LABORATORIO N 2

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA CIVILDEPARTAMENTO ACADMICO DE VIALIDAD Y GEOMTICA

PAVIMENTO ASFLTICO: PROCESO CONSTRUCTIVO Y FALLAS MS COMUNES EN LA FASE DE OPERACIN.

INTRODUCCIN La infraestructura vial incide mucho en la economa de nuestro pas por el gran valor que tiene en sta, pues al alto costo de construccin, mantenimiento o rehabilitacin hay que adicionarle tambin los costos que se derivan por el mal estado de las vas, por eso los nuevos ingenieros que se dediquen a esta rama de la profesin se enfrentaran a un reto muy importante que es el de proporcionar estructuras de pavimentos eficaces con presupuestos cada vez ms restringidos. Dentro del contexto del diseo de pavimentos se acepta que el dimensionamiento de estas estructuras permite que se establezcan las caractersticas de los materiales de las distintas capas del pavimento y los espesores, de tal forma que el pavimento mantenga un ndice de servicio aceptable durante la vida de servicio estimada. El proceso constructivo que se describe en este documento est encaminado a dar una aproximacin de las correlaciones empricas logradas hasta la primera mitad del siglo XX en el diseo estructural de pavimentos; se ha llegado a este estado del arte aplicando metodologas usadas en otras reas de la ingeniera que tienen en cuenta las propiedades de los materiales que constituyen el pavimento; el procedimiento puede tener el grado de sofisticacin que el ingeniero desee. Con este procedimiento se pueden obtener los esfuerzos, deformaciones y deflexiones producidas por las cargas a las que esta sometida la estructura (trnsito).El procedimiento seguido para el diseo de un pavimento por mtodos racionales se planteo inicialmente por medio de modelos bicapas que posteriormente fueron generalizados a tricapas y multicapa.

FUNDAMENTO TERICO1. Resea Histrica del asfalto

El asfalto es un componente natural de la mayor parte los petrleos. La palabra asfalto deriva de la lengua que se hablaba en las orillas del Tigris superior de Asia entre los aos 1400 y600 A.C. En esta zona se encuentra la palabrasphalto,que significa durable. Despus el vocablo fue adoptado por el griego, pas al latn y, ms adelante al francs (asphalte), al espaol (asfalto) y al ingls (asphalt).Los estudios arqueolgicos indican que es uno de los materiales de construccin ms antiguos que el hombre ha utilizado, ya que apreciaron rpidamente las excelentes propiedades impermeabilizantes, adhesivas y de preservacin que tena.Aseguran que ya en la antigua Mesopotamia los baos de los templos se recubran con asfalto natural y enla Biblia se menciona en varias ocasiones su uso a propsito del Arca de No,la Torre de Babel,la Cuna de Moiss o las Murallas de Jeric. Los rabes desarrollaron un uso medicinal del asfalto de Judea, utilizndolo para el tratamiento de enfermedades de la piel y como desinfectante tpico. Y dadas las propiedades combustibles que presenta, en la antigedad y hastala Edad Media se utiliz con fines blicos o destructivos, en forma de bolas de asfalto llameantes lanzadas con catapulta y en forma de baos incandescentes.Aunque hubo experiencias previas, la primera patente del asfalto se registr a finales del siglo XIX, y la primera planta de produccin de asfalto se abri a principios del siglo XX en Cambridge (Reino Unido). El ritmo de las obras viales y la necesidad de mejorar los trabajos y reducir costes hizo progresar el desarrollo de las carreteras. Los mtodos manuales se mecanizaron poco a poco y fueron apareciendo regadoras de asfalto a presin, distribuidoras de piedra, apisonadoras, rodillos neumticos, etc.La tecnologa mejor durante la segunda guerra mundial por necesidad, ya que los vehculos militares deban transportar mercancas muy pesadas.En su evolucin, se han logrado avances significativos al tratar el cemento asfltico original (obtenido del petrleo crudo) con otras sustancias que permiten mejorar su comportamiento cuando es sometido a condiciones extremas, como climas muy fros o calurosos, trnsito de vehculos muy pesados o ambientes agresivos.Slo en Europa actualmente existen ms de 4,000 plantas de mezcla asfltica alrededor de 16 pases.(Espaa se encuentra entre los principales fabricantes), que producen aproximadamente 300 millones de toneladas al ao. El asfalto es totalmente reciclable y su reutilizacin ha aumentado considerablemente en los ltimos aos, llegando hasta el 70%.

2. AsfaltoElAsfalto es una mezcla de hidrocarburos de alto peso molecular, que en conjunto presentan propiedades termoplsticas, cuyo estado y nivel de consistencia varan con facilidad de slido a semislido e incluso a lquido viscoso, si la temperatura es favorable para ello. Se producen de la destilacin del petrleo crudo en las refineras de petrleo. Existen diversos grados de asfaltos de acuerdo a las condiciones climticas de cada regin en donde se va usar. En la siguiente figura se presenta el Diagrama de Flujo de la Produccin del Asfalto de Petrleo.

Diagrama de flujo de la produccin de asfaltos derivados del petrleo.

2.1. OBTENCIN DEL ASFALTO

Los derivados del petrleo se obtienen mediante un proceso de destilacin fraccionada, para llevar a cabo la obtencin de los derivados, el petrleo crudo se introduce en un horno (calentador de tubos), luego pasa a la torre de destilacin donde las fracciones ms pesadas descienden de un nivel a otro y las fracciones ms voltiles ascienden hasta concentrarse en el nivel correspondiente a su temperatura de condensacin, luego las tuberas de cada nivel pasan por una cmara de condensadores y enfriadores, luego de los cuales se obtienen los diferentes productos que a continuacin se muestran.

