1 Departamento de ingeniería civil y ambiental. “Diagnóstico del empleo tratamientos superficiales con emulsión asfáltica en obras de infraestructura vial en Colombia” Proyecto de grado para aspirar al título de: Ingeniero Civil Asesor: Silvia Caro Spinel Autor: Hernán David Mendoza Giraldo Bogotá, Julio de 2016
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Departamento de ingeniería civil y ambiental.
“Diagnóstico del empleo tratamientos superficiales
con emulsión asfáltica en obras de infraestructura
vial en Colombia”
Proyecto de grado para aspirar al título de:
Ingeniero Civil
Asesor: Silvia Caro Spinel
Autor: Hernán David Mendoza Giraldo
Bogotá, Julio de 2016
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Tabla de contenido.
ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................................................. 4
ÍNDICE DE FIGURAS. ............................................................................................................... 5
Tabla 25. Gradaciones típicas para Microsurfacing. Estados, Arizona, Minnesota y Texas.. .......... 30
5
ÍNDICE DE FIGURAS.
Figura 1. Gradaciones típicas estadounidenses para tratamiento superficial Simple. ...................... 31
Figura 2. Gradaciones típicas estadounidenses para tratamiento superficial doble. ........................ 31
Figura 3. Gradaciones típicas estadounidenses para Lechada Asfáltica o Slurry Seal. ISSA:
INTERNATIONAL SLURRY SURFACING ASOCIATION. ..................................................... 32
Figura 4. Gradaciones típicas estadounidenses para Microsuperficie o Microsurfacing. ................ 32
Figura 5. Emulsiones típicas reglamentadas por normatividades colombiana y estadounidense. .... 36
Figura 6. Emulsiones asfálticas reglamentadas según la procedencia de la normativa. ................... 36
Figura 7. Gradaciones típicas para tratamiento superficial Simple normativa colombiana (INVIAS),
Arizona, Minnesota y Texas. Fuente: elaboración propia. ............................................................. 39
Figura 8.Gradaciones típicas Tratamiento superficial Doble. Normativa colombiana (INVIAS),
Arizona, Minnesota y Texas. ........................................................................................................ 40
Figura 9. Gradaciones típicas para Microsuperficies. Normativa colombiana (INVIAS), Arizona,
Minnesota y Texas. ...................................................................................................................... 41
Figura 10. Gradaciones típicas para Lechada asfáltica. Normativa colombiana (INVIAS), Arizona,
Minnesota y Texas. ...................................................................................................................... 42
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OBJETIVOS.
El primer objetivo de este trabajo es brindar un diagnóstico de la situación de la normativa de
tratamientos superficiales en Colombia por medio de una comparación entre la reglamentación
colombiana y algunas referencias internacionales de Estado Unidos. En segundo lugar, se pretende
establecer cómo se han venido desarrollando los tratamientos superficiales en el país desde la
perspectiva de los profesionales que se encargan de realizarlos, o desde la perspectiva de quienes han
estado inmersos en este tipo de obras civiles. El tercer objetivo, es investigar acerca de la situación
actual y futura del mercado de los tratamientos superficiales. Por último, este trabajo también pretende
identificar los retos a futuro que tiene la elaboración de tratamientos superficiales a una escala
industrial en los próximos 15 años.
RESUMEN. La importancia de los tratamientos superficiales en Colombia se debe a su creciente demanda, la cual
es impulsada por proyectos como las vías de cuarta generación de concesiones. Para dar credibilidad
a estas prácticas, este proyecto evalúa la normativa colombiana al compararla con normativas internacionales en términos de las prácticas y requisitos sobre materiales. Por medio de este trabajo,
se encontraron similitudes en el uso y especificaciones de materiales empleados. Igualmente, se
encontró que la limitada oferta de materiales asfálticos representa una dificultad para cumplir con
algunos de los requisitos de la normativa colombiana. El diagnóstico de comparación entre las normativas determinó que difieren en: parámetros de profundización, materiales empleados y
prácticas establecidas para la concepción y construcción de los tratamientos.
En este trabajo, se realizó un diagnóstico para evaluar la situación del pasado, presente y futuro de los tratamientos superficiales en Colombia. Lo anterior en función de las prácticas realizadas y del
seguimiento de la normativa colombiana desde la perspectiva de profesionales que han desarrollado
y/o tienen conocimiento acerca de tratamientos superficiales. Esto se logró gracias a una serie de entrevistas brindadas por dichos profesionales. Se pudo determinar que, en general, el mercado de
tratamientos superficiales ha venido creciendo exponencialmente, principalmente en el área de las
Microsuperficies. Finalmente, se trazaron los retos que debe enfrentar el país, y entre estos se
determinó que es fundamental promover una revisión de la normativa basándose en las experiencias adquiridas para tener una reglamentación más acorde a las necesidades y condiciones climáticas
colombianas.
Abstract. The importance of surface treatments in Colombia is due to its increasing demand, which is driven
by projects such as fourth-generation concessions pathways. To give credibility to these practices,
this work evaluates the Colombian regulation and compares it to international standards in terms of
practices and requirements on materials. Through this work, similarities were found in the use and specification of materials used. Also, it was found that the limited supply of asphalt materials
represents a difficulty to comply some of the requirements of the Colombian specifications. The
diagnosis of comparison between the regulations determined that they differ in: parameters specified by each one, types of materials used and the practices specified for the conception and construction
of the treatments.
Besides, as part of this work a diagnosis was made to assess the situation of the past, present and future of surface treatments in Colombia. The above depending on carried practices and the tracking
of the Colombian regulation from the perspective of professionals who have developed and/or have
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knowledge of surface treatments. This was accomplished through a series of interviews given by these
professionals. It was found that, in general, the market of surface treatments has been growing
exponentially, primarily in the area of the Microsurfacing. Finally, the challenges that should be faced by the country; among these, it was determined that it is essential to promote a review of rules based
on lessons learned to be more commensurate with the needs and the climatic conditions of the country.
Durante los últimos años, Colombia ha venido incrementando su inversión en materia de desarrollo
vial mediante los proyectos de tercera y cuarta generación de vías, las cuales pretenden conectar al
país de forma eficiente y segura durante los próximos 20 años (Pérez, 2005).
El incremento acelerado de la construcción de carreteras a lo largo del país ha traído consigo
todo tipo de necesidades, y una de las más importantes es mantener las vías en buen estado y en
óptimas condiciones para prolongar la vida útil de las mismas (Andrade, s.f.). Esta necesidad se puede
satisfacer mediante la implementación de tratamientos superficiales en el pavimento, que hagan parte
de planes integrales de preservación y mantenimiento de este tipo de estructuras.
Planteados los principales puntos y definiciones de los tratamientos superficiales, a continuación, se
definen sus características.
1.2 Definiciones básicas y tipos de tratamientos.
Un tratamiento superficial es un tipo de mantenimiento preventivo que se le realiza al pavimento en
su capa superior o capa de rodadura. El pavimento aceptable para los tratamientos superficiales es
aquel que se encuentra afectado tras el paso del tráfico y el envejecimiento (Jugo, 2005)
El tratamiento superficial consta de una aplicación de material bituminoso o asfáltico, agregados,
aditivos y sellantes minerales. Los materiales aplicados y sus características dependen del tipo
específico de tratamiento superficial, de las condiciones medioambientales de la zona, de la condición
del pavimento y de los requerimientos de quien lo realice.
