar el diseño de un camino a las especificaciones sobre pendientes y curvas. Para economizar, es importante el movimiento de tierras, (excavar y rellenar solamente lo indispensable) y acarrear a la menor distancia.
Este estudio de excavación, relleno, compensación y movimiento se ve en el diagrama de masas. En el cual, las ordenadas representan volúmenes acumulativos de terracerías y las abscisas el cadenamiento correspondiente.
Para determinar los volúmenes acumulados se deben considerar los cortes como positivos y los terraplenes como negativos y al realizar la suma, se obtiene el volumen.
Para realizar el diagrama, se recomienda no tomar longitudes mayores a 500 m. teniendo como límite 1 km. Los objetivos de la curva masa son compensar volumen, fijar el sentido de los movimientos del material, calcular los sobre - acarreos y controlar los préstamos y desperdicios.
Una vez terminado el levantamiento topográfico y de instalaciones existentes, el Proyectista presentará a la Autoridad Correspondiente para su revisión, la memoria descriptiva de la zona, información con alcances de contrato, planos y fotografías.
El Proyectista entregará en campo a la Autoridad Correspondiente, los bancos de nivel y referencias.
La Autoridad Correspondiente revisará que los datos indicados en la memoria descriptiva, información topográfica y planos, correspondan a los existentes en campo.
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b.2. Estudio de Mecánica de suelosEl Proyectista realizará los sondeos, obtención de muestras y pruebas, en un laboratorio autorizado por la Autoridad Correspondiente y registrado en el Padrón de Contratistas y Proveedores del Estado.
Las cantidades y clases de sondeos, obtención de muestras y pruebas a realizar, serán como mínimo las indicadas en el contrato, pudiendo modificarse a criterio de la Autoridad Correspondiente, debido a condiciones específicas de campo.
La ubicación y profundidad de los sondeos para el estudio de mecánica de suelos, serán autorizadas y verificadas en campo por la Autoridad Correspondiente.
Al terminar el estudio de mecánica de suelos, el Proyectista presentará a la Autoridad Correspondiente para su revisión, la memoria técnica, incluyendo ubicación de sondeos, perfil estratigráfico de cada sondeo con datos de cada estrato, el resultado de las pruebas de laboratorio de muestras obtenidas en el lugar y recomendaciones para diseño, excavaciones y empuje de tierra en muros de contención.
La Autoridad Correspondiente revisará que el estudio incluya todos los conceptos indicados en los alcances del contrato.
Para fines de diseño de pavimentos se requieren, sin ser limitativas, las siguientes pruebas de laboratorio, las cuales serán efectuadas en el suelo existente:
Granulometría
Límite líquido
Índice plástico
Contracción lineal
Peso volumétrico natural
Peso volumétrico seco máximo
Humedad óptima
Humedad natural
Compactación en el lugar
Valor relativo de soporte
En el diseño de vialidades urbanas, donde no se tiene sistema para drenaje pluvial, el valor relativo de soporte (VRS), se obtiene en prueba Proctor modificada, variante II con humedad óptima más 3% y compactación al 95%.
c. Proyecto:
Los proyectos para obras de infraestructura urbana, están formados por proyectos parciales interrelacionados, por lo que deben ser acordes en todas sus partes.
Cada parte del proyecto deberá realizarse de acuerdo con los alcances del contrato y las normas de diseño y especificaciones de construcción respectivas.
1 Memorias de diseño. 2 Planos.
3 Especificaciones.
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Las memorias de diseño, planos y especificaciones, deberán desarrollarse de acuerdo con los alcances del contrato y las normas del organismo operador responsable que autorizará el proyecto correspondiente.1.3. Construcción:
Las Partidas genéricas que intervienen en los trabajos de construcción, mejoramiento y/o rehabilitación de una carretera son:
- Obras Preliminares. - Explanaciones - Pavimentos
- Obras de Arte y Drenaje. - Señalización.
- Varios.
1.3.1.
Obras Preliminares.1.3.1.1. Movilización y Desmovilización.
Consiste en que el contratista deberá hacer todo el trabajo necesario para suministrar, reunir, transportar su organización completa al lugar donde se va a ejecutar la obra, incluyendo personal, equipo, materiales y todo lo necesario para instalar y empezar la construcción.
1.3.1.2. Limpieza y Deforestación.
Comprende los trabajos preliminares tendientes a la preparación del terreno para la explanación y adecuación de la zona demarcada en los planos o indicada por el Interventor. Consiste en limpiar y despejar el área de árboles, arbustos, (si es necesario, se solicitarán los permisos ante las entidades competentes) y todos los materiales extraños que obstaculicen las labores posteriores, transportándolos a los sitios aprobados por la Interventoría, y tomando las medidas de seguridad adecuadas para proteger las zonas vecinas.
Los materiales resultantes de las actividades anteriores, que puedan ser utilizables para otros fines, serán de propiedad de La Entidad y no podrán ser retirados sin autorización escrita del Interventor.
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1.3.2.
Explanaciones y NivelaciónEste trabajo consiste en: la ejecución de todas las obras de explanación necesarias para la correcta nivelación de las áreas destinadas a la construcción, la excavación de préstamos cuando estos sean necesarios, la evacuación de materiales inadecuados que se encuentran en las áreas sobre las cuales se van a construir, la disposición final de los materiales excavados y la conformación y compactación de las áreas donde se realizará la obra.
Estos trabajos se ejecutarán de conformidad con los detalles mostrados en los planos o por el interventor, utilizando el equipo apropiado para ello.
1.3.2.1. Trazo y nivelación.
Se entenderá por trazo y nivelación, los trabajos topográficos realizados en camp por el Constructor para establecer los ejes del proyecto, así como las secciones transversales de la vialidad en proceso.
1.3.2.2. Desbroce y Limpieza.
Remoción de la vegetación existente en el Derecho de Vía, en las zonas de bancos o en áreas que se destinen a instalaciones especiales, entre otras, con objeto de eliminar la presencia de material vegetal, impedir daños a la obra y mejorar la visibilidad. Se deberá complementar con el traslado de un sitio a otro de especies vegetales. El desmonte comprende:
Tala. Consiste en cortar los árboles y arbustos.
