tesis - Acceso al sistema

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B I B L I O T E C A
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INSTITUTOTECNOLÓGICO DE
LACONSTRUCCIÓN,A.C.
LICENCIATURA EN INGENIERÍA DE CONSTRUCCIÓN
RECONOCIMIENTO DE VALIDEZ OFICIAL DE ESTUDIOS DE LA S.E.P.
ACUERDO
No.00912258
DE
FECHA
22
DE
DICIEMBRE
DE
SEGÚN
1991
DISEÑOYAPLICACIÓN DE MORTEROS ASFÁLTICOS
T E S I S
QUE
PARA
OBTENER
EL
TITULO
DE
INGENIERO CONSTRUCTOR
P
R
E
S
E
N
T
A
N
AURELIO B. MORALESOCAMPO
ADOLFO
RUIZ
VILLANUEVA
MÉXICOD.F.1996
DEDICATORIAS
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2
JUSTIFICACIÓN
DISEÑOYAPLICACIÓNDEMORTEROSASFÁLTICOS
Los morteros asfálticos son una solución apropiada para los problemas
actuales que presenta la ciudad de México en los pavimentos existentes, ya que
estosseencuentranenmalestadoynecesitanserreparados.
Actualmente,lareparaciónsuperficialconmorterosasfálticoshatenidomucho
auge, ya que es un procedimiento sencillo, bajo en contaminantes y económico,
debidoaquepuedenrealizarsemezclasenfríoenellugardelasobras,lograndoasí
laeconomíaensuproducciónytendidodelosmismos.
En el proceso de la elaboración intervienen agregados pétreos clasificados,
agua y el ingrediente principal asfalto, además intervienen una serie de equipos y
maquinaria con características específicas para la producción y tendido de los
morteros asfálticos. Por lo anterior, podemos darnos cuenta de que los materiales
queintervienenenlaproduccióndelosmorterosasfálticossonfácilesdeconseguir.
Es muy importante que las nuevas generaciones, así como, los ya
profesionistas de la especialidad en morteros asfálticos conozcan las nuevas
alternativas de procedimientos de fabricación y tendido de los mismos, ya que sin
duda son una buena alternativa para lograr un resane y protección de las carpetas
asfálticasyaexistentesytomarconcienciadequeesunproductoeconómico,bajoen
contaminantesyfácildeelaborar.
La finalidad de elaborar una tesis sobre el tema de los morteros asfálticos
nacede lasconstantes investigaciones tanto documentales comodecampo,debido
a esto estamos en posición no solo de analizar sino también de comparar los
métodosconvencionalescontraestemétodoenparticular.
La participación másdirecta quetenemos sobre eldiseño yaplicación de los
morterosasfálticos selogróconlaparticipación delgrupodegentesquelaboróenla
rehabilitación del pavimento del anillo periférico, en el tramo comprendido entre
Miramontes-CanalNacional.
En esta obra pueden apreciarse de manera directa todos los factores que
intervienen desde el diseño hasta eltendido de morteros asfálticos, de esta manera
pudimosresolveralgunasincognitassobreeltema.
3
OBJETIVOS
OBJETIVOGENERAL:Exponerlaaplicaciónprácticadelosmorterosasfálticosenel
periféricodelaCiudaddeMéxico,tramoMiramontes-Canal Nacionalatravésdemi
experiencialaboral.
Capítulo I.- Morteros asfálticos.
Este producto sirve en la construcción de caminos, protegiendo,
rellenando, recubriendo y proporcionando una mayor resistencia al derrapamiento,
ademásproporcionauncoloruniforme,mejortextura,etc.
Objetivo: Determinar recubrimiento y protección adecuados en las
carpetasasfálticas.
Capítulo II.- Diseño de morteros asfálticos.
Es necesario determinar las calibraciones y proporciones necesarias
paralaproduccióndemorterosasfálticosdecalidad.
Objetivo: Describir el procedimiento de elaboración para las mezclas
demorterosasfálticos.
Capítulo III.- Proceso constructivo.
Se describen las aplicaciones, tipos, controles y tendidos de los
morterosasfálticos.
Objetivo: Explicar las aplicaciones, control de tráfico y tendido de los
morterosasfálticos.
Capítulo IV.- Pruebas de laboratorio para morteros asfálticos.
Se especifican las características de los agregados así como la
proporciónóptimadelasmezclaspormediodelaspruebasdelaboratorio.
Objetivo: Obtener el análisis cualitativo de las diferentes mezclas
asfálticasapartirdelaspruebasdelaboratoriocorrespondientes.
4
B 1Bi i n T u
A
Capítulo V.- Control de calidad.
Se determina la calidad obtenida de los morteros asfálticos tanto en
campocomoenellaboratorio.
Objetivo:Compararlosíndicesexigidos porlasnormasmexicanas,los
del cliente, los del supervisor y los resultados obtenidos del laboratorio de
pavimentos.
Capítulo VI.-Emulsiones asfálticas.
Definiciones delasemulsionesasfálticas,asícomo,suscomponentes,
naturalezaytipos.
Objetivo: Presentar un reporte general de los componentes,
naturalezaytiposdeemulsionesasfálticas.
5
Í N D I C E
Presentación
1
Dedicatorias
2
Justificación
3
Objetivos
4
índice
6
Introducción
8
Capítulo I.-Morterosasfálticos
1.1 Característicasyusosdelosmorterosasfálticos
10
16
1.2 Materiales
1.3 Eldeteriorodelospavimentos
Capítulo ll.-Diseñodemorterosasfálticos
18
22
23
11.1 Descripcióndelpavimentoportratar
25
11.2 Determinacióndeobjetodetratamiento
26
11.3 Evaluaciónyseleccióndemateriales
27
11.4 Diseñodemezclasdemorterosasfálticos
29
11.5 Estimacióndelcontenidoóptimodeasfalto(COA)
32
11.6 Mantenimientodeaplicaciones
34
11.7 Larastra
35
Capitulo lll.-Procesoconstructivo
36
111.1 Aplicaciones
111.2 Tiposreconocidosdemorterosasfálticos
111.3 Controldetráficoenellugardetrabajo
38.
41
43
111.4 Tendidodemorterosasfálticos
44
111.5 Compactación
47
111.6 Problemasespeciales
CapítuloIV.-Pruebasdelaboratorioparamorterosasfálticos
IV.1 Característicasdelosagregados
48
52
54
IV.2 Agua
57
IV.3 Materialfino
59
6
IV.4 Determinación de proporción óptima de mezclado
60
IV.5 Pruebas de mezclado
IV.6 Pruebas para morteros asfálticos
IV.7 Reporte de resultados de las pruebas
Capítulo V.-Control d ecalidad
61
64
65
ee
V.1 Equipo
69
V.2 Maquinaria mezcladora ytendedora
70
V.3 Barra rodadora de agua
73
V.4 Barrido
74
V.5 Compactación
75
V.6 Limpieza detrabajo
V.7 Bitácora (registro de obra)
76
77
Capítulo V l . - E m u l s i o n e s asfálticas
78
VI.1 Generalidades
so
VI.2 Definiciones
81
VI.3 Componentes de las emulsiones
85
VI.4 Naturaleza ytipos deemulsiones
88
VI.5 Propiedades básicas ycaracterísticas de lasemulsiones
VI.6 Elaboración de emulsiones
VI.7 Pruebas de laboratorio para emulsiones
VI.8 Ensayos sobre emulsiones
91
102
106
107
Conclusiones
110
Apéndice
112
Bibliografía
119
7
INTRODUCCIÓN
La tendencia en la industria de la pavimentación es la de lograr una medida
cuantitativa y cualitativa de la uniformidad de un pavimento determinado. En ciertas
obras, la medida se realiza evaluando la rugosidad de una superficie acabada por
medio de instrumentos, mientras que otras se basan en la experiencia o normas
específicas. Cualesquiera que sea el método empleado, cada vez es más común
ofrecerle a los contratistas incentivos o multas por trabajos inferiores a los
especificados en la norma. Si los factores involucrados en la producción de
pavimentos más lisos se pudiera clasificar, cabría en una de estas tres clases; la
importancia de la gestión adecuada de los materiales, una operación de
pavimentacióncontinuayundiseñomejoradodelasmuestras.
Los pavimentos deben ser diseñados de forma tal que las técnicas de
rehabilitación representen un ahorro de energía y sean menos costosas que los
pavimentosconstruidosconmaterialesconvencionales.
En este trabajo se expondrá la aplicación de los morteros asfálticos en el
pavimento del periférico de laciudadde México,eneltramo de Miramontes aCanal
Nacional.
El mortero asfáltico es el tratamiento para pavimentos más versátil, se
requiere de poca energía para su colocación, ya que resulta del uso de materiales
muycomunesenlaconstrucción.
Elmortero asfáltico sedistingue delosotrostratamientos superficiales porsu
característica de depositar una película o capa en la superficie de un pavimento de
acuerdoalatexturaosuperficiedemandadaorequerida.
En el primer capítulo se habla sobre las características y usos más
importantesdelosmorterosasfálticos.
El siguiente capítulo determina la calibración y los proporcionamientos
necesarios paraproducirunmorterodecalidad.
Encuantoalprocesoconstructivosedescribenlasespecificaciones, eltipode
tráficoyeltendidodelmorteroasfáltico.
Para las pruebas de laboratorio se especifican las características de los
agregados y la proporción óptima de las mezclas en base a criterios de estricto
control de calidad. El objetivo principal será el obtener el análisis cualitativo de las
diferentesmezclas.
8
^ Í H L Í O T E C A
CAPITULO I
MORTEROSASFÁLTICOS
10
I)MORTEROSASFÁLTICOS.
ANTECEDENTESHISTÓRICOS.
La posibilidad deaplicar un recubrimiento de asfalto o agregados pétreos sin
tener primero que licuar el asfalto o disolverlo en otro hidrocarburo como diesel, se
hizo realidad hace casi 45 años, cuando se inició el desarrollo de las emulsiones
asfálticas. Los métodos para fabricar emulsiones estables y la obtención de las
características deseadas se acrecentaron lo suficiente a lo largo de 25 años para
animar a los investigadores a ensayar y ver que obtendrán al mezclar agregados
graduadosconemulsionesasfálticas.
Cuando se comenzaron a desarrollar los morteros asfálticos se utilizaba
agregado máximo de hasta 1 mm, lo cual indica que sus principios estaban en los
riegos desello.
Al final de los años 20's y comienzo de los 30's se intentó en Francia y
Españasobrestabilizar lasemulsiones asfálticas aniónicas paraqueadmitieran filler.
Por la misma época, el Dr. Oberbach en Alemania puso a punto un producto
denominado schlamme que poseía características similares al de un mortero
asfáltico.
Enunprincipio lasemulsionesfueronaniónicasyaqueestaseranmásfáciles
de sobrestabilizar y modificar para que pudieran mezclarse con agregados y filler.
Apareció el tipo SS-1 (en España, EAL-1), cuyas primeras aplicaciones fueron las
estabilizacionesdesuelosylasmezclasdensas.
Posteriormente se iniciaron sistemas de extensión continua de morteros. Los
camiones utilizados para transporte de concreto hidráulico, servían perfectamente
para mezclar los componentes de los morteros y extenderlos con el camión a baja
velocidad.
Enunprincipioestosirvióparaposteriormenteirmejorandoelsistema.
Un gran adelanto se logró cuando se descubrió que era perjudicial para la
mezcla,elserfabricadadegolpeenunmezcladorparaconcreto.
En España a mediados de los 60's se empezaron a fabricar mezcladoras
extendedorasdemorterosquepermitían,almismotiempo,dosificarlamezcla.
11
Conforme se ganaban experiencias, resultó evidente que algunos materiales
eran superiores a otros, se desarrollaron emulsiones más estables con mejor
distribución detamañosdepartículas.Seasentó laimportancia delagranulometríay
elcontenidodearcillasexpansivas.
Existe una creciente conciencia de la importancia de tener únicamente
morteros estables con buena liga con el pavimento ya existente y distribución
uniforme del asfalto. Por métodos altamente empíricos fueron desarrolladas
combinaciones de agregados pesados con líquidos ligeros. Como un mortero de
agregados en emulsión asfáltica es normalmente semi-líquido, el asfalto y las
partículas cubiertas están enlibertaddeentrar engrietas ycavidades del pavimento
donde se aplica. Ahí se fragua impidiendo la futura entrada de humedad por la
superficie,deahíqueelnombredemorteroasfálticoseaelmásapropiado.
Recientemente se ha incrementado la confiabilidad y el uso de mortero
asfálticoparapavimentosenAmérica.
Sehanescritoespecificaciones másrígidasparaaceptacióndemateriales,se
ha esforzado en el diseño de mezclas apropiadas, defórmulas para emulsiones, de
aditivos, de pruebas y controles, se han acumulado experiencias en cuanto al
comportamientoyoperacióndelasmezclas.
La utilización de los morteros asfálticos, como tratamiento de sellado, ha
tenido un auge notable en los E.E.U.U. de Norteamérica y en otros países de ese
continente (México por ejemplo). La mayor parte de la coordinación bibliográfica y
técnica engeneral partedelaAsociación I.S.S.A.en Europa; España esel paísque
máshaempleado los morteros asfálticos enmuydiversas víasy con distintosfines.
Laexperiencia actual es muycompleta,ya que se hanaplicado sistemas originarios
deAméricaydedistintospaíseseuropeosenclimasdiversos.
La tendencia futura apunta hacia morteros asfálticos aplicados con mayores
dotaciones y con tamaños también mayores de agregados, para mejorar la
durabilidadyrugosidaddeltratamiento.Tambiéntienegraninterés elusodeaditivos
paramejorarlacalidaddelosagregados.
Los morteros aplicados manualmente pueden servir para sellar superficies
muy reducidas, en tanto que las máquinas modernas proporciona un rendimiento
muyalto.
12
INTRODUCCIÓN.
A través de la historia, la mezcla de agregados finos con asfalto, han
contnbuido a la construcción, proporcionando unacabado de calidad en las vías de
comunicación.
Con la comercialización de la máquina de mezcla continua y tentadora de
mortero asfáltico, en los 60's, se extendieron los horizontes para las mezclas de
agregados finos. La industria del mortero asfáltico estuvo restringida al uso de
emulsiones lentas para agregados bien graduados hasta 1966, que se introdujo el
primer sistema de fraguado rápido. El cual consiste en el rompimiento rápido de la
emulsión,quesegeneraporlaevaporacióndelaguaquecontienelamisma.
Sehanclasificadocomo"MezclasAsfálticasdeAgregadosFinos".
Se usan Fillers como cemento ocal hidratada en pequeñas cantidades, para
estabilizar incompatibilidadenlamezclaomodificarlaquímicamente.
Elaguadelamezcladebeserpotableylibredesalesnocivas.
La Asociación Internacional de Mortero Asfáltico, reconoce tres tipos de
agregados (A-105).
TipoIFino
1/8"
TipoIIGeneral
1/4"
TipoIIIGrueso
3/8"
Laeleccióndecualquiertipodependedelobjetivodeltratamiento:
Tipo I.-seusaparamáxima penetraciónenlasgrietasycomopreparaciónen
lasgrietasycomopreparaciónparamezclasencalienteoselloconvencional.Seusa
generalmentecomoselloenáreasdepocotránsito,aeropuertosparaavionesligeros,
estacionamientosyhombrosdecarreteras.
Tipo II.- Es el más ampliamente usado y se emplea para sellar, corregir
defectos severos,oxidación ypérdida deaglutinantes ypara aumentar la resistencia
al derrape. Se usa en tráfico moderado y pesado, dependiendo de la calidad del
agregadodisponibleydeldiseño.
Tipo III.-Se usa para corregir severos defectos de la superficie, como primer
capa de un tratamiento múltiple, para dar resistencia al derrape, para prevenir
patinaje por agua bajo cargas muy pesadas y para extender la vida útil en estas
condiciones.
13
Losusosprincipalesparaunmorteroasfálticoentratamientosondedostipos:
preventivoycorrectivo.
1) Preventivo.- Para prevenir al pavimento contra perdidas y efectos de la
intemperie (oxidación, pérdida de aceites, de aglomerante y agrietamiento de la
mezcla estructural), para aumentar ladurabilidad ytextura que no existe en la capa
inferiordemezcla.
2) Correctivo.- Para corregir defectos ocurridos en pavimentos viejos como
grietas, corrimientos, desgranamientos, permeabilidad y patinaje por erosión o
pulimientodelagregado.
El mortero asfáltico es el tratamiento para pavimentos más versátil. Se
requiere poca energía para tenderlo, ya que resulta del uso de materiales comunes
enlaindustriadelaconstrucción.
Elmortero asfáltico sedistingue delosotrostratamientos superficiales porsu
propiedadcaracterísticadedepositarunacapadeMorteroAsfálticoenlassuperficies
delospavimentosdeacuerdoalodemandadoporlatexturasuperficial.
Siobservamosenlasecciónqueeltráficohacompactadoypulidolarodaday
a los lados de esta, hay agrietamientos y desgranamientos. Una mezcla no fluida
(carpeta) puenteará las grietas yvacíos. Unsello convencional aplicado en cantidad
constante,resultamuyricoenlasrodadas.
En tanto que el mortero asfáltico deja una superficie uniforme después de
compactarperfectamentelosvacíos,yenunasolapasada.
Las propiedades del mortero asfáltico terminado, varían con las propiedades
deloscomponentesdelamezcla,coneldiseñoyconstrucción,asícomolaselección
decombinación de agregados. Seconsidera queel mortero asfáltico tiene muy baja
permeabilidad (unexcelentesello),bajaresistenciaalatensión,altaalacompresión,
alta al derrape, buena macrotextura y resistencia al patinaje cuando está mojado,
buenaestabilidad,excelenteadherenciayapariencia.
Estas propiedades sepueden alterar siseseleccionan agregados especiales
para aumentar resistencia al derrape u oxidación o aditivo para dar elasticidad,
flexibilidadyresistenciaacambiosbruscosdetemperatura.
Un propósito de este estudio es permitir a los Ingenieros Diseñadores y
Contratistas pre-determinarelmomentoapropiadoylacantidad requeridademortero
asfálticoenunasuperficiedada.
14
w i o i, i n T FO c A
El mortero asfáltico es una mezcla fluida, homogénea de emulsión asfáltica,
agua, filler mineral y agregados finos bien graduados que se aplica al pavimento,
medianteunarastraacopladaaunamáquinamezcladora.
La cantidad y forma de aplicación depende de muchas variables. Se han
tenido éxitos innumerables en las aplicaciones de morteros asfálticos, en el campo
mediante la experimentación yobservación del contratista y latolerancia delcliente.
Ya que estas observaciones han originado una amplia gama de variantes, es
necesario entender y cuantificar todos los factores envueltos y poder así llegar a
conclusionestangibles.
Elobjeto primario de cualquier diseño de pavimento es proveer a un camino
no solo de seguridad yconfort sino deextender sus características a un máximo de
vida útil con un mínimo de mantenimiento. Sin embargo, debido a la natural
complejidad de la estructura de los pavimentos flexibles, ocurren agrietamientos,
deformacionesyotrasfallascausadasporintemperismo,tráficoyerroresdediseñoo
construcción. Para aumentar la vida útil de caminos deteriorados, generalmente se
recomienda aplicar una capa de mortero asfáltico sobre el pavimento agrietado o
deformado.
15
1.1CARACTERÍSTICASYUSOSDELOSMORTEROS.
El deterioro evidente por la aparición de grietas por construcción puede ser
corregidomedianteunselladoatiempo.
Como el mortero asfáltico es semi-líquido es muy efectivo, ya que no
solamentepenetraenlasgrietasdelpavimentoylasrellena,sinoquedeja unanueva
superficieexpuestaqueprotegeráalacapainferiordehumedadeintemperísmo.
El mortero asfáltico hecho con materiales apropiados y bien graduados, es
también antiderrapante, suelaboración yfraguado no contaminan la atmósfera y no
hay peligro de que quede material suelto en el camino. Cuando es aplicado
correctamente da una apariencia agradable, color uniforme y textura uniforme con
unacapatandelgadaquenoformabordes,acanalamientosnireflejahuellas.
Encaminosdetráficoligero,varíascapasdemorteroasfáltico sobreunabase
adecuada proporcionan un pavimento de calidad. Los morteros asfálticos pueden
aplicarse sobre asfalto, concreto hidráulico y enladrillado. Se recomienda poner
capas múltiples sobre el concreto hidráulico o sobre adoquín. El uso de capas
múltiples de mortero asfáltico proporciona un pavimento adecuado en caminos
alejados de las plantas de concreto asfáltico, y en caminos importantes su uso
prolongalavidadelospavimentos.
Elusodemorterosasfálticosparaselloproporciona:
A)Impermeabilidadacarpetasdeterioradas.
B)Rellenavacíos,grietasydepresionesdepavimento.
C)Retardalaoxidacióndelpavimentoexistente.
O)Proporcionasuperficieanti-derrapanteabajocosto.
E)Despuésdecompletartodoloanterior,nocausabordes,acanalamientos, perdidas
de agregados, sangrado de asfalto, contaminación atmosférica. Liga bien con
grava convencional, arenas y mezcla en caliente, además el costo del equipo
necesario es bajo y pequeños constructores y gobiernos municipales pueden
adquirirlo.
Losmorterosasfálticospresentanlassiguientespropiedades:
a) Consistenciaoviscosidaddelamezcla.
b) Granulometría
c) Formadelagregado,angularidadyacuñamiento.
d) Pesoespecíficodelamezcla.
16
e) Espesordelmorteroasfáltico.
f) Humedaddepavimento.
Algunas características.
Parece probable que cualquiera que esté interesado en las actividades de la
Asociación Internacional de Morteros Asfálticos, conoce el significado de la palabra
"Mortero"ylausaregularmenteensusactividades detodoslosdías.Losneófitosen
estecampodeberánaprendertanrápidamentecomoseaposiblelagransignificación
prácticaderestringir lasoperaciones decampoatender solamenteaquellas mezclas
deemulsiónasfáltica,agregadoyaguaquesonverdaderamente morterosestables.
De hecho, se han notado numerosos casos durante las operaciones con la
maquinaria, los operadores experimentados han puesto mucha atención al estado
realdelamezclaheterogéneaalmomentoqueesesparcidayconformada.
No puede enfatizarse más en las serías dificultades que pueden resultar por
falla, en restringir las operaciones únicamente al tender morteros asfálticos que
contengan todos los ingredientes en las proporciones adecuadas-. Los morteros que
nosinteresan de momento puedenserconsiderados estables, solamente cuando los
materiales más pesados tienen poco o ninguna tendencia a asentarse, y al revés,
cuando el asfalto notiende aencontrarse enlas capas superiores.Al mismo tiempo
el mortero debe estar suficientemente fluido para escurrir bajo una carga muy
modesta. Una depresión hecha en la superficie superior de semejante mortero no
desaparecerá porgravedad,almenosqueasíseleobligue aplicando algúnmétodo,
talcomoelagitado.
Algunos de los efectos de agregar excesiva agua de premezclado a los
morteros aniónicos pueden ponerse bajo bases numéricas vaciando especímenes
gruesos, diferíendo solamente en cuanto al contenido de agua de premezclado.
