MEZCLAS ASFALTICAS Son una combinacin o mezcla de de agregados
uniformemente mezclados y recubiertos por asfalto. Se utilizan como
capas de rodamiento, bases, refuerzos de caminos, etc. Constituyen
los llamados pavimentos de tipo superior por el aporte estructural
que brindan. Hoy en da existen numerosa variedad de materiales
bituminosos, y tambin existen equipos muy modernos y cada vez mas
accesibles, para su mezclado y compactacin, por lo que la adopcin
de mezclas asflticas como solucin es cada vez mas frecuente. Por su
elaboracin pueden clasificarse en: a) Mezclas en fro: Se elaboran
con asfaltos fros (diluidos o emulsiones). No tienen la misma
performance que las mezclas en caliente, y tienen otro mbito de
aplicacin. b) Mezclas en caliente: Se elaboran con cemento
asfltico, por lo que para lograr un buen recubrimiento de las
partculas es necesario calentar previamente los agregados y el
asfalto (baja la viscosidad del C.A.). Son las llamadas mezclas de
tipo superior, y constituyen un sistema granular-cohesivo, es decir
est constituido por una fraccin granular y un medio cohesivo. La
fraccin granular puede dividirse en dos grupos separados por el
tamiz N 10 hasta el tamiz N 200. Lo retenido por el tamiz N 10 se
denomina fraccin gruesa, lo que pasa el tamiz N 10 y queda retenido
por el tamiz N 200, se llama fraccin fina. El medio cohesivo es la
dispersin del filler en betn. El filler es un material muy fino que
funciona como relleno. Este filler disperso en el betn llena los
vacos del agregado ptreo, del esqueleto de la estructura,
modificando aparte las propiedades del betn. Como filler se utiliza
cal hidratada, molido calcreo, cemento portland, talco industrial,
etc. Se prefieren los materiales calcreos por su afinidad con el
betn. Segn sea la composicin de este sistema granular cohesivo,
tendremos distintos tipos de mezcla: a) Concreto asfltico: Tiene la
fraccin granular bien graduada, filler y betn. Tiene un estricto
proceso de elaboracin, y constituye una mezcla de alta calidad,
apto para pavimentacin. b) Mortero asfltico: Tiene una fraccin fina
bien graduada, filler y betn. Algunos lo llaman microconcreto. c)
Arena-Asfalto: Tiene la fraccin fina no bien graduada d) Macadam
asfltico: Es un mortero asfltico con el agregado de una pequea
cantidad de grueso, de tal manera que no forme estructura. Tiene la
fraccin gruesa con poco fino (mezcla tipo Topeka) A los fines de la
dosificacin y como una manera de saber que tipo de mezcla elegir
para cada caso, es necesario estudiar y conocer las propiedades de
una mezcla asfltica. Dichas propiedades son las siguientes:
Estabilidad: Es la capacidad de una mezcla asfltica para resistir
deformaciones provocadas por las cargas impuestas. Sin estabilidad
hay deformaciones (ahuellamientos, corrimientos y ondulaciones). La
estabilidad depende de la Friccin Interna y de la Cohesin. La
friccin interna es funcin del tamao y forma de las partculas,
mientras que la cohesin vara inversamente con la temperatura,
aumenta hasta un mximo y luego decrece. Granulometra cerrada,
adecuada cantidad de asfalto y compactacin aumentan esta propiedad.
Durabilidad: Es una propiedad que indica la capacidad de resistir
la desintegracin debida al trnsito y al clima. El clima influye
modificando las caractersticas del asfalto, lo oxida y volatiliza,
lo que se suma a la accin del agua, en especial si es zona de
heladas. La compactacin es fundamental en todos los casos. La
cantidad de asfalto es tambin significativa en esta propiedad,
dado que la insuficiencia de ste provoca desprendimientos del
agregado (peladuras). Excesos de asfalto es bueno para la
durabilidad pero negativo para la estabilidad, ya que ste puede
exudar a la superficie o provocar ahuellamientos. Esto se debe a
que el asfalto en vez de servir como elemento cohesivo, acta como
lubricante de las partculas. Granulometra cerrada, alto contenido
de asfalto y compactacin aumentan esta propiedad. Flexibilidad: Es
la capacidad de la mezcla asfltica de adaptarse a asentamientos
graduales y movimientos de la base y subbase, sin quebrarse.