Destilacin del petrleo, fuente REPSOL

Como se puede observar el asfalto es una fraccin que se ubica en el nivel ms bajo (Quinto nivel), nivel donde queda el material residual del petrleo, por lo tanto las materias primas utilizadas para la produccin son las fracciones de residuo que se obtienen del proceso de destilacin.

Fases del Refinado:

1. La destilacin fraccionada, en la que se obtienen las distintas fracciones, (gasolinas, gasleos...) 2. El craqueo, proceso por el cual las fracciones de poca utilidad en el mercado son convertidas, mediante ruptura trmica o cataltica, en otras ms demandadas, (fundamentalmente gasolina). 3. El reformado, proceso por el cual se modifican las estructuras de las cadenas carbonadas para elevar su calidad carburante 4. El refino final, en el que se depuran los productos obtenidos, eliminando compuestos indeseables, (compuestos azufrados, etc.).

Fracciones obtenidas por orden de volatilidad, temperatura de ebullicin y longitud de cadena.

2.2. CARACTERSTICAS DEL ASFALTO

Los asfaltos, son productos que pueden encontrarse en estado natural o ser fabricados utilizando varias fracciones obtenidas en diferentes procesos. Su aspecto caracterstico va de ser negro mate hasta negro brillante.Desde el punto de vista qumico los elementos constitutivos son:

Carbono : 78 - 85 % Hidrgeno : 9 - 12 % Azufre : 1 - 10 % Oxgeno : 0.6 - 0.7 % Nitrgeno : desde trazas hasta el 1.4%

Los componentes bsicos son:

Petrolenos, que son hidrocarburos pesados aromticos, naftnicos y mixtos. Maltenos, que son hidrocarburos pesados de todas las clases que tienen cadenas laterales. Carbenos Asfaltenos Carbodos

Otras caractersticas:

Consistencia: Se refiere a la dureza del material, la cual depende de la temperatura. A altas temperaturas se considera el concepto de viscosidad para definirla.

Durabilidad: Capacidad para mantener sus propiedades con el paso del tiempo y la accin de agentes envejecedores.

Susceptibilidad Trmica: Variacin de sus propiedades con la temperatura.

Pureza: Definicin de su composicin qumica y el contenido de impurezas que posee. Seguridad: Capacidad de manejar el asfalto a altas temperaturas sin peligros de inflamacin.

2.3. TIPOS DE ASFALTOS

La mayor parte de los asfaltos producidos son utilizados en trabajos de pavimentacin, destinndose una produccin menor para aplicaciones industriales como impermeabilizante, aislantes, etc.De acuerdo a su aplicacin, los asfaltos podemos clasificarlos en dos grupos:

A.- ASFALTOS PARA PAVIMENTO.

CEMENTO ASFALTICO.

Llamados tambin Asfaltos Slidos. Son asfaltos que se emplean en mezclas calientes para su uso en construcciones de pavimentos asflticos por sus propiedades aglomerantes e impermeabilizantes, las cuales brindan caractersticas de flexibilidad, durabilidad y alta resistencia a la mayora de los cidos, sales y lcalis.

ASFALTOS CORTADOS.

Los asfaltos lquidos se producen diluyendo un cemento asfltico con un solvente derivado del petrleo. Los asfaltos lquidos permiten el mezclado con los agregados sin necesidad de recurrir al calentamiento, reducindose as los costos de produccin, transporte y colocacin de las mezclas. El endurecimiento de la mezcla ocurre al evaporarse o separarse el solvente del asfalto.Si el solvente utilizado es un derivado del petrleo, se obtiene un asfalto lquido tipo Cutback.

Asfalto Lquido Cutback

Si el solvente utilizado es muy voltil (Nafta o Gasolina) se obtendr un Asfalto Lquido de endurecimiento rpido (RC). Si el solvente es de volatilidad intermedia (Kerosene) se obtendr un Asfalto Lquido Intermedio (MC). Finalmente, si el solvente es poco voltil (un destilado pesado), el producto ser un Asfalto Lquido de endurecimiento lento (SC). Segn la cantidad de solvente variar la viscosidad del producto, clasificndose en diferentes grados ( 30, 70, 250, 800 y 3,000).

EMULSIONES ASFLTICAS.Son dispersiones de cemento asfltico en fase acuosa, con estabilidad variable. El tiempo de quiebre y de viscosidad de las emulsiones dependen, entre otros factores, de la cantidad y calidad de los agentes emulsificantes. La cantidad de emulsificantes y aditivos qumicos utilizados varia generalmente de 0.2% a 5% y la cantidad de asfalto es del orden del 95%.El color de las emulsiones asflticas antes del quiebre es marrn y despus del quiebre negro, constituyendo esta caracterstica un elemento auxiliar para la inspeccin visual yconstatacin rpidade labuena condicindel producto.Las partculas de asfalto dispersas en la emulsin son visibles al microscopio variando de su tamao de 0.1 a 10 micrones.Las emulsiones asflticas se calcifican segn el tipo de carga de la partcula y tiempo de quiebre.

En cuanto a la carga de partcula, pueden ser:- Catinicas.- Aninicas.