Después de que éstos hayan sido curados, pueden separarse aproximadamente en
iguales porciones, tanto superior como inferior, que pueden sujetarse a análisis de
extracciónindependientes.
17
1.2MATERIALES.
Los morteros asfálticos se componen de un agregado pétreo graduado,
emulsión asfáltica, agua, un filler mineral y aditivo. Es preferible usar materiales de
buena calidad, su selección deberá hacerse con anterioridad por un laboratorio
calificado así como la proporción adecuada. Dependiendo de la porosidad del
material, la mezclafraguadadeberácontenerde84%a94 %de agregado pétreoy
un16%deresiduoasfáltico.
Agregados.- lossiguientestiposdeagregados hansidousadoscon éxitoen
morteros asfálticos; grava triturada (calizas, granito, basalto y lava), arena natural,
materiales calcáreos como colar y contra; roca natural de asfalto, escoria de
fundición,lutitas,ladrilloquebrado,vidrioyhule.
Generalmente, cualquier material usado para mezcla en caliente es utilizable
en morterosasfálticos,sedeberáeliminartodo elretenido enla malla de3/8"ypara
elmorterofino,98%omásdelretenidoenlamallaNo.4óenlaNo.8.
Es aconsejable mezclar varios materiales para dar la graduación requerida,
para reducir el equivalente de arena o para reducir costos. Esta mezcla deberá
hacerse solamente si se puede controlar la granulometría, aún en el banco de
almacenamiento.
Para completar el mezclado ydeterminar laclasificación en elalmacén,debe
considerarse que los materiales húmedos son difíciles e imposibles de mezclarse
uniformemente.
Los materiales de muy distinta densidad o textura superficial, tienden a
separarse. Elmezclado mediantecargadoresfrontales deberáhacerse solamenteen
casodenecesidadextremayaqueelresultadoesmuydiferente.
Ejemplo: Paraevaluacióndelaboratorio,elensayeconsiste entomar5 Kgde
agregadoseleccionadodeacuerdoconAASHTO-T2óASTM-D75.
A)Materialesenelmorteroasfáltico.
El mortero asfáltico como se usa enalgunas partes de la República, puede
describirse como una mezcla de 76 % de agregado graduado, 15 % de emulsión
asfáltica, 8%de aguay 1% de "filler" mileral,que puede ser mezclada sin el usode
calor. Estamezclasecolocaenelpavimentoenunacondiciónsemifluida oenforma
de mortero. Después de la evaporación del agua de la mezcla, las partículas del
18
agregado se cementan unas con otras mediante el asfalto, dejando una cubierta o
sellosobreelpavimentoviejo.
La emulsión asfáltica que es aproximadamente el 14 % asfalto, agua y
emulsificante a través de un molino coloidal. El asfalto se reduce de su tamaño
aproximado de75mieras,aunaodosmieras,con locual sevuelve másmanejable.
Esta reducción en tamaño del asfalto permite a éste orientarse mejor alrededor del
agregado,enlamezclademorterofinal.
Enelcasodelosmorterosparaselloelaboradosconemulsiónaniónica(carga
negativa). Elrompimientodelaemulsiónaniónica lacausa laevaporación delaguay
la coalescencia del asfalto alrededor del agregado del mortero y de la superficie
antigua del pavimento. Eltiempo usual de curado, o el lapso entre la aplicación del
morteroyelpasodelosvehículossobrelasuperficieterminada es aproximadamente
de4horas.
Después de muchos experimentos, se resolvió el problema para utilizar
emulsiones catiónicas (carga positiva). Por razón de su naturaleza de romper
químicamente, las emulsiones catiónicas proporcionan la ventaja del tiempo de
curado,queesmásrápido.
Otra característica de la emulsión que podría ser interesante son que el
contenido de asfalto residual es aproximadamente 2/3 de la emulsión; y que la
viscosidad del material es aproximadamente de 35 segundos, según la prueba
SayboltFurol.
El agua es el factor más importante en el control de la consistencia del
producto terminado. Esta integra aproximadamente el 8 %de la mezcla del mortero
asfáltico. Para obtener la consistencia adecuada de trabajo del producto final. Una
cantidad fija de agregado antes de que la emulsión lo haga, reduciendo así la
resistencia a la fricción de los agregados y permitiendo que la emulsión cubra más
fácilmentelaspartículasdelagregadopétreo.
El "filler" mineral se usa en morteros, principalmente como auxiliar en el
proceso, y en forma secundaria para mejorar la graduación de los agregados
combinados. Como agua en el proceso, el "filler" mineral puede evitar que las
partículas másgruesasseasientenenelfondodelamezcladelmortero,evitandoasí
que se forme un mortero muy rico en la parte superior. El "filler" usado es: Cal
hidratada,cementoportlandycenizadeescorias,ampliamenteusados.
19
¿> I * L I O f F C .»
Instituto T^miA*! , <*•« <a Ci^»*Vu"ci'Si
Unmortero asfáltico estáformado por agregado,filler, una emulsión aniónica
ocatíonica,aditivosyagua.
En la mayor parte de los pliegos de prescripciones, las especificaciones del
agregado para utilizar en los morteros asfálticos son análogos a las incluidas para
otrostiposdemezclas.
Las condiciones de buena calidad del agregado fino que se exigen en las
mezclasasfálticasdebenextremarse,lógicamenteenlosmorteros,especialmente en
aquellas que másquedestinadas aunasimplefunción desellado (encuyocasolas
crestas del agregado grueso del pavimento antiguo pueden colaborar a mantener la
texturasuperficial),estándestinadasaproporcionar unacapaderodamientoconuna
microtextura importante. En estos casos, debe exigirse dureza, una proporción
llevada de agregado y un contenido en sílice apreciable dentro del agregado en
conjunto.
Lafracciónmásfinadelagregado,enlacualincluimoselfiller,debeteneruna
claraafinidadconlaemulsióndequesetrate.
Con los morteros asfálticos aniónicos, deben emplearse agregados calizos;
sinembargocuandosedesea proporcionar alasuperficie derodamiento unatextura
áspera y duradera, no se puede prescindir de agregados que contengan una
proporcióndesílice.Enestoscasos,sehanpodidodemostrarqueañadiendo unfiller
adecuado, por ejemplo filler calizo o cemento, las condiciones de abrasión pueden
seradecuadas apartirdeunciertocontenidodeestefillerdeaportación. Engeneral,
conlosmorterosasfálticosaniónicossepuedeseralgomástoleranteconlaactividad
del filler y con equivalente de arena del agregado fino. Pueden considerarse como
valores adecuados del equivalente de arena, en gran parte de los casos, los
comprendidos entre 30 y50,según eltipo de vía pero haciendo hincapié en que la
bondaddeesteagregado deberácomprobarse enunensayo deabrasión. Lamayor
tolerancia de los valores del equivalente de arena se justifica por la acción
beneficiosadelosemulsionantesaniónicossobrelafracciónplásticadelagregado.
El equivalente de arena sin incluir el cemento, para estos morteros, ha de
tenerunvalormínimode45,segúnlasnormasamericanas(ASTM D-2419).
Losmorterosasfálticosderompimiento rápidofabricadosconaditivossobreel
agregadoyemulsiones catiónicas rápidassonlasque,engeneral,exigen unamayor •
calidad de los agregados, ya que los agregados con bajo equivalente de arena sólo
20
se mezclan utilizando grandes cantidades de aditivo que elevan enormemente el
costo de la fabricación e incluso pueden ser contraproducentes al sobreactivar
excesivamente el ligante asfáltico original. Con los morteros asfálticos catiónicos de
rompimiento rápido es conveniente exigir equivalentes de arena muy altos, incluso
superiores a 55. Sin embargo, equivalentes de arena excesivamente altos, pueden
significar también laexistencia defillersgruesosy,endefinitiva la constitución deun
másticpocodensoyduradero.
Elíndicedeacidezylascaracterísticasglobalesdelasfaltopuedendeterminar
una reactividad muy dirente de la emulsión en el momento de romper ante los
agregados. Este problema también se puede traducir en resistencias variables a la
abrasión. Porello,seinsisteenqueesaconsejableestudiarelproblemaglobalmente,
incluyendo características del ligante y analizando el mortero mediante ensayos de
abrasión,controlandoconsistenciaytiempoderuptura.
Los problemas de limpieza y calidad del agregado son especialmente
importantes cuando las condiciones climatológicas se alejan de las ideales. Para
temperaturas muyaltas, lavelocidaddereacción,estoes,lavelocidad derupturade
la emulsión, crece exponencialmente con dicha variable; por lo tanto, pueden
presentarse serias dificultades de puesta enobra sí,además, el agragado no reúne
las condiciones adecuadas de limpieza. Porelcontrario, con la emulsión, acortando
su velocidad previsible de ruptura, y al empleo de filleres adecuados para que la
rupturaseveafavorecida.Tambiénhayquetenerpresentelahumedadambienteyla
porosidadoabsorcióndelagregado.
21
1.3ELDETERIORODELOSPAVIMENTOS
El deterioro de los pavimentos es provocado por un sin número de factores
que provocan un excesivo desgaste de los mismos, estos factores pueden ser
agentes naturales tales como el interperismo oen caso opuesto provocados por los
automovilistas quienes son los que mayor afectan, ya que el constante transitar por
los pavimentos los desgastan y ocacionan dos importantes efectos como son:
Condición de superficie y geometría superficial, las cuales están envueltas por otra
seriedepropiedadesdelmismopavimento,acontinuaciónlasmencionamos:
A)Condiciónde superficie
a)Macrotexturadelasuperficie
b)Absorciónypermeabilidaddelasuperficie
c)Limpiezadelasuperficie.
d)Agrietamientodelasuperficie (nogrietasestructurales).
B)Geometríasuperficial.
a)Coronaosobrelevación
b)Rodadas
c)Corrugaciones
d) Erosiónsevera
e)Grietasestructuralesyjuntasdeconstrucción
f)Seccionesacuñadas
Las especificaciones modernas para materiales y métodos de construcción,
normalmente conducen a pavimentos asfálticos que son densos y durables. Sin
embargo, con larga exposición al intemperismo el asfalto se deteriora física y
químicamente,loquereducegradualmentesuflexibilidadycapacidaddecontracción
bajocambiosdetemperaturaymovimientos delabase.Estoscambios,juntos conla
accióndeltráficosonresponsablesdelagrietamientodelpavimento.
Unavez que esto empieza, pierde impermeabilidad la carpeta y rápidamente
sedeteriora. Si noes sellado ensuoportunidad, las grietas se multiplican hasta dar
una apariencia de pieldecocodrilo.Siaúnasínose repara,vendrán los daños ala
base y el pavimento ya solo trabajará a compresión y fallará completamente,
elevándoseelcostodereparación.
22
CAPITULOII
DISEÑODEMORTEROS
ASFÁLTICOS
23
I.DISEÑODEMORTEROSASFÁLTICOS.
El desarrollo de los procedimientos de diseño de morteros asfálticos es
paraleloaldeotrostiposdetratamientos,porejemplo:Eljuicioyerrorsonrelaciónde
comportamiento encampoylaboratorio.
Eninvestigaciónparaaumentarlosusos,todoslosmétodosdepavimentación
se modifican año con año. Es el caso del contenido óptimo de vacíos o de
penetración del asfalto, que son normas que no han quedado definidas por másde
30añosdediscusión.Cadaaño,laindustriadepavimentos descubre nuevasteorías
yalgunasvecescaeenlosmismoserrores.
México no admite el establecimiento de valores universales para todas las
pruebasseñaladasacontinuación,yaqueestassonreportesdelaboratorio.
Elreporteconstadetrespartes:
A)Consideraciones preliminares:Condicionesdelpavimento,determinación
deobjetivos,evaluacióndematerialesyseleccióndecaminos para alcanzar
objetivos
B)Formulación demezcladetrabajoenellaboratorio parasimulaciónde
condiciones decampo.
C)Traslado alcampodelosresultados delaboratorio: Eldiseñadordebe
resolverlassiguientesinterrogantes:
1.- ¿Mezclaránbienlosagregadosyemulsión?
2.-¿Cubrirábienelasfalto?
3.-¿Seráduradero?
El diseño óptimo para morteros asfálticos debe presentar las características
siguientes:
a)EstablecerlímitemínimoWTAT(8grs/dm2)=contenido mínimodeasfalto.
b)EstablecerlímitemáximoLWT=contenidomáximodeasfalto.
EstablecerelmáximoLWTparaloslímitesdetráfico.
Ligero=0a500vehículos/díapromedio(6.5grs/dm2).
Medio=250a1500vehículos/día (5.9grs/dm2).
Pesado=1500a3000vehículos/día (5.4grs/dm2).
c)Establecerlatoleranciadeltrabajo.
d)Graficarlosdatosdeestaspruebas,sobreponerlascurvasyleerasíel
contenidoóptimodeasfalto(COA).
24
11.1DESCRIPCIÓNDELPAVIMENTOPORTRATAR.
Lospavimentos engeneralestánsujetosaunconstante desgaste ydeterioro
y por ello es necesario observario detenidamente, ya que de esta forma podremos
proporcionar unadescripción certera delascondiciones enlasque seencuentra ya
la postre poder determinar el tipo de tratamiento adecuado para la restauración del
pavimentoqueestemostratando.
Existendiversosfactoresquedeterminanlascondicionesfísicasenlasquese
encuentra el pavimento y esto permite que nos basemos directamente en las
condiciones físicas del mismo, además existen también factores que son
determinantes en eldeterioro de los pavimentos; unodelosfactores que influye de
manera directaeseltránsito,elcualafectaalospavimentosdemanerageneral.
A continuación hacemos mención dealgunas características básicas que nos
ayudan a determinar los daños que ha sufrido un pavimento de forma significativa,
esto nos ayudara para determinar las características del pavimento que estamos
analizando.
a) Condiciones de superficie: Macrotextura, absorvencia, grietas de estructuras y
de superficie, contaminación delasuperficie,geometría longitudinal ytransversal,
bachesyvegetación.
b) Condiciones climatológicas:Temperatura,precipitación pluvial,intensidad desol
yviento.
c)Tráfico diario promedio(TDP):Límitedevelocidad.
Cada una de las características aquí mencionadas son parte importante para
eldiseño ymantenimiento delospavimentos, porelloes importante que el personal
técnico en obra sea el que seencargue deobservar directamente el pavimento que
sevayaarehabilitar.
25
11.2 DETERMINACIÓNDELOBJETODETRATAMIENTO.
El tipo de tratamiento que se elija será consecuencia de una minuciosa
inspección realizada porelpersonaltécnicoencargadodedeterminar lascondiciones
físicas en las que seencuentre nuestro pavimento, esta inspección consistirá en un
recorrido por el tramo del pavimento que se encuentre deteriorado parcial o
totalmente.
El personal técnico deberá de ser lo suficientemente experto y capaz de
determinar que tipo detratamiento es necesario recomendar, ya que de lo contrarío
podríaresultaruntanto costosoapresurarnos adeterminareltipodetratamientoque
sedeberárecomendarsintomarencuentalaopinióndelosexpertosenlamateria.
Al personal técnico será necesario que se le proporcione información
suficienteyconfiableacercadeltipodetraficoycondiciones climatológicas dellugar
paraquedeestaformalaeleccióndeltratamientocumplaconlascaracterísticaspara
lascuales hasidodeterminado.
Acontinuaciónmencionamosalgunosdelospuntosimportantesquedebemos
de considerar antes de determinar el tipo de tratamiento que requiere nuestro
pavimento, esto debemos hacerlo sin menosprecio de ninguna índole ya que esto
restaríapropiedadesacortoplazo.
a) Evitarpatinaje,macrotexturasuperficial.
b) Sellado,correccióndedepresiones,rellenodegrietas,acuñamiento,correcciónde
rodaderas,preparaciónparasobrecarpeta,correccióndetexturaresbalosa.
c)Requerimiento deprolongarlavidaútil.
Cada una de las propiedades aquí mencionadas son de gran importancia ya
que cada una de ellas se complementan y conforman una serie de condiciones
importantes que favorecen la duración del pavimento tratado, cuando se logra todo
en conjunto resulta económico y esto a su vez redunda en que su mantenimiento
futuroseaalargoplazo.
26
11.3. EVALUACIÓNYSELECCIÓNDEMATERIALES.
Laevaluación de materiales esvital, yaque necesitamos obtener materialde
buena calidad;esto selogra analizando yensayando muestras de bancos, para ello
debemosconsiderarlosiguiente:
A)Evaluación deagregados propuestos.
Paralaevaluaciónesnecesarioconsiderarlosiguiente:
1. Registrodedurabilidadencampo.
2. Nivelderesistenciaalderrape,susceptibilidadalpulimiento.
3. Granulometría, %de vacíos, calidad de losfinos, equivalente de arena,forma de
partículas,microtextura.
4. Propiedades mecánicas, resistencia a la abrasión, prueba de Los Ángeles,
desgaste porfricciónalagitar,pruebadeabrasióndelarueda,dureza,resistencia
alrompimiento,congelaciónydeshielo.
5. Propiedades químicas, insolubilidad en ácidos, resistencia al sulfato de sodio,
solubilidadenagua.
6. Mineralogía,petrología,geología.
7. Economía,localización,abundancia,costodetransporte.
B)Seleccióndeagregadosygranulometría paraalcanzar objetivos.
La selección del tipo de agregado y granulometría se derivan del tipo de
morteroporutilizar.
C)Evaluación delaemulsión propuesta.
La evaluación de una emulsión esta sujeta a los registros de duración en.
campoyalascaracterísticastalescomo:
1. Registrodeduraciónencampo.
2. Tiposdeasfalto,oxidación,dureza.
3. Partículadelaemulsión,tamaño(pasalamallaNo.20),estabilidad,sensibilidad.
4. Penetración,temperatura,viscosidad.
5. Clima(nublado,seco,soleado,viento,nieve,sal).
6. Fraguadorápidoolento.
7. Compatibilidad, adhesión, características del agregado y acción acelerante o
retardante.
27
8. Economía,localización,abundancia,costoflete.
D)Seleccióndelaemulsión paralograr objetivos.
Esta selección esta sujeta totalmente a las condiciones climatológicas del
lugar.
28
11.4 DISEÑODEMEZCLASDEMORTEROSASFÁLTICOS.
Eldiseño de mezclas de los morteros asfálticos consiste, igual que entodas
las mezclas, en la determinación de una fórmula de trabajo que establezca las
proporciones adecuadas de agregado, filler, producto asfáltico y eventualmente
aditivos. Esta fórmula debe asegurar un buen comportamiento en obra respecto a
estabilidad,texturaydurabilidad. Enelcasodelos morteros asfálticos, no bastacon
determinar dicha fórmula, sino que es necesario, además lo mismo que sucede con
otrasmezclasdensasenfrío,indicarlacantidaddeaguaidóneaquefacilite lapuesta
enobrayproporcione la consistenciaadecuadaparaunabuenatrabajabilidad.
Admitiendo que la proporción deaguacontribuye a la buena consistencia del
mortero asfáltico que setrate. Enlos morteros de rompimiento lento y muy lento, la
proporción de agua suele ser mucho más importante que en los morteros de
rompimiento rápido,desdeelpuntodevistaderesistencia final del morteroasfáltico.
En efecto, un mortero de rompimiento lento adquiere suconsistencia después de la
evaporación dela mayor partedelagua quecontiene. Unexceso deagua puedeno
sóloretrasarlaruptura,sinotambiéncontribuiraposiblessegregaciones delamezcla
fluyendo partedelaemulsiónhaciapuntosbajosohaciazonas inferiores delacapa.
Además,lapermeabilidad inicialdelmorteroantesdelaapertura altráficoydespués
delaruptura,depende,engranparte,deloshuecosquecontieneelmortero,yestos
huecos están íntimamente relacionados con la cantidad de fluidos que inicialmente
teníaelmortero.
Porestarazón,conlosmorteros aniónicosclásicosyloscatiónicos lentos,las
administraciones americanas han puesto a prueba un conjunto de ensayos para
controlardemaneraestricta,quenoexistaunexcesodefluidosperjudicial. Elempleo
demorterosasfálticos muyrápidosyenespecial,elempleodemorterosconaditivos,
tieneuncarácter notablemente distinto. Enefecto,enpocosminutos seprocedeuna
separacióndefases,fluyendoelagualimpiaymanteniéndose porlotantoelmortero
enunascondicionesrelativamenteindependientesdelacantidadinicialdefluidos.En
estetipode morteros puede serconveniente emplear unexceso de humedadinicial,
siempreycuandoestonoproduzcasegregaciones importantesenlapuesta enobra,
ya que en este exceso facilita la correcta humedad de los agregados y aumenta
ligeramente el tiempo de ruptura, que siempre es muy crítico en estos morteros y
especialmente en tiempo caluroso. Por ello, antes de adoptar unas determinadas
29
exigencias de laboratorio que definan la consistencia adecuada del mortero y el
contenido inicial de fluidos, es preciso analizar de que tipo de morteros se trata y
cuáles son sus mecanismos derotura. Hayque hacer constar que la mayor partede
los ensayos de consistencia tienen suorigen en los EE.UU.donde se han utilizado,
enescasísimas ocasiones,asfaltosfabricados conaditivosreguladores derupturaen
elagregado.
La segunda consideración importante a tener encuenta es la derivada del
escasísimo espesor de capa que un mortero asfáltico proporciona. Por lo tanto, las
condicionessuperficialesdelpavimentoantiguotienenunagranimportancia alahora
defijar lafórmula detrabajo. Unexcesodeasfaltoenelpavimento antiguo,o,porel
contrarío,unapermeabilidadexcesiva,puedeninfluirdemaneramuyimportanteenel
resultado final del mortero y deben condicionar la formula de trabajo modificando
substancialmente el contenido de asfalto del mismo. Consideraciones análogas se
puedenhacersobrelatemperaturaygradodehumedaddelasuperficieatratar, que
pueden determinar una ruptura prematura, con los peligros que ello encierra parael
mortero.
Portodoloanterior,esnecesario,alestudiarunaobraconmorterosasfálticos,
establecer un cuadro de condiciones de trabajo en el que se reflejan factores tales
comolossiguientes:
a) Factores relativos a la superficie primitiva: Regularidad superficial,
permeabilidad,texturaycontenidodecementoasfáltico.
b) Climatología: Época del año, temperatura del pavimento, riesgo de
precipitaciones.
c) Selección de materiales y fórmulas de trabajo: Como se ha indicado, las
características delosagregados ydelasfalto están intimamente relacionadas con
la forma de trabajo. Con los agregados deben estudiarse las características
siguientes:Acidez, adsorción,equivalente de arena,dureza, granulometría, tipoy
características de un posible filler de aportación. De la emulsión es preciso
conocer claramente su tipo, tiempo de ruptura, contenido de asfalto residual y
penetracióndelmismo.
Puesto que en todos los países se suele tender a un número limitado de
agregado, sobre todo en obras de cierta responsabilidad, estos materiales deben
estarcada vez mejor normalizadosyconocidos,porloquelaexperiencia acumulada
30
en morteros asfálticos anteriores será de unaenorme importancia en los países con
unaciertatradiciónenestetipodetrabajos.