Granulometra abierta y alto contenido de asfalto mejoran esta
propiedad. Resistencia a Fatiga: Es la capacidad de soportar
flexiones repetidas causadas por el pasaje de las cargas de ruedas.
Granulometra cerrada y altos contenidos de asfalto mejoran esta
propiedad Resistencia al deslizamiento: Capacidad de la superficie
del pavimento de ofrecer resistencia al resbalamiento o
deslizamiento, en especial cuando est hmeda. Esta propiedad se
mejora con adecuada cantidad de asfalto, granulometra cerrada y
agregados resistentes al pulimento y rugosidad superficial.
Impermeabilidad: Es la resistencia que tiene un pavimento al pasaje
del agua y aire dentro o a travs del mismo. Cuanto mas impermeable,
mas durable. Trabajabilidad: Es la facilidad con que las mezclas
asflticas pueden colocadas y compactadas. Algunas veces los
agregados que aseguran alta durabilidad, dificultan la
trabajabilidad y la compactacin. Esto se asegura con la colocacin
de la mezcla con mquina terminadora. Conclusin El diseo de mezclas
asflticas para pavimentos, es una cuestin de seleccin y
proporciones de materiales para obtener las cualidades y
propiedades deseadas. El objetivo es una mezcla y graduacin de
agregados econmica y un contenido de asfalto adecuado. a) asfalto
suficiente para asegurar un pavimento durable, a travs del
recubrimiento total de las partculas del agregado e
impermeabilizacin y trabazn de las mismas, bajo una adecuada
compactacin. b) Estabilidad suficiente de la mezcla para satisfacer
las demandas del trfico sin deformarse o desplazarse. c) Cantidad
de vacos suficiente para evitar el afloramiento, exudacin y prdida
de estabilidad. Adecuada trabajabilidad para permitir una operacin
eficiente en la colocacin de la mezcla.
DOSIFICACIN DE MEZCLAS ASFALTICAS METODO MARSHALL Como cualquier
dosificacin, significa determinar el porcentaje adecuado de cemento
asfltico a incorporar a una mezcla de ridos. Se idearon varios
mtodos para dosificar, pero por las caractersticas del cemento
asfltico no es fcil generalizar a los mismos. El que ide un mtodo
que hasta hoy es utilizado a nivel mundial el del ing. Bruce
Marshall, de Mississippi, EEUU. Consiste en realidad en un ensayo
que sirve para el proyecto de una mezcla y para el control de la
misma en obra. Este Ingeniero comprob que la compactacin dinmica
era la que ms se asemejaba las condiciones de trabajo futuro de la
mezcla. Proyecto de una mezcla: Una vez determinados los materiales
a utilizar, debemos conocer ciertas caractersticas de los mismos:
ridos (granulometra, cubicidad, desgaste y peso especfico), Filler
(granulometra, composicin qumica y concentracin crtica) y Cemento
Asfltico (penetracin). El resto de las caractersticas deben ser
aceptables. El paso siguiente debe ser determinar la combinacin de
ridos y filler de la mezcla. Para ello se utiliza cualquier mtodo
conocido teniendo como fin lograr una granulometra deseada, que
puede ser a) Curva de filler - curva con mnimos vacos; y b)
Entornos granulomtricos de curvas lmites brindadas por los pliegos
de especificaciones tcnicas. Una vez lograda la mezcla de los ridos
que cumpla con las especificaciones se debe determinar el
porcentaje de asfalto a incorporar. Lo mas usual es tantear
ensayando probeta con diferentes porcentajes de asfalto para elegir
luego el mas adecuado. Mtodo: Se confeccionan 3 probetas con cada
contenido de asfalto, pero es necesario saber aproximadamente
cuales ern los porcentajes con que deberemos hacer los tanteos,
para ello podemos recurrir a 2 formas: a) Mediante frmulas que en
funcin de la granulometra (superficie especfica de las partculas)
fijan el porcentaje aproximado a agregar b) Mediante lmites fijados
por el Asphalt Institute para cada entorno granulomtrico que fija;
as nos indica entre qu valores puede fluctuar el contenido de
cemento asfltico para cada tipo de mezcla Otra forma es la indicada
por el LEMIT (Bs.As.), donde se dosifica en funcin de los vacos,
determinndose los mismos para la fraccin gruesa, stos se rellenan
con la fraccin fina y los vacos de sta con filler y betn. Las
probetas se confeccionan en la forma que se explicar a continuacin,
debiendo pesar 1.200 gr aproximadamente, para asegurar una altura
tipo especificada. Para la confeccin de las probetas los materiales
deben estar tamizados y divididos en distintas fracciones, y luego
la mezcla granular debe ser reconstituida.