Y en cuanto al tipo de quiebre:

-Quiebrerpido.-Quiebremedio.-Quiebrelento

B.- ASFALTOS INDUSTRIALES.

ASFALTOS OXIDADOS.

Los asfaltos oxidados o soplados, son asfaltos calentados y sometidos a la accin de una corriente de aire con el objeto de modificar sus caractersticas normales, a fin de adaptarlos para aplicaciones especiales. Los asfaltos oxidados son utilizados generalmente para fines industriales como impermeabilizantes, pelcula protectora, etc. El proceso de oxidacin produce en el asfalto las siguientes modificaciones fsicas principales:-aumentodepesoespecficoyconsistencia.-disminucindeductilidad.-disminucindesusceptibilidadtrmica.

En cuanto a la composicin qumica elemental del asfalto, los procesos de oxidacin producen aumento en contenido de carbono y una correspondiente disminucin de hidrgeno.

3. MEZCLAS ASFLTICAS.

3.1. Definicin de Mezcla Asfltica.

Las mezclas asflticas estn formadas por una combinacin de agregados ptreos (son una combinacin de arena, grava o roca triturada en su estado natural o procesado) y un ligante hidrocarbonato, de manera que aquellos quedan cubiertos por una pelcula continua de ste. Se fabrican en unas centrales fijas o mviles, se transportan despus a la obra y all se extienden y se compactan.Las mezclas asflticas se utilizan en la construccin de carreteras, aeropuertos, pavimentos industriales, entre otros. Las mezclas asflticas estn constituidas aproximadamente por un 90 % de agregados ptreos grueso y fino, un 5% de polvo mineral (filler) y otro 5% de ligante asfltico. Los componentes mencionados anteriormente son de gran importancia para el correcto funcionamiento del pavimento y la falta de calidad en alguno de ellos afecta el conjunto. El ligante asfltico y el polvo mineral son los dos elementos que ms influyen tanto en la calidad de la mezcla asfltica como en su costo total.

3.2. Clasificacin de las Mezclas Asflticas.Existen varios parmetros de clasificacin para establecer las diferencias entre las distintasmezclas y las clasificaciones pueden ser diversas:

a) Por Fracciones de agregado ptreo empleado.- Masilla asfltica: Polvo mineral ms ligante.- Mortero asfltico: Agregado fino ms masilla.- Concreto asfltico: Agregado grueso ms mortero.- Macadam asfltico: Agregado grueso ms ligante asfltico.

b) Por la Temperatura de puesta en obra.- Mezclas asflticas en Caliente: Se fabrican con asfaltos a unas temperaturas elevadas, enel rango de los 150 grados centgrados, segn la viscosidad del ligante, se calientan tambin los agregados, para que el asfalto no se enfre al entrar en contacto con ellos. La puesta en obra se realiza a temperaturas muy superiores a la ambiente, pues en caso contrario, estos materiales no pueden extenderse y menos an compactarse adecuadamente.- Mezclas asflticas en Fro: El ligante suele ser una emulsin asfltica (debido a que se sigue utilizando en algunos lugares los asfaltos fluidificados), y la puesta en obra se realiza a temperatura ambiente.

c) Por la proporcin de Vacos en la mezcla asfltica.Este parmetro suele ser imprescindible para que no se produzcan deformaciones plsticascomo consecuencia del paso de las cargas y de las variaciones trmicas.- Mezclas Cerradas o Densas: La proporcin de vacos no supera el 6 %.- Mezclas Semicerradas o Semidensas: La proporcin de vacos est entre el 6 % y el 10 %.- Mezclas Abiertas: La proporcin de vacos supera el 12 %.- Mezclas Porosas o Drenantes: La proporcin de vacos es superior al 20 %.

d) Por el Tamao mximo del agregado ptreo.- Mezclas Gruesas: Donde el tamao mximo del agregado ptreo excede los 10 mm.- Mezclas Finas: Tambin llamadas microaglomerados, pueden denominarse tambin morteros asflticos, pues se trata de mezclas formadas bsicamente por un rido fino incluyendo el polvo mineral y un ligante asfltico. El tamao mximo del agregado ptreo determina el espesor mnimo con el que ha de extenderse una mezcla que vendra a ser del doble al triple del tamao mximo.

e) Por la Estructura del agregado ptreo.- Mezclas con Esqueleto mineral: Poseen un esqueleto mineral resistente, su componente de resistencia debida al rozamiento interno de los agregados es notable. Ejemplo, las mezclas abiertas y los que genricamente se denominan concretos asflticos, aunque tambin una parte de la resistencia de estos ltimos, se debe a la masilla.- Mezclas sin Esqueleto mineral: No poseen un esqueleto mineral resistente, la resistenciaes debida exclusivamente a la cohesin de la masilla. Ejemplo, los diferentes tipos de masillas asflticas.

f) Por la Granulometra.- Mezclas Continuas: Una cantidad muy distribuida de diferentes tamaos de agregado ptreo en el huso granulomtrico.- Mezclas Discontinuas: Una cantidad muy limitada de tamaos de agregado ptreo en elhuso granulomtrico.

Clasificacin de las mezclas asflticas.

3.3. EMPLEO DE LAS MEZCLAS ASFLTICAS EN LA CONSTRUCCIN DE PAVIMENTOS

Las mezclas asflticas se emplean en la construccin de pavimentos, ya sea en capas de rodadura o en capas inferiores y su funcin es proporcionar una superficie de rodamiento cmoda, segura y econmica a los usuarios de las vas de comunicacin, facilitando la circulacin de los vehculos, aparte de transmitir suficientemente las cargas debidas al trfico a la explanada para que sean soportadas por sta.