Unaprimeraaproximaciónalacantidadnecesariadeasfaltopuedeestablecer
sencillamente partiendo de la granulometria del agregado, o bien con un ensayo de
superficieespecíficay,enparticular,conelmétododelC.K.E.(NLT-169/72).
En algunos casos, la consistencia del mortero tiene una cierta importancia
desde el punto de vista de puesta en obra y de calidad final. Entre los métodos
ideales para su determinación, figuran el del embudo, ISSA y el del plano inclinado
Young. Sin embargo, el más empleado es el puesto por el departamento de
transportes de Kansas, denominado "cono de consistencia". Se trata de un cono
metálico, de 1.5" de diámetro superior, 3.9" de diámetro inferior y2.9" de altura. La
escala de fluencia está constituida por siete círculos concéntricos dibujados en un
papel, de los que el más pequeño tiene el diámetro del cono, incrementándose el
radio de los restantes en 1cm,sucesivamente. Tras centrar el cono, se llena con la
mezclaqueseestáestudiandolasuperficiecuandomásfluidasea.Seconsideraque
el porcentaje óptimo deagua esaquél mediante elcualseconsigue unafluencia de
morteroentre2.0y3.0cm.
31
11.5 ESTIMACIÓNDELCONTENIDOÓPTIMODEASFALTO(COA).
Elcontenido óptimo deasfalto seobtiene deunaseriedeensayos loscuales
arrojenresultados que satisfaganlasexigencias requeridas. Paradeterminar elCOA
serequierenrealizarlassiguientespruebas:
a) Equivalentedearenadelagregado
b) Pesoespecíficodelagregado
c) Granulometría
d) Equivalentedekeroseno(pruebacentrífuga)
e) Cálculodeláreatotaldelagregado
f) Porcentajesderesiduoasfálticoenlaemulsión
g) Cálculoteórico del COA por el método, cubriendo el área del material (área/3cm
delmaterial),conunacapade8mierasyreportede:
1. %deasfaltoenpesodelagregadoseco.
2. %deemulsiónenpesodelagregadosegún%deresiduoasfálticoenlaemulsión
3. %deasfaltodeltotaldesólidossecos.
A.Determinación delsistemadecompatibilidad:
a)CálculodefillerVaditivo requerido
1.- Probar 100grsdeagregadoconel100%deCOAparadeterminarel
óptimodehumedad,requerimientodefillerytiempodecurado.
b)Pruebadeconsistenciadelconoparaobtenerconsistenciade2.5cm(ISSA
TB106).
1.- Determinarelóptimodeaguapara3minutosdecontenidodeemulsión
conconsistenciade2.5cm;Ejemplo:100%,85%70% COA.
2.-Ajustarcontenidodeemulsión,aguayfillerparadiferentestiemposde
fraguadosegúncondicionesdetránsito.
3.-Construirgráficasconsistencia-aguaenrangosde2-3,4-5cms;con
tresdiferentesCOA,secarlaspastillasalaireyguardarías.
* Filler=calhidratadaocementoportland.
c)Pruebasdecompatibilidad.
1.- Examinarunaseccióndecortetransversalenunapastillayverla
pérdida delagregadoolloramientodeasfalto.
32
2.-Siseobservafaltadeuniformidad,seprocederáarealizar lapruebade
compatibilidaddecapa.
Mezclar 100grs decadaformulaciónenunvasodeplástico,dejándola
en el vaso por 12 hrs;separándola en2 mitades (al centro de la altura)hasta secar,
posteriormente se extrae el asfalto por destilación. Una variación de 10 a 15 %de
residuoentrelapartesuperioreinferiorindicaincompatibilidadenelsistema.
3.- Pruebadedestilación húmeda: 10grsdemorterocurado en400mide
agua hirviendo por3minutos.Colocarla sobre unaservilleta de papel absorbente.Si
quedapocoasfaltoindica:
• Faltadeadherencia
• Películadeasfaltopobre
• Malaformulacióndeemulsión
• Reemulsificaciónofalsomortero
B.Tráfico/tiempodecurado porelcohesiómetro paramortero:
a)Mezclarydeterminartiempodefraguado(ISSTA-TB102)atemperatura
ambiente.
b)Determinartiempodefraguadoparapasartráficomediantecohesiómetro
paramortero(ASTMD-04-24)atemperaturadetrabajo,ejemplo 15°C,27°Cy
38°C.
C.Pruebasfísicasenmorteros asfálticos:
a) Pruebahúmedadeabrasión(WTAT),medidaderesistenciaalabrasión
mecánica,desprendimiento,adhesióndelaglomeranteinterno.
b)Pruebadelaruedadecarga(LWT),simulacióndetráfico,medidodela
erosiónodesgastebajocargasdetráficopesado.
33
11.6 MANTENIMIENTODEAPLICACIONES.
Cuandounpavimentoseencuentraenbuenascondicionestanto estructurales
como superficiales permite
a los Ingenieros Diseñadores y Contratistas
predeterminar la necesidad y la cantidad requerida de mortero asfáltico en una
superficiedada,estoreduceloscostospormantenimiento.
El mortero asfáltico es una mezcla fluida, homogénea de emulsión asfáltica,
agua, filler mineral y agregado fino bien graduado que se aplica al pavimento,
medianteunarastraacopladaaunamáquinamezcladora.
Lacaracterística particular del mortero yelasfalto es su inherente capacidad
de depositarse en una capa delgada sobre una superficie variable de acuerdo a las
demandas de la superficie. Una superficie tersa recibirá una capa muy delgada en
tanto que una superficie desgranada y agrietada, recibirá de una sola pasada, una
capamúltiplequerellenarátodaslascavidades.
La cantidad y formas de aplicación dependen de muchas variables. Éxitos
innumerables en las aplicaciones de morteros asfálticos se hantenido en elcampo,
mediante experimentación yobservacióndelcontratista ylatolerancia delcliente.Ya
que estas observaciones hanoriginado una amplia gama devariantes, es necesario
entender y cuantificar todos losfactores envueltos y poder así llegar a conclusiones
tangibles.
Ya que la maquinaria mezcladora y tendedora deposita la capa de mortero
asfálticoquelasuperficierequiere,esnecesarioconocerlademandareal.
El punto más importante, esque los espesores tendidos varían dependiendo
de muchos factores. Se puede variar desde una capa sencilla uniforme hasta una
capamúltipleogruesa.
Se debe considerar para el diseño las condiciones del pavimento, vacíos,
contenido de asfalto, textura, durabilidad y apariencia durante la construcción y el
mantenimiento.
Una vez que el pavimento vuelve a dañarse será necesario considerar
nuevamente el tipo de mantenimiento y su aplicación, es necesario que el
mantenimiento se realice periódicamente para evitar grandes gastos en
mantenimiento, esrecomendablerealizarinspecciones porlomenosaliniciodecada
época delañoyaque es importante recordar quelascondiciones climatológicas son
determinantes eneldeteriorodelospavimentos.
34
11.7 LARASTRA.
La rastra es el principal mecanismo que es capaz de dosificar la salida del
morteroasfálticosegúnserequiera.
La caja tendedora o rastra tiene por objeto que el mortero no se extienda a
donde no es necesario, a la vez que lo deposita a un ancho yespesor determinado
sobreelpavimentoexistenteyledaacabadosuperficial.
Estarastraconstadecuatrocompartimientos rectangulares. Estáarticuladaal
centrodelosparesdecajonesysepuedeextenderaanchosde2.4a4.0mts.
Las paredes de los compartimientos, delantero, medio, trasero y laterales
llevan unas cajas de neopreno remplazables, el objeto de la delantera y de las
laterales es retener el mortero dentro de la rastra, la cruz central ayuda a la
distribución lateral, permitiendo que una parte pase al comportamiento posterior. La
caja trasera es el elemento nivelador, su posición escontrolada para dar el espesor
requerido.
A pesar de que este neopreno no es atacado por hidrocarburos, el faldón
trasero se desgasta con el uso. Cuando esto sucede deberá cambiarse o bien
voltearsedecabezayusarsemientrastengatodasulongitud.
Los modelos más comunes de rastra vienen con gusanos distribuidores
hidráulicos. Como equipo opcional viene un segundo y paralelo juego de gusanos
quesemueven mecánicamenteconectadosalosprimeros. Estosgusanos extienden
elmorteroatodololargosinimportarelbombeoolapendientedelcamino.
La rastra debe ser limpiada totalmente y remplazar el neopreno gastado
cuidandojuntasyorillasparaevitarmarcasenelacabado.
Debido a que la tecnología es constantemente acelerante y cambiante no
dudamos de que estén por salir nuevos equipos al mercado, que cuenten con un
sistemasimilaraldelarastra,porelloesprecisomencionarqueelequipoqueexiste
actualmente proporciona excelentes resultados cuando se utiliza adecuadamente,
esto depende directamente de la experiencia y capacidad del operador, pero algo
que también es determinante es que la maquinaria utilizada se encuentre en las
mejores condiciones yque cuente con mantenimiento continuo por personal experto
eneltipodemaquinariaquesetrabaje.
35
CAPITULO III
PROCESO CONSTRUCTIVO
36
III.PROCESOCONSTRUCTIVO.
Hay varios factores importantes que deben considerarse en la aplicación de
unmortero asfáltico. Elprimeroeslanaturalezaycondición del pavimento existente,
lasegundaeseltipoyvolumendeltráficoylatercera,lascondiciones delclimaenla
zona. Elárea a pavimentar, es unfactor que influye en la selección de unmortero
asfáltico, por eso es necesario que una persona experimentada sea quien lleve
acabodichaselección.
La vida del mortero dependerá de estos factores, pero aún después de que
éste sello haya sido compactado, las grietas del pavimento original permanecerán
selladas.
Encambioelcostodependedemuchosfactores,eltamañodelárea,costode
agregados y emulsión con cargos por transportes, espesor, porcentaje de emulsión
utilizada,ademásdegastosespecíficoslocales.
La velocidad de operación normal de una máquina tendedora es de 18 a 55
m/min.Conelcrecientemercadoyeldesarrollotécnicohansurgidonuevasymejores
máquinas tendedoras, esto a su vez eleva el valor potencial de los morteros
apropiadosenespesoresparatráficopesado.
Originalmente elmorterofuevistocomounselladoryrellenador degrietas;se
reconoció que puede ser usado en capas de base y superficies de rodamiento,
ademásdesutrabajodesellado.
Los diferentes procesos constructivos son consecuencia de las constantes
inquietudes, que losingenieros, noconformesconlosresultadosobtenidos tratande
mejorar sus propias técnicas de aplicación, por ello es importante mencionar que la
efectividad de cualquier proceso constructivo en la aplicación de los morteros
asfálticos,dependedelasexperienciaslogradasatravésdelosdiversostrabajosque
realicen conlosdiversostiposdeasfaltos,quesefabrican los mismos, no solo enel
país sino también en el extranjero, ya que de manera directa o indirecta recibimos
grandes influenciasenlaaplicacióndeasfaltos.
Talvez dentro dealgúntiempo los procesos constructivos de hoy cambieny,
sevuelvanobsoletos ante las nuevas influencias delas nuevas generaciones, porlo
que no debemos cerrarnos a aplicar los procesos al pie de la letra a menos que
contemos con la suficiente experiencia y confiabilidad de nuestro proceso
constructivo.
37
111.1 APLICACIONES.
Los morteros asfálticos presentan muchas ventajas en casi todas las
aplicaciones en que se requiere acabado terso, de buena apariencia sin incluir un
peso o espesor grande, resistente al desgaste, antiderrapante e impermeable y
completamente libredematerialsuelto.Hantenidomuchoéxitoenaplicacionessobre
calles,caminosvecinales,carreteras principales,acotamientos,cubiertasdepuentes,
pistasdeprueba paraautomóviles yllantas,caminos privados yentradasacocheras
ygranincrementodesuusoenautopistas.
Carreteras, calles y caminos vecinales.- elgranpotencial del mercado para
el mortero asfáltico, se debe al elevado número de carreteras y calles de ligero y
mediano tráfico. Entales casosel mortero puede proveer de pavimento como talen
forma práctica y económica, o bien, una nueva superficie de rodamiento en
pavimentos desgastados pero aún sanos. En el caso de calles la experiencia ha
demostrado queelmortero,dentrodeunprograma bienplaneadodemantenimiento,
puede prolongar la vida del pavimento indefinidamente, sin ahogar registros y
coladerosdealcantarillado.
Carreteras principales y acotamientos.- el mortero asfáltico ha tenido gran
ventaja no solo en las carreteras principales, sinotambién en los acotamientos, que
además de sellarlos y protegerlos, les proporciona color contrastante y estructura
superficial.
Cubierta de puentes.-enestecaso,elmorteroasfáltico además de proteger,
sellar y dar superficie tersa y anti-derrapante, por su espesor, incrementa en forma
pequeñalacargadelpuente.
Autopistas.-enestecaso,lamayorventaja delmorteroasfáltico eselqueno
deja material suelto que causegrandes dañosa los motores de los aviones, cuando
essuccionadoporlasturbinas.
Estacionamientos.- el uso del mortero en patios de estacionamientos se ha
incrementado ampliamente. En este caso se debe dar particular importancia a la
compactación del mortero,ya que eltráfico le dará solamente en una zona limitada
del patio y segundo, porque el giro de las llantas delanteras al momento de
estacionar elvehículo causa grandañoalpavimento. Lasestadísticas muestranque
los propietarios de los estacionamientos, están prefiriendo el mortero asfáltico,
graciasasubajocostoenelmantenimientodelospatios.
38
Pistas de prueba.- las pistas de prueba para automóviles recubiertas con
mortero asfáltico, proporcionan mayor resistencia al patinaje, bajo condiciones más
severas que las normales que puede encontrar el conductor ordinario. Estas pistas
fabricadas a base de mortero con agregados de escoria de fundición, han dado
magníficosresultadosenclimasmuyfríosyendesérticos.
Otros usos del mortero son.- helipuertos, andadores en parques, represas,
lagosartificiales,tanquesdealmacenamientoydiques.
Una de las características más importantes del mortero asfáltico, es la
facilidaddesuaplicación.
El primer paso en la operación de un mortero asfáltico es preparar la
superficie antigua para su aplicación. Los métodos de limpieza varían desde el
barrido, sopleteado con aire y hasta el lavado con tanques regadores. El objeto es
preparar una superficie limpia para la colocación del nuevo mortero. Después de la
limpieza, la superficie está lista para una aplicación de mortero asfáltico. Una
máquina montada en camión se usa para extender el mortero. Esta máquina está
equipada para transportar al lugar de la obra todos los materiales necesarios para
construir una superficie antiderrapante con mortero; mezcla a los diferentes
componentes convenientemente dosificados enunamezcladoraespecial;ydescarga
el mortero así elaborado dentro de una caja esparciadora, que aplica el mortero al
pavimento a medida que esta es arrastrada detrás de la máquina. Una barra
regadora colocada inmediatamente enfrente de la caja esparcidora atomiza yforma
una ligera nubedeagua parareducirlatensión superficialenelpavimento y permite
que el mortero seadhiera másrápidamente alpavimento. El mortero es aplicado en
condiciones atmosféricas normales. Elúnico requisito concerniente a la temperatura
ambiente, en el momento de su aplicación, es que ésta debe ser de 35°F o mayor.
Debido a que el proceso depende en gran medida de la evaporación del agua del
mortero, noesaconsejable tender mortero asfáltico endías nublados conaltogrado
dehumedad.
Elmortero asfáltico puedeaplicarseapavimentos asfálticos, a pavimentos de
concretohidráulico,yapavimentosdeladrillo.Elpavimentodeconcretohidráulicoes
el más difícil de sellar con mortero, debido a la adherencia, sin embargo no es un
problema serio. Si la adherencia del mortero al pavimento hidráulico llega a ser un
problema,unriegodeligaloresuelvetodo.
39
Una calle terminada con sello de mortero asfáltico es de superficie densa,
negra y antiderrapante, que proporciona excelente contraste para la pintura de las
rayas de demarcación y puede pintarse tan pronto como quede lista para eltráfico.
También noes necesario compactaría. Eltrabajo decompactacion se deja para que
lorealiceeltráficoqueutilizalacalle.
Elselloconmortero hasidoclasificado comounmaterialmuybarato.Toda la
informacióndemuestraqueelselloconmorteroesunprocedimientodebajocosto.
40
111.2 TIPOSRECONOCIDOSDEMORTEROASFÁLTICO.
Los tipos reconocidos o probablemente aceptados de mortero asfáltico se
describen,porsugranulometría,enlasiguientetabla.
Malla
Tipo I
TipoII
TipoIII
TipoIV.
1/2
100
100
100
100
3/8
100
100
100
85-100
No. 4
100
85-100
70-90
60-87
8
100
65-90
45-70
40-60
16
65-90
45-70
28-50
28-45
30
40-60
30-50
19-34
19-34
50
25-42
18-30
15-25
14-25
100
15-30
10-21
7-18
8-17
200
10-20
5-15
5-15
4-8
Residuo asf. %
10-16
7.5-13.5
6.5-12
5.5-7.5
2.2-5.4
5.4-8.1
8.1-13.6
16-25
mm
3.2
6.4-8
9.5-11
13
pulg.
1/8"
1/4-5/16"
3/8"-7/16"
1/2"
Agregado seco
Kg/m2
Máximo espesor
TIPO I (Superficie Fina): Como el agregado es muy fino, tiene gran
capacidad de penetración en grietas, haciéndolo rico en asfalto, se aumenta su
capacidaddeexpansiónycontracciónasícomodeadherencia. Losmorterosríeosen
asfalto se usan como capa de impregnación sobre bases granuladas en proyectos
habitacionales. Esto protege y penetra en la base durante la construcción y será
despuéscubierto porunacapademorteroadicional.
Estemortero puedeser usadocomosuperficie derodamiento siempre quese
aplique sobre bases relativamente sintexturaybiendrenados,yenáreas nosujetas
acambiosbruscosdetemperatura.
TIPO ll(General): Es el tipo más comúnmente usado. Contiene suficientes
finos para penetrar enlasgrietasysuficiente materialgrueso paraformar la capade
41
soporte directo, entre la base y el tráfico. A pesar de ser muy usado, no se
recomienda en una sola capa en caminos principales de zonas sujetas a variación
fuerte de temperatura. Este tipo general a dado un buen resultado y es más
económico que el concreto asfáltico, aplicado sobre bases asfálticas de mezcla
calientecongranulometriaabierta.
TIPOIII(Gruesos): Estemorteroserecomienda paracallesdetráfico pesado
y en zonas con cambios de temperatura bruscos. Se usa enriegosmúltiples sobre
basesgranulares yen pequeños andadores. Esparticularmente efectivo encaminos
concapassobrepuestasdemortero.
TIPO IV (Extra-grueso): Este tipo se usa en bases granulares, bases
estabilizadas opavimentos muydeteriorados queaúntengan basesana.Cuandose
aplique a bases, deberá darse antes un riego de impregnación para evitar
desprendimientosdelabasejuntoconpedazosdemortero.
Tipos Especiales: Algunos estudios han desarrollado el mortero coloreado:
Engeneral,estecontienecolorantesapropiadosyemulsionesplásticas,noasfálticas.
Estudios preliminares han demostrado que es factible sustituir cierto tipo de
escombroomaterialdedesechoportodoopartedelagregadoenlosmorteros.Entre
estosseusamaterialrecuperadodefundición,vidriotrituradoyllantamolida.
El hule de llantas de automóvil despedazadas, se incorpora fácilmente en la
emulsiónaumentando laresistencia,peroelfraguadodeestosmorterosesmuylento
porloqueselimitalaposibilidaddeaplicación.
Las emulsiones con latex(producto a base de hule natural usado para
aumentarlaelasticidad) puedensermezcladasconemulsiones asfálticasyusarseen
los morteros, aumentando las propiedades elásticas de estos en el pavimento
fraguado. Este tipo está siendo usado en cubiertas de puentes y en
impermeabilizaciones decasas.
42
111.3 CONTROLDETRÁFICOENELLUGARDETRABAJO.
La operación del mortero asfáltico incluye muy distintas faces. Estas son:
Control de tráfico, selección de personal, carga de máquina, arranque del trabajo,
juntas longitudinales ytransversales,acabadosamano,trabajodelimpieza,fraguado
delmorteroycompactación,siserequiere.
Aunque todos los habitantes gustan de buenas y cómodas calles, algunos
protestan por los inconvenientes durante la obra. La mayoría de los constructores
cierran el área al tráfico temporalmente, a peatones y animales domésticos que
puedendañarelmorteroaúnfresco.
El tiempo de fraguado varía dependiendo de muchos factores; pero
aumentará si el trabajo requiere de reparación para borrar huellas de pies o
automóvilesyestoasuvezaumentaráelcosto.
Nunca se sobreactuará al solicitar la cooperación de los vecinos. Deberán
colocarse señales adecuadas para desviación y avisos de duración y áreas de
trabajo. De ser posible, el trabajo se hará fuera de las horas de mayor tráfico, y en
zonas muy congestionadas como calles del centro de ciudades, podrá ejecutarse
trabajosdurantelanoche.
El contratista deberá colocar señalamientos para prever accidentes y para
protección de los trabajos en ejecución, tales como barreras, caballetes, conos de
plástico,señalesluminosasintermitentes,bandereros,etc.
Niños y animales son responsabilidad de padres y propietarios, pero es del
contratista el informar a estos debidamente del curso de los trabajos para que los
mantenganalejados.
En lo que respecta a grandes tramos de carretera que será rehabilitada con
morteroasfáltico se procede acolocartodos los señalamientos quesean necesarios
para que el automovilista se percate de los trabajos que se estén efectuando en el
tramo,cuandolostrabajosserealizandenochelasprecauciones adoptadas deberán
ser mejorefectuadas,yaquedenoserasí podríanocacionarse perdidas cuantiosas
nosolomaterialessinotambiénpersonalesquelamentaríamosmucho.
Por lo anterior es necesario que todos los señalamientos cumplan con las
normas de seguridad que marca la Secretaria de Comunicaciones y Transportes
vigentesyactualizadas.
43
111.4TENDIDODEMORTEROSASFÁLTICOS.
Eltendidodemorteroasfálticoserealizaconmaquinaríaaltamente sofisticada
para lograr una buena distribución del producto en la superficie de trabajo, esta
maquinaríaesconocidacomotendedora,lacualconstadeunatolvaydosdepósitos.
Granpartedeléxitodeunmorterosedebealosconocimientosyhabilidadde
lacuadrillaqueoperalamáquinatendedoracomounaplantamóvildemezclaenfrío.
Lacuadrillaconstadeunsobrestante,unoperadory unchoferdelamáquina.Todos
y cada uno deben saber elprograma a seguir en cada tramo. Encaso de nocontar
con un sobrestante, el operador estará al mando. Deberá ser trabajo de equipo, el
chofer debe conocer señales del operador para arrancar, acelerar, disminuir
velocidadoparar,giraraderechaoizquierda.Deestodependelacalidadenjuntasy
hombros.
El chofer debe conocer el trabajo, al grado que es conveniente que él y el
operadorpuedaniralternandopuestos.