MEZCLAS ASFALTICAS Mezclas Asflticas: Definicin: Son una mezcla
o combinacin de Agregados uniformemente mezclados en proporciones
seleccionadas, los cuales son recubiertos por asfalto. Usos: Se
usan como capas de rodamiento, bases, refuerzos de caminos, etc.,
constituyendo pavimentos de tipo superior por el aporte estructural
que brindan. Clasificacin de acuerdo a su Elaboracin: Mezclas en
Frio: Se elaboran con asfaltos frios (Diluidos o Emulsiones). No
presentan la misma performance o resultado que las mezclas en
caliente y tienen otro mbito de aplicacin. Diluidos: Son asfaltos a
los que se adiciona un solvente para reducir su viscosidad. Estos
solventes son destilados del petrleo y se agregan en proporciones
variables entre 10 y 45% en peso con respecto a la mezcla.
Emulsiones: Son sistemas dispersos constituidos por dos lquidos no
miscibles entre si (Agua y Asfalto), al que se le agrega un agente
estabilizante denominado emulsivo. Mezclas en caliente: Son
aquellas elaboradas con cemento asfltico, por lo que para lograr un
buen recubrimiento de las partculas es necesario calentar
previamente los agregados y el asfalto (reducimos la viscosidad del
cemento asfltico). Son llamadas mezclas de tipo superior,
constituyendo un sistema granularcohesivo (Agregado Grueso +
Agregado Fino + Cohesivo). La fraccin granular se divide en Fraccin
Gruesa (retenido en Tamiz N 10) y Fraccin Fina (pasa Tamiz N 10 y
retenido en Tamiz N 200). El medio Cohesivo lo brinda es la
dispersin del Filler en Betn. El Filler es un material muy fino que
funciona como relleno, llenando los vacos del agregado ptreo
(esqueleto de la estructura) y modificando aparte las propiedades
del betn. Se utilizan diversos materiales como Filler: cal
hidratada, molido calcreo, talco industrial, cemento portland, etc.
Prefirindose los materiales calcreos por su afinidad con el betn.
Clasificacin segn su Composicin: Concreto Asfltico Mortero Asfltico
Arena Asfalto Macadam Asfltico Concreto Asfltico: Es el tipo mas
comn de pavimento asfltico. Se consigue mezclando proporciones
seleccionadas de agregados gruesos y finos con cemento asfltico, a
temperaturas entre 120 y 160 C. Tiene un estricto proceso de
elaboracin y constituye una mezcla de alta calidad, apta para
pavimentacin de tipo superior. Mortero Asfltico: Tiene una fraccin
fina bien graduada, filler y betn, denominado tambin Microconcreto.