Se tienen que considerar dos aspectos fundamentales en el diseo y proyecto de una carretera:

1. La Funcin Resistente, que determina los materiales y los espesores de las capas quehabremos de emplear en su construccin.2. La Finalidad, que determina las condiciones de textura y acabado que se deben exigira las capas superiores del pavimento, para que resulten seguras y confortables.

Las tipologas de los firmes de acuerdo a su comportamiento y respuesta se pueden dividiren los siguientes tipos:

a) Pavimentos Flexibles. (Base Granular).Constituidos por capas de subbase y base de material granular, y por un tratamiento superficial o por una capa de mezcla asfltica de espesores muy delgados que pueden ir hasta los 10 cm. regularmente, las capas granulares resisten fundamentalmente la accin del trfico, la capa de rodadura sirve para impermeabilizar el firme, resistir los efectos abrasivos del trfico y proporcionar una rodadura cmoda y segura.

b) Pavimentos Flexibles. (Base Asfltica).Compuesto por una base y un pavimento asfltico y el cual est constituido por una capa intermedia y otra de rodadura, la subbase puede ser granular o bien tratada con un ligantehidrulico o hidrocarbonado.

c) Pavimentos Semirgidos . (Base tratada con ligantes hidrulicos).Constituido por una capa de base tratada con ligantes hidrulicos, o de concreto, la subbase suele ser de material granular, pudiendo ser estabilizada, el pavimento est formado por una o dos capas de mezcla asfltica (rodadura e intermedia).

d) Pavimentos Rgidos. (Pavimentos de concreto).Estn formados por una losa de hormign colocada directamente sobre la explanada, o sobre una capa de base granular o estabilizada o un hormign pobre, la losa de hormignacta como capa de rodadura.

3.4. Funcionalidad de las mezclas asflticas en los pavimentos.

Las mezclas asflticas como ya hemos visto anteriormente sirven para soportar directamente las acciones de los neumticos y transmitir las cargas a las capas inferiores, proporcionando unas condiciones adecuadas de rodadura, cuando se emplean en capas superficiales; y como material con resistencia simplemente estructural o mecnica en las dems capas de los pavimentos.Como material simplemente estructural se pueden caracterizar de varias formas. La evaluacin de parte de sus propiedades por la cohesin y el rozamiento interno es comnmente utilizada; o por un mdulo de rigidez longitudinal y un mdulo transversal, o incluso por un valor de estabilidad y de deformacin. Como en otros materiales hay que considerar tambin, la resistencia a la rotura, las leyes de fatiga y las deformaciones plsticas.El comportamiento de la mezcla depende de circunstancias externas a ellas mismas, talescomo son el tiempo de aplicacin de la carga y de la temperatura. Por esta causa su caracterizacin y propiedades tienen que estar vinculadas a estos factores, temperatura ymaterial.

Las cualidades funcionales del pavimento residen fundamentalmente en su superficie. De su acabado y de los materiales que se hayan empleado en su construccin dependen aspectos tan interesantes y preocupantes para los usuarios como:

1. La adherencia del neumtico al firme.2. Las proyecciones de agua en tiempo de lluvia.3. El desgaste de los neumticos.4. El ruido en el exterior y en el interior del vehculo.5. La comodidad y estabilidad en marcha.6. Las cargas dinmicas del trfico.7. La resistencia a la rodadura (consumo de carburante).8. El envejecimiento de los vehculos.9. Las propiedades pticas.

Estos aspectos funcionales del pavimento estn principalmente asociados con la textura y la regularidad superficial.Actualmente la relacin entre esfuerzo y dformacin de las mezclas est bien estudiada tanto desde el punto de vista experimental como del terico, con una consecuencia prctica inmediata: la mejor adaptacin de las frmulas de trabajo y de los materiales a las condiciones reales de cada pavimento. Por ejemplo, son fcilmente asequibles estos ajustes, segn la regin climtica o las condiciones de velocidad de los vehculos, en los mtodos de diseo de pavimentos.Como resumen, se puede decir que en una mezcla asfltica, en general, hay que optimizar las propiedades siguientes:

- Estabilidad.- Durabilidad.- Resistencia a la fatiga.- Si la mezcla se usa como capa de rodadura hay que aadir las propiedades siguientes:- Resistencia al deslizamiento.- Regularidad.- Permeabilidad adecuada.- Sonoridad.- Color, entre otras.

3.4.1 Propiedades de las mezclas asflticas para capas de rodadura.

La capa superior de un pavimento es la que debe proporcionar una superficie de rodadura segura, confortable y esttica. Como todas las exigencias deseables para una superficie derodadura no pueden optimizarse simultneamente hay que equilibrar las propiedades contrapuestas para llegar a las soluciones ms satisfactorias.Los materiales asflticos proporcionan superficies continuas y cmodas para la rodadura de los vehculos. No obstante, hay que establecer un balance entre la durabilidad, rugosidad, impermeabilidad, y otras caractersticas tiles o imprescindibles para el usuario. Por ejemplo, en climas fros, se han desarrollado mezclas muy impermeables y ricas en mortero. Si estas mezclas no proporcionan la textura adecuada, se recurre a procedimientos ajenos a la propia mezcla como son la incrustacin en la superficie de gravillas o al abujardado en caliente.En las capas de rodadura el uso de agregados de alta calidad y de aditivos se justifica por las solicitaciones a que estn sometidas. Actualmente la modificacin de ligantes se ha generalizado para carreteras importantes persiguindose la optimizacin de la respuesta mecnica y de la durabilidad de la mezcla. Por la misma razn, la calidad de los agregados es absolutamente imprescindible, aunque todo ello suponga un costo mayor para el pavimento.