Roza. Consiste en cortar y retirar la maleza, hierba, zacate o residuos de siembras.
Desenraice. Consiste en sacar los troncos o tocones con o sin raíces.
Limpia y disposición final. Retirar el producto del desmonte al banco de desperdicios que indique el proyecto.
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1.3.2.3. Demoliciones.Trabajos que se ejecutan con el objeto de deshacer, demoler o desmontar una estructura o parte de ella, seleccionando y estibando los materiales aprovechables y retirando los escombros, de acuerdo con lo fijado en el proyecto Correspondiente, se pueden dar los siguientes casos:
Demolición de edificaciones
Demolición de estructuras
Demolición de obstáculos
Demolición de edificaciones
Demolición de estructuras
Demolición de pavimentos, sardineles y veredas de concreto
Desmontaje y traslado de estructuras metálicas. 1.3.2.4. Despalme
Es la remoción del material superficial del terreno, de acuerdo con lo establecido en el proyecto o indicado por la Autoridad Correspondiente, con objeto de evitar la mezcla del material de las terracerías con materia orgánica o con depósitos de material no utilizable.
Remoción de especies vegetales
Remoción de servicios existentes
Remoción de obstáculos
Remoción de alcantarillas
Remoción de cercas de alambre
Remoción servicios existentes
Remoción de obstáculos
Remoción de Derrumbes 1.3.2.5. Cortes
Se entenderá como corte, el procedimiento constructivo mediante el cual se excava el terreno natural, hasta los niveles que establece el proyecto, en ancho suficiente para alojar la estructura del pavimento, las guarniciones y la cimbra para la construcción de éstas. El ancho mínimo del corte será aquel, que al nivel de la sub-rasante resulte de incrementar 10 cm a cada lado del ancho total del arroyo, medido hasta el respaldo de la guarnición. El ancho de corte utilizado deberá ser validado por la Autoridad Correspondiente, previa justificación técnica en el proyecto, de acuerdo con las necesidades particulares de cada caso.
Excavación en explanaciones sin clasificar
Excavación en explanaciones en roca
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1.3.2.6. AcarreosTransporte del material producto de bancos, cortes, excavaciones, desmontes, despalmes y derrumbes, desde el lugar de extracción hasta el sitio de su utilización, depósito o banco de desperdicios, según lo indique el proyecto. De acuerdo con la distancia de transporte, los acarreos pueden ser:
Acarreo libre. El que se efectúa desde el sitio de extracción del material hasta una distancia de veinte metros o hasta la distancia que establezca el proyecto como acarreo libre. Este acarreo, se considera como parte del concepto correspondiente a la extracción del material transportado, por lo que no será objeto de medición y pago por separado.
Acarreo hasta cien metros (hectómetro). El que se efectúa hasta una distancia de cien metros, medida desde el término del acarreo libre.
uno y mil metros, medida desde el término del acarreo libre.
mil metros, medida desde el término del acarreo libre.
1.3.2.7. Tratamiento
Se define como tratamiento al trabajo realizado en la capa superior de la terracería de un determinado espesor compacto para la formación de la sub-rasante, según lo indicado en el proyecto.
En el caso de que la capa sub-rasante se forme con el material del terreno natural, después de efectuar el corte, se escarifica el espesor de proyecto, disgregando el material hasta obtener una mezcla uniforme. En el volumen disgregado, se agregará la cantidad de agua necesaria, determinada según los resultados previos
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de laboratorio, hasta obtener la humedad óptima del material y se procederá nuevamente al mezclado hasta obtener una mezcla homogénea, la cual se extiende en capas y se compacta mediante el equipo adecuado hasta obtener la compactación de proyecto.En caso de que el terreno natural requiera estabilización o mejoramiento, se aplicará un producto estabilizador para aumentar la capacidad de carga y disminuir la plasticidad. El material por estabilizar deberá estar disgregado completamente antes de agregar el producto estabilizador en las cantidades fijadas y se mezclarán en seco hasta obtener una mezcla homogénea; se le dará la humedad fijada por el laboratorio, se mezclan los elementos y se procede al tendido y compactación. La superficie estabilizada deberá mantenerse cerrada al tránsito hasta su protección con material de base o sub-base según sea el caso, con un espesor uniforme de 5 cm como mínimo para evitar daños y pérdida de humedad.
1.3.2.8. TERRACERÍAS
Las terracerías son el volumen de material que se extrae o sirve de relleno para la construcción de una vía terrestre. Si se necesita extraer material fuera de la línea de corte se tendrán zonas de préstamo. Si están entre 10 y 100 m. se les llaman préstamo lateral. Si las zonas de préstamo se encuentran a más de 100 m se denominan préstamos de banco.
Las terracerías en terraplén se dividen en dos zonas; El cuerpo del terraplén que es la parte inferior, y la capa subrasante con un espesor mínimo de 30 cm. Esto funciona únicamente para caminos donde el tránsito vehicular es menor a 5,000 vehículos. Cuando se tiene un camino para un tránsito superior a los 5,000; entre el cuerpo del terraplén y la capa subrasante se forma una capa llamada subyacente de 50 cm. de espesor.
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a. Cuerpo del terraplénSu finalidad, es dar la altura necesaria para cumplir con las especificaciones geométricas. Resistir las cargas del tránsito que se transfieren por las capas superiores y distribuir los esfuerzos a través de su espesor para transmitirlos al terreno natural.
Según la SCT, los materiales utilizados para su construcción deben tener un tamaño máximo de 7.5 cm. y un límite líquido menor a 50%. El cuerpo del terraplén debe tener una expansión máxima de 5%, un VRS de 5% mínimo y un grado de compactación de 90%.
b. Capa Subrasante
El espesor mínimo de la capa debe ser de 30 cm. el tamaño máximo del material debe de ser de 7.6 cm. Su grado de compactación es del 95% del peso volumétrico seco máximo (P.V.S.M.) El valor relativo de soporte debe de ser mínimo de 20%, la expansión máxima del material es menor a 2%, un límite líquido máximo de 40% y por último un índie plástico máximo de 12.
Su finalidad es resistir las cargas que el tránsito transmite al pavimento, transmitir y distribuir las cargas al cuerpo del terraplén, evitar que los materiales finos plásticos del cuerpo del terraplén contaminen el pavimento y economizar los espesores de pavimento.