El chofer debe comunicar cuando se acerca al final del tramo para cerrar la
alimentación a tiempo y no desperdiciar material, debe colocar rápidamente el
vehículo en posición para un nuevo riego, cuidando que la rastra quede en forma
correcta según la líneayatirada,ydebe controlar lavelocidad para que la rastra no
serecargueovacíe,esoconayudadesusespejos.
Por su parte, el operador debe cuidar de la colección de la rastra, y su labor
másimportante serácontrolar laalimentaciónysalidadelmezclador, estoes,tiempo
de mezclado y llenado de la rastra. Debe cuidar que el mortero sea estable, que la
emulsión no haya rotoaún,que sea la mezcla lo suficientemente fluida para quese
extienda fácilmente, pero no tanto que se separen los componentes y clasifique el
material,desuhabilidaddependelacalidaddelasjuntasybordos.
Los peones deben auxiliar al operador en el acabado y en el movimiento de
señales.
Tendido de la primera línea: El primer paso al arrancar, es ajustar la altura
de la rastra para dar el espesor debido, la mayor parte del tiempo, la máquina se
moverá endirección opuesta altráfico porloqueempezará desde laorilla izquierda.
La calibración de la máquina se hace previo al tendido, de acuerdo a los datos de
laboratorio. Una vez colocada la máquina, se humedece el área donde queda la
rastra con losrociadores demanoantes deempezaravaciar la mezcla. Eloperador
44
aplicaelclutchyabre laválvula deagua.Asíempieza laalimentación ymezclado,al
llegarelmaterialalabarradesalidaenaproximadamente 5cms,delfondo.
El mortero caerá a los gusanos distribuidores los que lo moverán a donde el
operador desee dentrodelapartetraseradela rastra,unavez llena esta,semueve
elcamión haciaadelante unpocopara poderllenar lapartedelantera dela rastra.Al
completarse el llenadoy habiendo abierto laválvula del aguaderocío para labarra,
seiniciaeltendido.
La velocidad de la máquina será tal que el nivel de mezcla en la rastra, sea
constante y una vez determinada se mantendrá así al menos que cambien las
condicionesdelterreno.
Lamáquinallevaensupartedelanteraunabarraguíacolocadaalmismonivel
quelarastraparaindicaralchoferdondequedaelbordeolajunta.
Esmuyimportantecontrolarlaconsistenciacorrecta,sino,deberáreducirsela
humedad.
Alacercarsealfinaldeltramo,elchofertocaelclaxonyreducelavelocidad,el
operador cierra lasalida delmezclador, desconectaelclutch,reduce lavelocidad del
mezclador, abre nuevamente la salida y vacía el mezclador completamente. La
tendencia general es a retrasar el cierre de alimentación. Sobrepasarse por 15
segundos puede requerir de 10o 15minutos, para que los peones puedan remover
elmorteroytenderloamano.
Al usar morteros de fraguado rápido, deberá tenerse especial cuidado en el
cierredealimentaciónpueslareduccióndevelocidadenelmezcladorpuedeacelerar
elfraguado.
Losmorterosdefraguadolentopodránquedarseenelmezclador hastaquela
máquinaquedecolocadanuevamente,perodeberádetenerseelmezclador. Sedebe
cerrarelaguadelabarrarodadora.
Esunaoperacióndedospasadas(dosalas),lasegundasetiraráendirección
opuesta a la primera. Si el ancho requerido es menor que el de dos pasadas de
máquina, el recorte se hará en la segunda. Eloperador debe checar los niveles de
materialalfinaldecadapasada.
Trabajo a mano: Unbuenacabado amano puedeelevar considerablemente
la calidad de trabajo y uno bien hecho puede superar el que deja la máquina. En
áreas como patios de estacionamiento que requieren gran trabajo manual, se
45
demuestra lo dicho. El rasquetero (jalador) deberá mover la mezcla a lugares ya
húmedos,donde la máquina no logratender, o bienprevio al paso deesta enforma
debacheoonivelación.
Lamezclaparaserdistribuidaamanosedistribuyeconpalasojalada conlas
rasquetas,yelacabadosuperficialsedapuliendolasuperficieconlamismaoconun
cepilloderaíz.
Juntas longitudinales: Estas juntas son más críticas que las transversales
por la apariencia y longitud. No deberá hacerse cuando la primera franja este aún
fresca ni completamente fraguada, el término medio de fraguado es ideal para la
junta, laque deberá rociarse con agua antesde laaplicación yemparejarse amano
después.
Juntas transversales: Es necesario que estas juntas estén correctamente
hechas para poder sellar completamente ydar buena apariencia. Al acabarse algún
material, generalmente el primero es el agregado, el operador deberá parar los
restantes yvaciar el mezclador, continuado elavance de la máquina hasta vaciar la
rastra. Al volver a empezar la máquina como lo estaba antes y seguir los mismos
pasosdearranqueyserequerirádarunacabadoamano.
46
111.5 COMPACTACION.
Esimportante considerar quetodos los productos asfálticos y en general sus
mezclas contienen una cantidad importante de vacíos o huecos que ocasionan
inestabilibad para los fines que se persiguen, estos vacíos son provocados al
momento de fraguar la mezcla, por lo que es importante eliminarlos para lograr una
mejorconsistenciaymejorarsuspropiedadesfísicas.
El asfalto tiene aún más propiedades de líquido que de sólido, por lo que
podrásubirala superficie conalguna presión(asfaltotierno), poresto,tienetambién
mayor facilidad de cerrar los poros, y esto se logra mediante la aplicación de esa
presión en forma controlada usando rodillo neumático que no daña la delgada capa
demortero.
Esta compactación deberá ser muyefectiva yaque de lo contrarío dañaría la
estructuradelamezcla.
Los morteros pierden unacantidad de agua muy importante al ser expulsada
por la presión mecánica ejercida porelcompactador, esto a suvez ocasiona que al
tiempodelfraguadodelamezclaresulteunasuperficieporosa.
Las constantes investigaciones en esta etapa de los morteros asfálticos
relativa a la compactación delos mismos,nos hallevado aconclusiones sustantivas
en las cuales se ha afirmado que los compactadores neumáticos cumplen con las
características esencialesquerequiereparalacompactación delosmorteros,yaque
estossonlosmasligerosynodañanlaestructurafinalalrealizarselaoperación.
A lo largo y ancho de nuestro país la compactación se realiza con
compactadores neumáticos, aunque existen diferentes marcas y capacidades, se
realiza el proceso para el cual son asignados, debido a las características de cada
compactador y a la experiencia que se tenga en el uso y manejo de cada uno de
ellos, permitiránqueeltrabajofinalseadeexcelentecalidadyesto asuvezpermita
quelacompactación serealiceenelmenortiempoposibleabatiendo asíloscostosy
lostiemposdecompactado.
Enlamayoríadelasocasiones laseleccióndeltipo decompactador a utilizar
depende deltipoycaracterísticas delamezclaporcompactar, yaquecomo sesabe
existendiferentestiposdemezclas,diferenciadas unasdeotrasporeltamañodelas
partículasempleadasenalgúntrabajoespecifico.
47
111.6 PROBLEMASESPECIALES.
Se plantean brevemente algunos de los principales problemas que más
atañenalosmorterosasfálticos,como son:
Limitación de clima: Cualquier emulsión se arruina si su agua se llega a
congelar.
Nodeberátendersemezclaalgunacuando:
a) Existaproblemadecongelamientoantesdeobtenerelfraguado.
b) Latemperatura seade 13°C,omenorycontinúa bajando, perosisepodrátender
siestáa7°C,ómásycontinuasubiendo.
c) Despuésdelluviacuandoaúnhaycharcosenlasuperficie.
Los morteros que fraguan por evaporación, no deberán tenderse si hay
humedad excesiva o si amenaza lluvia. Los morteros que fraguan por expulsión de
aguasisepuedenenamboscasos.
Si elclima es muycalienteyseco,se puedeformar una costra fraguada que
impedirá la salida de agua de la capa inferior, a esto se le llama mezcla tierna. Se
puede solucionar mediante poreo de arena fina y seca o por compactación con
compactadores neumáticossobrecargados.
Control del contenido de agua: Como se dijo anteriormente las mezclas
toleran un rango muygrande dehumedad,pero serecomienda que seoperen enla
mediaóptima(9%enunrangode6%a11%).
Los operadores tienen la tendencia a excederse en agua para facilitar el
tendido y mejorar el acabado aún cuando deterioren la mezcla, pero el uso de
gusanos distribuidores para un mortero con contenido de agua correcto elimina el
problemadeextendidoenlarastra.
Si la rastra se levanta y deja abultamientos, la mezcla habrá empezado a
endurecerse.
Debe enfatizarse en que el exceso de agua baja la estabilidad del mortero
fraguado. El asfalto flota quedando en exceso en la superficie y muy pobre en la
parteinferiorysobretodo,sinligaalacarpetaexistente.
Rompimiento previo de la emulsión: Esto solo se aplica a morteros con
emulsión rápida. Como estas rompen solo minutos después del contacto con el
agregado, debe considerarse que tan grande es este lapso y como aumentarlo en
climascalientesmedianteaditivos.
48
Si el rompimiento sucede al momento del mezclado, es muy fácil descubrirlo
porque el mezclado será muy difícil y mucho del agregado queda sin cubrir. Con
algunos materiales,seformará unmorteroalmomento,peroromperá antesdepoder
sertendido.Sielmezcladocontinúa,laspartículasrecubiertas deasfaltoyafraguado
quedaránensuspensiónenagua.
En muy difícil de descubrir este fenómeno, pues la apariencia general de la
mezcla es normalyuniforme. Las únicas demostraciones de esta falla son uncierto
color metálico y formación de burbujas y la única precaución para evitar esto es
muestrearconstantementeyanalizarenlaboratorio.
La razón de no usar estos morteros es que las partículas de agregado
pequeño tendrán exceso de asfalto, las grandes quedarán en forma pobre y no
existiráasfalto libreparahacerlaligaalpavimentoexistente.
Sin embargo se podrán utilizar si el clima o en especial la base esta muy
caliente ya que la temperatura re-licuará el asfalto permitiéndole que recupere gran
parte de sucapacidadde mezclado.O bien, pasar uncompactador neumático enel
morterotierno,lo que aumentará lafluidez delasfaltoylodistribuirá ventajosamente
alavezquecierralaporosidad.
La combinación de alta temperatura y uso del neumático será lo más
conveniente.
Aunqueel rompimiento delamezcladepende delavelocidad de laemulsión,
unavezfraguado elmorteroestefactorquedaolvidadoynotendrá ningúnefectoen
el comportamiento de la nueva carpeta. Sin embargo, se ha observado que se
comportará mejorydurarámásunmorteroquerompiódespuésdetendido.
Exceso de mezclado: Uno de los principales objetivos de la máquina
mezcladorademorteroasfálticoeslaadecuadaproporcióndemezcladoytendidoen
elmismotiempo.Laúnicaposiblemaneradepermitirunexcesodemezclado,esque
eloperador pareelmezclador estando aún lleno,dando lugar a que penetre aire en
la revoltura, ocasionando el principio de rompimiento cambiando el color de la
mezcla.
En caso de trabajar con emulsión rápida, el mortero podría romper y
solidificarsedentrodelamáquina.
Sobretamañosdegrumosenelagregado:Apesardelcuidadoalcribaryal
formar el almacén,puede llegar alamáquina alguna grava gruesa que dañe alguna
49
Ú
l K U í íí J
t . >- o
parte mecánica o bien, si logra pasar, quedará retenida en la caja niveladora de la
rastra,provocandounamarcaocanalenelacabado.
Algunos materialessepeganyformangrumosporlahumedadyalsecarsese
encenderán paradesintegrarlos, aunqueesmuydifícil. Esto sucede comúnmente en
materiales con bajo equivalente dearena, esdecir, con mucha arcilla o limos. Estos
grumos pueden pasar a la rastra haciendo lo mismo que una piedra o bien,
desintegrarse en el mezclador pero quedando parte sin cubrir, apareciendo como
lunaresclarosenlasuperficie.
Dependiendo de la consistencia del mortero se podrán hacer desaparecer
esos lunares con las rasquetas. Si la consistencia es óptima, será prácticamente
imposible,noasísiestaesmuyhúmeda.
Los sobre tamaños ygrumos se pueden evitar cribando el agregado antes o
después del mezclador, pero esto creará nuevos problemas, por lo que se
recomiendacribarantesdealimentarlamáquina.
Bombeo del camino y curvas peraltadas: Si no existieran en la rastra los
gusanos espaciadores, la mezcla seacomodaría por gravedad e iría contra la parte
trasera de la rastra. Gracias a uno o dos pares de gusanos que el operador puede
activarseparadamenteyenambossentidos,lamezclapuedeserelevadaalacorona
delcaminooalapartealtadeunperalte.
Pendientes altas: En una pendiente pronunciada, el mortero tenderá a
escurrir, por lo que si se trabaja en subida, se recomienda fabricar el mortero más
fluido. Esto contrarresta la presión que ejercería en la caja trasera y quedaría un
mayorespesor. Encasodetrabajarcuestaabajo sedeberá hacermortero másseco
paraquenoescurraporlacejadelantera.
Comosetrabajaabajavelocidad,ensubidasufreconsiderablemente elmotor
delcamiónyenbajadalosfrenos,porloqueserecomiendaelsegundocaso.
Guarniciones ycunetas: Larastratraeunaspequeñas aberturas a loslados
delapartetrasera paradarsalidaamaterialextraparajuntasochaflanes, peroeste
noessuficiente paraunacuneta,paradarsalidaamásmaterial,secolocará larastra
con un cierto ángulo, tensando más la cadena izquierda (lado del operador y del
chofer) para que la esquina trasera salga a la cuneta y con ayuda del gusano, se
llevará lamezclaaesaesquina,dedondecaeráporgravedadalacuneta yluegose
extenderáamano.
50
Pozos de visita y alcantarillas: En muchos casos, se suben los registros
antesdeltendido,obien,selesaplicaaceitegruesoograsaparaevitaradherenciay
el mismo tráfico romperá el mortero arrojándolo al drenaje. También podrá ser
removido antes de que fragüe totalmente o mediante una colocación previa de
cubiertasdeplásticoocartón.
Retornos en cerradas: En calles que terminan en una pequeña pera o
rotanda para el tráfico ó en calles que tienen una saliente para autobuses,
ampliaciones exagerada en curva, se presenta el problema de meter la máquina.
Estadificultadestáenfuncióndelradiodegirodel camión.
Siempre se hará primero, de ser posible, curvas completas y después los
mediospasos.
Medios pasos: Cuando no es posible tender todo lo ancho de la rastra, se
usarásololamitaddeésta.Eloperadorsolotendráquedirigirlasalidaalamitadque
seusará.
Se recomienda que sea la izquierda para que el chofer pueda ir viendo los
nivelesycontrolandolavelocidaddelcamión.
Unmedio paso nuncadeberá ser laúltima pasada,ya que la caja intermedia
nopuedecerrarcompletamentelasalidaylamezclaseextenderáporesaabertura.
51
CAPITULOIV
PRUEBAS DE LABORATORIO
PARA MORTEROSASFÁLTICOS
52
IV.PRUEBASDELABORATORIOPARAMORTEROSASFÁLTICOS.
Las diversas pruebas aplicables a morteros asfálticos están sujetas a la
normatividadexistenteyasolicituddelaautoridadencuestióndemorterosasfálticos.
Sabemos de la importancia que tiene tanto para el productor como para las
autoridades que los productos asfálticos cumplan con las normas establecidas en
materiadeproductosasfálticos.
Independientemente de todas las pruebas aplicables a morteros asfálticos
haremos mención de algunas pruebas, que a nuestrojuicio determinamos como las
másimportantes,estosedebealacantidaddeocasionesquelashemosempleado,
acontinuaciónsemencionan:
La prueba de abrasión de pista húmeda.- es básicamente una prueba de
resistencia de morteros, fraguados bajo cuidadoso control y especificaciones de
laboratorio. Bajo tales condiciones, resultará no satisfactoria cualquier formulación
quepierda8gr/dm2.ómásenpruebasde5minutos.
Otra prueba consiste en agitar vigorosamente una pastilla encerrada en un
comportamiento con agua, balines de acero y arena silica, los desgaste aceptables
observados sonmenoresde0.32gr/dm2.
Debido a la simplicidad de las pruebas ya mencionadas existe un alto índice
de confiabilidad para determinar su resultado final, es necesario considerar que la
confiabilidad de los resultados obtenidos dependerá de el equipo que se este
empleando para el desarrollo de cada una de la pruebas efectuadas, en la mezcla
quehasidodiseñadaparacumplirconlasnormasestablecidas.
Cuandoseejecutenotrotipodepruebasaplicablesamorterosasfálticos,será
necesario queelpersonalencargadoderealizarlastenga laexperiencia suficienteen
el ramo y no solo eso, además deberá contar con equipos sofisticados y altamente
confiables,ensuresultadofinal.
53
IV.1CARACTERÍSTICASDELOSAGREGADOS.
Las especificaciones del agregado utilizado en morteros asfálticos son
similaresalasincluidasparaotrostiposdemezclas.
Las condiciones de buena calidad del agregado fino que se exigen en las
mezclasasfálticas debenextremarse,lógicamenteenlosmorteros,especialmenteen
aquellas que másquedestinadas a unasimplefunción desellado,están destinadas
aproporcionarunacapaderodamientoconunamicrotexturaimportante.
Es mucha la experiencia que demuestra que los agregados usados con
cualquierclasedeproducto asfálticodeberánestarrelativamenteexentosdemateria
orgánica,algunosdeestosagregadossonclasificados como,finos plásticosyarcillas
expansivas tanto en las mezclas en caliente como en los pavimentos de mortero
asfáltico. Laprueba queseconocecomo pruebadeequivalente dearena (AASHTO
T176-56) indica que cantidad de material indeseable está presente, observando la
rapidez con que tal material se decanta en una solución estandard acuosa desde
cloruro de calcio, glicerina y formaldelhido. Un material, para poder usarse en un
mortero, deberá tener un equivalente de arena de 45 o más elevado. Si se usan
agregados que contengan cantidades excesivas de arcillas expansibles, se
requerirán innecesariamente grandes proporciones de emulsión, se afrontarán
problemas parapoderlograrelcomplejocurado,yesdeesperarsequesepresenten
diversas manifestaciones de debilitamiento en la resistencia a los esfuerzos
impuestos poreltráfico.
A veces unagregado contiene materialdedespalme y/o "humos"como enel
caso de materiales naturales que han sido depositados por corrientes superficiales.
Con másfrecuencia los materiales indeseables producto detrituraciones son arcillas
relativamente suaves, que pueden o no estar distribuidas uniformemente en todo el
material triturado. Por ser relativamente suaves, estas arcillas, que llevan nombres
geológicostalescomoilitas,caolitasymontmorilonitas,tiendenaconcentrarse enlos
finosdurantelaoperacióndetrituración.
La montmorilonita enparticular, seexpandetotalmente cuando está húmeda.
Además delosefectosdilatóreosdelasarcillas expansivas, sesospechaquesonla
causa del rompimiento inmediato de algunas emulsiones catiónicas, siendo la
montmorilonita laquealparecercreaesteefecto.
54
Enunaoperacióndetrituraciónqueinvolucraetapasdeprocesado primarioy
secundario, hay razón para sospechar que una mayor concentración de arcillas
expansivas se encontrarán en los finos provenientes del proceso primario, que
aquellas que se originan de la trituración del proceso secundario. Por lo tanto, al
menos que las pruebas demuestren lo contrarío, los materiales provenientes de las
dosetapasdeunaplantatrituradoranodeberánusarseindistintamente.
Uno de los asuntos que nos aconseja la experiencia actual, es que la
concentración de arcillas expansivas puedevariar significativamente en muestras de
agregados, obtenidos en épocas diferentes de la misma cantera y de una misma
operación de trituración. No ha sido posible identificar la razón por la que el
equivalentedearenadetalmaterialdegraduacióndeberácambiarconeltiempo,de
unvaloraceptableaunoinaceptable.
Sin embargo, las causas probables de tales cambios son: un aumento en el
contenido de arcilla del material base o el uso de un porcentaje mayor de finos
provenientedeunafuentedeterminada,unavezquesehaencontradoqueestá libre
dearcillasexpansivas,nopuedeconfiarsequepermanezcaenestaformaduranteun
periodo prolongado. Para evitar posibles dificultades de esta naturaleza se
recomienda hacerverificaciones periódicasenellaboratorio,deequivalentedearena
y/o índice de plasticidad. Es necesario enfatizar que las arcillas expansivas no
puedenserdetectadasporunamerainspecciónvisual.
Graduación del tamaño de partículas: Cualquier material que se pretenda
usar en morteros asfálticos deberá contener partículas individuales que tengan una
amplia variedad de tamaños, para que puedan empacarse firmemente limitando
rigurosamente el volumen de vacíos, mismos que deberán ser llenados únicamente
por el asfalto. Los tres rangos de graduación reconocidos en la guía de
especificaciones detalladas que han sido preparadas por diversas instituciones que
tienenasucargolaconstrucciónymantenimientodecallesycarreteras.
Suponiendo que se dispone de una muestra representativa de un agregado
para una evaluación de laboratorio, siguiendo los procedimientos adecuados de
muestreo (ASTM D75-59-0-AASHT02-60), la graduación se determina normalmente
en seco, por medio de un análisis granulométrico. Aparte de estar adecuadamente
graduadas,todaslaspartículas,exceptoquizálasmuyfinas,deberánademásserde
formaangularmásqueredondeada.
55
Larealización deunanálisis granulométrico convencional esrutinario yconel
debido cuidado y equipo, los resultados son precisos y reproducibles. De la medida
degraduacióndeltamañodelaspartículas,normalmenteexpresadas entérminosdel
porciento en peso que pasa através de las mallas especificadas, elárea superficial
de la unidad de peso del agregado puede ser calculada mediante un método
empíricoounoestablecido.
Laexperiencia hademostradoqueelfuncionamiento óptimodelpavimentose
logracuando cada partícula deagregadoescubiertaconasfalto en unespesor de8
a9mieras.Conociendoesteespesoryeláreaespecíficadelagregado,elporcentaje
de asfalto puro que se requiere para proveer tal partícula puede calcularse.
Adicionalmente,deberádeterminarselacantidaddeasfaltoqueseráabsorbido porel
agregado.
Absorción del agregado: Elasfalto por sísolo es extremadamente difícil de
absorber y, no solo eso, además es imposible trabajarlo y determinar suabsorción.
En el agregado se ha desarrollado una técnica que utiliza keroseno y una máquina
centrífuga bajo condiciones estandarizadas, denominándose los valores numéricos
resultantescomoequivalentedekerosenocentrifugado(CKE).
Es incorrecto decir que el CKE es el porcentaje de asfalto puro, que será
absorbido por el agregado. Lacantidad realmente medida, es el porcentaje ganado
por peso del el agregado después de que éste se ha impregnado en keroseno y
luego se hacentrifugado. Estevalorempírico,agregado alporcentaje deasfalto que
se requiere para el recubrimiento de8mieras,talcomosedetermina por un método
empírico coordinado para estimarelárea,detal modoque laexperiencia demuestra
unaexcelente aproximaciónennúmerosalvaloradecuadodelrequerimientototalde
asfalto. Dichodeotraforma,laexperienciaderivadadelservicioindicaqueseobtiene
el funcionamiento óptimo del pavimento, cuando la proporción del asfalto se
determinaporestemétodo.