El tratamiento superficial del pavimento tiene los siguientes objetivos (INVIAS, 2012):
Aumentar la vida de servicio del pavimento.
Mejorar las condiciones estéticas de la superficie del pavimento.
Mejorar las condiciones de rugosidad y textura del pavimento.
Mejorar la seguridad al tránsito del pavimento.
Mejorar las condiciones de operatividad del pavimento.
Un pavimento puede ser aceptable para un tratamiento superficial cuando este requiera mejorar
las condiciones mencionadas previamente y, adicional a esto, cuando el pavimento cuente con las
siguientes condiciones:
El pavimento no debe tener fallas de tipo estructural.
La superficie del pavimento no debe presentar grietas o signos de ahuellamiento. Las únicas
irregularidades que puede presentar el pavimento son pequeñas fisuras y pequeño
desprendimiento de agregados (Ravelling).
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El tratamiento superficial permite mejorar las condiciones de la superficie extendiendo su ciclo
de vida, pero este efecto, de carácter superficial como su nombre lo indica, no corrige problemas de
carácter estructural. Normativas internacionales como el Federal Highway Institute, Arizona DOT,
California DOT, Texas DOT y Minnesota DOT, entre otros, y normativas nacionales como la Guía
de Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras del INVIAS exigen que al pavimento
se le realicen tratamientos de rehabilitación previo a la aplicación de tratamientos superficiales.
La normativa colombiana que regula los tratamientos superficiales define 9 tipos de tratamientos
(INVIAS, 2012). A continuación, se describe cada uno de ellos. Para los propósitos de este trabajo se
ilustrará el homónimo como se conoce en la normativa estadounidense.
Riego en Negro (Fog Seal): Consiste en la aplicación de una capa de material bituminoso de
no más de 1.25 cm de espesor sobre la superficie del pavimento. Este espesor puede variar
según las características de diseño, pero no se aconseja emplear más de 0.5 centímetros. Su
aplicación se hace mediante una máquina esparcidora, la cual debe aplicar el material a una
tasa constante tanto longitudinal como verticalmente. Esta capa puede ser a base de cemento
asfáltico o emulsión asfáltica. Cabe aclarar que no es necesaria una compactación para este
tratamiento.
Sello Arena-Asfalto (Sand Seal): Es un tratamiento superficial a base de material
bituminoso (emulsión asfáltica) y material granular (Arena). Esta técnica consta de la
aplicación de material bituminoso sobre la superficie a tratar. Inmediatamente después, se
extiende y compacta una capa de material granular de arena. La compactación se realiza
mediante un compactador de rodillos neumáticos. La apertura al tráfico deberá realizarse una
vez la emulsión asfáltica, de ser empleada como material bituminoso, haya curado en su
totalidad o cuando los ensayos post constructivos muestren que es adecuado.
Tratamiento Superficial Simple y Doble (Single and Double Chip Seal): Este tipo de
tratamiento superficial consiste en una (tratamiento superficial simple) o dos capas
(tratamiento superficial doble) de disociación de emulsión asfáltica y material granular. El
tratamiento consiste principalmente en la aplicación de ambos materiales (esto debido a que
pueden emplearse llenantes minerales o aditivos especiales para mejorar las condiciones del
producto. Sin embargo, estos materiales no deben ser implementados obligatoriamente), la
cual puede ser o no conjugada, es decir, que la aplicación de los materiales puede darse por
separado o como una mezcla asfáltica. Una vez aplicada la mezcla o el agregado, este es
compactado mediante 2 pasadas (primera capa).
En caso de requerir un tratamiento superficial simple, el proceso llega a su fin cuando tras
compactar, se deja curar la emulsión por completo. De igual forma, en caso de requerir un
tratamiento superficial doble, se espera a que la capa predecesora haya curado completamente
para realizar el procedimiento de aplicación de la segunda capa. La segunda capa, cuyo
tamaño nominal de agregados debe ser como máximo la mitad del de la capa predecesora, es
aplicada y compactada de la misma forma que la primera. La compactación final no debe
tardarse más de 30 minutos, y como resultado, debe obtenerse una superficie lisa y estable.
Lechada Asfáltica (Slurry Seal): Este tratamiento consta de la aplicación de una mezcla de
emulsión asfáltica y agregados mediante una máquina especializada que almacena, mezcla y
aplica los materiales bajo los parámetros requeridos por el constructor. Este tipo de
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tratamiento permite la aplicación de más de una capa. Las capas de tratamiento superficial
aplicadas sobre otras existentes, deberán aplicarse sobre el pavimento una vez la emulsión
asfáltica de la capa predecesora haya curado por completo. La Lechada Asfáltica consta de
la aplicación conjugada del material bituminoso, agregados y llenantes y aditivos (estos dos
últimos solo si son requeridos por el diseñador, ya que no es obligatorio emplearlos). Una
vez aplicada la mezcla asfáltica, la capa es compactada mediante compactadores de rodillos
neumáticos. Como se mencionó previamente, si se desea emplazar capas adicionales, es
necesario que la capa predecesora haya curado en su totalidad. La apertura al tráfico debe
realizarse una vez la última capa haya curado y presente una superficie lisa y estable tras la
compactación.
Microaglomerado en frio y en caliente (Microsurfacing): Se trata de un tratamiento similar
al de la Lechada Asfáltica, la cual fue mencionada previamente. Lo que diferencia al
Microaglomerado, es que este cuenta con un tamaño nominal de agregados más grande, por
lo que es empleado en vías de tráfico más pesado o donde hay mayor cantidad de vehículos.
Al igual que la lechada asfáltica, sus materiales son aplicados conjuntamente mediante una
máquina esparcidora especial, la cual mezcla y aplica los materiales de acuerdo a las
necesidades del constructor, además de almacenarlos a temperatura y condiciones de
humedad óptimas. Este tipo de tratamiento emplea generalmente como material bituminoso
emulsión asfáltica, sin embargo, es posible emplear cemento asfáltico. Al igual que la
Lechada Asfáltica, el Microaglomerado debe ser compactado una vez aplicada la mezcla. El
producto terminado estará listo una vez la emulsión asfáltica haya curado o en caso de
emplear cemento asfáltico, se presenten condiciones óptimas.
Sello del Cabo (Cape Seal): Este tipo de tratamiento superficial consta de tres diferentes
capas de materiales. La primera capa, consiste en una aplicación de agregados, seguida de
una carpeta de material bituminoso (emulsión asfáltica), para finalmente aplicar una nueva
capa de agregados. Las 3 capas conjuntas son compactadas, es decir que la primera capa de
agregados no es compactada. Tras la compactación, debe presentarse una superficie lisa y
estable, la cual es apta al tráfico una vez la emulsión haya curado completamente. Este tipo
de tratamiento puede ser de mayor aporte en cuanto a la prolongación de la vida del
pavimento en relación al tratamiento superficial simple e incluso al tratamiento superficial
doble.