La parte superior de la capa subrasante coincide con la línea subrasante del proyecto geométrico. Es indispensable tomar en cuenta las especificaciones de la pendiente longitudinal, la altura para las obras de drenaje para que el agua capilar no afecte al pavimento. Para su construcción se necesita compactar dos capas de 15 cm. de espesor mínimo.
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1.3.2.9. ESTABILIZACIONESIncorporación de un determinado tratamiento o producto estabilizador a los materiales seleccionados utilizados en la construcción de las capas de terracería, sub-rasante, revestimiento, sub-base o de la base, para modificar las características físicas del material, mejorando el comportamiento mecánico e hidráulico de las capas.
Los tipos más comunes de estabilización son los siguientes:
a. Estabilización por compactación. Proceso mecánico que implica una reducción del volumen de vacíos entre las partículas sólidas de un material, aumentando su peso volumétrico y mejorando las características de resistencia, compresibilidad y esfuerzo-deformación.
b. Mezcla de dos o más suelos. Tratamiento encaminado a proporcionar estabilidad a los suelos naturales, mejorando sus propiedades resultantes, al incorporarle las características de calidad de otro.
c. Estabilización por drenaje. Se utilizan para acelerar los procesos de consolidación, buscando en primer término, el reducir al máximo posible la cantidad de agua que de una u otra forma llega a la zona por tratar, y en segundo término dar rápida salida al agua que llega a la misma. Lo anterior se logra mediante la construcción de obras tales como sub drenes, geodrenes, capas drenantes, geotextiles (membranas filtrantes), etc.
d. Estabilización por tratamientos químicos. Consiste en la adición de agentes estabilizadores específicos, como cemento, cal, materiales puzolánicos, asfalto, cloruro de sodio, cloruro de calcio, esinas y otros; los cuales producen reacciones químicas de aglutinación, solidificación e impermeabilización en el material.
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1.3.3.
PAVIMENTOS
Sobre la capa subrasante se construye el pavimento flexible, que está compuesto por sub - base, base y carpeta asfáltica. El pavimento flexible debe proporcionar una superficie de rodamiento uniforme, resistente a la acción del tránsito, a la del intemperismo y otros agentes perjudiciales, así como transmitir a las terracerías los esfuerzos por las cargas del tránsito. Entre las características principales que debe cumplir un pavimento flexible se encuentran las siguientes:
• Resistencia estructural. • Deformabilidad. • Durabilidad. • Costo. • Requerimientos de conservación. • Comodidad. a. Resistencia estructural
Debe soportar las cargas impuestas por el tránsito que producen esfuerzos normales y cortantes en la estructura. En los pavimentos flexibles se consideran los esfuerzos cortantes como la principal causa de falla desde el punto de vista estructural. Además de los esfuerzos cortantes también se tienen los producidos por la aceleración, frenaje de los vehículos y esfuerzos de tensión en los niveles superiores de la estructura (Rico y Del Castillo 1984).
b. Durabilidad
La durabilidad está ligada a factores económicos y sociales. La durabilidad que se le desee dar al camino, depende de la importancia de este.
Hay veces que es más fácil hacer reconstrucciones para no tener que gastar tanto en el costo inicial de un pavimento.
c. Requerimientos de conservación
Los factores climáticos influyen de gran manera en la vida de un pavimento. Otro factor es la intensidad del tránsito, ya que se tiene que prever el crecimiento futuro. Se debe de tomar en cuenta el comportamiento futuro de las terracerías, deformaciones y derrumbes. La degradación estructural de los materiales por carga repetida es otro aspecto que no se puede dejar de lado. La falta de conservación sistemática hace que la vida de un pavimento se acorte.
d. Comodidad
Para grandes autopistas y caminos, los métodos de diseño se ven afectados por la comodidad que el usuario requiere para transitar a la velocidad de proyecto. La seguridad es muy importante al igual que la estética.
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1.3.3.1. BASE Y SUB – BASE PARA PAVIMENTOSSon las capas sucesivas de materiales pétreos seleccionados, se estabilicen o no, que se construyen sobre la terracería o sub-rasante; según sea el caso; y cuyas funciones principales son proporcionar un apoyo uniforme a las capas superiores, soportar las cargas que éstas les transmiten aminorando los esfuerzos inducidos y distribuyéndolos adecuadamente a la capa inmediata inferior, proporcionar a la estructura de pavimento la rigidez necesaria para evitar las deformaciones excesivas, drenar el agua que se pueda infiltrar, impedir el ascenso capilar del agua subterránea y prevenir la migración de finos.
Aunque las bas es y las sub - bases tienen características semejantes, las sub - bases son de menor calidad. La sub - base es la capa de material que se construye directamente sobre la terracería y su función es:
• Reducir el costo de pavimento disminuyendo el espesor de la base.
• Proteger a la base aislándola de la terracería, ya que, si el material de la terracería se introduce en la base, puede sufrir cambios volumétricos generados al cambiar las condiciones de humedad dando como resultado una disminución en la resistencia de la base.
• Proteger a la base impidiendo que el agua suba por capilaridad. • Transmitir y distribuir las cargas a las terracerías.
1.3.3.1.1.
MATERIALES PARA BASE Y SUB-BASE:Los materiales para bases y sub-bases se clasifican de la siguiente manera:
a. Materiales pétreos que no requieren ningún tratamiento de disgregado, cribado o triturado, como son los poco o nada cohesivos, como limos, arenas y gravas, que al extraerlos quedan sueltos y que no contengan más del 5% de partículas mayores de 51 milímetros (2”).
b. Materiales pétreos que para su utilización, requieren tratamientos de disgregado, como los tezontles y los cohesivos como tepetates, caliches, conglomerados, aglomerados y rocas muy alteradas, que al extraerlos resultan con terrones y que una vez sometidos a la acción del equipo de disgregación no contengan más del 5% de partículas mayores de 51 milímetros (2”).
c. Materiales que requieren ser cribados, como son los poco o nada cohesivos, como mezclas de gravas, arenas y limos, que al extraerlos quedan sueltos y con un contenido entre el 5% y el 25% de partículas mayores de 51 milímetros (2”). Estos materiales deberán ser cribados por la malla de 51 milímetros (2”).