Otro método mucho más simple para determinar el requerimiento de asfalto
puro de unagregado sedescribe enelMétodoy Prueba No.Calif.355-A, publicado
enabrilde 1967porla DivisióndeCarreterasdel EstadodeCalifornia. Este requiere
solamente una determinación por el método centrífugo con queroseno y el
conocimiento delagravedadespecíficaaparente.
56
Obviamente ninguno deestos métodos puede indicar el asfalto adicional que
se puede requerir para llenar los vacíos en la superficie de la carretera. En otras
palabras, la determinación definitiva del diseño óptimo de la mezcla para las
condiciones locales, requiere que la cantidad óptima determinada en el laboratorio
sea aumentada ligeramente después de que se haya hecho una estimación de
campodelaabsorcióndelabase.
Contenido de humedad y peso específico: También es necesario, para
proporcionar con precisión los ingredientes en una máquina de mezcla continua de
morteroasfáltico,conocer: Lagravedadespecíficaaparente,lospesosespecíficosde
losagregadossueltosycompactos,ylosefectosdelcontenidodehumedadenestos
últimos; elcontenido dehumedaddel agregado en uso,yel grado de compactación
que tenga, en donde este sea medido, yciertos datos de calibración de la máquina
misma.
Para una relación dada de suministro de asfalto (como en el caso de
emulsiones)a la revolvedora, deberá lograrse la relación correcta de gasto del
agregado, como cuando se forza éste a fluir a través de una avertura medidora, el
área de la cual ha sido ajustada adecuadamente. La información básica que se
necesita para hacer el ajuste de la abertura puede obtenerse por calibración directa
de la máquina en áreas preseleccionadas de la abertura de dosificación, usando
agregadosdediversospesosespecíficosconocidosycontenidosdehumedad.
El ajuste previo adecuado del área de descarga requiere, además, el
conocimiento del contenido de humedad del agregado usado, y el efecto de la
humedad en el peso específico de ese agregado en particular. Esto último puedey
debe determinarse como parte de una evaluación preliminar de laboratorio de los
materiales.
El efecto de humedecer un agregado seco, algunas veces referido como un
efecto de "abundamiento", eseldedisminuir el número de kilos de agregado seco
contenidos enlaunidaddevolumen.Estoseaplicaparaambos casos de materiales
sueltosocompactossiendosuefectomayorenesteúltimocaso.
57
V.2AGUA
El agua es un factor importante en la estabilidad del mortero y es lo que
determina la consistencia de la mezcla. Se presenta de tres formas distintas:
Humedad propia del agregado, pre-humedecimiento y como uno de los principales
componentes de la emulsión. Cuando en el lugar de los trabajos no se cuente con
agua potable,estaserátransportada hastaelsitioqueserequiera,yaquede noser
así se puede contaminar la mezcla ycon ello perjudicar la aplicación, en este caso
delmorteroasfáltico.
Elagua que seadiciona ala mezcladeberá ser potable, detal forma queno
requieraseranalizada porellaboratorio. Nodeberáusarseaguaestancada,saladao
conlimoensuspención.
Para cualquier combinación de agregado-emulsión dada, la estabilidad de la
mezcla deberáestarformuladaconunrangomayorquelaconcentración deaguade
pre-humedecido; porejemplo, sobreelrangode6 a 11%del peso del pétreoseco.
Eneste casoespecífico, menosdel6 %deaguadará unamezclainestabley flotará
elasfalto.
El control de pre-humedecido debe ser muy cuidadoso y para este mismo
ejemplo se recomienda que la máquina mezcladora opere a la media, o sea, 9%.
Deberá evitarse el uso de más de 11%, además, el exceso de humedad provocará
quelamezclasecomportecomounamasayseabulteenciertaspartes.
Comoelcontenido deaguaenlaemulsiónesde35-40%,eltotal de aguaen
una mezcla con grava triturada será del orden del 12a 20%del peso del agregado
seco.
En resumen, el agua es un ingrediente muy importante en los morteros y
requieredemuchocuidadoenlaadicióndehumedadalosagregados paracontrolar
la estabilidad de la mezcla. El exceso de agua, además de derramar la mezcla,
evitará el correcto cubrimiento del material por el asfalto y existirá el problema de
malaadherencia.
58
IV.3MATERIALFINO.
Losmaterialesfinossonparteesencialdeunmorteroasfáltico,yaquedeeste
dependelarugosidadypenetracióndelamezclaalseraplicada.
Debido a que generalmente el contenido definos es un porcentaje pequeño
en relación al contenido total del agregado, es necesario que este sea capas de
proporcionar losiguiente:
a) Mejorarlagranulometría.
b) Ayudaramejorar laestabilidad.
c) Aceleraroretardarelrompimiento.
Estascaracterísticas sonbásicasenlacomposición delamezcla asfáltica,ya
quedeestas dependerá lograrelpropósito principalqueeseldefabricar unmortero
asfálticodecalidad.
Generalmenteseusanenproporciónde0.1a3%enpesodelagregadoseco.
Experimentalmente sehaconcluidoquemásdel3%adicionadoadesechosyescoria
defundición produceunligeroaumentoenlaexistenciaalaabrasión.
Eladitivomáscomúneselcementoportlandyposiblemente lesigaellimo.La
calizatrituradaapolvoincrementaráelcontenidodefinos,peronosirvecomoaditivo.
El material fino se incluye como parte del pétreo, y su concentración se
expresacomounporcentajedelpesodelagregadoseco.
En la actualiad hacemos uso de materiales no solo de procedencia natural si
noque además tratamos de utilizar nuevos materiales defabricación artificial debido
aqueestossonmasligerosypresentangranresistencia,enocasiones hacemosuso
de productos férreos para proporcionar mas durabilidad y agarre en condiciones
húmedas, aunque conocemos las características básicas de estos producto no se
descartaporcompletoelempleodefinosprovenientesdematerialpétreoyaqueesto
proporcionaría otraconsistenciaalamezclafinal.
59
IV.4DETERMINACIÓNDEPROPORCIÓNÓPTIMADEMEZCLADO.
Existenmásdetresmétodosespecíficos paradeterminar laproporciónóptima
de mezclado, en este capítulo haremos mención de los más usuales, ya que la
experiencia hademostrado quesonlos más confiables debido aque, los resultados
obtenidos de estos métodos son satisfactorios. Únicamente haremos mención de
algunas características del"Métododeáreayabsorción"yla"Prueba deabrasiónde
pistahúmeda".
Métododeáreayabsorción.
Determinada la granulometría, mediante factores de conversión numérica se
calcula el área del pétreo a cubrir por el asfalto, dada en m2/Kg. o pie2/lb. Con el
área superficial, se calculan volumen y peso del asfalto necesario para cubrirla con
una película de 8 mieras. El equivalente de Keroseno en prueba centrífuga del
agregadoindicalacantidaddeasfaltoretenidaenlosporosyestaseráagregadaala
previamente calculada para elcubrimiento. Se hace una corrección de acuerdo ala
gravedadespecíficaaparentedelagregado.
El resultado obtenido por el método de áreas y absorción es óptimo o en
proporción teórica de asfalto yagregado para llenar poros y recubrir con 8 mierasel
pétreo. Obviamente mientras más fino sea el agregado mayor será el volumen de
asfalto requerido. La proporción deasfalto,dividida porelcontenido de asfalto enla
emulsión ,daelporcentajeóptimodeemulsiónparaelagregadomuestreado.
Pruebadeabrasiónypistahúmeda.
La prueba de abrasión de pista húmeda (ISSA -T100) incluye la mezcla y
fraguado delagregado muestreado sometidoaabrasiónbajocondiciones específicas
ycontroladas, midiendoelíndicealqueelespécimensedesgasta.Deacuerdoalas
especificaciones, se desecha la muestra que se desgaste 8 gr/dm2 ó más de 5
minutos de prueba. Unproblema esqueconeste métododediseño de mezclas ,el
índice de abrasión nunca alcanza un valor mínimo, por el contrario, continúa
decreciendo conforme aumenta el porcentaje deasfalto sobreel índice marcado por
elmétododeáreayabsorción.
60
IV.5PRUEBASDEMEZCLADO.
Los estudios de agregado y emulsión muestran si éstas satisfacen o no los
requerimientos parausoenmorteroasfáltico. Paramaterialesaceptables ,seconoce
la proporción de emulsión-agregado así como el tipo de emulsión a usar. Ahora se
deberánhacerpruebasdemezcladoparadeterminar:
a) Silosingredientessononocompatibles.
b) Sirequiereunfilleróaditivoyenqueproporción.
c) Elrangodeagua para pre-humedecimiento quedetermine unmortero estable,así
comolavelocidaddefraguadodelaemulsión.
En el laboratorio, las pruebas de mezclado se hacen siguiendo siempre la
misma secuencia. Se usan agregados y emulsión en proporción teóricamente
correcta,a50gr, deagregado seco,sincemento,ypesadoenunconode papel,se
leagrega elaguadepre-humedecimiento queproporciona untendido fácily mortero
estable, sevacíanyfraguanpastillasparaprueba.
Se observan por varias horas a una temperatura de 50-55°C para ver si el
fraguado es normalyencaso positivo, sesometenala pruebadeabrasión de pista
húmeda.
Con la misma EKL, catiónica, pero en otros materiales que los ya
mencionados, no se podrán obtener morteros estables a menos que se adicione
cemento portland sin variar la concentración de agua adicionada, normalmente es
suficientede1a2%decemento.
Sedetermina eltipo deemulsión ausar, ysiésta resulta defraguado rápido,
se trabajará con un cronómetro desde que empieza el mezclado observando si
duranteesteyporespaciode4minutosnohayendurecimientodelamezcla.
Con emulsión rápida es usual que,con unagregado dado y sin cemento, se
obtenga un mortero inestable. Entonces se deduce la cantidad de agua de prehumedecido. Una vez que ambas han sido determinadas, se repite todo el
experimento, si la mezcla se endurece dentro de los primeros 4 minutos y a
temperatura ambientede25°Caproximadamente noserecomendará lacombinación
supuesta. Esta combinación será factible solamente en un clima muy frío, pues a
temperatura templada o caliente, romperá durante el tendido o antes de efectuarse
este.
61
El cemento acelera el rompimiento de las emulsiones aniónicas, esta
característica es deseada en ciertos casos, sabiendo que estas emulsiones son
estables con muy poco o aún sin cemento. Con este experimento se determina el
mínimo decemento aceptable para morteros estables, cumpliendo o no la condición
delos4minutosparamezclaytendido.
Para la mayoría de lasemulsiones rápidas, la concentración de cemento que
permite un mortero estable es de varias décimas de 1%. Si no es posible formar a
este nivel de laboratorio un mortero estable, no podrá lograrse tampoco en la
máquina.
El proceso en laboratorio para determinar la afinidad con una emulsión
catiónica es larga en base a pruebas de error, el principal problema es conocer el
tiempo que tenemos que retardar el rompimiento de la emulsión para lograr una
operacióndemáquinaaceptable.
Con ciertas combinaciones de materiales, el rompimiento puede retardarse
con adición de cemento, limo ó sulfato de amonio pulverizado, pero con otros
materiales, nada de esto es efectivo, tampoco la sugerida adición de nitrato de
amonio, agua de amonio, ácido. Si ninguno de estos productos resulta, es probable
que el laboratorio no pueda dar la fórmula adecuada para una mezcla en tales
condiciones.
Aúncuandotaldiseñoseadeterminado pordeducción,nosepodrágarantizar
que una elevación de temperatura o pequeños y desapercibidos cambios en la
composicióndelagregadooemulsión,afectenalamezcla.
Cuando se aceptan diseños de mezclas elaborados con emulsiones rápidas
de ambos tipos, el laboratorio deberá hacer recomendaciones adicionales. En los
primeros pasos de mezclado, es posible formar un mortero estable en el que la
emulsión ya ha cubierto parte del agregado. Esto debe referirse como un falso
mortero, que es muy difícil de detectar; aún en laboratorio y a simple vista, luce
normal y estable, pero con partículas aún sin cubrir. Falsos morteros no deberán
usarse ya que tiene un residuo de asfalto muy bajo con resultado de mala
adherencia.
Una vez determinado el diseño de la mezcla con emulsión rápida, deberá
procederse a fabricar pastillas, midiendo eltiempo desde que se inicia el mezclado.
Sedeberásecar la pastillacada 15minutosconpapelsecante blanco. Paramezclas
62
rápidas que han estado atemperatura ambiente por unperíodo de 15a30minutos,
el papel secante deberá resultar sin manchas y haber absorbido únicamente agua
limpia.
Paramezclasquecontienenemulsiónrápidaaniónicaaceleradaconcemento,
deberán hacerse pastillas con diferentes contenidos de cemento y determinar el
tiempodefraguadodecadaunausandoelmétododelpapelsecante.
63
IV.6PRUEBASPARAMORTEROSASFÁLTICOS.
Actualmente existe una gran diversidad de pruebas aplicadas a morteros
asfálticos, queson capacesdedeterminar sucalidadyparaqueesta sea buenaes
necesariollevaracabounestudiocompletodelaboratorio elcualdeberácontenerlas
pruebassiguientes:
a) Prueba del equivalente de arena (AASHTO-T27 óASTMD2419) para determinar
elcontenidodearcillasexpansivasylimos.
b) Cribado(AASHTO-T27óASTM-C136)paradeterminarlagranulometría usandode
6a8muestrasalazar.
c) Pesoespecífico aparente (AASHTO-T84óASTMC128) parahacer lacorrección
dedensidaddelagregado.
d) Prueba centrífuga (rótarex)(California Highway Dept.T303B) para determinar
contenidosdeasfalto.
e) Peso unitario (AASHTO-T19 óASTM-C29) y el efecto de varias proporciones de
humedadconelobjetodeencontrarlaóptimaparaelcorrectofraguado.
f) Abrasión (ASTM-C131) y desgaste (AASHTO-T104 ó ASTM-188) por
intemperismo.
Deentretodas laspruebasdelaboratorio, sololadeequivalente dearenano
contribuye a establecer la correcta proporción durante el mezclado. Con el aumento
de arcillas y limos, decrece la calidad del mortero. Cuando el equivalente de arena
bajade45,yseproducenunaseriedeefectos,talescomo:
a) Seincrementaelcontenidodeasfalto.
b) Haycontraccionesduranteelfraguado.
c) Disminuyelaresistenciaalaabrasión.
d) Algunasemulsionesrompenpermanentemente.
Portodoestoserecomiendanuncausarunmaterialconequivalente dearena
abajo de45 en la capa expuesta demortero asfáltico, niuno abajo de40 enalguna
capainferior.
64
IV.7REPORTEDERESULTADOSDELASPRUEBAS.
Una vez realizadas las pruebas de los componentes individuales y de las
mezclas para ver afinidades, deberá prepararse un reporte completo dando las
características deloscomponentes,eldiseñorecomendado delamezcla, losefectos
dela humedad enlaunidaddepesodelagregado,asícomo,cualquier precaucióna
tomardurantelaoperación.
Este reporte deberá cumplir con los reglamentos internos del laboratorio
dondeseesténllevandoacabolaspruebas.
Lainformación obtenidadecada pruebadeberá servaciada en las hojas con
formato apropiado para cada prueba por separado, ya que no es conveniente hacer
el vaciado de dos pruebas en la misma hoja, ya que provocaría confusión para el
personalencargadodeinterpretarlainformaciónrecabada.
Este reporte es algo más que eso porque en este se deberán vaciar las
conclusiones decadapruebaejecutadaynoasílosresultadosdelasmismas.
La labor del personal encargado de realizar los reportes no acaba con
efectuar este,síno,queademásdeberádarsupuntodevistaenlainterpretación de
los resultados yademás deberá comentar los inconvenientes que puedan perjudicar
su interpretación.
Cuando se cuente con dos personas encargadas del vaciado de datos y
reportedelaspruebasejecutadasseránecesarioconsiderarqueentrelasmismasno
exista gran disparidad en su resultado final ya que de lo contrario afectaría
considerablemente el resultado final, esto es en la decisión de emplear una mezcla
determinada,oenlaelaboracióndelamisma.
65
CAPITULOV
CONTROL DECALIDAD
66
V.CONTROLDECALIDAD.
La calidad del mortero asfáltico es responsabilidad del contratista y es
determinante para la obtención de nuevos contratos. También es importante que la
supervisióndelclienteseaefectivayporpersonalcalificado.
Ocasionalmente hay fallas que retardan o eliminan la aceptación de un
trabajo, estas son: Pobre adherencia a la base, rápida abrasión o fraguado
defectuoso.Sepuedeneliminarsisesiguenlassiguientesrecomendaciones:
a) Seleccionar yusar solamenteagregadosyemulsión quesehayademostradoque
pasan especificaciones y que son compatibles entre sí. La granulometría del
pétreodebeserlaadecuadaparalascondicionesdelpavimentoexistente.
b) Mantenerlamáquinamezcladoraylarastralimpias.
c) Elespesor de lacapade mortero deberá serdelacapadeltamaño promedio del
agregado másgrueso elquecubredel 10al 15%delvolumentotal del agregado
pétreo. Estas partículas proporcionarán el soporte para el tráfico y eliminarán la
formaciónderodadasyacanalamientos.
d) Lamáquinadeberásercalibradaantesdeempezareltrabajo yusando materiales
seleccionados. Lacalibración deberá checarse al menos una vez por semana.Al
cambiar un material en forma significante, se requerirá de un nuevo estudio de
laboratorio para poder recalibrar. Las compuertas yválvulas se deberán ajustar a
losnuevosdatos.
e) Hacer uso apropiado y completo de datos de laboratorio, de los efectos de
expansión delasfalto por la humedad para poder calibrar la compuerta, asícomo
elfiller.
f) La base que recibirá el mortero debe ser sana, limpia y húmeda pero libre de
charcos.
g) Ajustar el suministro de agua para obtener mortero estable y fácil de aplicar.
Controlar el agua de pre-humedecimiento cerca del punto medio del rango dado
porellaboratorio.
h) Ladescargadelmorterodeberáseraloscompartimientos delanterosdelarastray
deberáresbalarseconformeavanzalarastra,
i) Lavelocidaddelamáquinadeberásertalqueelnivelenlarastraseaconstante,
j) Deberán seguirse determinando los contenidos del equivalente de arena y
granulometrías.
67
k) Siseusaunaemulsiónderompimientorápido,deberántomarsemuestrasdecada
bachadayverlacontinuidadenlacompatibildad.
I) Tener cuidado de notender unfalso mortero, ya que notendrá una buena unión
entrepartículasniconlabase,
m)Considerar laslimitacionesportemperaturayhumedadambiental,
n) Siresultaeconómico,seprocederáadarcompactaciónconequiponeumático.
Cuando nos referimos a la abrasión es necesario llevar acabo las
recomendacionesyconsideracionessiguientes:
a) La granulometría del agregado tiene especial influencia en la resistencia a la
abrasióndelmorteroasfálticoterminado.
b) De todos los tipos aceptados, la resistencia a la abrasión es mayor en
granulometría másfina.
c) Es muy importante cuidar que no disminuya el porcentaje de finos que pasan la
malla200.
d) Espreferibleexcederseenasfaltoquedejarpobrelamezcla.
e) Essignificanteladiferencia enresistenciaalaabrasiónendosdiferentestiposde
agregadoodeemulsión.
f) Espreferibleusarmaterialtrituradoynorodado.
Dándoledebidaatenciónaestospuntos,elresultadodeberásersatisfactorio, locual
indicaquesehalogradounmorterodecalidad.
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V.1EQUIPO.
Elequipo requerido paralafabricaciónytendidodemorterosasfálticos,esde
vital importancia, por ello es necesario que todo el equipo empleado se mantenga
siempre enbuenas condiciones deoperabilidad,estosepuedelograrrealizando con
periodicidad mantenimientopreventivo.
Es muy importante que el equipo cumpla con las características necesarias
pararealizareltrabajoparaelcualhasidosolicitado.
Esesencialcontar,básicamenteconunaplantamóvilmezcladoraytendedora
del mortero asfáltico ycomoequipo adicional: Barredora mecánica, cargadorfrontal,
pipa de agua o acceso a una toma municipal, con sistema de mangueras, carrotanquedeasfalto,herramientamenoryequipodecompactación.
Equipoauxiliar: Vehículousadoparallevarlaemulsiónallugardetrabajoya
la máquina tendedora, puede tener equipo de petrolizadora para riegos de
impregnación.
Es necesario un carro-tanque para almacenar la emulsión o bien para
acarrearla hasta la máquinatendedora. Deberecordarse que muchas emulsiones no
son estables cuando se almacenan mucho tiempo, a bajas o altas temperaturas.
También que la emulsión reciénfabricada está caliente por lo que tenderá a romper
fácilmente.
Una pipa de agua es muy útil cuando no secuenta con una toma municipal,
además de que puede ser usada en operaciones de limpieza y en riegos de
impregnaciónconemulsiónasfálticadiluida.
Serequiere unciertonúmerodeherramientas demano,para usarsedondela
máquina notiene acceso comocurvas yángulos muycerrados. Se necesitanpalas,
cepillos y rasquetas flaladores de emulsión en forma de rastrillo con neopreno)
normalmente estas tienende0.60 a0.90 m.deancho y, se usan para dar acabado
superficialenlasáreasinaccesibles.
Este tipo de herramientas manuales son fáciles de conseguir y de remplazar
yaquetieneunbajocostodeadquisición.
69
V.2 MÁQUINA MEZCLADORAYTENDEDORA.
Para lograr un buen mezclado y tendido de un mortero asfáltico, será
necesarioquelamáquinamezcladorasealaquemezcleconladebida proporciónlos
materiales a utilizar y así obtener un producto estable, el cual posteriormente sea
descargado por mediodeunaarrastraquelodistribuyeenelpavimento existentede
manerauniformeyalespesordeseado.
A continuación hacemos referencia de los componentes principales de la
máquina"mezcladoraytendedora":
Estamáquinaescargadaconelmaterialautilizar,lamezcladeberáestarbien
proporcionada para obtener un mortero estable, posteriormente se descarga a una
rastra que lo distribuye en el pavimento existente en forma uniforme y al espesor
deseado.
Tanque de almacenamiento y tolvas: Todas las máquinas tienen tanques
separados de capacidad apropiada para emulsión y agua, construidas a base de
juntas traslapadas y con soldaduras por dentro y fuera, con abertura en la parte
superior losuficientemente grande paraelpasodeuna persona,que limpiey realice
mantenimiento. Deberán ser llenados por estas aberturas o por conexión desde el
fondo,loqueespreferibleparaeliminarlaespuma.
Algunas máquinas tienen bomba de vacío para así llenar los tanques sin
requerir bombas ajenasdetransferencia. Deberántenerindicadores decolumna que
muestrenentodomomentoelniveldelíquidos.