Mezcla Drenante: Consiste en la aplicación de mezclas porosas sobre el pavimento
existente. Estas mezclas porosas hacen referencia a mezclas asfálticas con un elevado
contenido de vacíos, el cual debería ser mínimo del 20%. Este elevado contenido de vacíos
permite que el agua que ingresa al pavimento sea evacuada rápidamente brindando ventajas
como evitar el salpicamiento, reducir el agua en superficie y el ruido del pavimento entre
otros.
Este tipo de tratamiento superficial emplea como material bituminoso cemento asfáltico
modificado con polímeros. El diseño de la gradación es especial ya que debe ser de carácter
porosa para así mitigar el salpicamiento generado por la presencia de agua en la superficie.
Este tipo de tratamiento es aplicado sobre el pavimento existente como una mezcla asfáltica
en caliente, la cual es compactada inmediatamente después de su aplicación. Tras la
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compactación, el tiempo de apertura al tránsito depende de las condiciones climáticas y de
temperatura de la zona.
Sobrecarpeta delgada: Consta de la aplicación de una capa de capa de material bituminoso
y material granular. El material bituminoso es cemento asfáltico, el cual es aplicado sobre el
pavimento existente en caliente. La mezcla final de ambos materiales debe tener un espesor
superior a los 2.5 cm y menor a los 3.5. La aplicación de los materiales se da por separado
(no como mezcla asfáltica) y la compactación se realiza una vez se esparza el material
granular. La compactación deberá ser con un compactador de rodillo de un peso no mayor a
5 toneladas. La superficie resultante deberá ser lisa, uniforme y estable para tener el efecto
esperado.
La Tabla 1, presenta las funciones o propósitos de los principales tratamientos superficiales definidos
por la normativa colombiana INVIAS definidos en la Guía Metodológica Para el Diseño de
Rehabilitación de Obras de Pavimentos Asfálticos en Colombia.
Tabla 1. Tratamientos superficiales especificados por la Guía Metodológica para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos en Colombia INVIAS (2012). Fuente: (INVIAS, 2012)
Técnicas Propósitos
Riego en negro Sellado de la superficie
Rejuvenecimiento del asfalto oxidado
Sello Arena-Asfalto Sello de la superficie
Mejora de la fricción superficial
Tratamiento superficial
(Chip Seal)
Suministra carpeta de rodadura rejuvenecida
Mejora el drenaje superficial de la calzada
Mejora las características de fricción superficial
Lechada asfáltica
(Slurry Seal)
Sellado de la superficie
Retarda la desintegración superficial (Raveling)
Mejora resistencia al deslizamiento
Microaglomerado en frio
(Microsurfacing)
Sellado de la superficie
Retarda desintegración superficial (Raveling)
Mejora resistencia al deslizamiento
Nivela áreas ahuelladas de poca profundidad
Sello del Cabo
Suministra carpeta de rodadura rejuvenecida
Mejora el drenaje superficial de la calzada
Mejora las características de fricción superficial
Retarda la desintegración superficial (Raveling)
Microaglomerado en caliente Brinda nueva superficie de rodamiento
Mejora el drenaje y la fricción superficial
Mezcla Drenante
Suministra un adecuado drenaje superficial
Reduce el salpicamiento generado por la presencia de agua en la superficie
Mejora la visibilidad en condiciones de lluvia
Incrementa la fricción superficial
Reduce el ruido de la rodadura
Sobrecapa delgada Brinda nueva superficie de rodamiento
Retarda la desintegración superficial (Raveling)
1.3 Materiales para tratamientos superficiales
Los materiales empleados para los tratamientos superficiales son material bituminoso, agregados,
aditivos y llenantes minerales. Cada uno de éstos debe cumplir con ciertos requisitos y
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especificaciones de acuerdo a la normativa de la Guía Metodológica para el Diseño de Rehabilitación
de Obras de Pavimentos Asfálticos de Carreteras.
El material bituminoso empleado para los tratamientos superficiales consiste en cementos
asfálticos, cementos asfálticos modificados con polímeros, cementos asfálticos modificados con
grano de caucho reciclado, emulsiones asfálticas, emulsiones asfálticas modificadas con polímeros y
asfalto líquido. Aunque hay una variedad de materiales bituminosos, la mayoría de los tratamientos
superficiales realizados y reglamentados en Colombia, involucran únicamente emulsiones asfálticas
como material bituminoso. En Colombia, a excepción del Microaglomerado en frio y la sobrecapa
delgada, todos los tratamientos superficiales emplean como material bituminoso emulsión asfáltica.
Por este motivo y para los propósitos de este trabajo, se evaluarán únicamente tratamientos
superficiales que empleen como material bituminoso emulsión asfáltica.
Dado que este trabajo se realizará en función de las emulsiones asfálticas, a continuación, se
define la misma. Una emulsión asfáltica es una dispersión de asfalto en un medio continuo que es
agua. El estado armónico de estos materiales se logra mediante agentes emulsificantes que son
aplicados a la disociación. La emulsión asfáltica debe presentar un aspecto de carácter homogéneo y
debe ser estable cuando el asfalto se encuentre en su fase acuosa. De acuerdo a su composición, la
emulsión asfáltica tiene caracterización de ser cargada positiva o negativamente, por lo que estos
materiales se clasifican en dos grupos principales como emulsiones catiónicas o aniónicas (Federal
Highway Administration, 1996).
En cuanto a los agregados, estos pueden ser o no empleados en los tratamientos superficiales
según la característica del mismo. Sus especificaciones, requisitos, tamaños nominales máximos y
granulometrías deben ajustarse a lo que establece la respectiva normativa, ya que son de gran
importancia para que el tratamiento tenga las condiciones y el desempeño esperado (Catriel, 2009).
Como se mencionó previamente se pueden emplear en la mezcla llenantes minerales. Este
material representa aproximadamente el 5% del contenido en peso de la mezcla asfáltica empleando
como material bituminoso emulsión asfáltica. Este material puede ser cal o cemento tipo Portland y
le aporta condiciones de estabilidad a la mezcla ante la presencia de emulsiones asfálticas.
Para finalizar, los polímeros se emplean para mejorar las propiedades de las emulsiones
asfálticas. Son fundamentales cuando se deseen mejores desempeños del tratamiento aplicado o para
favorecer ciertas características de las condiciones de la emulsión asfáltica. De forma general, estos
materiales son desarrollados industrialmente y son reconocidos como marcas registradas, por lo que
hay una gran variedad de estos en todo el mundo.
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2. METODOLOGÍA
La metodología para evaluar, desde un punto de vista técnico, la calidad y robustez de la normativa
colombiana en el tema de tratamientos superficiales, fue comparar la normativa nacional (Guía
Metodológica para el Diseño de Rehabilitación de Obras de Pavimentos Asfálticos de Carreteras
(INVIAS, 2012)) con algunas normativas estadounidenses. Esto permitirá realizar comparaciones y
análisis entre las normativas, para así dar un diagnóstico de la reglamentación nacional. Para el
estudio de la normativa estadounidense, se estudiarán los requerimientos que tienen los estados de
Arizona, Minnesota y Texas para tratamientos superficiales. La normativa de cada estado estudiado,
se obtuvo de fuentes como el Federal Highway Administration (FHWA), los DOT (Department of
Transportation) de cada uno de los estados y los manuales autorizados de prácticas de tratamientos
superficiales.