d. Materiales que requieren ser triturados parcialmente y cribados son los siguientes: d.1. Materiales poco o nada cohesivos, como mezclas de gravas, arenas y limos, que al extraerlos quedan sueltos y contienen más del 25% de partículas mayores de 51
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milímetros (2”). Estos materiales deberán ser triturados y cribados por la malla de 38milímetros (1 1/2”).
d.2. Tezontles y materiales cohesivos, como tepetates, caliches, conglomerados, aglomerados y rocas alteradas, que al extraerlos resulten con terrones que pueden disgregarse por la acción del equipo mecánico y que posteriormente ha dicho tratamiento contienen más del 5% de partículas de tamaño mayor de 51 milímetros (2”). Estos materiales deberán ser triturados y cribados por la malla de 38 milímetros (1 1/2”), sin que previamente deban disgregarse por la acción del equipo mecánico. e. Materiales que requieren trituración total y cribado a través de la malla de 38 milímetros
(1 1/2”), son los que provienen de piedra extraída de mantos de roca, piedra de pepena y piedra suelta de depósitos naturales o desperdicios.
Los materiales anteriores, o las mezclas de ellos pueden estabilizarse mezclándolos principalmente con un material asfáltico, con cemento Portland, con una mezcla de cemento Portland y Puzolana, con cal hidratada, con una mezcla de cal hidratada y Puzolana o con una mezcla de cal hidratada y cemento Portland; con las proporciones indicadas en el diseño correspondiente, resultante del estudio de mecánica de suelos, con las pruebas de laboratorio y de campo respectivas. Una vez estabilizados, deberán reunir los requisitos establecidos en el proyecto y/o indicados por la Autoridad correspondiente.
Únicamente se utilizarán materiales para base y sub-base de bancos cuya utilización será responsabilidad del Constructor. Para base, los materiales cuya gráfica de la curva de composición granulométrica se localice en la zona 1 y 2 y para sub-base todas las zonas de la gráfica.
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En la gráfica de composición granulométrica, el material se considerará dentro de lazona en que quede alojada la mayor parte de su curva. En caso de quedar comprendida en partes iguales dentro de dos zonas, se clasificará en la zona superior. La curva granulométrica del material debe quedar comprendida dentro de las dos curvas externas que limitan las zonas de especificaciones. No debe presentar cambios bruscos de pendientes, su forma debe ser semejante a las curvas que limitan las zonas y por lo menos el 90% de la longitud de la curva
1.3.3.1.2.
PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCION: Inmediatamente antes de iniciar la construcción de la sub-base o la base, la superficie sobre la que se colocarán estará debidamente terminada dentro de líneas y niveles de proyecto, sin irregularidades y reparados satisfactoriamente los baches que hubieran existido.
No se iniciará la construcción de la primera capa de base sobre una subrasante o sub-base hasta que la Interventoría haya aprobado ésta de acuerdo con lo establecido en los planos y/o en las especificaciones.
Los equipos para la ejecución de los trabajos comprenden: motoniveladoras, carrotanques de agua, compactador vibratorio o liso convencional y vehículos de transporte. Todo el equipo que se utilice en la construcción de las bases será aprobado por la Interventoría y se hallará en óptimas condiciones mecánicas para la ejecución de la obra.
La capacidad de los equipos para la elaboración, transporte, conformación y compactación de la base deben ser tales que permitan un progreso ordenado y armónico de la construcción.
La base se extenderá en capas cuyo espesor, así como el número de pasadas del equipo de compactación serán determinadas por la clase de material, densidad
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requerida y equipos disponibles, con previa aprobación del Interventor. Cada capa debase debe mantener la humedad óptima en todas las etapas de colocación.
La máxima longitud de vía para descargar materiales será fijada por la Interventoría. Todos los materiales que se empleen en la construcción de las capas de base se
llevarán a la vía en forma tal, que el transporte no produzca efectos perjudiciales para el grado de uniformidad y
limpieza de los agregados. Cuando la mezcla sea
homogénea en humedad y gradación, se procederá al extendido final y a la compactación de capas. Antes de iniciarse la compactación de la base en la calzada, la berma se conformará y compactará en capas iguales, con un espesor igual al de la capa de base extendida, para que sirva de contención al material de base que se va a compactar.
La compactación de la base, se efectuará desde los bordes hacia al centro, excepto en las curvas en las cuales la compactación
avanzará desde la parte inferior del peralte hacia la superior.
Cada una de las capas que conforman la base, se compactará hasta la densidad especificada antes de colocar la siguiente.
Al finalizar la compactación de la última capa, se dará el perfilado general a la base y a las bermas. La Interventoría cuidará que los procesos cumplan las especificaciones correspondientes y ordenará los ensayos de laboratorio pertinentes.
Los niveles correspondientes al enrase de cada capa de material se marcarán por medio de estacas.
Los materiales que incumplan los requisitos señalados en estas especificaciones, se retirarán en forma inmediata de la obra.
En el proceso de compactación deberá obtenerse una densidad mínima del 100% de la densidad máxima obtenida en el ensayo Proctor Modificado.
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la conservación de la base durante toda la construcción del pavimento será por cuentay riesgo del Contratista; los desperfectos que en ella se presenten, serán reparados de acuerdo con las exigencias del Interventor.
Las ruedas de la volqueta se mantendrán limpias para evitar la contaminación de la superficie de la sub-base y la base. Los materiales que se depositen en el frente de trabajo se protegerán para impedir su contaminación.
Tolerancias. El Interventor comprobará los espesores de la base terminada, teniendo en cuenta:
El espesor final no excederá al espesor proyectado en más o menos medio centímetros (+/- 0.5 cm.). Si se encuentran espesores deficientes, se delimitará la zona deficiente y ésta será corregida.
La corrección de las zonas defectuosas incluirá una escarificación de la base en una profundidad mínima de 10 cm. y adicionándose material en la cantidad necesaria para corregir la falla. El conjunto se compactará y perfilará a satisfacción sin que se produzcan deformaciones del perfil transversal de la calzada.