Arena Asfalto: Tiene la fraccin fina no bien graduada Macadam
Asfltico: Es un mortero asfltico con el agregado de una pequea
cantidad de material grueso, pero que no forme estructura. Tiene la
fraccin gruesa pero con pocos finos
Generalidades: Las mezclas asflticas en caliente se elaboran en
la Planta Asfltica, la cual puede ser Fija o Transportable, de tipo
intermitente, de mezcla continua o de mezcla en tambor. En la
planta asfltica se seca, se combina y se calienta el material
granular para mezclarlo con el cemento asfltico y con el filler
mineral, en las proporciones y cantidades requeridas. Una vez que
el material est listo , se acopia en tolva, para descarga en camin,
el cual lo transporta al lugar de trabajo para su descarga y
distribucin. La descarga se hace directamente dentro de la
pavimentadora o en caballetes delante de la misma. Esta
pavimentadora extiende el material en el ancho y espesor
determinados, movindose hacia adelante y compactando parcialmente
la mezcla. La compactacin se completa, mientras la mezcla est an
caliente, con el pasado del rodillos lisos de acero vibratorio y
finalmente rodillo neumtico para el cerrado de la mezcla. Hay que
verificar si se ha alcanzado la densidad requerida en pliegos y
tambin que la temperatura de la mezcla no se enfre hasta tal punto
que una mayor compactacin produzca resultados negativos Ver
fotografas de Plantas Asflticas y Pavimentadora Propiedades de las
Mezclas Asflticas: A los fines de la dosificacin y como una manera
de saber que tipo de mezcla utilizar en cada caso, es necesario
estudiar y conocer las propiedades de las mezclas asflticas.
Estabilidad: Es la capacidad de soportar las cargas del trnsito,
tanto de esfuerzos normales como tangenciales con deformaciones
compatibles con su funcin en servicio. Sin estabilidad hay
deformaciones (ahuellamientos, ondulaciones, desplazamientos de
material, etc.). Al ser un sistema granular cohesivo las mezclas
resisten los esfuerzos de corte mediante 3 parmetros fundamentales:
t = C + s.tg f + h. dy/dt La cohesin C proporciona la fuerza
aglutinante de la mezcla asfltica, siendo independiente del
esfuerzo normal y de la velocidad de deformacin. La friccin s.tg f
est dada bsicamente por los granos de material ptreo, depende de la
granulometra, del tamao mximo y la forma de las partculas. El
trmino h. dy/dt muestra que cuando la magnitud de la solicitacin
supera la resistencia friccional, el material contina deformndose
con una velocidad (fluencia plstica), desarrollando una Resistencia
Viscosa, que es funcin de la temperatura y de la velocidad de
deformacin Aparecen as las deformaciones plsticas. Las causas que
provocan la aparicin de las mismas, se deben principalmente a: -
Peso de los vehculos - Altas temperaturas - Baja velocidad de
aplicacin de las cargas (cargas estticas) Flexibilidad: Es la
capacidad de las mezclas de adaptarse a los asentamientos
producidos en la estructura de apoyo, sin fisurarse. Estas
deformaciones pueden deberse a: - Defectos de compactacin en las
capas inferiores
- La flexo-traccin producida por la accin del trnsito
Resistencia al deslizamiento: Es la aptitud que tiene la mezcla de
proporcionar una friccin adecuada en la interfase Neumtico Calzada.
Esto brinda condiciones adecuadas de frenado an en superficies
hmedas. Est dada por la microtextura (superficie de los agregados:
spera o pulida) y la macrotextura (separacin entre agregados:
gruesa o fina). Durabilidad: Es la capacidad de las mezclas de
resistir la desintegracin debido al trnsito y al clima. El clima
influye modificando las caractersticas del asfalto, lo oxida y
volatiliza, lo que suma a la accin del agua y provocando dos tipos
de fenmenos bien diferenciados: - Prdida de adherencia rido
ligante, por el efecto combinado del agua y la temperatura, con lo
cual se pierde recubrimiento. - Endurecimiento del asfalto por la
accin conjunta del aire, la temperatura y las radiaciones solares
(envejecimiento prematuro). Ambos aspectos se manifiestan durante
el servicio del camino, lo que causa deterioro de sus propiedades,
disminuye la seguridad, disminuye el confort de manejo y la esttica
del camino. Se controla esta propiedad con una granulometra
continua, compactacin adecuada y con contenidos de ligantes altos.