Adicionalmente, con el fin de realizar un diagnóstico desde el punto de vista de quienes realizan
los tratamientos superficiales en el país, se contactaron y entrevistaron profesionales en el campo de
la ingeniería de pavimentos con conocimientos técnicos de este tema. Para esto, se seleccionaron dos
perfiles para entrevistar. El primer perfil era el de ingenieros dedicados a realizar tratamientos
superficiales a lo largo del país con conocimientos técnicos acerca del diseño y construcción de los
mismos. El segundo perfil era el de ingenieros que, si bien no tenían conocimientos técnicos de
tratamientos superficiales, estaban inmersos en este campo o tenían algún tipo de conocimiento acerca
de ellos.
Las entrevistas realizadas permitieron verificar diferentes percepciones en relación a la situación
del país en términos de conocimiento técnico, específico y académico, del estado del mercado de
tratamientos superficiales, y de los retos pasados, presentes y futuros que los tratamientos representan
en la preservación de la infraestructura vial del país.
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3. NORMATIVIDAD COLOMBIANA: INVIAS.
El ente regulador de la normatividad para tratamientos superficiales en Colombia es el INVIAS y su
reglamentación se consigna en el capítulo 4 de la Guía de Especificaciones Generales de Construcción
de Carreteras del año 2012 (INVIAS, 2012). El esquema bajo el cual se reglamentan los tratamientos
superficiales se muestra a continuación.
En primer lugar, la normativa define las disposiciones generales de los agregados para todo tipo
de tratamiento como su procedencia, la constitución y las propiedades que deberían tener. De igual
forma, se establecen los requisitos granulométricos (si los necesita) de cada tratamiento.
Una vez definidas las características de los agregados, se establecen los requisitos para los
llenantes minerales y aditivos que puede llevar la mezcla al ser implementados. En cuanto al llenante
mineral, se establece la densidad Bulk que este debe tener para cada tipo de tratamiento. En relación
a los aditivos, únicamente es establecido que deben tener un respaldo adecuado por parte de su
fabricante.
Posterior a esto, se define el tipo de material bituminoso que debe emplearse en cada tipo de
tratamiento. Una vez definidas las especificaciones del material bituminoso, se establecen las
especificaciones generales para los aditivos mejoradores de adherencia. Para esto, se definen a
grandes rasgos las propiedades de los materiales asfálticos empleados y ciertos aspectos de los
aditivos mencionados previamente. Acto seguido, se presentan los tipos de equipo que según ellos
son óptimos para ser implementados según el tipo de tratamiento. Se muestran especificaciones
generales para las plantas proveedoras de los productos asfálticos, de los equipos que intervienen en
el triturado, selección y separación de agregados, del almacenamiento, transporte y manejo de los
materiales, de los equipos encargados de la aplicación de los materiales en obra, de las medidas
empleadas para el recibimiento y pago del producto y finalmente del recibo de las tolerancias en obra.
Posteriormente se desarrolla un esquema bajo el cual se definen sus requisitos, generalidades y
especificaciones. Las especificaciones generales que se muestran a continuación se plasmaron lo más
generalizadas posibles para hacer evidencia de la falta de caracterización específica de acuerdo a las
particularidades del propio tratamiento.
3.1 Condiciones del pavimento
La norma establece que la superficie del pavimento debe estar libre de impurezas como polvo o
residuos orgánicos. La superficie del pavimento debe estar libre de humedad y en caso de tener
problemas de fatiga o ahuellameinto, estos deben ser corregidos antes de la aplicación del tratamiento
superficial.
3.2 Materiales
En términos del material bituminoso, se define el tipo de emulsión o material que se debe emplear en
particular. Los requisitos y especificaciones de cada material se encuentran previamente definidas en
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la normativa INVIAS y son únicas para cualquier tipo de tratamiento. De igual forma se definen los
requisitos generales de los agregados, llenante mineral y aditivos asociados al control de las mezclas
o emulsiones.
3.2.1 Material bituminoso – Emulsiones asfálticas.
Las emulsiones asfálticas permitidas por la normativa INIVAS pueden o no estar modificadas por
medio de polímeros. Las especificaciones técnicas de las emulsiones asfálticas y emulsiones asfálticas
modificadas con polímeros empleadas en tratamientos superficiales se muestran en las Tablas 2 y 3.
Tabla 2. Especificaciones de emulsiones asfálticas catiónicas. Fuente: Guía metodológica para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras (INVIAS, 2012).
Tabla 3. Especificaciones de emulsiones asfálticas catiónicas modificadas con polímeros. Fuente: Guía metodológica para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras (INVIAS, 2012).
Punto ablandamiento - Anillo y bola [c°] 40 - 40 - 40 - 40 -
Para el objeto de este trabajo, las emulsiones asfálticas relacionadas a la normativa colombiana
se clasifican de la siguiente forma:
Si el nombre inicia por una letra “C”, hace referencia a una emulsión asfáltica catiónica; en el
caso de una emulsión aniónica, ésta no tendrá prefijo. A continuación, siguen las letras “RL”, “RM”
y “RR” según el tipo de rompimiento de la emulsión, es decir, de acuerdo a la separación entre las
dos fases que la componen, lo cual permite determinar el tiempo en que la emulsión será apta para
las fases de apertura. Seguido se encuentra un guion sucedido por el número 1 o 2, indicativo del
contenido de ligante residual de la emulsión. Posterior a esto se puede encontrar una letra “h”, la cual
denomina alta estabilidad y/o una letra “m” la cual indica una modificación por medio de polímeros
(INVIAS, 2012).
Para el proceso de construcción, al implementar emulsiones asfálticas, se deben llevar a cabo
controles de requisitos y de calidad durante la implementación. Todo trabajo con emulsión asfáltica
para tratamientos superficiales debe cumplir con los siguientes requisitos:
Comprobación mediante muestras representativas de cada entrega los tipos de emulsión,
contenido de agua y la penetración del residuo. En caso de tener inconformidad con los
resultados, toda obra realizada empleando ese material será rechazada.
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Comprobación una vez al mes de los ensayos necesarios para verificar las especificaciones
de las emulsiones asfálticas (tablas 2 y 3). En caso de ser una obra de duración menor a 3
meses, se realizarán 3 verificaciones en intervalos especificados por el interventor.
Efectuar los ensayos necesarios para determinar la cantidad de emulsión asfáltica necesaria.
En caso de que la emulsión haya sido almacenada por más de 15 días, se deberá determinar el
contenido de asfalto residual y tamizado sobre muestras representativas de la parte superior e inferior
de la emulsión almacenada. Estos deben cumplir los requisitos establecidos para emulsiones
asfálticas; de no cumplirse, la emulsión deberá ser homogeneizada y posteriormente ensayada para
verificar su cumplimiento.