La Interventoría ordenará los ensayos que estime necesarios en los sitios y con los intervalos que considere convenientes, para medir el porcentaje de compactación alcanzado. Cualquier zona que no cumpliere los requisitos de compactación, se escarificará, conformará y recompactará como lo ordene la Interventoría.
El ancho de la base se comprobará cada 50 m. No se admitirá ninguna tolerancia con relación al eje de la vía en el semi-ancho indicado en los planos o en las especificaciones. El perfilado y textura de la base, quedarán de tal manera que cuando se le pase una regla de 3 m de largo paralela o normalmente al eje de la vía, la superficie no muestre irregularidades mayores de un centímetro respecto a los niveles teóricos de la base.
Las señales preventivas se colocarán en sitios visibles y a distancias suficientes para alertar a los usuarios sobre el peligro; el incumplimiento de cualquiera de estas normas causará las sanciones que se determinen en el respectivo contrato.
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1.3.3.2. IMPRIMACIONConsiste en el suministro, transporte, calentamiento y aplicación uniforme de un producto asfáltico sobre una base o sub-base granular, preparada y aceptada por la Interventoría. También podrá aplicarse a bermas construidas en material granular y a sus taludes.
Materiales. Podrán usarse como materiales de imprimación los siguientes:
Asfalto líquido de curado medio MC-70, aplicado a temperaturas entre 40° y 70°C. Emulsión asfáltica catiónica estabilizada de rotura lenta con un contenido de asfalto de 50-65% que se aplica a una temperatura ambiente.
Equipo. El equipo constará de un distribuidor calibrado, que suministre temperatura y presión constantes. El distribuidor incluirá un tacómetro, un medidor de volumen y un termómetro para conocer la temperatura del contenido (no se permitirán métodos manuales).
Todo el equipo será aprobado por el Interventor y se mantendrá en buenas condiciones de operación. El Contratista calibrará el distribuidor con anterioridad a la iniciación de las operaciones de riego en presencia del Interventor y lo hará durante la construcción, cuantas veces éste lo exija.
Procedimiento de Ejecución.
La base o sub-base aceptada por el Interventor, será cuidadosamente barrida y soplada con equipo adecuado, en tal forma que se elimine todo el polvo y el material suelto y cuando fuere necesario, se barrerá con cepillo o escoba mecánica. El material bituminoso se aplicará con el distribuidor en cantidades que pueden variar entre l.0 y 2.0 litros por metro cuadrado con MC-70 y 1.5 a 3 kilogramos por metro cuadrado de emulsión asfáltica acorde con la textura de la sub-base o de la base según la que se vaya a imprimar.
Se prohíbe imprimar cuando existen condiciones de lluvia. Las capas de concreto asfáltico se colocarán como máximo dentro de los quince (15) días siguientes a la aplicación de la imprimación.
Mantenimiento y Apertura del Tráfico. El área imprimada será cerrada al tráfico entre 24 y 48 horas para que el producto bituminoso penetre y se endurezca superficialmente.
Cualquier desperfecto que se manifieste en la base imprimada por causa imputable al Contratista será reparado por el mismo por su cuenta y riesgo.
El exceso de material bituminoso que forme charcos, será retirado con escobas y trabajo manual con o sin adición de arena a juicio del Interventor.
Cuando se requiera dar al servicio provisional algún tramo, se deberá contar con el visto bueno de la Interventoría.
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1.3.3.3. RIEGO DE LIGA Consiste en el suministro, transporte, calentamiento y aplicación uniforme de un producto asfáltico sobre un pavimento (rígido o flexible) existente o sobre una base asfáltica nueva.
Materiales. El riego de liga se realizará con cemento asfáltico AC-60-100 aplicado entre 110° y 150°C, asfalto disuelto de curado rápido, RC-250 aplicado entre 70° y 100°C o con emulsión asfáltica catiónica estabilizada de rotura rápida con un contenido de asfalto entre 50-65% aplicada a temperatura ambiente; cuando se trate del riego de liga para sellado y adherencia de las juntas, sólo podrá utilizarse AC-60-100 fundido a una temperatura entre 110° y 150°C.
Equipo. El equipo constará de un distribuidor con temperatura y presión constantes. El distribuidor debe incluir un tacómetro, un medidor de volumen y un termómetro para conocer la temperatura del contenido.
Todo el equipo será aprobado por la Interventoría y se mantendrá en buenas condiciones de operación. El Contratista calibrará el distribuidor con anterioridad a la iniciación de las operaciones de riego, en presencia del Interventor y durante la construcción, cuantas veces este lo exija; cuando se aplique AC-60-100, la operación se hará manualmente, de acuerdo con las instrucciones de la Interventoría.
Procedimiento de ejecución
La superficie sobre la cual se aplicará el riego de liga, será cuidadosamente barrida y soplada con equipo adecuado en tal forma que se elimine todo el polvo y material suelto; cuando fuere necesario, se empleará el cepillo manual o la escoba mecánica. El material bituminoso se aplicará con el distribuidor en cantidades que varían entre 0.20 y 0.40 litros por metro cuadrado, con la temperatura dentro de los límites anotados para el material en particular que se está usando y acorde con las condiciones de la
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superficie a ligar. En el caso de riego de liga para juntas éstas deben quedar impregnadas completamente con el material especificado (AC-60/100 fundido). Si la superficie necesita otra aplicación de material bituminoso, ésta se hará de acuerdo con las instrucciones del Interventor. No se comenzará a regar el material bituminoso en cada nueva jornada de trabajo, hasta tanto se haya comprobado la uniformidad de riego que proporcionará el equipo. Cuando el asfalto se aplica en dos o más fajas, se proveerá un ligero traslapo a lo largo de los bordes contiguos. Se prohibe aplicar la liga cuando existen condiciones de lluvia. Las capas de concreto asfáltico se colocarán como máximo dentro de las 24 horas siguientes al riego de liga.