Impermeabilidad: Es la capacidad de las mezclas asflticas para
impedir el pasaje de lquidos, en especial agua. No debe llegar agua
a las capas inferiores del paquete estructural, lo que provocara el
deterioro y ruina del mismo. Se necesitan altos contenidos de
asfalto, granulometras densas, buena compactacin y bajo contenido
de vacos. Resistencia a la Fatiga: Es la capacidad de las mezclas
de resistir flexiones repetidas causadas por el pasaje de las
cargas del trnsito. Se aconsejan granulometras cerradas y altos
contenidos de asfalto, para mejorar esta propiedad. Trabajabilidad:
Es la facilidad con que las mezclas asflticas pueden ser colocadas
y compactadas. A veces los agregados aseguran alta durabilidad,
pero dificultan la trabajabilidad y compactacin. La utilizacin de
mquinas terminadoras facilitan esta propiedad. Conclusiones: El
diseo de mezclas asflticas para pavimentos es una cuestin de
seleccin y proporciones de materiales para obtener las cualidades y
propiedades deseadas. El objetivo es una mezcla y graduacin de
agregados econmica con contenidos de asfalto adecuados. - Asfalto
suficiente para asegurar un pavimento durable (recubrimiento de las
partculas, impermeabilizacin y trabazn de las partculas con
compactacin adecuada) - Estabilidad suficiente para soportar las
cargas sin deformarse o desplazarse - Cantidad de vacos suficiente
para evitar exudaciones y prdida de estabilidad - Adecuada
trabajabilidad para permitir una operacin eficiente en la colocacin
de la mezcla.
Dosificacin de Mezclas Asflticas
Mtodo Marshall Es un ensayo que evala la estabilidad de las
mezclas asflticas. Fue publicado en el ao 1948 por el Ing. Bruce
Marshall, del Dpto de Caminos del Estado de Mississipi, EEUU. El
Dr. Celestino Ruiz, nos indica que este ensayo se emplea con tres
fines diferentes a saber: Determinar el contenido ptimo de asfalto
para un determinado agregado ptreo. Como mtodo de control de
calidad en obra, dada la rapidez, simplicidad del equipo y
sencillez en su tcnica operativa. Se han fijado lmites para las
caractersticas medidas, que determinan un criterio de calidad para
las mezclas El ensayo Marshall utilizado como diseo de una mezcla
consiste en: - Preparacin de la muestras - Determinacin del Peso
especfico bruto - Ensayo Estabilidad Fluencia - Anlisis Densidad
Vacos Una vez que se han determinado los materiales a utilizar, es
necesario conocer determinadas caractersticas de los mismos. -
ridos: granulometra, cubicidad, desgaste, peso especfico - Cemento
asfltico: penetracin y otras caractersticas aceptables - Filler:
granulometra, concentracin crtica
Los ridos deben mezclarse con el filler en proporciones
adecuadas, tal que la mezcla resultante est dentro de las curvas
lmites, brindados por los pliegos de especificaciones tcnicas. Una
vez que se han determinado los porcentajes en que van a intervenir
las distintas fracciones de los agregados, se debe determinar el
porcentaje de asfalto ptimo para ese agregado.
Preparacin de la mezcla en Laboratorio:
Se deben preparar las probetas (3 como mnimo) con porcentajes de
asfalto elegidos en funcin del tipo de mezcla (concreto asfltico
5%, base negra 4,5%) de tal manera de tener entornos aceptables.
Los agregados deben calentarse a una temperatura 15C superior a la
del asfalto a fin de no enfriarlo al entrar en contacto durante el
mezclado. La temperatura del asfalto debe ser tal que la viscosidad
Saybolt-Furol est dentro del rango 90-110 (alrededor de 150 C) para
mezclas finas o mezclas gruesas con agregados porosos, y de 150-170
(alrededor de 140C) para mezclas gruesas con agregados no porosos.
Con ello nos aseguramos que la viscosidad del asfalto sea la
necesaria para cubrir todas las partculas del agregado. Los
materiales se mezclen ntimamente y se colocan en el molde a
temperaturas superiores a 130C. Se compacta con la energa
especificada (75 golpes por cara para caminos de la red primaria o
50 golpes por cara para caminos de la red secundaria, 35 golpes por
cara para mezclas de arena-asfalto). Las probetas se dejan enfriar
naturalmente y luego se desmoldan. Determinacin de la Densidad: Se
debe determinar el Peso Especfico Aparente o Densidad Marshall, el
cual se realiza en base al mtodo de la balanza hidrosttica. Se pesa
primero la probeta en el aire determinado Ps. Se deja la probeta en
agua durante 1 hora y luego se pesa saturada y a superficie seca
determinndose Ph. Finalmente se pesa la probeta sumergida,
suspendida de un hilo, con lo que se determina Pi. Luego la
densidad Marshall ser: P.E.A. = Ps Ph Pi Para el ensayo se procede
de la siguiente manera: - Las probetas se sumergen luego de 24 Hs.