Los agentes mejoradores de adherencia o polímeros modificadores de las emulsiones, deben
cumplir con los requisitos dispuestos por la normativa colombiana INVIAS y deben estar sujetos a
los requisitos de los fabricantes.
3.2.2 Material granular
Dado que los agregados y su respectiva granulometría varían según las características del tipo de
tratamiento, se definen por aparte los requisitos que deben cumplir los agregados y los límites para
las granulometrías. Las especificaciones de los agregados se realizan en función del tipo de tránsito
esperado (NT1 para tráfico bajo, NT2 para tráfico medio y NT3 para tráfico pesado). De igual forma
se definen una serie de requisitos, muy generales, para los aditivos mejoradores de adherencia u otros
materiales adicionales.
Los requisitos generales de los agregados para tratamientos superficiales se ilustran a en la Tabla
4, la cual se presenta a continuación.
Tabla 4. Requisitos generales de agregados para tratamientos superficiales INVIAS. Fuente: Guía metodológica para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras (INVIAS 2012).
Los requisitos para el agregado fino se refieren a su procedencia. Éste debe ser producto de la
trituración de piedra de cantera o grava natural, o parcialmente de fuentes naturales de arena. Se hace
énfasis en la no excedencia de arena natural en más del 25% de la masa total del agregado. En cuanto
al llenante mineral, que es un remplazo para el material que pasa el tamiz No. 200, puede emplearse
cal o cemento. Ya sea cal o cemento el material que se emplea como llenante, este deberá tener una
densidad Bulk entre 0.5 y 1.1 (g/cm3) para todos los tratamientos. Esta especificación es única para
la cal o el cemento empleado, más no del material que pasa por el tamiz 200 proveniente de los
agregados a emplear. Cabe aclarar que el llenante mineral no es estrictamente necesario emplearlo,
ya que el material que pasa el tamiz 200 puede provenir de la misma granulometría del material
granular.
3.2.3 Granulometrías
Las granulometrías de los agregados empleados en los tratamientos superficiales deben ajustarse
a las franjas establecidas para cada tipo de tratamiento. A continuación, se presentan las
granulometrías de acuerdo a cada tipo de tratamiento. La Tabla 5 muestra las franjas granulométricas
del TSS por sus siglas de Tratamiento Superficial Simple.
Tabla 5. Franjas de granulometría para tratamiento superficial simple o TSS Fuente: Guía metodológica de para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras- INVIAS (INVIAS, 2012).
Tratamiento superficial Simple
Tipo de granulometría
(TSS)
Tamiz (mm/ U.S. Estándar)
19 12.5 9.5 6.3 4.75 2.36
3/4'' 1/2 '' 3/8 '' 1/4'' No. 4 No. 8
% Pasa
TSS-19 100 95-100 90-100 20-55 0-15 0-5
TSS-13 - 100 90-100 10-40 0-15 0-5
Tolerancias la gradación
en fase de
experimentación [±]
4% 1%
La Tabla 6 muestra las gradaciones reglamentadas para los TSD por sus siglas referentes al
Tratamiento Superficial Doble (TSD).
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Tabla 6. Franjas de granulometría para tratamiento superficial doble. Fuente: Guía metodológica de para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras (INVIAS, 2012).
La Tabla 7, mostrada a continuación, presenta las franjas de gradaciones para los tratamientos
de Slurry Seal o Lechada Asfáltica (LA) aceptados según la normativa colombiana. Los tipos de
granulometrías asociadas a la Lechada Asfáltica son 4 y se describen como LA-13, LA-10, LA-5 y
LA-3.
Tabla 7. Franjas de granulometría para Lechada asfáltica o Slurry Seal. Fuente: Guía metodológica de para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras (INVIAS, 2012).
En relación al microaglomerado o Micro Surfacing, no hay una granulometría específica
reglamentada. Bajo condiciones técnicas, este tipo de tratamiento es una forma de Lechada Asfáltica
o Slurry Seal, pero con un tamaño nominal de agregados más grande. Por tal motivo, la normativa
colombiana asigna al Micro Surfacing las franjas de granulometría LA-13 y LA-10 de las gradaciones
establecidas para la Lechada Asfáltica o Slurry Seal, las cuales fueron mencionadas en la tabla 7.
En relación a las mezclas drenantes, hay una gradación única, la cual se muestra a continuación.
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Tabla 8. Franja de granulometría para mezcla drenante. Guía metodológica de para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras (INVIAS, 2012).
Tipo de gradación
Tamiz (mm/ U.S. Estándar)
19 12.5 9.5 4.75 2.00 0.425 0.075
1/2 '' 3/8 '' No. 4 No. 8 No. 16 No. 30 No. 50
% Pasa
Única 100 70-100 50-75 15-32 9-20 5-12 3-7
Tolerancias la gradación en
fase de experimentación [±] 4% 3% 1%
3.3 Proceso constructivo
El proceso constructivo involucra el equipo que se emplea durante el emplazamiento del tratamiento
superficial y como se lleva a cabo este en campo.
El equipo empleado para la construcción en la normativa colombiana se define en términos de
su función. Se establecen qué tipo de equipos son adecuados para la aplicación de agregados, material
bituminoso y otros. Estos se caracterizan de acuerdo a la parte del proceso constructivo que se lleve
a cabo y únicamente se establecen parámetros como el tipo de aplicador o que maquinas deberían
emplearse. De igual forma se establecen pequeños parámetros del tipo de equipo de compactación
en función de su tipo (esclarecen si debe ser de rodillo metálico o neumático y determinan un peso
máximo).
En cuanto al proceso constructivo, la guía establece una serie de límites para la dosificación de
los materiales en función de los agregados y el ligante residual esperado. De igual forma, son
presentados de acuerdo a la granulometría, la cual depende del tráfico esperado en la vía.
Para la aplicación sobre de materiales bituminosos, la normativa exige que se corrobore que el
material a emplear cumpla con los requisitos establecidos en las tablas 2 y 3 de las siguientes
propiedades: 1) viscosidad Saybolt-Furol, 2) uniformidad de la aplicación, y 3) aplicación uniforme
sobre el área establecida previamente. Estos requisitos deben verificarse para todos los materiales
bituminosos empleados en todos los tratamientos superficiales establecidos en la normativa.
A continuación, la guía especifica las condiciones para el esparcimiento y compactación de los
agregados para todos los tratamientos que los posean (únicamente el riego negro y sobre capa delgada
no los poseen). Las especificaciones del esparcimiento determinan que esta debe realizarse de forma
uniforme sobre la superficie y a una tasa de aplicación constante. (aplicación en franjas, completando
bandas de aplicación o abarcando toda el área).