3.4.2 Propiedades de las mezclas asflticas para capas inferiores.

Las capas de espesor apreciable de un firme tienen una misin estructural fundamental para absorber la mayor parte de las solicitaciones del trfico, de forma que stas lleguen convenientemente disminuidas a las capas inferiores, explanada o cimiento de la carretera.Existen tendencias y pases que llegan a utilizar paquetes asflticos de gran espesor que forman la losa estructural fundamental del pavimento. En otros casos la funcin resistente radica en la colaboracin con otras capas de materiales granulares o hidrulicos.La tendencia espaola tradicional para el diseo de las mezclas de las capas gruesas de base ha sido la de elegir granulometras inspiradas en el Instituto del Asfalto, con muchos huecos. Las mezclas anteriores son netamente abiertas con un esqueleto mineral, en cuyo rozamiento interno radica la funcin resistente. Estas mezclas se podan considerar inspiradas en las antiguas bases de piedra partida o Macadam tratadas por penetracin con ligantes hidrocarbonados.

Propiedades funcionales de las mezclas asflticas.

Propiedades tcnicas de las mezclas asflticas.

3. Usos ms comunes del AsfaltoConcreto Asfltico. Es una mezcla en caliente, de alta calidad y perfectamente controlada, de cemento asfltico y agregados de buena calidad bien gradados, que se debe compactar perfectamente para formar una masa densa y uniforme, tipificada por las mezclas Tipo IV del instituto del Asfalto.Sello con Lechada de Emulsin Asfltica. Es una mezcla de asfalto emulsionado de rotura lenta, agregado fino y un mineral de relleno, a la que se le aade agua para darle consistencia de lechada. Sello Negro de Asfalto. Es una aplicacin ligera de emulsin asfltica de rotura lenta diluida en agua. Se utiliza para renovar superficies asflticas viejas y para sellar grietas y pequeos vacos de la superficie.Carpeta Asfltica de Nivelacin. Es una capa (mezcla de agregado y asfalto) de espesor variable utilizada para eliminar irregularidades de la superficie existente antes de cubrirla con un tratamiento nuevo o con una carpeta de recubrimiento.Carpeta Asfltica de Recubrimiento. Consiste en una o ms capas asflticas aplicadas sobre el pavimento existente. La carpeta de recubrimiento generalmente consiste de una carpeta de nivelacin, para corregir las irregularidades del pavimento viejo, seguida por una o varias carpetas de grosor uniforme, hasta obtener el espesor total necesario.Pavimentos Asflticos. Son pavimentos compuestos por una capa superficial de agregado mineral recubierto y aglomerado con cemento asfltico, colocada sobre superficies de apoyo tales como bases asflticas, piedra triturada o grava; o sobre un pavimento de concreto de cemento Portland, de ladrillo o bloques.Capa de Imprimacin Asfltica. Se llama as a la aplicacin de un asfalto lquido de baja viscosidad a una superficie absorbente. Se suele utilizar para preparar una base no tratada que baya a ser recubierta con una carpeta asfltica.Capa de Sello Asfltico. Es un tratamiento superficial consistente en la aplicacin de una capa delgada de asfalto para impermiabilizar y mejorar la textura de la carpeta asfltica superficial.Tratamientos Asflticos Superficiales. Son aplicaciones a cualquier tipo de carretera, superficie o pavimento, de materiales asflticos con o sin recubrimiento de agregado mineral, de espesor no mayor de 25 cms. Capa de Pega Asfltica. Es una aplicacin muy ligera de asfalto liquido sobre una superficie de cemento portland. El tipo de asfalto preferido es la emulsin asfltica diluida en agua. Se emplea para asegurar la adhesin de la nueva carpeta de la superficie que se va a pavimentar.

Ventajas Y Desventajas de pavimentar con asfalto Resulta ms econmico en su construccin inicial.

Por su baja rugosidad y flexibilidad, el usuario siente el manejo de su vehiculo con mayor comodidad (se desliza con suavidad y silenciosamente).

Tiene un periodo de vida til de entre 10 a 15 aos (con mantenimiento adecuado).

Las cargas pesadas producen roderas, dislocamientos del asfalto, agrietamientos por fatiga (tipo piel de cocodrilo), lo que representa peligro al usuario.

4. PROCESO CONSTRUCTIVOCORTE Y PERFILADO (movimiento de tierras)

Es el proceso en el cual se hace un corte al terreno natural y/o al pavimento antiguo con ayuda de la maquinaria como son motoniveladora o tractor si el terreno no es dificultoso

Procedimiento de Corte en Terreno construidoSe emplean las motoniveladoras o tractores si son terrenos con trocha o carreteras afirmadas o carreteras antiguas que solamente necesitan romper la carpeta asfltica antigua y remover las capas inferiores hasta encontrar el nivel de la subrasante primigenia, en esta obra adicionalmente se esta haciendo otra obra de saneamiento en la cual estn reemplazando tuberas, que eran de plomo, por unas de pvc.