1.3.3.4. CARPETA ASFÁLTICA
La carpeta asfáltica es la parte superior de un pavimento flexible. Es una capa de material pétreo cementado con asfalto que se coloca sobre la base. Los materiales pétreos son suelos inertes que se consiguen en ríos, arroyos o depósitos naturales. Para poder ser empleados en la carpeta asfáltica deben cumplir con ciertas características dadas por la granulometría, dureza, forma de la partícula y adherencia con el asfalto. El contenido óptimo de asfalto para una carpeta, es la cantidad de asfalto que se necesita para formar alrededor de la partícula una membrana con un espesor suficiente para resistir los elementos del intemperismo, para que el asfalto no se oxide. El espesor no debe ser muy grande porque se pierde resistencia y estabilidad.
Se recomienda que las partículas que se utilizen tengan forma esférica, ya que las que son en forma de laja o de aguja pueden romperse muy fácilmente y afectar la granulometría.
Las funciones de la carpeta asfáltica son las siguientes:
• Proporcionar una superficie de rodamiento que permita un tránsito fácil y cómodo para los vehículos.
• Impedir la infiltración de agua de lluvia hacia las capas inferiores. • Resistir la acción de los vehículos.
a. Cemento asfáltico
El asfalto, llamado cemento asfáltico, es el último residuo de la destilación del petróleo. A temperaturas normales, es sólido y posee un color café oscuro.
Para poder mezclarlo con los materiales pétreos, éste debe tener una temperatura de 140 °C.
b. Rebajados asfálticos
Los rebajados asfálticos se utilizan para fluidificar al cemento asfáltico y poderlo trabajar a menores temperaturas. Para fabricar los rebajados asfálticos, se diluye el concreto asfáltico en gasolina, tractolina, diesel o aceites ligeros. Los que son diluidos
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en gasolina, forman rebajados de fraguado rápido. Los que se diluyen en tractolina sonde fraguado medio y los que se diluyen en diesel o en aceites ligeros son de fraguado lento. Los tres fraguados FR, FM y FL se pueden utilizar con diferentes proporciones de cemento asfáltico y de solventes.
c. Emulsiones asfálticas
Las emulsiones asfálticas tienen grandes ventajas ya que son fáciles de emplear. La finalidad de las emulsiones es trabajar a temperatura ambiente con asfalto que a esta temperatura no es manejable debido a que es semi - sólido. Las emulsiones asfálticas son líquidos de color chocolate casi tan fluidos como el agua y de la cual contienen entre 40% y 50%.
Si se usan emulsiones, puede existir un problema de adherencia entre el material pétreo y el cemento asfáltico ya que contienen gran cantidad de agua.
Las cargas eléctricas que recubren a las gotas de cemento asfáltico pueden favorecer dicha adherencia si existe diferencia de signos entre los áridos y las gotas de cemento. Las emulsiones catiónicas o ácidas están cargadas positivamente, por lo que sentirán una gran afinidad por materiales pétreos negativos. Cuando las partículas de cemento asfáltico son atraídas por la superficie del material pétreo, la emulsión deja de mantenerse estable y rompe, quedando el cemento asfáltico incorporado en forma de película fina al material pétreo y el agua queda libre para evaporarse. Las catiónicas resisten mayor humedad en los pétreos. Las aniónicas rompen por deshidratación por lo que en temperaturas frías o húmedas el tiempo de curado se prolonga mucho. Las emulsiones pueden ser de rompimiento rápido, medio y lento dependiendo del porcentaje de cemento asfáltico.
1.3.3.4.1.
Carpetas asfálticas de mezclas en el lugar o en frío.La granulometría del material pétreo utilizado debe de ser continua. El material pétreo se mezcla a temperatura ambiente con motoconformadoras. Generalmente se usan rebajados asfálticos o emulsiones de rompimiento medio.
Para poder construir mezclas en el lugar o en frío se tiene que hacer lo siguiente:
Se hace una exploración de la zona para elegir los bancos.
Extraer el material de los bancos.
Hacer tratamientos previos como el cribado y el triturado.
Transportar el material a la obra y con motoconformadoras acamellonarlo y calcular la cantidad de producto asfáltico que se requiere.
Abrir el material pétreo con la motoconformadora y regar asfalto con la petrolizadota, esto se debe hacer las veces que sea necesario hasta tener incorporado todo el asfalto.
Posteriormente, la motoconformadora mezclará el material pétreo y el asfalto poniéndolos a un lado de la corona hasta que se encuentre completamente homogenizado.
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Sobre la base impregnada y barrida, se da un riego de liga con rebajado asfáltico y de inmediato se extiende la mezcla.
Compactar con rodillos lisos o neumáticos con peso entre 8 y 15 tons. Hasta alcanzar 95% del P.V.S.M.
Si la permeabilidad de la carpeta, es mayor al 10% se dará un sello que también sirve para mejorar la fricción.
1.3.3.4.2.
Carpetas de concreto asfáltico o en CalienteLas carpetas de concreto asfáltico son como mezclas de materiales pétreos y cemento asfáltico. Como el cemento asfáltico es sólido a temperatura ambiente, es necesario calentarlo. Este aumento en la temperatura, se tiene que hacer en plantas, ya que la temperatura del cemento asfáltico necesita llegar a 140 °C y la temperatura de los materiales pétreos necesita llegar a 160°C.
Este tipo de carpetas, deben de ser construidas sobre bases hidráulicas o sobre bases asfálticas impregnadas. Si se llegan a construir sobre bases naturales con módulos de elasticidad bajos, sufrirá deformaciones ante las cargas del tránsito, la resistencia no será la deseada y su ruptura será frágil.
Para poder construir las carpetas de concreto asfáltico, se deben de seguir los siguientes pasos:
Elegir los bancos de material pétreo y llevarlos al laboratorio para poder elegir el banco adecuado.
Hacer el proyecto granulométrico en el laboratorio para encontrar el contenido óptimo de cemento asfáltico.
Extraer el material.
Proporcionar pétreos en frío a la planta de mezclado.
Transportar el material al cilindro de calentamiento y secado donde alcanzará una temperatura entre 150 °C y 170 °C.
Alcanzada la temperatura deseada, el material pétreo se sube a la unidad de mezclado, donde se mezcla con el cemento asfáltico que se encuentra entre los 130 °C y 140 °C.
Llevar la mezcla al tramo con una temperatura mínima entre 110°C y 120°C. La mezcla debe descargarse en la finisher que se encarga de extenderlo y darle una ligera compactación.