Las especificaciones para la compactación se muestran en función del tiempo de espera para su
inicio y finalización mientras la dirección del equipo compactador se muestra según la zona de la vía
que se compacte. En todos los tratamientos, debe empezar a compactarse inmediatamente después de
aplicado el agregado y se debe terminar cada franja antes de pasados 10 minutos de compactada
En los casos en que se aplica el material como una mezcla de material bituminoso y agregados,
como en las Microsuperficies, Lechadas Asfálticas o Slurry Seal y Tratamientos Superficiales Simple
y Doble que lo especifiquen, la aplicación se muestra en función de la uniformidad de aplicación y
de la forma de traslapar en caso de aplicar por franjas. Para finalizar el proceso, la Guía señala las
condiciones de los acabados de limpieza y terminación, condiciones de apertura al tránsito y las
21
condiciones de apertura al tránsito cuando hay limitaciones de ejecución, es decir que se requiere un
tiempo de apertura mínimo y es necesario limitar la velocidad del tráfico.
3.4 Inspección y aceptación.
Para cada uno de los tratamientos superficiales se establecen una serie de ensayos y verificaciones
del producto terminado. De igual forma se establecen una serie de parámetros bajo los cuales se acepta
o no el producto terminado. Adicionalmente, se deben realizar inspecciones sobre los agregados de
acuerdo a lo estipulado en la normativa, Tabla 9.
Tabla 9. Ensayos de verificación sobre agregados de tratamientos superficiales. Fuente: Guía metodológica de para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras- INVIAS (2012).
Característica Frecuencia
Composición
Granulometría 1 por jornada
Dureza
Desgaste en la máquina de los Ángeles 1 por mes
Degradación por abrasión en el equipo Micro-
Deval 1 por mes
Coeficiente de pulimiento acelerado 1 por mes
Durabilidad
Pérdidas en ensayo de solidez en sulfato de
magnesio 1 por mes
Limpieza
Contenido de impurezas 1 por jornada
Índices de alargamiento y aplastamiento 1 por semana
Porcentaje de caras fracturadas 1 por semana
Para la calidad del producto finalizado, se define las tolerancias con que se medirán las tasas de
aplicación de la dosificación y de las pruebas de calidad sobre el producto finalizado. De igual forma,
sin caracterizar el tipo de tratamiento superficial realizado, se exigen siempre las dos mismas pruebas
sobre el producto: 1) resistencia al deslizamiento mediante péndulo británico (en función de los
valores mínimos según la zona en que se aplique) y 2) la textura por medio del ensayo del Círculo de
Arena.
Los valores permitidos de textura mediante el círculo de arena y de resistencia al deslizamiento
mediante el péndulo británico para cada uno de los tratamientos se muestran en las Tablas 10 a 17.
22
Tabla 10. Valores mínimos admisibles de coeficiente de resistencia al deslizamiento con péndulo británico para tratamiento superficial Simple Normativa INVIAS. Fuente: Guía metodológica para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras- INVIAS (2012).
Tipo de sección
Coeficiente de resistencia al
deslizamiento (mínimo)
NT1 NT2
Secciones críticas
0.5 0.5
Glorietas
Intersecciones
Zonas de frenado frecuente
Curvas con radio de curvatura < 200m
Tramos con pendiente < 5% y longitud <
100 m
Otras secciones 0.45 0.45
Tabla 11. Valores de aceptación de textura mediante ensayo de circulo de arena para Tratamiento superficial Simple normativa INVIAS
Ensayo chequeo de textura: Circulo de
Arena
Tránsito Mín. (mm) Máx.
(mm)
T1 1 1.2
T2 1 1.2
T3 1 1.2
Tabla 12. Valores mínimos admisibles de coeficiente de resistencia al deslizamiento con péndulo británico para tratamiento superficial Doble Normativa INVIAS.Fuente: Guía metodológica para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras- INVIAS (2012).
Tipo de sección
Coeficiente de resistencia al
deslizamiento (mínimo)
NT1 NT2
Secciones críticas
0.5 0.5
Glorietas
Intersecciones
Zonas de frenado frecuente
Curvas con radio de curvatura < 200m
Tramos con pendiente < 5% y longitud < 100 m
Otras secciones 0.45 0.45
Tabla 13. Valores de aceptación de textura mediante ensayo de circulo de arena para Tratamiento superficial Doble normativa INVIAS. Fuente: Guía metodológica para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras- INVIAS (2012).
Ensayo chequeo de textura: Circulo de Arena
Tránsito Mín.
(mm) Máx. (mm)
T1 0.8 1
T2 0.8 1
T3 0.8 1
23
Tabla 14. Valores mínimos admisibles de coeficiente de resistencia al deslizamiento con péndulo británico para Lechada Asfáltica / Slurry Seal Normativa INVIAS. Fuente: Guía metodológica para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras- INVIAS (2012).
Tipo de sección
Coeficiente de resistencia al
deslizamiento (mínimo)
NT1 NT2 NT3
Glorietas, curvas con radios menores a
200 metros, pendientes < a 5% en
longitudes de 100 metros o más,
intersecciones, zonas de frenado
frecuente
NT1 0.55 0.50 0.50
NT2 0.60 0.60 0.55
NT3 0.60 0.60 0.60
Otras secciones
NT1 0.50 0.45 0.45
NT2 0.60 0.55 0.50
NT3 0.60 0.55 0.55 Tabla 15. Valores de aceptación de textura mediante ensayo de circulo de arena para Lechada Asfáltica/Slurry Seal normativa INVIAS. Fuente: Guía metodológica para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras- INVIAS (2012).
Característica Tipo de Lechada
LA-13 LA-10 LA-5 LA-3
Profundidad de textura, mínimo
(mm) 1.1 0.9 0.7 0.5
Tabla 16. Valores mínimos admisibles de coeficiente de resistencia al deslizamiento con péndulo británico para
Microsuperficie Normativa INVIAS. Fuente: Guía metodológica para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras- INVIAS (2012).
Tipo de sección
Coeficiente de resistencia al
deslizamiento (mínimo)
NT1 NT2 NT3
Glorietas, curvas con radios menores a 200 metros, pendientes < a 5% en longitudes de
100 metros o más, intersecciones, zonas de
frenado frecuente
NT1 0.55 0.50 0.50
NT2 0.60 0.60 0.55
NT3 0.60 0.60 0.60
Otras secciones
NT1 0.50 0.45 0.45
NT2 0.60 0.55 0.50
NT3 0.60 0.55 0.55
24
Tabla 17. Valores de aceptación de textura mediante ensayo de circulo de arena para Microsuperficie normativa INVIAS. Fuente: Guía metodológica para el diseño de rehabilitación de obras de pavimentos asfálticos de carreteras- INVIAS (2012).
Característica Tipo de Lechada
LA-13 LA-10 LA-5 LA-3
Profundidad de textura, mínimo (mm) 1.1 0.9 0.7 0.5
La Tabla 10 ilustra los requisitos mínimos admisibles de resistencia al deslizamiento obtenidos
mediante el ensayo de péndulo británico para Tratamiento Superficial Simple. Estos valores se
establecen de acuerdo al tipo de sección tratada. Por otra parte, la Tabla 11 ilustra los valores de
aceptación del producto terminado relacionado con la textura, lo cual es verificado por medio del
ensayo del circulo de arena.