MAQUINARIA EMPLEADA

- Cortadora - Cargador Frontal

- Martillos de perforacin

- Rodillos de compactacin

COLOCACIN DE MATERIAL CLASIFICADO PARA SUBRASANTE

Una vez depositado el material para la subrasante se inicia el esparcimiento con ayuda de la mano de obra y la motoniveladora, a su vez se va agregando agua al material para darle el contenido de humedad adecuado, seguidamente se procede a compactar con los rodillos; el rodillo pasar unas cuatro veces como mnimo por cada tramo asignado, en esta parte tambin es necesario ir controlando las cotas a la cul se encuentra la capa que se va colocando, en obras de mayor envergadura se aprovecha para darle a la va los parmetros de diseo geomtrico como son peraltes, sobreanchos, bombeos y curvas verticales.E

SUBBASEEs la capa que se encuentra por encima de la subrasante tiene una altura variable que va de 15 a 30 cm su diseo depender del trafico que soportar la va, el tipo de suelo que atravesar y el tipo de pavimento que se emplear, para este caso ser de 15cm

COLOCACIN DE MATERIAL CLASIFICADO PARA SUBBASEUna vez colocado el material para la subrasante se inicia el esparcimiento con ayuda de la mano de obra, posteriormente se pasan los rodillos lisos, dndole la forma geomtrica y llegando hasta un cierto nivel o cota que ser definido con la ayuda de los niveladores

BASEEs la capa que se encuentra por encima de la sub-base tiene una altura variable que va de 10 a 30 cm su diseo depender del trafico que soportar la va, el tipo de suelo que atravesar y el tipo de pavimento que se emplear, para este caso particular se usa una base de concreto para lograr una nivelacin homognea, sobre la cual se vaceara el concreto asfltico.

COLOCACIN DE MATERIAL CLASIFICADO PARA BASE

Una vez echos los cortes necesarios y la nivlacin respectiva hasta la subbase se procede a poner tecnopor en los bordes que servirn como junta de dilatacin , luego se procede a vacer el concreto y se nivela.

PROCESO DE CONSTRUCCION DEL PAVIMENTO ASFLTICO

La concepcin actual de un pavimento lo define como una suma de capas, cada una con una determinada flexibilidad y capacidad para disipar los esfuerzos del trfico. La colocacin y compactacin de las capas del pavimento se han tratado en y en ste se desarrollar la colocacin de las capas de rodadura. Como los pavimentos pueden ser flexibles, en el caso de concreto asfltico y rgidos, en el caso de concreto hidrulico, se desarrollar para cada uno la tecnologa correspondiente. Es importante conocer el equipo y los mtodos usados para la produccin y colocacin de las mezclas de concreto o asfalto en pavimentos.Aunque el mismo equipo o similar se puede usar en algunos casos para otros propsitos, tales como compactadores neumticos o lisos (vistos ya en el numeral se deben tratar de manera separada en este captulo en relacin a las operaciones relacionadas con los pavimentos.

Una vez lograda la capa de base, compactada y perfilada, se coloca la capa de rodadura. Si es el caso de un pavimento flexible, se aplica una capa de imprimacin, que sirve de adherente y sellado de los poros de la base, luego se aplica el concreto asfltico, en fro o en caliente. En el caso de pavimento rgido, se coloca el concreto, directamente o con refuerzo de acero, colocado previamente.

Es importante conocer el equipo y los mtodos usados para la produccin y colocacin de mezclas de asfalto en pavimentos. Aunque el mismo equipo o similar se puede usar en algunos casos para otros propsitos, tales como compactadores neumticos o lisos), se deben tratar de manera separada en este captulo en relacin a las operaciones relacionadas con el asfalto.

Los materiales de pavimentacin con asfalto se producen para la construccin de carreteras, estacionamientos o pavimentos aeroportuarios. Hay tres factores crticos que favorecen el uso de materiales asflticos y son (1) la habilidad de adaptar las secciones de pavimento a las etapas de construccin, (2) la posibilidad de reciclar el pavimento viejo y (3) el hecho de que las mezclas permiten el uso de materiales locales. Cuando se estudia la produccin de asfalto y el equipo de pavimentacin, debe darse especial consideracin a los tipos de proyecto de manera anticipada.Las plantas de asfalto se operan fundamentalmente para producir diversas mezclas que se llevan al aire libre o para servir en esparcidos mltiples o pequeos trabajos. Estas plantas deben ser capaces de cambiar fcil y rpidamente la produccin de sus mezclas para cumplir los requerimientos de los mltiples clientes. Otras plantas producen grandes volmenes en un mismo proyecto, como sucede con las plantas porttiles que se mueven de un proyecto a otro. Hay equipo diseado tambin para cumplir las necesidades de ambas situaciones.

Un constructor debe seleccionar el equipo y los mtodos que le permitan tener la mejor flexibilidad para adaptarse a las especificaciones de los proyectos que espera tener. Sin embargo, variando la gradacin de agregado es posible producir diferentes tipos de concreto asfltico, como los de gradacin densa, gradacin abierta o de matriz ptrea de asfalto; la ms comn es la de gradacin densa.El diseo de la mezcla de concreto asfltico empieza con la seleccin del cemento asfltico, la estructura del agregado y las proporciones de agregado y cemento asfltico para lograr una combinacin ptima de materiales para la construccin de los proyectos.