La compactación debe iniciarse a una temperatura mayor a los 90°C. Con un rodillo de 7 ton. Para dar un primer armado y evitar desplazamiento de la mezcla. Después con uno de 15 ton. El grado mínimo de compactación es de 95% del peso volumétrico del proyecto.
Una carpeta asfáltica debe ser impermeable, de no ser así, se debe dar un riego de sello. El riego de sello sirve como superficie de desgaste para mejorar el coeficiente de rugosidad. Se utiliza material pétreo del número 3 y rebajados o emulsión de
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rompimiento medio.Una carpeta que tiene menos asfalto del necesario, se desgranará, en el caso contrario, el asfalto brotará a la superficie haciéndola lisa y resbaladiza.
1.3.3.4.2.1.
Métodos de construcción para concreto asfáltico mezclado y tendido en calienteLos procedimientos específicos que se describirán tienen el propósito principal de ser aplicables a la construcción de carpetas, aun cuando estos mismos procedimientos sean también, en general, aplicables a la construcción de capas de base y niveladoras. Los pasos fundamentales en la construcción de una carpeta asfáltica de alta calidad, se pueden listar como sigue:
a. Preparación de la mezcla.
b. Preparación de la capa de base o de la capa niveladora. c. Transporte y tendido de la mezcla para carpeta.
d. Juntas.
e. Compactación y acabado final. a. Preparación de la mezcla
En esencia, las plantas que se usan en la preparación de mezclas calientes de alta calidad; el arreglo total debería adecuarse a las necesidades para sostener cierto volumen de producción de mezclas calientes que sean uniformes, con un control muy rígido en los pasos
para fijar el
proporcionamiento y realizar la mezcla.
b. Preparación de la base.
Es frecuente que la colocación de las carpetas de concreto asfáltico se coloquen sobre una base nueva o ya existente que requiera muy poca preparación antes de iniciar el tendido, de la carpeta nueva, como pueden ser el barrido y limpieza total para eliminar el polvo suelto y otros materiales extraños.
En otros casos, la base o carpeta existentes sobre la cual se va a colocar la mezcla necesita amplias medidas correctivas. Con más frecuencia, cuando la superficie existente esta desintegrada, rota o que su naturaleza es irregular, que los defectos específicos se puedan corregir por media de la aplicación de "parches" de concreto
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asfáltico. También, se remueven los compuestos sobrantes del sellado de las juntas ylas áreas grasosas. En ciertos casos, puede ser aconsejable colocar una capa niveladora de concreto asfáltico para corregir irregularidades existentes en la superficie. En aquellos puntos en que la mezcla de concreto asfáltico entra en contacto con pozos o colectores, guarniciones, cunetas, etc., se pintan generalmente con una ligera capa de cemento asfáltico caliente o de material asfáltico líquido.
c. Transporte de la mezcla
La mezcla se descarga de la planta a camiones o remolques vacíos para su transporte hasta el sitio de trabajo. Se requiere que los vehículos que se utilicen tengan camas metálicas fuertes y lisas las cuales se limpian previamente para quitar todo el material extraído. La cama del vehículo puede rociarse con una ligera película de agua de cal, jabón en solución o alguna sustancia similar para impedir que se pegue la mezcla. No se deben utilizar para este objeto aceites combustibles, ya que tienen efectos dañinos sobre la mezcla. Algunas veces, es necesario que el vehículo tenga aislamiento térmico para evitar la pérdida excesiva de calor en la mezcla durante su transporte y, con frecuencia, se cubre el vehículo con lona para proteger la mezcla contra el tiempo. d. Colocación de la mezcla y compactación
La mezcla asfáltica deberá llegar a una temperatura de 115 a 125° C, esto se verifica con un termómetro de varilla. La mezcla se vacía en la máquina finisher o extendedora que formará una capa de mezcla asfáltica, se recomienda tener una cuadrilla de rastrillos que aseguren una textura conveniente en la superficie y que borren las juntas longitudinalmente entre franjas.
En la colocación de la mezcla de concreto asfáltico, se debe poner especial atención a la construcción de las juntas entre las superficies viejas y las nuevas o entre días sucesivos de trabajo.
Es esencial que se asegure una liga apropiada en las juntas longitudinales y transversales entre la mezcla colocada recientemente y la superficie existente, sin importar su naturaleza, y se utilicen procedimientos especiales, que en general se realizan a mano, para asegurar la formación de juntas adecuadas.
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A una temperatura de entre 110 y 120° C se le aplica una compactación con un rodilloligero de entre 8 y 10 toneladas de peso; los rodillos se moverán paralelamente al eje del camino y de la orilla hacia el centro, y del lado interior hacia el exterior en las curvas.
Durante el tendido y compactación de la mezcla pueden aparecer grietas y desplazamientos motivados por diferentes causas, tales como la aplicación de un riego de liga defectuoso, ya sea en exceso o escaso, falta de viscosidad del asfalto producida por el calentamiento excesivo, o bien, porque el material pétreo no perdió completamente la humedad.
1.3.3.5. Ventajas y desventajas de su uso de Pavimento flexible
Ventajas:
- Resulta más económico en su construcción inicial. - Tiene un periodo de vida de entre 10 y 15 años.
Desventajas:
- Requiriere mantenimiento constante para cumplir con su vida útil.
- Las cargas pesadas producen roderas y dislocamientos en el asfalto y son un peligro potencial para los usuarios. Esto constituye un serio problema en intersecciones, casetas de cobro de cuotas de peaje, rampas, donde el trafico esta constantemente frenando y arrancando. Las roderas llenas de agua de lluvia en estas zonas, pueden causar derramamientos, perdida de control del vehículo y por lo tanto, dar lugar a accidentes y a lesiones personales.
- Las roderas, dislocamientos, agrietamientos por temperatura, agrietamientos tipo piel de cocodrilo (fatiga) y el intemperismo, implican un tratamiento frecuente a base de selladores de grietas y de recubrimientos superficiales.
- El hidroplaneo es también un problema serio en caminos con roderas, sobre todo en rutas interestatales y primarias.