Los tanques de emulsión deberán inspeccionarse regularmente y en
ocasiones removerlosdepósitosdeasfaltosolidificadoaligualqueeldelastuberías.
Los tanques deberán tener una capacidad tal, que normalmente se vacíen
simultáneamenteconlatolvadelagregado.
Para permitir la caída del agregado a la banda transportadora, las tolvas
deberántener unángulode45-55°conlaverticalytendránvibradoresdeparedpara
ayudar al deslizamiento de materiales húmedos. Aún las máquinas más pequeñas
deberán tener entrada de tolva tal, que pueda ser elevada por un cargador frontal
grande.
Plantadefuerzaauxiliar: Cadamáquinaestáequipadaconunmotordieselo
gasolina que proporciona la fuerza necesaria para toda la operación, cada motor
tiene supropiafuenteeléctricayclucht paraevitarsobrecargas dearranque. Elcalor
70
que produce este motor es conducido a la bomba de emulsión para facilitar su
trabajo.Todoestosecontroladesdeuntablero.
Alimentación de materiales: El agregado es alimentado mediante banda
transportadora al mezclador y controlando una compuerta. La emulsión es
suministrada a presión mediante bombadeengranes y controlada por una válvula o
porlasrevolucionesdelabomba.
Labombadeberáserlavadaalfinalizareltrabajo cadadíaconeldiesel.Para
checarqueestásuficientemente limpia,sedeberápodermoverconlamanoantesde
empezarlaoperación.
Aliniciareltrabajo,labombadeberáestarcalienteantesdeaplicarlecargade
trabajo,paraevitarqueelasfaltosedepositeyleimpidatrabajarlibremente.
Loscontroles degasto seoperan manualmente. Elalimentador definostiene
graduacionesde0.5a3.0enmarcasde0.5en0.5.
Elcemento(ocualquierfiller)deberáestarlibredegrumosycuerpos extraños
comopapel,que puedancaerenelmezclador. Nodeberádejarse en latolva porun
períodolargoyaquetenderáaendurecerse.
La bomba de agua es de tipo centrífuga, provee agua a presión según la
controle el operador. Se suministra mediante una barra distribuidora al mezclador,
una llave para la limpieza del equipo y una barra rodadora para pre-humedecer el
tramo.
Medición de los ingredientes: La impulsión de las bombas y de la banda
transportadora está interconectada mecánicamente por lo que la proporción no se
alteraduranteelprocesoporvariacióndevelocidadindividual.
Laposicióndelacompuerta determina elvolumendesalida al mezclador, Es
conveniente expresar este volumen en función de una revolución de rodillo de la
banda,yaqueelmovimientodeesteestáconectadomecánicamenteconlabomba.
Se debe considerar el contenido de humedad del material sobre su peso
específico paraevitarmalproporcionamientodelaguadepre-humedecido.
Elclutchdelabombadeemulsiónesdeltipoquenopuedapatinar, porloque
el gasto de esta estará en función del volumen alimentado de asfalto. De este
volumen,depende eltiempodemezclado,peroesindependiente de lavelocidaddel
motorauxiliar.
71
El alimentador definos trabaja simultáneamente con el de asfalto por lo que
suproporcionamiento novaríaconlavelocidaddelmotor.
El mezclador: El mezclador está diseñado para batir enérgica y
uniformemente, en el mismo tiempo el agregado, el filler mineral, agua y emulsión
resultando el mortero asfáltico. Ladescarga es controlada mediante una compuerta
queopera manualohidráulicamente. Elagitadoresunserpentín helicoidal sostenido
porpaletas,quealavezquerevuelve,impulsalamezclaalasalida.
El filler se agrega al mineral justo antes de que esta caiga de la bomba al
mezclador. Elaguasevierte sobreambosdentrodelmezcladoryestos secombinan
antes de llegar al punto donde sevierte la emulsión,que generalmente sucede a la
mitaddelrecorridodentrodelmezclador.
Tanto la salida como la dirección del chorro son controladas mediante
compuertas. Estas Compuertas están colocadas ental forma que su borde superior
sirve de vertedor. El nivel sobre este borde se controla moviendo la compuerta o
disminuyendo la alimentación. Para vaciar el mezclador, se baja completamente la
compuerta. El mezclador deberá ser limpiado al finalizar la operación del día. Para
facilitar el limpiado del siguiente día, se puede recubrir con una película de petróleo
diáfano.
72
V.3BARRAROCIADURA DEAGUA.
La barra rodadora es un aditamento que generalmente se instala tanto en
pipascomoen lamaquinatendedora (enlarastra) yquepermite agilizar lostrabajos
de riego del pavimento, esta barra rodadora es muy sencilla de instalar y presenta
pocascomplicacionesensuoperaciónymantenimiento.
En unprincipio las barras rodadoras nocontaban con espreas por lo cualse
limitaban a realizar una serie de perforaciones al tubo de cierta dimención que
provocara un riego uniforme, con el tiempo se desarrollaron las espreas que
medianteunajustesencilloinsitupermitenaumentarodisminuirelflujodelagua.
Lafunción principal deesta barra eslade esparcir el agua por el pavimento,
lo realiza perfectamente ya que cuenta con una serie de espreas a lo largo de la
barrayquepermitenunfluidouniformeenelpavimento.
Se recomienda humedecer el pavimento existente antes de aplicar mortero
paraeliminarfricciónyayudaralcubrimientodeesteporelasfalto.
Esto lo hace la misma máquina mediante espreas colocadas al frente del
camión pipaodela rastra. Debecuidarse que nosetape alguna para evitar lunares
secos.Silapestañadelanteradelarastraacarreaagua,deberáreducirseelriego.
Encasosestremoscuandonasecuentaconesteaditamento bastacontener
unequipohidroneumático portátilquecuenteconaspersorpararealizarelregadodel
pavimento,esto deberá hacerse demanera rápida para evitarelencharcamiento del
mismo.
El rociado del pavimento es de vital importancia ya que no solo, elimina la
fricción yayudaacubrimientosinoqueademáspermitequeeltendidodelamezcla
de mortero asfáltico sea más fluida y permita que se pueda extender con mayor
facilidadpermitiendoasíaligerarlostrabajos.
73
V.4BARRIDO.
Es esencial que la superficie a sellar esté limpia, para lograr el éxito en el
tendido de mortero asfáltico. Después de remover cualquier tipo de vegetación,
bacheo de hoyos y grietas mayores se deberá limpiar la superficie, el método más
común es barrer y se realiza de una forma económica mediante una barredora
mecánica remolcada con untractor. Si éstetractor cuentaconcargadorfrontal,será
un equipo con doble uso, también es efectivo un lavado con agua a presión o
sopleteadodelasuperficie.
El lavado con agua a presión es muy confiable ya que no solo deja la
superficie detrabajo limpia, sí noque además es capas de humedecer la superficie
de trabajo ahorrándonos así el rociado con pipa, además es capaz de eliminar las
partículas de que se encuentran a punto de desprenderce y de esta forma al
momento del tendido de la mezcla no existan desprendimientos al momento de ser
compactada.
Para realizar uncorrecto lavadoapresiónesnecesario contar con uncamión
pipa que este equipado con un compresor con capacidad suficiente para realizar
dicha actividad, la manguera disparadora de agua deberá contar con un equipo de
sujeción capaz de soportar la presión ejercida por el compresor, de tal manera que
permita que la manguera se pueda mover radialmente y así abarcar la sección del
pavimentoporlavar.
En el otro caso del sopleteo es necesario que posteriormente se tenga que
realizarunrociadodelpavimentoparahumedecerelmismo.
Noimportandocualseaelmétodoempleadodebarridoelobjetivo principales
el de dejar la superficie limpia y libre de polvos que impidan una liga entre el
pavimentoylacapademorteroasfálticopordepositar.
74
V.5COMPACTACIÓN.
Elequipo utilizado para lacompactación de un mortero asfáltico depende del
grado de compactación que se requiera y de la energía mecánica que cada equipo
ejerce,estadependedelascaracterísticasypesodelmismo.
El contratista es el encargado de proporcionar los datos técnicos del
compactador conquecuentaallaboratorio,paraqueestosasuvezdeterminensies
pertinenteonoelusodeesecompactadorenespecialodelocontraríosetengaque
procederalacompraorentadeequipoespecialparalosfinesquesepersiguenyasí
realizarunacorrectacompactaciónsindañarlaestructurafinal.
Algo que es determinante es que se realicen únicamente los movimientos
especificados por el laboratorio, ya que de lo contrarío sería muy difícil corregir su
falla, además deberá irse comprobando la efectividad del compactado mediante
dispositivos o pruebas específicas y apropiadas para su comparación con los
resultadosdellaboratorio.
Todos los morteros ya fraguados contienen vacíos y en ocasiones éstos
pueden alcanzar 1/3 delvolumentotal, porloquedeberácompactarse lamezcla.En
carreteras de tráfico pesado, los vehículos darán esa compactación, pero en casos
deaeropistas,estacionamientos opatiosdejuegoserecomienda hacerlo conequipo
apropiado.
Rodillo Neumático: Si se selecciona equipo neumático se recomienda un
equipoautopropulsado de5toneladas (4,500 Kgnominal) conllantas lisasinfladasa
50Ib/pul2,dando5pasadasdecentroaorillasyaunavelocidadde5a8Km/hr.
Rodillo liso: El uso de rodillo liso (plancha) se ha limitado mucho. Es
particularmente efectivoenlaprimeracapadeunriegomúltiple,paraelqueseusará
unrodilloconplanchade3a5toneladas.
Nota : Nuncasedeberáusarplanchaenunmorterosobrepavimento rígidoo
sobrepuentes.
75
V.6LIMPIEZADETRABAJO.
Aunque la limpieza enestetipo detrabajos suene unpocofuera de lugar, no
lo es así ya que en todo tipo de trabajo necesitamos de áreas limpias para poder
desempeñar mejor nuestro trabajo y, respecto al tema que estamos tratando
(morteros asfálticos), es necesario que estas áreas estén lo mas limpias posibles ya
que nuestras mezclas se pueden contaminar perjudicando así los trabajos
ejecutados.
La limpieza de los trabajos debe darse de manera simultánea con la
realización de losmismos,yaque sinosucediera deestaforma no podríamos tener
unavancesatisfactorioyporelcontrariosufriríamosretrasos.
La limpieza no solamente deberá realizarce al lugar de trabajo sino también
deberá hacerse extensivo a la maquinaria que se este empleando, o de lo contrario
estaensuciaralasáreasdetrabajo.
Si asignamos la limpieza como una actividad primordial y a la misma
asignamos personal que se encargue de la misma, nuestros trabajos no sufrirían
retrasos ni contratiempos, además esto resultaría bastante económico si
consideramos queelelpersonalempleadovaarealizarunaactividadmuysencilla.
Es muy importante mantener las áreas detrabajo limpias, así como una vez
terminadoeltrabajo.Serecomiendarevisartodoeltramodiariamenteyenespecialla
zona de movimiento deemulsión.Laaceptaciónfinal depende engran medida dela
limpiezadelárea.
Cuandosevahacerentregadeltramoquesereparooconstruyoalcliente,se
realiza un recorrido por el tramo de los trabajos, y el personal asignado por las
autoridades correspondientes determinaran la limpieza y darán su visto bueno, en
granmedida esto dependerá delaaceptaciónonegacióndelterminodelostrabajos
que se realizaron y aunque parezca difícil de creer podría ser rechazado por
incumplimiento de las normas de limpieza existentes, lo cual nos llevaría a emplear
más personal ytiempo para realizar la limpieza necesaria, lo cual repercutiría en el
incrementodeloscostosfinalesdelaobraejecutada.
76
V.7BITÁCORA (registro deobra).
La bitácora es el reflejo fiel de lo que pasa dentro de la obra, por ello es de
vital importancia nodejardeanotar los principales sucesos que se presenten enella
y no solo eso sí no que además es un registro diario de personal, porcentajes de
avance ytrabajo por ejecutar; ycualquier otro dato necesario para poder demostrar
losprogramasdeobra.
Cuandosepresenteunsucesoenespecial,lapersona encargada delregistro
delabitácoradeberádepresentaríaalpersonalqueseencuentre concategoría más
altaqueladelél,paraqueseafirmadayquederegistrodelsuceso.
Dentrodeestossucesospuedenpresentarseaccidentesdetrabajoofallasen
el desarrollo de la obra, por lo cual es necesario dejar antecedentes de la
participaciónenlosmismos.
Se debe enlistar el personal y equipo que se utiliza, las actividades de cada
personayfrentedetrabajo,asícomotiemposefectivosdetrabajo. Deberánanotarse
todos los sucesos del día, órdenes y visitas recibidas, y deberá estar firmado
diariamenteporelsuperintendente delaobra.Dosdelosregistrosprincipales quese
llevanacaboson:registrodeobrayconceptosporestimar.
Registros de obra: Los registros completos y precisos llenados de cada
actividad, son de gran valor para todas las partes interesadas. Deberán ser tan
precisos que cualquier persona ajena a la obra pueda comprenderlos. Lo más
importanteseránlosvolúmenesdeobraejecutadosylasestimacionesdeobra.
Existentrestiposderegistroquesedebendellenar: Bitácoraoregistrodiario,
conceptos por estimar y registros de muéstreos, así como un registro mensual de
avances.
Conceptos por estimar: Este registro debecontener losvolúmenes deobra,
de materiales utilizados, áreas pavimentadas, todo lo anterior se valorizará. Deberá
enlistarse diariamente de acuerdo a la forma de pago, como un auxiliar para las
estimaciones.
Según el tipo de contrato que se tenga, se podrán formular estimaciones
mensuales o por obra terminada. Generalmente se hace una retención (porcentaje
delvalorestimado),hastaquelaobraesterminadayaceptada.
77
CAPITULOVI
EMULSIONES ASFÁLTICAS
78
VI. EMULSIONESASFÁLTICAS.
La obtención y derivación de las emulsiones asfálticas es un proceso
sumamente sencilloynatural,yaquecomosesabeesunproductodeorigenpétreo,
para la obtención de estas se recurre básicamente a la destilación del petróleo
crudo. A temperatura ambiente es semisólido, aparentemente sólido fluye bajo su
propio peso. Cuando recubre cualquier material, incluyendo los mencionados
anteriormente, seadhierecongrantenacidad.Asímismoesunmagnífico aglutinante
paralaspartículasentresíyconelmaterialdebase.
Ya que el material debe ser cubierto por el asfalto, este debe hacerse más
fluido. Estepuedehacerseporcualquieradeestostresmétodos:
a) Calentamiento delcementoasfáltico.
b) Disolverloensolventes (fraccionesligerashidrocarburosrebajados).
c) Disolverloenunasuspensiónestabledeagua(emulsión).
El asfalto emulsionado es de primera importancia para el procesado del
mortero asfáltico. En efecto, el desarrollo deeste se ha basado ampliamente en los
procesos alcanzados en la producción de emulsiones asfálticas, con las
característicasdeseadas.
En consideración al costo de la emulsión asfáltica sedebe considerar que el
contenido de residuo asfáltico es de suma importancia. Si una emulsión tiene un
mayor contenido de agua que otra, será mayor elvolumen de emulsión necesarioy
quesetransporte paraunamismaobra.Además,amenosqueelcontenido deagua
en la emulsión se mantenga a bajo del 40 %, ciertos agregados que se encuentren
saturadospuedenretenermásaguadelanecesariaparamantenerlaestabilidad,por
eso se especifica que el contenido asfáltico en una emulsión no deberá bajar del
60%.
79
VI.1GENERALIDADESDELAEMULSIÓNASFÁLTICA.
Actualmente el empleo de las emulsiones asfálticas se ha generalizado lo
suficiente, enla mayor partedelospaíses paraque setrate de un producto habitual
recogido en todas las condiciones. Sin embargo, para sacar el máximo partido de
este producto es conveniente conocer a fondo sus características y todas sus
posibilidades deutilización,quesonmuchas.
En España y Francia, una importantísima proporción de los productos
asfálticos (superior al30%)seutilizaenformadeemulsión ,yenel resto delmundo
existe un interés creciente, debido por un lado, a la indiscutible mejoría de la
tecnología y por el otro lado a las ventajas ecológicas yel ahorro energético quese
derivandelempleodeestosproductosasfálticos.
Las primeras emulsiones asfálticas que se emplearon en carreteras a
principios de siglo en plan experimental. Fundamentalmente, se emplearon en
tratamientos superficiales,tratamientos porpenetraciónyalgunos intentos demezcla
in situ. Enlos 30sya se anunciaban en España,varias empresas quefabricaban o
empleabanemulsiones asfálticaseinclusosehicieroncallesdemezcladensa enfrío
con emulsiones. El desarrollo de las emulsiones catiónicas en los 50's amplió el
campo,alpoderemplearseagregadossílicosconcompletagarantía deéxitoypoder
trabajarencondicionesclimatológicasadversas.
Un nuevo desarrollo espectacular de las emulsiones asfálticas se produjo a
partir del año 1974, en que la crisis del petróleo obligo a los investigadores a
optimizar todos los procesos constructivos, lo cual nos llevó al uso obligado de las
emulsiones, provocando así que se hicieran nuevos y exitosos estudios de las
mismas,ademásselogróabatirloscostosdefabricaciónalrealizarsemezclasinsitu
(enfrío).
También es importante mencionar que ahora setienen nuevos y sofisticados
métodos antiácidos aplicables al agua y esto ocasiona que las emulsiones que se
fabrican actualmente mejoren sus propiedades, al no existir acidez en las mezclas
fabricadas de emulsiones asfálticas, además esto permite que exista competencia
entre compañías dedicadas a esta actividad, de esta forma se reducen
considerablemente los costos de producción y no solo eso, sí no que además
mejoramoslosproductosfinales.
80
VI.2DEFINICIONES.
Suspensiones yemulsiones soncasosparticulares delasdispersiones.Como
se sabe, una emulsión está formada por la dispersión homogénea de un líquido en
forma de gotitas de pequeñas dimensiones dentro deotro que noes miscible conel
primero. Elconjunto deestas pequeñas gotasconstituye lallamadafasediscontinua,
mientras que el medio en el cual están dispersas aquellas se denomina fase
continua.
En la naturaleza hay numerosos ejemplos de emulsiones, como el látex
naturalyalgunostiposdeaceitevegetales.
El diámetro de las partículas de una emulsión asfáltica empleada en
carreteras estácomprendidaentre3y8mieras;condiámetros mayores ladispersión
es muy rápida y tiende a sedimentar; con diámetros menores la estabilidad es muy
alta,yaqueempiezaamanifestarseelmovimientobrownianodelaspartículas.
Hay dos tipos de emulsiones : Directas e inversas. Las directas son aquellas
en las que la fase continua es del tipo acuoso y la discontinua del tipo aceitoso (o
asfáltico);encarreterasseempleancasiexclusivamentelasemulsionesdirectas.
Para fabricar las emulsiones asfálticas existen fábricas o plantas de
emulsiones, cuya piezabásicaeselmolino coloidal,quees una máquina constituida
porunestatoryunrotor,separadossolamentedécimasdemilímetrosyque,conuna
granpotencia,soncapaces dedispersarelasfaltocalienteenelaguacuando pasan
ambos líquidos de forma continua entre los dos cilindros. La dispersión se hace en
presencia de un agente emulsificante cuya misión es triple, como se menciona a
continuación:
a)Facilitaladispersión.
b) Evitar la posterior aglomeración de las partículas al cargarlas eléctricamente con
una misma polaridad, haciendo así almacenabie la emulsión (estabilización
electroquímica).
c)Favorecelaadherenciaentreelagregadoyelasfalto.
El agua de la emulsión no sirve más que para facilitar la puesta en obra,
haciendo que con su baja tensión superficial puedan mojarse fácilmente las
superficies delosagregados.Cuando laspartículasdelproductoasfáltico sevuelvan
ajuntarparaconstituirunapelículacontinuadeasfalto,enestemomentosediceque
laemulsiónharoto(cuandovisualmente,elasfaltocambiadecolormarrónquetenía
81
la emulsión por el negro del asfalto). Este proceso de ruptura depende de varios
factores: Composición ytipo de la emulsión, naturaleza del agregado y temperatura
exterior.
Estradicionalllamarrupturaporreacciónquímicaaaquellaquesedebeauna
reacción de este tipo entre los compuestos químicos que se encuentran en la
superficie del agregado y los radicales orgánicos que, procedentes del emulgente,
rodean la película de asfalto; y se denomina ruptura por evaporación a la que se
debe a una evaporación del agua hasta que las moléculas establecen contacto.
Realmente,esimposibledisociarambosfenómenos,yaqueentodas lasemulsiones
se presentan combinados con mayor omenor preponderancia según la polaridad de
estas.
Atendiendo a su estabilidad, las emulsiones se clasifican en emulsiones de
rompimiento lento, medio y rápido. En principio, las primeras deben mezclarse con
cemento o con un filler tipo sin romper, y las segundas con agua en cualquier
proporción.
El tiempo de ruptura de la emulsión es un factor decisivo a la hora de la
aplicación en obra para cadatipo detratamiento, según la resistencia que sequiera
obtenerenlasprimerashoras,convistaalaaperturadeltráfico,lacompactación ya
lainsensibilidadalalluvia.
Lasemulsiones paracarreteras sonaniónicasycatiónicas, según lapolaridad
queelemulsificante proporcionealaspartículasdelasfalto.
Las emulsiones aniónicas son las más antiguas. En principio presentan una
buena adhesividad y resistencia al desplazamiento frente a los agregados calizos
(que se ionizan positivamente al estar húmedos) y una escasa adhesividad y
resistencia al desplazamiento frente a los agregados silícos ( que se ionizan
negativamente al estar húmedos). Además de la naturaleza del agregado hay que
tener en cuenta otros factores, tales como textura del agregado, limpieza y
temperatura.
Las emulsiones catiónicas son mucho más recientes. Su ruptura es mucho
másrápida,generalmente quedelasemulsiones aniónicas,yaqueen lascatiónicas
se produce repentinamente, al atraerse químicamente las moléculas de asfalto,
ionizadas con la superficie del agregado también ionizado, mientras que en las
aniónicas la evaporación del agua es el factor dominante para la ruptura. Las
82
emulsiones catiónicas presentanbuenaadhesividadconlosagregados silíceosycon
lamayorpartedeloscalizos,yaque,enestecaso,existe unataque previo delácido
clorhídrico disuelto en el agua con la superficie caliza del agregado, que facilita la
adhesividadposteriordelasmoléculasdeasfalto.
Todo loanterior responde a unos principios generales. Realmente la industria
química ha desarrollado numerosos tipos de emulsiones aniónicas, catiónicas e
incluso no-iónicas, que pueden proporcionar a las emulsiones características muy
vahadas y adecuadas para cada aplicación. También se ha combinado a veces el
empleo de emulsión con la utilización deaditivos sobre elagregado para mejorar su
adhesividadoregulareltiempoderupturadeaquella.
Otras características importantes atenerencuenta enlasemulsiones sonlas
siguientes:
Almacenamiento (a veces llamada estabilidad al almacenamiento), que
permite un tiempo mayor o menor entre la fabricación y el empleo, sin que la
emulsióntiendaaromperosedimentarse.