4.2. Pavimentacin

Proceso de distribuidores de asfalto

Cuando se aplica un imprimante asfltico o un sello asfltico se usa un camin distribuidor especialmente diseado. Un camin distribuidor de asfalto requiere un cuidado constante para lograr una aplicacin uniforme. Es tambin crtico que el asfalto se mantenga caliente y bombeado a una tasa constante.

Los camiones distribuidores de asfalto son similares a un camin cisterna provisto de instrumentos de regulacin para la salida del asfalto. Pueden contar con una barra de distribucin o esparcido o una manguera de aplicacin

Todas las vlvulas y aditamentos de control tales como el tacmetro de bombeo, la barra de esparcido, los termmetros y el bitmetro deben calibrarse adecuadamente. Las barras de spray y los agujeros deben estar limpios y en buen estado, a la altura adecuada por encima de la superficie que recibe la aplicacin.

Los factores que afectan una aplicacin uniforme son la temperatura de aspersin del asfalto, la presin del lquido a lo largo de la barra de aspersin, el ngulo de aspersin de los agujeros, la altura de aspersin de los agujeros sobre la superficie y la velocidad del camin

Proceso de pavimentadoras de asfalto

Una pavimentadora de asfalto consiste en un tractor, sobre orugas o ruedas, y una barra o regla. La unidad de potencia del tractor tiene una tolva de recepcin en la parte delantera y un sistema de fajas para mover la mezcla a travs de un tnel por debajo de la planta de potencia hacia atrs de la unidad de traccin (Figura 8.5). En la parte posterior de la unidad de traccin, la mezcla se deposita en la superficie a pavimentar y los auger se usan para desparramar el asfalto transversal y frontalmente, frente a la plataforma de acarreo..

Proceso de compactacin

Como hay una relacin entre los vacos del pavimento con la estabilidad mecnica, la durabilidad y la permeabilidad al agua, los pavimentos asflticos se disean asumiendo que sern compactados a la densidad especificada. Para un pavimento bien diseado, el contenido de aire en los vacos debe estar entre 3% y 5%. Los factores que afectan la compactacin son las caractersticas de la mezcla, el espesor de la capa, la temperatura de la mezcla y las caractersticas operativas del equipo de compactacin.

Hay tres rodillos bsicos que se usan para compactar las mezclas de asfalto: rodillo liso, rodillo neumtico y el rodillo liso vibratorio. El rodillo liso se aplica inicialmente para darle el acabado y el espesor requeridos, mientras que el neumtico se usa para las pasadas deAcabado final . Los rodillos neumticos y los rodillos lisos estn disponibles con una articulacin en el centro de su eje que permite a las llantas delanteras y posteriores oneumticos mantener un traslape cuando la mquina gira. stos se usan para dar el acabado final a la capa de rodadura de la carretera.

Rodillo liso de dos tambores con barra de limpieza.

El rea de contacto del rodillo liso est conformada por el ancho del rodillo y el arco de la superficie del cilindro. Esta rea de contacto disminuye conforme el rodillo avanza y la presin de contacto llega al mximo volumen. El rea de contacto del rodillo neumtico es una elipse, determinada por la carga de la llanta, la presin de inflado y la flexin de los lados del neumtico.

Con un rodillo neumtico, el cambio del rea de contacto durante la compactacin es menos dramtica que en el caso de un rodillo liso.La capacidad de compactacin de los rodillos neumticos y rodillos lisos vibratorios puede alterarse para cumplir con las condiciones de la construccin. Con los rodillos neumticos, cambiando el balastro y la presin de las llantas se altera el esfuerzo de compactacin.

Ajustando la frecuencia y la amplitud de vibracin se altera el esfuerzo de compactacin del rodillo vibratorio. Estas capacidades incrementan la flexibilidad operativa de ambos tipos de compactadores. La compactacin debe hacerse con el concreto asfltico caliente. La temperatura no debe bajar de 100C para proceder a la compactacin. Con el rodillo liso por ejemplo, debe rodarse con una pequesima proporcin de agua sobre su superficie para evitar la adherencia del asfalto. Algunos modelos traen una barra delantera a manera de tope, que facilita el despegue del asfalto sobre el rodillo; otros cuentan con una barra de aspersin que aplica el agua con una dosificacin controlada (Figura 8.8). En reemplazo de la barra de limpieza o la barra de aspersin, se dispone de un ayudante con un trapo hmedo a lo largo de la rola. En este caso, debe cuidarse la cantidad de agua aplicada para evitar que moje y enfre el asfalto.5. FALLAS COMUNES EN LOS PAVIMENTOS ASFLTICOS5.1. DETERIOROS DE LA SUPERFICIE 5.1.1. DESPRENDIMIENTOS a) Prdida de agregados (calaveras o surcos)Consiste En el desprendimiento de agregados ptreos de la superficie. Prdida parcial del agregado dejando expuestas reas aisladas de la capa de apoyo es decir de la base.Causas comunes: Esparcido irregular del ligante (asfalto) Ligante inadecuado. Agregado ptreo (rido) inadecuado por falta de adherencia (afinidad) en el ligante (asfalto). Agregado sucio, con polvo adherido. Lluvia durante el esparcido o antes del fraguado del ligante (asfalto).b) Prdida de capa de rodadura (peladuras) Desprendimiento de la ltima capa delgada, de tratamientos superficiales, tales como: Lechadas (Slurry Seal). Microcarpetas (1 a 2 cm). Capas de rodadura (carpetas) de 2 a 3 cm. Sobrecapas o sobrecarpetas delgadas de 3 a 5 cm.