de confeccionadas en un bao de 60C, durante 20 minutos a 1 hora. -
No debe pasar mas de 30 segundos desde que se saca la probeta del
bao a 60C, hasta que se efecte el ensayo. Parmetros de la Mezcla
Vacos totales o residuales: Son las pequeas bolsas de aire que
quedan entre las partculas recubiertas de la mezcla compactada. D
max. terica = 100 % Ag + %Af + % filler + %C.A. Pe Ag Pe Af Pe
filler Pe C.A. El denominador de esta expresin puede tener tantos
trminos como materiales intervengan en la mezcla. Los vacos
residuales sern entonces: %V = D max. terica - P.E.A. D max.terica
Este valor debe variar entre 3 y 5 para concretos asflticos.
Valores menores a 3 provocan exudaciones del asfalto y valores
mayores a 5 se produce oxidacin y envejecimiento prematuro. Vacos
del Agregado Mineral: Son los vacios intergranulares de la mezcla
de ridos solamente. V.A.M. = %V + P.E.A. %C.A. P e C.A.
Conceptualmente tambin puede calcularse como conociendo la densidad
mxima terica del agregado y el peso unitario: D max.agreg. = 100 -
%C.A. %Ag + %Af + %filler
PeAg PeAf Pe filler El valor del V.A.M. va a influir en la
cantidad de asfalto que puede contener una mezcla sin exudar, lo
que implica que la Durabilidad de un pavimento est fuertemente
influenciada por este parmetro. Los pavimentos con poco ligante
pueden volverse quebradizos rpidamente, por ello es un acusa comn
de falla en pavimentos la falta de suficiente vaco entre las
partculas de agregado de la mezcla compactada. En definitiva cuando
el V.A.M. es bajo, la mezcla tiene poco contenido de asfalto o bien
pocos vacos. En el siguiente Grfico podemos ver los valores mnimos
de V.A.M.: V.A.M.
El Tamao mximo nominal es la abertura del tamiz por la cual pasa
el 85% en peso del material. Relacin Betn - Vacos: Son los vacos
ocupados por el asfalto, referidos porcentualmente a los vacos
totales de la mezcla. R.B.-V. = V.A.M. - %V V.A.M. Este valor deber
encuadrarse dentro de los siguientes lmites: - Concretos asflticos:
75 82 - Bases Negras: 65 - 72 Fluencia: Mide las propiedades de
deformabilidad de la mezcla y est dada por el acortamientos
diametral de la probeta en el momento de carga mxima Estabilidad:
Es la propiedad definida al comienzo. Las investigaciones han
establecido que se comportan satisfactoriamente las mezclas que
superan ciertos lmites especficos de estabilidad, segn el tipo de
mezcla.
Criterio de Calidad del Cuerpo de Ingenieros de E.E.U.U.
Caracteristica Estabilidad Fluencia Vacos Vacios Ag ocupado por
asfalto
Tipo de Mezcla Presin Infl. 100 lb/pulg2 Todas Todas Concreto
asf. Concreto asf. Arena asfalto Capa interm. Min. 500 lbs Max 20
(0,01) 35% 75 85% 65 75% 65 75%
Presin Infl. 200 lb/pul Min. 1000 lbs Max 16 (0,01) 35% 75 82%
65 72% 65 72%
Determinacin del contenido ptimo de Asfalto: Una vez trazadas
las Curvas Marshall, que vimos en la diapositiva anterior, vamos a
obtener el porcentaje ptimo de diseo:
%C.A. = C.A.1 + C.A.2 + C.A.3 + C.A. 4 4 C.A.1 : corresponde al
%C.A. de la mxima Estabilidad C.A.2 : corresponde al %C.A. de la
mxima Densidad C.A.3 : corresponde al %C.A. del promedio de
especific. del % de Vacos C.A.4 : corresponde al %C.A. del promedio
de especific. de la R.B.V. Una vez calculado este porcentaje se
debe verificar si el mismo asegura valores de Fluencia, V.A.M. y la
Relacin Estabilidad Fluencia, compatibles con las especificaciones.