- En el estudio denominado "Consideraciones de seguridad en la formación de roderas y de ondulaciones en superficies de rodamiento de asfalto”, los parámetros medidos indican que las distancias de frenado para superficies de concreto son mucho mayores que para las superficies de asfalto sobre todo cuando el asfalto esta húmedo y con roderas
- Una vez que se han formado roderas en un pavimento de asfalto, la experiencia ha demostrado, que la colocación de una sobrecarpeta de asfalto sobre ese pavimento no evitara que se vuelva a presentar.
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2. ENSAYOS DE LABORATORIO NECESARIOS PARA EL CONTROL DE
CALIDAD DE PAVIMENTOS FLEXIBLES
2.1. ENSAYOS DE AGREGADOS PARA PAVIMENTO
2.1.1.
CALIDAD DE AGREGADOS PARA SUB-BASE, BASE Y AFIRMADOLos agregados empleados en la construcción de carreteras, deben cumplir con requisitos de granulometría y especificaciones técnicas, que garanticen un buen comportamiento durante su periodo de vida. A su llegada al laboratorio, las muestras deben ser preparadas para someterlas a diferentes ensayos de calidad de agregados. Dependiendo de la función que van a cumplir como parte de la estructura del pavimento se las prepara para los siguientes ensayos:
Ensayos de calidad de agregados
2.1.2.
ENSAYO DE ABRASION POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS ANGELESA. Fundamento
Los agregados deben ser capaces de resistir el desgaste irreversible y degradación durante la producción, colocación y compactación de las obras de pavimentación, y sobre todo durante la vida de servicio del pavimento.
Debido a las condiciones de esfuerzo-deformación, la carga de la rueda es transmitida a la superficie del pavimento a través de la llanta como una presión vertical aproximadamente uniforme y alta. La estructura del pavimento distribuye los esfuerzos de la carga, de una máxima intensidad en la superficie hasta una mínima en la subrasante.
Por esta razón los agregados que están en, o cerca de la superficie, como son los materiales de base y carpeta asfáltica, deben ser más resistentes que los
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agregados usados en las capas inferiores, sub base, de la estructura del pavimento, la razón se debe a que las capas superficiales reciben los mayores esfuerzos y el mayor desgaste por parte de cargas del tránsito.También se usa el ensayo de abrasión para calificar la calidad de piedras, y bloques de roca para obras de defensa ribereña, etc. para lo cual se deberá someter primero a un proceso de chancado a fin de tener la muestra de ensayo.
B. Objetivo
Este método describe el procedimiento para determinar el porcentaje de desgaste de los agregados de tamaños menores a 37.5 mm (1 ½”) y agregados gruesos de tamaños mayores de 19 mm (3/4”), por medio de la máquina de los Ángeles.
Equipos de Laboratorio
1. Máquina de desgaste de Los Ángeles
2. Tamices. De los siguientes tamaños: 3”, 2 ½”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, ¼”, Nº4,
Nº8. Un tamiz Nº12 para el cálculo del desgaste
3. Esferas de acero. De 46.38 a 47.63 mm de diámetro de peso equivalente entre 390
a 445 gr.
4. Horno. Capaz de mantener una temperatura de 110±5 ºC 5. Balanza. Sensibilidad de 1.0 gr.
C. Procedimiento de Ensayo
1. El material deberá ser lavado y secado en horno a una temperatura constante de 105-110ºC, tamizadas según las mallas que se indican y mezcladas en las cantidades del método al que correspondan, según la Tabla Nº1 ó Nº2.
2. Pesar la muestra con
precisión de 1 gr., para el caso de agregados gruesos hasta de 1 ½” y 5 gr. para agregados gruesos de tamaños mayores a 3/4”.
3. Introducir la muestra junto con la carga abrasiva en la máquina de Los Ángeles, cerrar la abertura del cilindro con su tapa, ésta tapa posee empaquetadura que impide la salida de polvo fijada por medio de pernos. Accionar la máquina, regulándose el número de revoluciones adecuado según el método.
4. Finalizado el tiempo de rotación, se saca el agregado y se tamiza por la malla Nº12.
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5. El material retenido en el tamiz Nº12 se lava y seca en horno, a unatemperatura constante entre 105º a 110ºC pesar la muestra con precisión de1 gr.
D. Observaciones
1. Si el material se encuentra libre de costras o polvo no será necesario lavarlo antes y/o después del ensayo.
2. Para agregados gruesos de tamaños mayores a ¾” se puede determinar la pérdida después de 200 revoluciones. Al efectuar ésta determinación no será necesario lavar el material retenido en el tamiz Nº12. La relación de pérdida después de 200 revoluciones a pérdida después de 1 000 revoluciones, no debería exceder en más del 20% para materiales de dureza uniforme. Cuando se realice éste paso se evitará perder todo tipo de material, incluido el polvo, porque éste será devuelto a la máquina para concluir con el ensayo.
3.
2.2. ENSAYOS PARA MEZCLAS ASFALTICAS.
2.2.1.
CALIDAD DE AGREGADOS PARA MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTELos agregados para Mezclas Asfálticas en Caliente son usualmente clasificados por tamaños en agregados gruesos, agregados finos, o filler mineral. ASTM define a los agregados gruesos como las partículas retenidas en la malla Nº4 (4.75 mm); y filler mineral como el material que pasa la malla Nº200 (75μm) en un porcentaje mínimo de 70%. Las especificaciones de agregados gruesos, finos, y filler mineral se dan en ASTM D-692, D-1073 y D-242, respectivamente. Los agregados adecuados para su uso en Mezclas Asfálticas en Caliente se determinan evaluándolos para las siguientes características mecánicas:
1. Tamaño y gradación
2. Limpieza / materiales deletéreos 3. Tenacidad / dureza
4. Durabilidad / resistencia 5. Textura superficial 6. Forma de partículas 7. Absorción
8. Afinidad por el asfalto Limpieza
El ensayo de Equivalente de Arena, desarrollado por la California División of Highways descrito en ASTM D-2419 es un método para determinar la proporción relativa de polvo o arcilla en la porción de agregado que pasa la malla Nº4.
Tenacidad y Resistencia a la Abrasión
Los agregados sufren desgaste abrasivo durante su construcción, colocación y compactación de mezclas asfálticas para pavimentos. Los agregados también están sujetos a abrasión por