Causas comunes: Limpieza insuficiente previa al tratamiento superficial. Esparcido heterogneo del ligante (asfalto). Ligante inadecuado. Dosificacin rido (ptreo) ligante (asfalto) inadecuada Colocacin con lluvia o exceso de agua en la capa de apoyo, que produce delaminacin. Compactacin deficiente (si procede). Fraguado incompleto despus de apertura al trnsito. Envejecimiento del ligante (asfalto).c) Prdida de la base (calavera o bache superficial)

Desprendimiento del material de la base en la que se apoya la capa de rodadura (carpeta) despus de la prdida de sta; generalmente en bases no tratadas (hidrulicas).

Causas comunes: Insuficiente penetracin (< 0.5 cm) del riego de imprimacin en Bases hidrulicas. Dosificacin insuficiente de ligante (asfalto) en bases tratadas con Cemento asfltico, aplicado en caliente, diluido o emulsificado. Ligante (asfalto) inadecuado o de mala calidad. Espesor insuficiente de la capa de rodadura (carpeta)

5.1.2. ALISAMIENTOS a) Exudacin del ligante (asfalto llorado)Presencia de asfalto sin agregado (rido) en la superficie

Causas comunes: Exceso de ligante (asfalto) en la dosificacin Uso de ligante (asfalto) muy blando Derrame de solventesb) Desgaste de ridos (agregados)

Presencia de agregados (ridos) que presentan una cara plana en la superficie, generalmente embebidos en el ligante (asfalto).

Causas comunes:Uso de ridos (agregado) suaves (p. ej. calizas) susceptibles al pulimiento. 5.1.3. EXPOSICIN DE AGREGADOS Presencia de agregados parcialmente expuestos fuera del mortero ligante (asfalto) arena.

Causas comunes: Uso de agregados (ridos) con tamao inadecuado y distribucin granulomtrica deficiente en el rango de las arenas. Circulacin de llantas con clavos. Segregacin de los agregados (ridos) durante su manejo en obra.5.2. DETERIOROS DE LA ESTRUCTURA 5.2.1 DEFORMACIONES a) Roderas Deformacin del perfil transversal por hundimiento a lo largo de las rodadas, con la aparicin de cordones laterales a cada lado de la rodera.

Causas comunes: Uso de ligantes (asfalto) blandos. Dosificacin del ligante (asfalto) en exceso. Uso de ridos (agregados) redondeados. Compactacin o calidad deficiente de la base.

b) Canalizaciones (blandones) Deformacin del perfil transversal, tanto por hundimiento a lo largo de las rodadas como por elevacin de las reas vecinas adyacentes a las rodadas. Las deformaciones presentan una configuracin ms amplia que la roderas.

Causas comunes: Capacidad estructural del pavimento insuficientec) Baches profundos Hundimiento local de la calzada, con agrietamiento en malla cerrada y generalmente prdida parcial de bloques de la capa de rodadura (carpeta).

Causas comunes: Estructura inadecuada. Defecto constructivo aislado. Subdrenaje inadecuado.

d) Ondulaciones Deformaciones del perfil longitudinal con crestas y valles regularmente espaciados a distancias cortas. Generalmente estn acompaadas, en los sitios crticos, por grietas semicirculares.

Causas comunes: Circulacin lenta en pendientes pronunciadas. Frenado de vehculos pesados en intersecciones. Dosificacin de ligante (asfalto) inadecuado. Aridos (agregados) redondeados. Ligantes (asfalto) blandos.5.2.2 AGRIETAMIENTOS a) Grietas longitudinales Rotura longitudinal sensiblemente paralela al eje de la carretera, con abertura mayor de 3 mm. Causas comunes: Juntas longitudinales de construccin inadecuadamente trabajadas. Gradiente trmico superior a los 30 C. Uso de ligantes (asfaltos) muy duros Ligantes (asfaltos) envejecidos.b) Grietas transversales Rotura transversal sensiblemente perpendicular al eje de la carretera, con abertura mayor de 3 mm.

Causas comunes: Juntas transversales de construccin inadecuadamente trabajadas. Gradiente trmico superior a 30 C. Uso de ligantes (asfaltos) muy duros. Reflejo de grietas en bases rgidas (losas de hormign o bases estabilizadas).c) Fisuras, solas o en retcula (malla)Rotura longitudinal o transversal, con abertura menor que 3 mm, y separacin mayor que 15 cm.Causas comunes: Uso de ligantes (asfaltos) muy duros. Reflejo de fisuras en bases estabilizadas.

d) Piel de cocodrilo (malla cerrada) Roturas longitudinales y transversales, con separacin menor que 15 cm, y con abertura creciente segn avanza el deterioro. Generalmente presenta hundimiento del rea afectada.

Causas comunes: Incompatibilidad de deflexiones con el espesor de la capa de rodadura (carpeta). Subdrenaje inadecuado en sitios aislados. Uso de ligantes (asfaltos) muy duros.5.3. DETERIOROS POR DEFECTOS CONSTRUCTIVOS Deterioros que se producen por defectos en la construccin de instalaciones bajo los pavimentos. Siguen un patrn bien definido en concordancia con la instalacin. Se muestran como hundimientos localizados, grietas longitudinales o transversales, etc.

Causas comunes: Inadecuado relleno de zanjas abiertas para colocar instalaciones oequipamientos. Inadecuada estructura del pavimento sobre relleno de zanjas. Materiales inadecuados en el relleno de zanja y en el pavimento sobre l.21