Sin embargo, los conceptos anteriores de ruptura y sedimentación son
distintos, ya que la sedimentación, es decir, la variación de contenido de asfalto en
distintas zonas del envase puede producirse sin que las partículas se unan entresí,
siendo, por lo tanto reversible el fenómeno mediante una agitación energética. De
todas formas, sedimentaciones importantes durante un tiempo prolongado pueden
resultarpeligrosas.
Segúncadatipodeemulsión,sehaestablecidoavecesuntiempomáximode
almacenamiento, que puede oscilar entre días y varios meses. Sim embargo, estos
valores están influidos también por otra serie de factores externos, tales como la
temperaturaylaformadedepósito.
Viscosidad.- paraque los espesores dela película sobre los agregados oen
los riegos, sean adecuados acadatratamiento debe considerarse que la viscosidad
está muy relacionada con el contenido de asfalto de la emulsión y tiene una gran
influencia sobrelasedimentación.
Los porcentajes normales de asfalto (asfalto o asfalto fluido) con que se
fabrican las emulsiones son el 50, 55, 60, 65, y 70 porciento; la diferencia hasta
100% corresponde al contenido de agua. En algunos casos, en que conviene usar
emulsiones muy diluidas, sí estas lo admiten, puede añadirse más agua en obra,
83
evitando así costos inecesarios de transporte. Las viscosidades son, lógicamente,
crecientes con el contenido en asfalto y sus usos, de los que se tratará después,
dependedelaspropiascaracterísticas.
84
VI.3COMPONENTESDELASEMULSIONES.
Loscomponentesbásicosdelasemulsionesasfálticasson:
• Elproductoasfáltico.
• Elemulsificante.
• Elagua.
• Losaditivos,bienseanempleadossobrelapropiaemulsiónobiensobrelos
agregados.
A) Producto asfáltico: Existen emulsiones fabricadas con asfalto de destilación y
alquitra, con asfalto puro, con asfalto fluidificado, con alquitrán puro o con asfalto
fluidificado con aceites de alquitrán. Naturalmente, las emulsiones más extendidas
sonlasfabricadasconasfaltodedestilaciónoconasfaltofluidificado.
Elgradodeemulsificacióndelasfaltoesvariable.Enprincipio losasfaltosque
tienemásácidoslibres,esdecir,másíndicedeacidez,seemulsionanmásfácilmente
por vía aniónica y presentan muy buenas características de adhesividad respecto a
los agregados calizos. Por el contrarío, los asfaltos con bajo índice de acidez se
emulsionan fácilmente por vía catiónica, pero presentan malas condiciones de
adhesividad con los agregados silíceos y, después de la ruptura de la emulsión, se
tardaenalcanzarunacohesiónfinalyunaexpulsiónfrancayrápidadelagua.
En algunos países se han modificado estos asfaltos añadiéndoles
proporcionesdeácidosdeterminadosparacorregirestosproblemasdeemulsificación
ymalaadhesividad.
Elempleodefluidificantes influyeenlascaracterísticasdelaemulsión:
• Pequeñas proporciones de fluidificante (hasta 2.3%) disminuyen la viscosidad y
aumentan la estabilidad. Proporciones más altas aumentan la viscosidad y
proporcionan características variables en cuanto a estabilidad, según el
fluidificante.
• Los derivados del petróleo (queroseno) producen emulsiones más viscosas,
probablemente porqueseconsiguengranulometríasdetamañomásuniforme.
• Los aceites de alquitrán usados como fluidificantes producen emulsiones menos
viscosas y con granulometría más continua. Muchos aceites de alquitrán pueden
mejorarlaadhesividadoestabilidaddelaemulsión.
85
Independientemente de todos los factores antes señalados, pueden
producirse enlasemulsiones numerosasvariacionesdecaracterísticas enfunciónde
la contaminación o de las impurezas que contenga el producto asfáltico. Es bien
sabido de la influencia de agua dentro de los glóbulos de asfalto, causado por
pequeños
contenidos de sales solubles, produce un notable aumento de la
viscosidaddelaemulsión.
En la práctica, se pueden indicar cuales son las características más
importantesparaconseguirunabuenaemulsificación:
Contenidoenasfalto:
18-36 %
Contenidoenresinas:
30-42 %
Contenidoenaceites:
44-50 %
Contenidoenresinascalcicascíclicasaromáticas:15%delcontenidoen
resinas.
Contenidoenparafinas:
Bajo
Contenidoenácidosnafticos:
Alto(índicedeacidez>1.0)
índicedepenetración:
Entre-1y+1
Contenidoensal:
Bajo
B) Emulsificante: Los emulsificantes desempeñan una triple misión dentro de las
emulsiones,talcomosehaindicado:
• Conserva la emulsión como tal, protegiendo superficialmente las partículas de
asfalto concargas eléctricas, que permitenque dichas partículas se repelenentre
sí y,porlotanto,noserompalaemulsión.
• Activar iónicamente el producto asfáltico, favoreciendo la posible cubrición de los
agregados alemplearseenobra,y hacerque,unavezrotalaemulsiónycubierto
el agregado por el asfalto, este continúe manteniendo a lo largo del tiempo unas
condicionesaceptablesderesistenciaaldesplazamiento porelagua.
• Apartedetodoello,elemulsificantetiendeafacilitarenelmomentodefabricación
ladispersióndelasfaltoenagua,talcomosedesea.
Losemulsificantes son,fundamentalmente detipoaniónicoocatiónico (según
su carga eléctrica se desplace al ánodo o al cátodo). Su molécula consta de una
parte que tiene gran afinidad por el producto asfáltico y que queda firmemente
anclada en él, y de otra parte cargada iónicamente, que es la que da lugar a la
86
formación de la molécula de asfalto con sus cargas eléctricas alrededor, las cuales
generanunasfuerzasrepulsivasdelaestabilidaddelaemulsión.
Las características de la eficacia o poder emulsionante de los distintos
productos que existen en el mercado es compleja; pequeñas variaciones en las
formulaciones deestos puedenacarrear undiferentecomportamiento en la emulsión
final.
Los emulsificantes no solo se quedan en la emulsión tapizando a las
partículas deasfalto,sinoquecierta partedeellos permanece en lafase acuosa.La
proporción de ambas cantidades pueden influir notablemente sobre las propiedades
delaemulsión.
La mezcla de dos emulsificantes de características distintas no proporciona
necesariamente unas características medias a las emulsiones resultantes, sino que
creaunasemulsionesdecaracterísticastípicas.
Las funciones de un emulsionante como agente tensoactivo y como
estabilizante no pueden optimizarse simultáneamente, ya que en cierta medida, la
mejoradeunapropiedadvaendetrimentodeotra.Porconsiguiente,hayquellegara
solucionesdeequilibrioparaoptimizarambasfunciones.
C)Elagua: Lafluenciadeladurezadelagua,espoco importante enlasemulsiones
catiónicas,peropuedeserungraninconveniente paralasaniónicas. Existendistintos
procedimientos para combatir el problema de la dureza del agua a la hora de
emulsionar unasfalto determinado. Engeneral,los sistemas soncaros ypuedenser
dedostipos:
• Tratamientodeaguasparadisminuirsu dureza.
• Variación en la formulación de las emulsiones, aumentando la concentración de
emulsionanteovariandolanaturalezadelmismoparacompensarlosefectosdela
dureza.
D) Los aditivos: Además de los componentes fundamentales que se han expuesto
anteriormente, los emulsionantes pueden venir acompañados por una serie de
aditivos introducidos con el fin de mejorar alguna característica concreta de la
emulsiónasfáltica.
Enalgunostiposdemezclas asfálticas,ycomoyasecomentó anteriormente,
puede emplearse para la envuelta de agregado una emulsión con estabilidad
87
insuficiente si, previamente, se hatratado elagregado con productos o aditivos que
retrasenlarupturadelaemulsión.
La naturaleza química de estos aditivos es también la misma de los
carbohidratos de aminas y generalmente, están constituidos por clorhidratos de
poliaminas,grasasodemezclasdepoliaminaydiamina.
A la hora deemplear algunos deestosaditivos hayquetener muy encuenta
tantosunaturalezacomoladelemulsionantecontenidoenlaemulsión,puesencaso
contrariosepuedeproducirungravedeterioroenlacalidaddelamezcla.
88
VI.4NATURALEZAYTIPOSDEEMULSIONES.
Básicamente las emulsiones asfálticas sefabrican mezclando asfalto licuado
mediante calentamiento y unasoluciónjabonosa deagua, llamada emulsificante, en
unaparatodispersador conocidocomomolinocoloidal.Ahí,selesaplica unaenorme
fuerza cortante que parte el asfalto en microscópicas gotas. El emulsificante
inicialmente en solución con el agua, consta de grandes moléculas conteniendo
principalmentejabónneutroehidrogeno,peroquesehanionizadoalcontacto conel
agua. Esta ionización deja una carga eléctrica en un extremo de la molécula
emulsificante, positiva o negativa dependiendo de su naturaleza específica, como la
mayorpartedelamoléculadelemulsificanteeshidrocarburoaligualqueelasfalto,la
solución es soluble en asfalto. Elextremo de la molécula cargada eléctricamente es
inorgánica, por lo tanto, soluble en agua y no en asfalto. De la misma manera, al
pasar por el molino coloidal, las moléculas del emulsificante resultarán con su
extremo orgánico, disuelto en el asfalto, y el extremo cargado eléctricamente no
orgánico, fuera de éste y disuelto en el asfalto en el agua que lo rodea. De esta
forma,cadapartículadeasfaltoquedarácubiertadeunacapaeléctricaconpolaridad
que depende de la del emulsificante, y todas serán del mismo signo por lo que se
rechazarán,nopermitiendo lacoagulación.
Siseintroducendoselectrodossimultáneamente enlasolución,las partículas
de asfalto cargadas eléctricamente se dirigirán a aquella punta que suministre una
cargaeléctricaopuestaalaquetieneelasfalto.
Siesteestácargado positivamente, sedirigirá alelectrodo negativo ocátodo,
porloqueestaemulsiónsedenomina"EmulsiónCatiónica"yviceversa,sisedirigeal
electrodopositivooánodoseráporquesucargaesnegativa,recibiendoelnombrede
emulsiónaniónica.
Lamayoríadelaspartículas deasfaltotienen undiámetro menor de5mieras
(0.0002"). Lasfuerzasdebidasalatensión superficialenlaspartículas estangrande
queelasfalto permanece enemulsión yporlotanto líquido atemperaturaambiente,
detalmodoquepuedemezclarseycubrircualquieragregado.
El comportamiento de cualquier emulsión depende de la naturaleza del
mineral y de la del emulsificante utilizado, por lo que no podemos generalizar estas
combinaciones para el mortero asfáltico. Se requieren pruebas de laboratorio de
89
compatibilidad. Las emulsiones aniónicas tienen un rango mayor de compatibilidad
quelascatiónicas.
Actualmente se usan dos tipos de emulsión anionics en mortero asfáltico. El
primero es aquel en elque laadherencia se lograalevaporarse elagua de esta,se
conoce como emulsión aniónica de fraguado lento (E.A.L) y puede ser usado con
casicualquiertipodeagregadoaceptableenmorteros.
Hace algunos años se desarrollo una emulsión que no solo evaporaba el
agua, sino que laexpulsaba ala superficie deltendido permitiendo suescurrimiento,
aéstaseleconocecomoemulsiónaniónicadefraguadorápido(E.A.R).
Ciertos fillers minerales como el cemento portland en muy pequeña
proporción,puedeserusadocomounacelerantedeemulsiones.
En morteros con emulsión catiónica, la expulsión del agua está ligada con el
fraguado. Estasmezclassonbastanterápidas(EKR)yelproblemamayorconsisteen
tener el tiempo necesario para mezclar y tender la mezcla antes del rompimiento.
Esto es difícil, pero no imposible de determinar, aún así, el número de mezclas de
emulsióncatiónicaagregadoseempiezaaemplear.
En los morteros catiónicos, el cemento portland, limo y el sulfato de amonio
sirven como retardantes de rompimiento. Seda por hecho que el rompimiento de la
emulsión y la expulsión del agua es un proceso químico, ya que el rompimiento de
cualquier EKRseaceleraconelaumentodetemperatura,aligualquelasreacciones
químicas,porloquesuusosehacecasiimposibleenlosclimasmuycalientes.
Los proveedores de emulsiones cuentan con un laboratorio bien equipado y
personal calificado para determinar las caracterísiticas adecuadas en sus productos.
Si el muestreo se hace por un laboratorio independiente, deberá analizar 0.94 It,
segúnelprocedimientoAASHTO-T40yASTM-D140.
90
VI.5PROPIEDADESBÁSICASYCARACTERÍSTICASDELASEMULSIONES.
Apartedelascaracterísticasquímicasdelasemulsiones asfálticas, existenun
segundo grupo de características tecnológicas que condicionan su comportamiento
comoligantedecarreteras.
Estegrupodepropiedadestratalosiguiente:
A)Estabilidadenel almacenamiento.
Lasemulsiones asfálticas estánsometidasaciertas limitaciones ensumanejo
y almacenamiento si se pretende que no se modifiquen sus propiedades. Los
problemas que se pueden presentar con mayor frecuencia con relación a sus
característicasfinalesdependerándesumanejo:
B)Espumas.
Las emulsiones que se utilizan en estas fabricaciones, por su misma
naturaleza,soncapacesdeformarespumay, porlotanto,sedebetener cuidado en
no mezclar aire con estas emulsiones, es decir, no se debe agitar violentamente, ni
verter en cascada. Paraello,eltransporte debe hacerse encisternas con rompeolas
o tabiques que compartimenten el interior. El llenado de cisternas debe hacerse
prolongado latubería conunamangueraflexible hastaunos 10-20cm,delfondode
lacisterna.
Si se desea homogenizar no se hará con agitadores muy revolucionados; se
utilizarán bombas de reciclado suficientemente herméticas, con objeto de que no
aspirenaire.Enprincipio,nosedebenutilizarantiespumantes sinantesconsultarcon
el fabricante, pues la mayor parte deestos productos proceden efectos contrarios a
losemulsionantes.
C)Natasysedimentos.
Durante el almacenaje se proceden dos fenómenos perturbadores que se
acentúan altranscurrir eltiempo. Porunlado,en lazonadecontacto conel aire,se
forma aun película endurecida que protege el resto de la emulsión; para que se
mantenga, es aconsejable elalmacenamiento endepósitos cilindricos de eje vertical
alimentados desde el fondo. Por otro lado, se produce una sedimentación,
aumentando la viscosidad en laszonas inferiores del depósito, cuanto mayor sea la
diferencia dedensidadesentrelasfasesdecombatirelpeligrodeuna sedimentación
excesiva, cuya evaluación se realiza através del ensayo de sedimentación; existen
diversos procedimientos, tales como utilizar agentes estabilizantes, aumentar la
91
concentración de la emulsión o bien lograr una mayor finura de la dispersión,
mientras nose produzca laruptura delaemulsión,elfenómeno de la sedimentación
esperfectamente reversible,llevándoseacabomediantesistemasdeagitación.
D)Mezclas.
Las emulsiones según los tipos , tienen carácter ácido o básico y solo son
estables en estos medios. Por otra parte sus partículas, según sean aniónicas o
catiónicas,estáncargadaspositivamenteonegativamente.
Segúnesto,siunaemulsión básica semezcla con unmedioácido osepone
en contacto con cargas positivas, la emulsión romperá por reacción electroquímica.
Es pues muy importante no mezclar emulsiones aniónicas con catiónicas, ya que
tienencargasopuestas.Sisetratadediluirlasemulsiones,deberátenerseencuenta
que el agua de dilución sea básica o acida, aunque no sea más que ligeramente,y
que no tenga cargas iguales a las de la emulsión que se va añadir. Es muy
importante la limpieza de recipientes cuando han contenido emulsiones de distinto
tipoalosquesevanautilizarenunmomentodeterminado.
E)Aditivos.
Esfrecuente pretender activar las emulsiones porque no se han comportado
bien con un determinado agregado. Normalmente, este problema se resuelve
utilizando otro tipo de emulsión. Sin embargo en principio, la idea es de activar la
mezclaaumentando lasactividadesnormalesdeasfalto.
F)Temperaturas.
Estosproductosdequeestamostratandosonestablesyconservantodassus
propiedades a temperaturas comprendidas entre 5°C y 8°C. Por debajo de 5°C, las
partículasdelasemulsionesseendurecenexcesivamente,aumentando laviscosidad
del asfalto residual y, por lo tanto, disminuyendo la adhesividad propia. Además
disminuye el volumen de las partículas, aumentando su densidad y favoreciendo
finalmentelasedimentación.
Elaumento detemperatura produce dosfactores importantes. Por unaparte,
aumenta laenergíacinéticadelasmoléculas delemulsionante, porloquefácilmente
"abandonan" las partículas de asfalto, disminuyendo la estabilidad de laemulsión.
Por otra parte, a estas temperaturas la evaporación de agua es tan grande que se
forman "natas" de asfalto en la superficie del líquido las cuales obstruyen las
bombasylosdifusoresderiego.
92
G)Estabilidad delaemulsiónantelosagregados.
Setratadeunproblemacomplejo,relacionadoconlaformaderompimientoal
entrar la emulsión encontacto con elagregado . Depende por ello tanto del tipo de
emulsióncomodeltipodeagregado.Cuandomásfinoeselagregado,másrápidoes
laruptura,puestoqueaumentalasuperficieespecíficay,porlotanto,laabsorciónde
agua por parte del agregado. La velocidad de ruptura depende también de la
humedad que contenga el agregado, de la climatología de la zona, del tipo de
emulsionante,delanaturalezadelasfalto,delPH, ydelaemulsión.
Las emulsiones más estables son llamadas de rompimiento lento y se
caracterizan por poderse mezclarconunfiller sinromper. Elensayo másutilizadoen
este sentido eseldemezclaconcemento,empleado para lasemulsiones aniónicas.
En ciertos tipos de emulsiones catiónicas este ensayo no es representativo, ya que
aunque se mezclen con cemento, esté actúa precisamente como estabilizante. Con
otros tipos de emulsiones catiónicas es imposible usar la mezcla con cemento. Por
ello se ha puesto en práctica unensayo demezcla deemulsiones catiónicas conun
filler silíceo. Según la experiencia que se posee actualmente, una emulsión es de
rompimiento rápido cuando, mezclando 100 gramos con filler-tipo, puede admitir
hasta 80 gr. de este último. Una emulsión es de rompimiento lento si se pueden
añadirmásde 120gr.defillersinromperselaemulsión.
La estabilidad de una emulsión ante los agregados es determinante para su
empleoendistintostiposdeobra.
• Tratamientos tales como los de mezclas con suelos, sólo pueden hacerse con
emulsiones que tengan una alta estabilidad ante los agregados. Otro tipo de
emulsionessonabsolutamenteinaplicablesenestoscasos.
• Unafaltadeestabilidaddelaemulsiónfrentealosagregadosdeterminaunamala
envuelta, aunque la adhesividad de la emulsión sea excelente. Así sucede en el
casodelasmezclasenfrío,enlasque, porsuciedaddelosagregadosoporfalta
deestabilidad,noselleganhaobtenercondicionesaceptables.
A veces la estabilidad puede alcanzarse variando las emulsiones a costa de
una mejor actividad de la emulsión. El equilibrio de ambas características evitará el
problemademalaadherenciainicial,asícomolafaltadeestabilidad.
93
H)Adhesividad.
Es una de las características más complejas a evaluar en un ligante y,
dependiendo también en todos los casos del agregado. El fenómeno se complica
mucho más si el agregado de finos, está contaminando con arcillas o limos. La
adhesividaddepende:
a)Delemulsionante utilizado,tipoycantidad.
b) Delasfalto, de la existencia defluidificantes, delascaracterísticas de los posibles
aditivosquepuedenañadirse.
c) Del PH de la emulsión: valor de PH próximos a 7 proporciona mejores
adhesividades peromenoresestabilidadesdelaemulsión;valoresdePHalejadosde
7proporcionanemulsionesmásestablesperoconadhesividad.
I)Viscosidad.
Depende especialmente del contenido de ligante, de manera que existe un
porcentaje del 65-70%a partir del cual la viscocidad crece muy rápidamente. Varía
tambiénconlanaturalezadelemulsionanteyconlacantidaddelmismo.
Se ha demostrado que existe una relación notable entre la viscosidad y la
durezadelligantefinaldelaemulsión,aigualconcentracióndeésta.Resumiendo,se
hademostrado queemulsiones conasfaltosmásduros,sonmenosviscosasquecon
asfaltos másblandos.
Laviscosidadesunapropiedadtecnológica quetiene unagran importancia a
la hora de elegir una emulsión adecuada para cada tratamiento. Las emulsiones de
baja viscosidad son necesarias para cuando la dotación del ligante que se desea
poner en obra por unidad de superficie es pequeña. Tal es el caso del sellado con
agregado fino,delos riegosde impregnación,delos riegos deadherencia ydegran
parte de la estabilización del suelo. En las aplicaciones de morteros asfálticos, la
viscosidad de la emulsión tiene poca importancia, ya que en la consistencia final
intervienen otra serie de factores, como por ejemplo: La calidad del agua de
preenvuelta. Por último, en las mezclas abiertas y en los tratamientos superficiales
conagregadogrueso,unaviscosidadaltadelaemulsióngarantizaqueladotaciónde
películadelliganteseasuficientementealta,comoparaconseguirunbuenresultado.
94
J)Características del residue
Ya se ha mencionado la importancia que tiene la viscosidad del ligante
residual y su fluidificación, si esta existe, en las propiedades de la emulsión.
Respecto al resultado final del tratamiento, es preciso hacer algunas
puntualizaciones. En clima frío, la presencia de fluidificantes debe facilitar las
condiciones de envuelta. Sin embargo, su uso excesivo retrasa la cohesión final
necesariaantelaaccióndeltráfico,ypuedenproducirsedeformaciones plásticassiel
curadonohasidocompletoosilosfluidificantessondemasiadopesados.
En algunos casos, los fluidificantes pueden mejorar las condiciones de
adhesividad del ligante, en otros, puede perjudicar la adhesividad según la propia
naturaleza de los mismos, así como por haber disminuido la viscosidad del ligante
residual.
Ladurezadelasfalto residualdebeserfunción deltipo detratamiento quese
haga, de la climatología de lazona y deltráfico. Los ligantes más duros, a igualdad
decondiciones metereológicas,sonmáspeligrososenlaprimeraetapadepuestaen
servicio. Cuando se utilizan estos ligantes deben contemplarse los inconvenientes
anteriores mejorando elsistema depuesta enobra yde compactación. Las mezclas
abiertas,quetrabajanfundamentalmente, porrazonamiento interno,admiten ligantes
residuales más blandos que las mezclas densas. Enlos riegos, ladureza del ligante
residualdebeseranálogaaloscasosenquenosehubieraempleadoemulsión,sino
ligantepuro.