De no cumplimentar debern hacerse los ajustes necesarios y volver a
ensayar un nuevo proyecto de mezcla. Filler: Como comprobacin final
a la mezcla diseada se debe controlar la cantidad de Filler. Cuando
se agrega filler a un betn se eleva la Resistencia original a las
deformaciones bajo carga, pero ello ocurre hasta cierto lmite
llamado Concentracin Crtica. Luego de este lmite, el asfalto cambia
su viscosidad y aumenta su rigidez. La Concentracin Crtica es
propia de cada Filler y depende de la forma de las partculas en el
estado mas suelto posible pero en contacto entre ellas Ccrit. =
Peso Filler Pe filler x Vol. filler La verificacin final se refiere
a que la Concentracin Volumtrica de filler en betn debe ser
inferior al 85% de la Ccrit. Cvolum. = Vol. Filler Vol. Filler +
Vol.C.A. Se debe verificar que : Cvolum./ Ccrit. < 0,85 Mezclas
Drenantes: Son aquellas mezclas asflticas que tienen un alto
contenido de vacos (del 18 al 25%), de tal forma que permiten la
filtracin de agua a travs de ellos, pudiendo ser evacuadas hacia
las banquinas u otros elementos de drenaje. El agregado grueso
forma parte del esqueleto granular con pocos puntos de contacto.
Esto trae aparejado la necesidad de contar con ridos de excelente
calidad, en cuanto a resistencia mecnica y coeficiente de forma.
Tienen un auge significativo por su utilizacin en Autopistas,
Tableros de puentes (son mas livianas), brindan seguridad en los
desplazamientos de los vehculos, buen confort de manejo y buena
fonoabsorcin. La resistencia de la mezcla se basa mas en el
rozamiento interno que en la cohesin, ya que es escaso el mortero.
El tamao mximo del agregado suele limitarse a , y se utilizan
betunes modificados con polmeros, para evitar arrastre de ligante
durante las lluvias. Ventajas: Elevada resistencia al deslizamiento
en condiciones de calzada mojada. Menor hidroplaneo Disminucin del
nivel sonoro Mejora la visibilidad por disminucin del spray Mejora
la reflectancia
Tienen un comportamiento mecnico adecuado Desventajas: Menor
resistencia a esfuerzos tangenciales al tener poco mortero, lo que
puede llegar a ocasionar desprendimientos. Colmatacin de los vacos
Permeable a las acciones climticas como los rayos ultravioletas la
humedad Menor resistencia a aceites y combustibles Funcionamiento
de la mezcla: El agua queda en los vacos comunicados de la mezcla
(luego se disipa), de esta manera no se forma la cua de agua entre
el neumtico y el pavimento.