Las Tabla 12 ilustra los requisitos de los coeficientes mínimos de resistencia al deslizamiento y la
Tabla 13 presenta los valores admisibles de textura en el producto terminado para Tratamientos
Superficiales Dobles. Estos requisitos se presentan de la misma forma en que se presentaron para el
Tratamiento Superficial Doble.
La Tabla 14 presenta los valores mínimos admisibles de coeficiente de resistencia al deslizamiento
para el producto terminado de la Lechada Asfáltica. La Tabla 15 muestra los valores del ensayo de
textura admisibles para el producto terminado del mismo Tratamiento Superficial. Estos resultados
de textura, se presentan de acuerdo al tipo de granulometría empleada en la Lechada Asfáltica.
Para finalizar, la Tabla 16 presenta los valores admisibles del coeficiente de resistencia al
deslizamiento obtenidos mediante el péndulo británico en secciones terminadas tras implementar
Microsuperficies. Esto se distingue de acuerdo al tipo de sección que fue intervenida. La Tabla 17
presenta los valores de aceptación textura para el ensayo de circulo de arena para superficies tratadas
con Microsuperficies. Al igual que en la Lechada Asfáltica, estos valores deben ser comparados de
acuerdo al tipo de granulometría que se empleó en el diseño del tratamiento.
25
4. NORMATIVIDAD ESTADOUNIDENSE
Los proyectos de construcción de carreteras en Estados Unidos son dirigidos por el estado particular
donde se realicen los trabajos en cuestión. Para garantizar una información amplia y consistente, se
estudiaron las especificaciones, requerimientos y características de tratamientos superficiales en
Arizona, Minnesota y Texas. La información se obtuvo de Departamentos de Transporte (o DOT, por
sus siglas en inglés) de cada estado y de las especificaciones generales de la Federal Highway
Administration (FHWA). Los tipos de tratamientos superficiales establecidos en Estados Unidos se
presentan en la Tabla 18.
Tabla 18. Tratamientos superficiales definidos por las normativas estadounidenses.
Técnicas Propósitos
Fog Seal o Riego en negro Sellado de la superficie
Rejuvenecimiento del asfalto oxidado
Sand Seal o Sello Arena - Asfalto
Mejora la microtextura del pavimento.
Mantener las superficies gradadas abiertamente
Previene el Raveling
Sandwich Seal
Sellado de la superficie
Sellar pavimentos que presenten salipicamiento.
Brindar resistencia al deslizamiento
Hot thin mix overlay
Mejora la rugosidad
Mejora el perfil de la vía.
Mejora de la fricción superficial
Single, Double and TripleChip
Seals
Sellado de la superficie
Mejora resistencia al deslizamiento.
Mejora de la fricción superficial
Slurry Seal o Lechada asfáltica.
Sellado de la superficie
Retarda la desintegración superficial (Raveling)
Mejora resistencia al deslizamiento.
Microsurfacing o
Microaglomerado en frio.
Sellado de la superficie
Retarda desintegración superficial (Raveling)
Mejora resistencia al deslizamiento.
Nivela áreas ahuelladas de poca profundidad
Cape Seal o Sello del Cabo
Suministra carpeta de rodadura rejuvenecida
Mejora el drenaje superficial de la calzada
Mejora las características de fricción superficial.
Retarda la desintegración superficial (Raveling)
Dado que los DOT tienen sus propias directrices y autonomía, se evidencia que hay una gran
variedad de formas como se presenta la información o los requisitos. Aun así, los requerimientos,
guías y especificaciones que se plasman, buscan brindar el mismo tipo de información hacia quien lo
requiere, por lo que hay concordancia en cuanto a lo que se exige y a lo que se aconseja. Por tal
motivo, a continuación, se mostrarán las directrices de la normatividad estadounidense consultada lo
más general que fue posible, para entender qué es lo que se exige y recomienda hacer para realizar
tratamientos superficiales en los estados estudiados.
4.1 Objetivos de los tratamientos
Cada una de las normativas consultadas describe con exactitud los objetivos que busca satisfacer cada
tipo de tratamiento. Estas normativas mencionan las condiciones que debe tener el pavimento una
vez finalizado el proceso, acto que se realiza mediante una inspección netamente visual.
26
Es importante mencionar que, con el fin de promover un punto de comparación frente a las
condicionales colombianas, el análisis realizado en esta sección se enfocó en 5 tipos de tratamientos
superficiales realizados típicamente en Estados Unidos, y estos son los tratamientos superficiales
simples, dobles y triples, Lechada Asfáltica o Slurry Seal y Microsuperficie o Microsurfacing. En
cuanto a las condiciones del pavimento, todas las normativas consultadas establecen una serie de
condiciones de clima, temperatura y de estado del pavimento. Se exige que el pavimento no se
encuentre comprometido estructuralmente, es decir, no presente condiciones de ahuellameinto y
fatiga. De igual forma, el pavimento debe encontrarse libre de humedad.
4.2 Materiales
A continuación, se describen los requisitos mínimos para el material bituminoso, granular y aditivos
empleados en los tratamientos de interés.
4.2.1 Material Bituminoso- Emulsiones asfálticas
Se definen los tipos de emulsiones y material bituminoso permitidos para los tratamientos. Las
normativas estadounidenses estudiadas no presentan especificaciones o parámetros que deban
cumplir los materiales asfálticos empleados en los tratamientos superficiales. En todos los casos, se
determinaba que los materiales deberían cumplir con las especificaciones establecidas en los
manuales AASHTO M208 Y ASTM D2397. Esta normativa en cuanto a material bituminoso es
general para todos los tratamientos en sin importar el estado o el tipo de trabajo deben cumplir todas
las emulsiones del mismo tipo con los mismos requisitos.
A continuación, se presentan los requisitos generales para las emulsiones asfálticas catiónicas
empleadas para los 5 tratamientos superficiales estudiados en Estados Unidos de acuerdo a la AASHTO M208 y ASTM D2397.
Tabla 19. Especificaciones de emulsiones asfálticas catiónicas. Reglamentación AASHTO 208 y ASTM D2397. Fuente: Elaboración propia basada en Manual AASHTO 208 (2012); Minnesota DOT – Estándar Specifications for Construction (2016).
Definidas las especificaciones generales para las emulsiones asfálticas, a continuación, en la
Tabla 12 se presentan los requisitos para las emulsiones asfálticas modificadas con polímeros más
empleadas en los estados estudiados.
Tabla 21. Especificaciones generales para emulsiones asfálticas modificadas con polímeros. Reglamentación AASHTO 208 y ASTM D2397.Fuente: Elaboración propia basada en Manual AASHTO 208 (2012) ; McAsphalt Industries Limited-polymer-modified Emulsions (2012);
Definidos los tipos de emulsiones disponibles, se realiza una caracterización de los agregados de cada
tratamiento en particular (en aquellos casos en los que este material se emplea). Dicha información
se presenta a continuación.
28
4.2.2 Material granular
Los requisitos para los agregados gruesos, agregados finos y los llenantes minerales, se definen en
términos de parámetros mínimos y máximos que éstos deben cumplir. De acuerdo al tipo de
tratamiento, se definen algunos parámetros que deben cumplir los agregados, pero estos difieren
significativamente entre manuales y estados, ya que cada estado tiene diferentes especificaciones para
los tratamientos superficiales. Los rangos para los cuales se definen las condiciones varían en función
del clima, precipitación, procedencia de agregados y carga del mismo, por lo que sus especificaciones
son muy numerosas en función del estado y tipo de tratamiento. Por tal motivo, a continuación se
presentan las características generales de los requisitos y especificaciones del material granular para
tratamientos superficiales.
Tabla 22 Requisitos generales de agregados en normativas estadounidenses. Fuente: Elaboración propia basada en: Minnesota DOT – Standard Specifications for Construction (2016); FHWA- Pavement Maintenance Effectiveness Preventive Maintenance Treatments (1996); Texas DOT- Standard Specifications for Construction (2002)
valores límites generales de agregados para tratamientos superficiales Normativa Estado Unidos
Ensayo Arizona Minnesota Texas
Requisitos y
ensayos
típicos de
agregados
-Desgaste en máquina de los Ángeles Máx. 30 Máx. 35 Máx. 30
-Degradación por abrasión (%) Máx. 40 Máx. 30 Máx. 35
-Ensayo de solidez en sulfato de magnesio (%) Máx. 25 Máx. 25 Máx. 25
-Ensayo de solidez en sulfato de sodio (%) Máx. 15 Máx. 15 Máx. 20
- Equivalente de arena (%) Min. 45 Min. 45 Min. 45
-Contenido de Arcilla (%) Máx. 3 Máx. 3 Máx. 4
-Caras fracturadas (%) Máx. 60 Máx. 60 Máx. 60
-Índices de alargamiento y aplanamiento Máx. 10 Máx. 10 Máx 12
-Ensayos de absorción Máx. 3 Máx. 2.5 Máx 2.5
Como se mencionó con anterioridad, los requisitos para los agregados pétreos varían
significativamente entre estados y entre las diferentes fuentes académicas consultadas. Por tal motivo,
a continuación, se presentan los requisitos que son comunes en los estados evaluados respecto a los
agregados empleados en los tratamientos superficiales que los requieren (Todos los tratamientos
estudiados a excepción del Riego Negro o Fog Seal).
4.2.3 Granulometría
Las granulonetrías para los tratamientos establecidas en Estados Unidos se determinan mediante
franjas guía dentro de las cuales deben estar aquellas que se emplean al diseñar los tratamientos
superficiales. Para los estados de Arizona, Minnesota y Texas, hay entre 4 a 6 granulometrías
permitidas por cada tratamiento. Dado que el objeto de este documento es realizar un diagnóstico de
la situación colombiana, y el registro de granulometrías es bastante extenso para los DOT de los
estados estudiados, las franjas correspondientes para cada tratamiento más adelante. La Tabla 23 de
29
muestra 2 granulometrías típicas para los tratamientos superficiales simple y doble de cada estado.
La Tabla 24 muestra las granulometrías típicas para la Lechada Asfáltica o Microsurfacing y la Tabla
25 muestra las granulometrías típicas para la Microsuperficie o Microsurfacing.
Cabe aclarar que, para los tratamientos superficiales dobles y triples, los cuales se encuentran
especificados en los DOT de los estados estudiados, las granulometrías se encuentran en función de
los Tratamientos Superficiales Simples. Esto quiere decir que, de implementarse un Tratamiento
Superficial Doble, la granulometría de la segunda capa dependerá de la de la primera capa (primera
capa entendida como un Tratamiento Superficial Simple). Lo anterior se ve reflejado en tanto que el
tamaño máximo nominal de la segunda capa que completa el Tratamiento Superficial Doble debe ser
como máximo la mitad del tamaño nominal de la primera capa. Este proceso es idéntico al
implementar un Tratamiento Superficial Triple, donde el tamaño nominal máximo de los agregados
de esta tercera capa debe ser la mitad del nominal del presentado por la segunda capa.
Para verificar las granulometrías asociadas a cada tipo de tratamiento y estado es necesario ver
las Figuras 1, 2, 3 y 4, en donde se ilustran las granulometrías típicas del Tratamiento Superficial
Simple, Tratamiento Superficial Doble, Lechada Asfáltica (Slurry Seal) y Microsuperficies
(Microsurfacing), respectivamente.
Tabla 23. Gradaciones típicas para Tratamiento superficial simple y doble. Estados, Arizona, Minnesota y Texas. Fuente: Elaboración propia basada en: Minnesota DOT – Standard Specifications for Construction (2016); Federal Highway Administration- Pavement Maintenance Effectiveness Preventive Maintenance Treatments (1996); Texas DOT- Standard Specifications for Construction (2002)
Tabla 25. Gradaciones típicas para Microsurfacing. Estados, Arizona, Minnesota y Texas. Fuente: Elaboración propia basada en: Minnesota DOT – Standard Specifications for Construction (2016); Federal Highway Administration- Pavement Maintenance Effectiveness Preventive Maintenance Treatments (1996)); Texas DOT- Standard Specifications
En relación a los Slurry Seal, las gradaciones se dan de forma generalizada según el International
Slurry Surface Association (ISSA,2012).
31
Figura 1. Gradaciones típicas estadounidenses para tratamiento superficial Simple. Fuente: Elaboración propia basada
en: Minnesota DOT – Standard Specifications for Construction (2016); FHWA- Pavement Maintenance Effectiveness Preventive Maintenance Treatments (1996); Texas DOT- Standard Specifications for Construction (2002)
Figura 2. Gradaciones típicas estadounidenses para tratamiento superficial doble. Fuente: Elaboración propia basada en: Minnesota DOT – Standard Specifications for Construction (2016); FHWA- Pavement Maintenance Effectiveness Preventive Maintenance Treatments (1996); Texas DOT- Standard Specifications for Construction (2002)
Figura 3. Gradaciones típicas estadounidenses para Lechada Asfáltica o Slurry Seal. ISSA: INTERNATIONAL SLURRY SURFACING ASOCIATION. Fuente: Elaboración propia basada en: Minnesota DOT – Standard Specifications for Construction (2016); FHWA- Pavement Maintenance Effectiveness Preventive Maintenance Treatments (1996); Texas DOT- Standard Specifications for Construction (2002)
Figura 4. Gradaciones típicas estadounidenses para Microsuperficie o Microsurfacing.. Fuente: Elaboración propia basada en: Minnesota DOT – Standard Specifications for Construction (2016); FHWA- Pavement Maintenance Effectiveness Preventive Maintenance Treatments (1996); Texas DOT- Standard Specifications for Construction (2002)
-10
10
30
50
70
90
110
0.01 0.1 1 10
Porc
enta
je q
ue
pas
a %
Tamaño de la particula (mm)
Gradaciones típicas para Slurry Seal
ISSA tipo 1 ISSA tipo 2 ISSA tipo 3
0
20
40
60
80
100
120
0.01 0.1 1 10
Porc
enta
je q
ue
pas
a %
Tamaño de la particula (mm
Gradaciones típicas para Microsurperficies: Estados Unidos