El proyecto de este tipo de mezclas debe ser muy cuidadoso con
un control exhaustivo en obra para asegurar su calidad
constructiva. Es imprescindible que la base tenga un glibo
importante y buen drenaje lateral. El riego de liga es sumamente
importante en esta mezcla, ya que refuerza la impermeabilidad de la
capa de apoyo, y brinda el puente de adherencia con la capa
asfltica drenante, ya que colabora en la resistencia . Por lo tanto
el riego de liga debe ser mas generoso que los convencionales
Durabilidad: Si definimos solamente el mantenimiento de las
caractersticas superficiales, diremos que tienen mas vida til que
otras mezclas. Pero estructuralmente no es tan as. En estas capas
la pelcula de asfalto que rodea a las partculas est ms expuesta a
la accin de los rayos ultravioletas (que son catalizadores de la
oxidacin) y ms expuesta a la humedad. Es imprescindible que la
pelcula asfltica que recubre las partculas tenga buen espesor, para
mejorar su resistencia a estos agentes. Materiales: Agregado Ptreo:
Deben desarrollar elevada trabazn, por lo que la calidad aumenta,
buen coeficiente de forma (cbicos), triturados o piedra partida y
tener buena afinidad con el asfalto. Las normas espaolas aconsejan
dos husos granulomtricos: - P-12 con discontinuidad en Tamiz N8 y
vacos alrededor del 22% - PA-12 con discontinuidad en Tamiz N4 y
vacos alrededor del 25% Filler: Se utiliza cal hidratada por su
mayor poder espesante (en la pelcula de recubrimiento) y por su
afinidad con el asfalto Asfalto: Debe tener la capacidad de
recubrir los agregados y resistir desplazamientos y
desprendimientos. No debe colocarse en exceso ya que llenara los
vacos. Por ello los asfaltos modificados con polmeros mejoran la
cohesin y la durabilidad Dosificacin: El diseo de las mezclas se
hace a travs del Ensayo Marshall y el ensayo Cntabro (espaol). Se
moldean probetas Marshall con 50 golpes por cara
Se hace el ensayo Cntabro en mquina de Los Angeles, a 300
vueltas sin esferas y a 25C, hacindose con probeta seca y hmeda. La
finalidad del ensayo es ver la prdida de material en peso referida
al estado original. Se adjunta enlace va Internet para investigar
en el tema http://www.frlp.utn.edu.ar/lemac/Publicaciones/Del
%202006/Drenantes%20Ecuador.pdf
Ver Ficha Tcnica de Pavimento Modificado con Polmeros Criterios
de Diseo: Se busca un equilibrio entre la permeabilidad y la
resistencia a la disgregacin, para ello es necesario que: % de
Vacos de la mezcla >= 20% Prdidas en Cntabro en seco < 25%
Prdidas en Cntabro tras inmersin < 30% % de rido fino no
tritutado = 0 % % mnimo de cal hidratad en peso/mezcla = 1 %
Estabilidad Marshall >= 500 kg Relacin E/F >= 2000 kg/cm
Resistencia a la traccin indirecta: 0,25 < Rt < 0,40 kg/cm2
Contenido mnimo de asfalto modificado sin fibras = 4,5% Contenido
mnimo de asfalto con fibras = 5,5% Tener en cuenta que el costo
inicial de estas mezclas es entre 25 50% superior al de una mezcla
densa convencional
MEZCLAS ASFALTICAS
Determinacin del contenido ptimo de Asfalto: Una vez trazadas
las Curvas Marshall, que vimos en la diapositiva anterior, vamos a
obtener el porcentaje ptimo de diseo: %C.A. = C.A.1 + C.A.2 + C.A.3
+ C.A. 4 4 C.A.1 : corresponde al %C.A. de la mxima Estabilidad
C.A.2 : corresponde al %C.A. de la mxima Densidad C.A.3 :
corresponde al %C.A. del promedio de especific. del % de Vacos
C.A.4 : corresponde al %C.A. del promedio de especific. de la
R.B.V. Una vez calculado este porcentaje se debe verificar si el
mismo asegura valores de Fluencia, V.A.M. y la Relacin Estabilidad
Fluencia, compatibles con las especificaciones. De no cumplimentar
debern hacerse los ajustes necesarios y volver a ensayar un nuevo
proyecto de mezcla. Filler: Como comprobacin final a la mezcla
diseada se debe controlar la cantidad de Filler. Cuando se agrega
filler a un betn se eleva la Resistencia original a las
deformaciones bajo carga, pero ello ocurre hasta cierto lmite
llamado Concentracin Crtica. Luego de este lmite, el asfalto cambia
su viscosidad y aumenta su rigidez. La Concentracin Crtica es
propia de cada Filler y depende de la forma de las partculas en el
estado mas suelto posible pero en contacto entre ellas Ccrit. =
Peso Filler Pe filler x Vol. filler La verificacin final se refiere
a que la Concentracin Volumtrica de filler en betn debe ser
inferior al 85% de la Ccrit. Cvolum. = Vol. Filler Vol. Filler +
Vol.C.A. Se debe verificar que : Cvolum./ Ccrit. < 0,85