Naturaleza delasemulsiones asfálticas:Comoesbiensabidounaemulsión
asfáltica satisfactoria es una suspensión estable de asfalto en agua. A las
temperaturas ordinarias el asfalto puro se aproxima a un sólido en la naturaleza,
aunqueesmáspropiamente unfluidoextremadamente viscoso. Estesehacemenos
viscosocuandosecalienta,yenesteestadopuederomperseendiminutasesferassi
sehacepasaratravésdeundispositivo llamadocoloidal.Laintroducción simultánea
deaguacalienteyunmaterialsemejantealjabónllamadoemulsificante,dandocomo
resultado una emulsión en la cual están dispersas partículas extremadamente
pequeñasdeasfaltoenagua.
Cadamoléculadeemulsificantepuedeconsiderarsequetieneunextremoque
essolubleenasfaltoyotroopuestoqueessolubleenagua.Enelprocesodecrearla
emulsión, las moléculas de emulsificante automáticamente asumen posiciones
95
parcialmentedentrodelasgotitasdeasfaltoyparcialmente proyectándose dentrodel
agua. Dependiendo de la naturaleza del emulsificante, la parte soluble en agua ola
parte proyectante desus moléculas puedenllevarunacarga negativa porlotantola
emulsiónsellamaaniónica;siespositiva,laemulsiónescatiónica.
Puestoquelascargas proyectadas enunaemulsióndadasontodas positivas
o todas negativas, todas las gotitas de asfalto llevan la misma carga y tienden a
repelerseunasaotra,resistiéndoseasíalacoalescenciahaciagotitasmásgrandesy
promoviendo laestabilidaddelaemulsión.
Características convenientes de las emulsiones.- las propiedades específicas
delasemulsionesasfálticasdeinterésprimordialalaindustriadelosmorterosson:
a) Silaemulsiónesaniónicaocatiónica.
b) Suestabilidad.
c) Suviscosidad,asícomouníndicedefacilidaddebombeo.
d) Eltamañoydistribucióndetamañosdelasgotitasdeasfalto.
e) El porcentaje de asfalto en la emulsión, generalmente llamado el contenido de
asfaltoresidual.
f) Lascaracterísticasdelmismoasfaltoresidual.
Es muy importante que en el empleo de emulsiones se conozcan las
características decualquieremulsiónquesepretendautilizar.
Estas pueden obtenerse del proveedor, o bien puede determinarse en un
laboratoriodebidamenteequipado.
En una celda electrolítica adecuada, las gotitas se dirigen hacia el electrodo
positivo, cuando se aplica un voltaje de corriente directa. El movimiento de las
esferitas positivamente cargadas en una emulsión catiónica es hacia el electrodo
negativo. Si se dispone de una emulsión conocida ya sea aniónica o catiónica, si
mezclamos una detipo desconocido, porque las del mismo tipo son completamente
misciblesyelasfaltoentiposdiferentesseformangrumoscuandoestassemezclan.
Características adecuadamente especificadas: Todas las emulsiones
contienen asfalto residual en un rango aproximado del 59 %y más. La penetración
del residuo cae dentro dedos rangos reconocidos, uno arriba y otro abajo de 100°.
Lamayoría de lasemulsiones tieneviscosidades a77°Fenelrango sugerido de2050 segundos. Unas cuantas son un poco más viscosas, pero esto no se considera
serio al menos que la operación del equipo deba llevarse a cabo a la mínima
96
temperatura de45°Focercadeella.Sehanencontrado pocasemulsiones aniónicas
con viscosidades menores en 20 seg.pero las catiónicas están generalmente en el
segundolímitede20seg.oabajo.
No parece haber ninguna razón válida de porque el límite inferior de
viscosidad no deba omitirse enteramente de las especificaciones para emulsiones
asfálticasquesedestinenamorteros.
Características que merecen mayor atención: En otras áreas parece
conveniente considerar el desarrollo de nuevas especificaciones y pruebas para
aquellas propiedades delasemulsionesquecarecendeuncontroladecuado. Dentro
de estas pueden mencionarse la tendencia de las emulsiones a hacer espuma,
posibles limitaciones existe encuantoaltamaño delas partículas yla distribución de
tamaños, la uniformidad de la película y la calidad de la liga y especialmente una
mejorevaluaciónycontroldelaspropiedadesdelasfaltomismo.
Obviamente cualquiera de las especificaciones adicionales deberán basarse
en datos de laboratorio yde comportamiento, muchos de los cuales no se disponen
actualmente, algunosoperadores demáquinas demorteros asfálticos han informado
quehanencontradoproblemasdebidosalasemulsionesquehacenespuma.
Enelcaso deltamaño delasgotitasdeasfalto, parecequesedispone ahora
de información que garantiza su inclusión en las especificaciones, aunque no se ha
tomado ninguna acción en este sentido que haya llegado a conocimiento de todos.
Parece probable por simple razonamiento estadístico que las emulsiones con las
menores partículas deasfalto serán superiores enestabilidad ytambién encuantoa
la facilidad y uniformidad con la cual cada partícula de material puede atraer y ser
cubierto porelasfalto.
Enlaactualidad lasemulsiones pueden hacerse conel5%de lasgotitas con
diámetros mayoresa5mieras,estoes,mayorque0.0002". Entodas lasemulsiones
aniónicasquetienenunaestabilidadconocidaoseesperadeellasunaestabilidadde
largaduración,porlomenos2/3partesdelaspartículasdeasfaltosonmenoresde2
mieras de diámetro. Dedatos pendientes parecen estar a la medida de las citadas.
Las emulsiones estables, no contienen,gotitas con diámetros que exceden a las50
mierasó0.0002"dediámetro.
97
Toda la evidencia posible indica que es muy provechoso para los fabricantes
deemulsiones,ciertasrestriccionesencuantoaltamañodepartículasyadistribución
deestostamaños.Lasrecomendaciones porelmomentosonlassiguientes:
Por lo menos la mitad de las partículas deberán ser menores de dos mieras,
por lo menos el 95%de las partículas tendrán diámetros no mayores de 5 mieras;y
laspartículas másgrandesnoexcederánde50mierasdediámetro.
Aunque estas restricciones las poseen la mayoría de las emulsiones que se
surten actualmente para morteros, la exigencia de tales limitaciones ayudaría a
eliminar los suministros ocasionales que tienen una estabilidad inferior en el
almacenamiento y posiblemente una capacidad reducida para cubrir los agregados
uniformemente.
Como se ha mencionado previamente, las pruebas sobre emulsiones
asfálticasincluyenmedidasdepenetracióndeasfalto.
Sinlugaradudaestaáreamereceunamayoratención.
Es bien conocido que elasfalto tiene una tendencia a adherirse bien a otros
materiales en general. Posiblemente algunos asfaltos, dependiendo de su origen y
técnicadepreparación,formanligasmásfuertesconlosagregadosminerales.
Posiblemente lanaturalezay/o concentración deemulsionante o estabilizador
usado en la elaboración de la emulsión puede tener una influencia aún no
identificada sobre la uniformidad del recubrimiento y sobre la naturaleza de la
adherencia con el agregado. Algunas características individuales de esta última
puede sertambién importante.Seríaaltamente deseable unamayor investigaciónen
estas áreas conducentes al desarrollo de métodos de pruebas definitivas. En
emulsiones quehanmostradoinestabilidaddurantecortotiempodealmacenamiento,
elasfaltoquesesepara,generalmenteseprecipitaalfondodelrecipiente.
Condiciones delasfaltodesdelaemulsiónhastaelmortero curado:
Esinteresantereflexionarsobreloscambiosprobablesdelascondicionesque
tienen lugar en el asfalto empezando con la emulsión, luego con el mortero,
enseguida durante el rompimiento de la emulsión, y finalmente a medida que el
morterosecura.
El asfalto del cual se hace la emulsión, está prácticamente sólido a la
temperatura ambiente; bajo calor se vuelve muy fluido antes de ser introducido al
98
molino coloidal,junto con una solución caliente de emulsificante y estabilizador en
agua.
En el molino coloidal y mientras todos los ingredientes permanecen
calentándose a temperaturas cercanas al punto de ebullición del agua, el asfalto
líquido es sometido a esfuerzos cortantes extremadamente grandes, como
consecuencia de la alta velocidad de rotación y las tolerancias muy reducidas en el
molino. Esta acción mecánica dispersa el asfalto en pequeñas esferítas
microscópicas del líquido y las distribuye más o menos uniformemente a través del
aguacalientequelarodea.
Durante la formación inicial de estas gotitas y después de ellas, aquella
proporción de las moléculas del emulsificante que se asemeja al aceite en su
naturaleza química, y que por lo mismo es más soluble en asfalto que en agua, se
disuelve en el agua. Las proporciones de las moléculas del emulsificante soluble en
agua cargadas eléctricamente permanecen proyectándose fuera de las gotitas de
asfalto,dentrodelagua.
Comportamiento delosmorterosaniónicosduranteel rompimiento:
Laconsideración delasiguienteetapaenlavidadelmortero requiere quelas
emulsiones aniónicas ycatiónicas sean tratadas separadamente. Si una muestra de
mortero conteniendo emulsión aniónica se sella dentro de un recipiente, conservará
suestadooriginalmásomenosindefinidamente.
Yaqueelaguanopuededesaparecerporevaporación,laemulsiónnorompe.
Sinembargo,sielmorteroaniónico sedejaalairelibre,demaneraquesucontenido
deaguapuededisminuirporevaporación,tendrálugarunasolidificacióngradual.
La relación de solidificación se aumenta por cualquier medio que acelera la
evaporacióndelagua. Dentrodeestos mediosestánenaumentar latemperatura y/o
la velocidad del viento y la disminución de la humedad del aire que lo rodea.
Dependiendo deestascondicionesdetiempo,ellapsorequerido paralaevaporación
total del agua presente, variará desde una fracción de hora a muchas horas, y
duranteesteperíodotienelugarunendurecimientogradual.
En la primera partedeestafase deendurecimiento muchas de lasgotitas de
asfalto permanecen inalteradas y mientras esto sucede, pueden ser lavadas, por
ejemploporlalluvia.
99
Bajo condiciones de tiempo favorables el endurecimiento tiene lugar
paulatinamente, y parece razonable suponer que las más pequeñas partículas de
material son las primeras en recubrirse por el asfalto, porque se requiere mayor
númerodegotitasparacubrircadaunadeellas.
A medida quemásaguaseevapore,laspartículas másgrandes serecubren,
yelespesordelrecubrimientoprobablementeaumenteenlaspartículas menoresque
han recibido ya una película de asfalto. Este proceso continúa hasta que todo o la
mayoríadelagregadohasidorecubierto.
No se pueden citar ningunos resultados experimentales que indique que
fraccióndelaguapresentesehaevaporadocuandoelrompimientodelaemulsiónse
ha realizado, es decir, cuando todas las gotitas microscópicas de asfalto se han
adherido al agregado. Lo que sí demuestran los datos del laboratorio, sinembargo,
prácticamente toda el agua contenida inicialmente enel mortero desaparece para el
momento en que el curado se ha efectuado. Puesto que el agua desaparece como
vapor, no se crean grandes poros, y el material queda razonablemente libre de
vacíos.
Comportamiento delosmorteroscatiónicosduranteelrompimiento :
Esto es normalmente un proceso mucho más rápido que en el caso de
morteros aniónicos, ysecaracteriza por la expulsión de agua clara o casi clara. Por
razón de que el líquido es expedido y la solidificación ocurre a una velocidad muy
rápida, se forman numerosos peros relativamente grandes en el material que se
fragua.
Si la mezcla en el recipiente sellado no es movida, el agua que aparece al
principio es rápidamente absorbida ocasi reabsorbida subsecuentemente. Lamatriz
endurecidaconteniendo elaguaabsorbidaesmásfácilderomperqueunamatrizde
composiciónsimilardelacualelaguahayasidoremovidacuandoeraexpedida.Esto
apunta a laconveniencia dedesalojar ellíquido a medida que seforma, un proceso
quetiendeaocurrir porescurrimientodecualquiersuperficiedeunacarreteraqueno
estéperfectamentehorizontal.
Particularmente hay que enfatizar que cualquier mortero puede dañarse
severamente sielmezclado secontinúa durante elrompimiento de laemulsión;este
tipo de daño es másfácilque ocurra alos morteros catiónicos porque éstos rompen
másrápidodespuésdequeelmezcladohainiciado.
100
Al contacto con el agregado puede pasar desapercibido un rompimiento
completo de la emulsión, o un rompimiento después de que se ha formado un
mortero estable durante el mezclado enla máquina, posiblemente esfácil en ambos
casos formar un mortero estable pero que resulte inaceptable, por haberse
continuadoelmezclado.Cuandounaemulsiónrompe,partedelemulsificanteoriginal
emigrahacialafaseacuosa.
101
VI.6ELABORACIÓNDEEMULSIONES.
Lasemulsionesasfálticassefabricaneninstalaciones especiales,quepueden
ser muy sencillas o que pueden tener un alto grado de complicación. En cualquier
caso,lapiezabásicadetodaslasinstalacionesoplantasdeemulsioneseselaparato
quesirveparadispersarelasfaltodelagua.Losaparatos másconocidosdeestetipo
son los molinos coloidales, aunque también se emplean a veces difusores y
agitadores.
Lasfábricas deemulsiones puedenserdevolumenycosto muyvariables.La
calidad final del producto depende, sin embargo, de unos pocos elementos
mecánicosquesonrelativamente independientesdelaentidaddelaplanta.
Engeneral,unafábricadeemulsionesconstadelossiguienteselementos:
• Sistema de almacenamiento de materias primas (asfalto, emulsificante, agua y
aditivo).
• Sistemadebombasytuberíasparalacirculacióny,aveces,incorporación,mezcla
ydosificacióndecomponentes.
• Sistema de calentamiento: Fuego directo con quemadores de petróleo, vapor de
agua yaceite térmico. Elprimersistema tiende a eliminarse en la mayor partede
las plantas fijas. También se estudian otros sistemas como la energía solar para
calentarelagua.
• Sistema de fabricación: Homogeneizadores, difusores y molinos coloidales. Dela
máquinaelegidaparalafabricacióndependegranpartedelaspropiedadesfinales
delaemulsión.
Como se acaba de indicar, el resultado final del proceso de fabricación de
emulsionesdependedelamáquinaempleada.
Ladesintegraciónmecánicaesunodelosprocedimientos másutilizados enla
obtención de partículas de magnitud próxima a la coloidal. Para la preparación de
emulsiones asfálticas seutilizaestemismoprincipio,existiendo enelmercado cuatro
tiposdemáquinasdistintasqueson:
• Turbomezcladores.
• Molinosdeconos.
• Difusores.
• Agitadores.
102
A continuación se describen los dos tipos más usados, como son: Turbomezcladores y molinos deconos,yaque lasotras,sondepoca utilización,debido a
suprocesodiscontinuoyasubajo rendimiento,comoenelcasodelosagitadores,y
otros, por lanecesidaddereciclarvariasveceslasemulsiones atravésde ellos para
conseguir resultados que estén dentro de las normas, este es el caso de los
difusores,quesonescasamenteusadosenlafabricacióndeemulsionesasfálticas.
Turbo mezcladores.
Elprincipio deturbo-mezclador está basado nosolamente enelempleo dela
fuerza centrífuga sino, sobre todo, en la sucesión de una serie de laminaciones
intensas y de choques violentos y repetidos, que aseguran una desintegración
completayunamezclaabsolutamentehomogéneadeloscomponentes.
Molinos deconos.
El principio técnico en que se basan estos molinos es el trabajo efectuado
sobrelosfluidosenunasregionesdeaceleraciónodeaceleraciónradial.
Por este sistema, las sustancias que tienen que ser emulsionadas son
sometidasagrandesyrápidasvariacionesdepresión.
Los molinos de conos pueden ser de eje vertical u horizontal y están
constituidos porunacarcasaotapaconalojamiento deentrada delíquidos quehace
alavezdeestator.
Existen algunos tipos que, mediante un tornillo de precisión permiten la
regulacióndelaseparacióndelosconospara poderlosajustar altrabajo queseestá
realizandooaldesgasteproducidoporelpropiotrabajo.
Eltipo de molino y lafuerza decorte desarrollada influyen en la calidad final
de las emulsiones. Se ha demostrado que para cuatro tamaños de holguras de la
separación entre estator y rotor se obtiene emulsiones con tamaño medio de
partículas de5.2,6.0, 10.5y25.5 mieras, igualmente sehadetectado la importancia
delnúmeroderevolucionessegúnlosdistintosresultados:
Velocidadderotacióndemotorenr.p.m. 880450040202000
Diámetrodelasmierasdelaemulsión
5.507.408.20 12.0
Aunque estos resultados han sido obtenidos, solo pueden tener un carácter
específico e inherente al propio ensayo, son suficientemente significativos
cualitativamente.
103
Por otro lado, la temperatura del asfalto tiene una gran importancia en la
calidadde laemulsiónfabricada. Porrazones elementales, lasuma detemperaturas
delaguaydelasfalto nodebenpasarde95°C. yaquedeserasíelagua empezaría
a hervir originando problemas de vapor, y se podrían producir cavidades dentro del
molino que redundarían en una malísima calidad de la emulsión y en una pequeña
producción. Pues bien, se ha podido comprobar que la temperatura del agua puede
oscilar entre los30°C.y60°C.según lostipos deasfalto utilizados,yque subirmás
estatemperatura noproporciona ningunaventajaenlacalidaddelaemulsión,yaque
la única manera de mantener esta calidad es fabricarla con un asfalto
suficientemente calienteypocoviscoso.Esdecir,esprecisosubirmáslatemperatura
delasfaltoconelfindemantenerlatemperaturadelaguamásbaja.
También tiene una notable importancia, que las condiciones de enfriamiento
de la emulsión sean favorecidas si se pueden someter a un proceso rápido de
enfriamiento, porejemplo,medianteunintercambiador decalor, unavezterminadala
fabricación. Se ha observado que, en ciertas emulsiones catiónicas, cuando se
fabrican con exceso de emulsionante buscando una alta estabilidad, se pueden
formargrumosdeasfalto,constituidos porvariasdécimasdemieras.Estosetraduce
en un alto residuo en el ensayo de tamizado. Pues bien, se ha podido detectar,
según las condiciones de fabricación de la emulsión, temperatura, y forma de
enfriamiento para que estos grumos puedan producirse o no, y que su cantidad
puedasermuyvariable.
Las plantas de emulsión más primitivas dosifican los componentes mediante
sistemasvolumétricos,endepósitosycalderaspreviamentecalibradas.
Hoy en día, dicho procedimiento, aún cuando siga utilizándose, va siendo
sustituido porgrupos debombas quedosifican los productos antes de la entrada en
losmolinos,eliminandolascalderas.
Las bombas dosificadoras másusadas para estefin son lasalternativas ylas
rotativas.
Las bombas alternativas suelen ser del tipo convencional, variando la
geometría de las mismas según el tipo de fabricante. La variación del volumen se
consigue mediante un reductor de velocidad continuo que hace variar las
revolucionesdelabomba,yconellolacantidaddelíquidoadosificar.
104
Entre unas y otras existe una diferencia fundamental, mientras que con las
rotativas se pueden cerrar los molinos, debido a la posibilidad de mandar líquidos a
presión suficiente como para vencer el vacío creado por los mismo, en las
alternativas esto es imposible,yaqueellíquidoesenviado sin presión y, encasode
crearse vapor en le molino debido a latemperatura delos líquidos, podría llegarsea
formarunacontrapresióncapazdedevolverellíquidoalospropioscilindros.
105
VI.7PRUEBASDELABORATORIOPARAEMULSIONES.
Existen varios tipos de pruebas de laboratorio aplicables a las emulsiones
comoson:
AASHTO-T59óASTM-D244,AASHTO-T49yASTM-D4,lascualesnos
proporcionan losdatossiguientes:
A) Conocer el contenido de asfalto de la emulsión para proponer la
proporción.
B)Viscosidaddelaemulsiónparadeterminarsufacilidaddebombeo.
Unavezextraídoelresiduodeasfalto,sedeterminasudurezaypenetración.
CLIMA
ASFALTO
Templado-Caliente
Duro(Bajapenetración).
Moderado-frío
Suave(altapenetración).
Deestadística sededuce quelas partículas más pequeñas, presentan mayor
estabilidadenlaemulsiónyfacilitanelcubrimientodelagregado.
Antesdeintentarelmezcladodelaemulsiónyelagregado,deberáconocerse
la naturaleza eléctrica de ambos. De la primera se logra mediante la electrólisis o
bien, semezcla conemulsiónquepreviamente sesabesiescatiónica.Silamuestra
rompe, es porque se trata de emulsión aniónica. En caso contrario, se mezcla con
aniónica.Sienestecasorompe,setratarádeunaemulsióncatiónica.Sidespuésde
intentarconambas,norompesetratadeunaemulsiónnoiónica.
Esnecesario peronosuficientecondición paraelusodemorteros parasellar,
que tanto el agregado como la emulsión cumplan especificaciones individuales.
Deben además combinar en una forma estable y el rompimiento de la emulsión no
deberá por ningún motivo suceder durante elmezclado ocolocación,sino hastaque
sehayacompletadosutendidosobreelpavimentoexistente.
106
VI.8ENSAYOSSOBREEMULSIONES.
Los ensayos más comunes efectuados sobre emulsiones son: Destilación,
viscosidad saybol-furol,sedimentación,demulsibilidad,mezclacon asfalto, índicede
ruptura, análisis granulométrico, tamizado, envuelta del agregado y obtención de
asfalto residual;obteniendoresultadosdecadaunodeestoscomosigue:
A)Destilación.
El objeto de este ensayo en el conocimiento cuantitativo del asfalto, agua y
fluidificante que contiene la emulsión. Además de esta información sus resultados
danunaideadelavolatilidaddelosfluidificantesempleados.
B)Viscosidad Saybol-Furol.
Se utiliza el viscosímetro Sayboll con orificio calibrado furol. Se realizan
medidasa25y50°C,segúneltipodeemulsión.
C)Sedimentación.
Se llena una probeta de 500 cm3 con la emulsión a ensayar y se mantiene
durantecincodíasenunlugardondenosufragolpesnivibraciones.
Pasados estos días se extrae una muestra de la parte superior y otra de la
parteinferior,ysecalculael%deasfaltoresidualporevaporacióndeambas.
Ladiferencia envalorabsoluto entre los %deestos asfaltos residuales esel
resultadodelensayodesedimentación.
D)Demulsibilidad.
A 100g.Deemulsiónaniónicaselaañaden35cm3deunasolucióndeCI2Ca,
empleando en ello dos minutos, agitando mientras se añade. Posteriormente se
continúa laagitaciónduranteotrosdosminutos.
El resultado seexpresa en porcentaje de asfalto separado de la emulsión en
elensayo,respectoalporcentajedeasfaltodelaemulsiónobtenidaporelensayode
destilación.
E)Mezclaconcemento.
Se diluye la emulsión que se va a ensayar con agua destilada hasta que
contenga un55%deresiduo.
Los resultados se expresan en % de emulsión rota respecto a la emulsión
total.
En una medida del elevado grado de estabilidad química de algunas
emulsionesderupturalenta.
107
F)índicederuptura.
En 100 grs, de emulsión se introduce un filler mineral normalizado a una
velocidad de 2 ó 3 g/seg. agitándose al mismo tiempo para asegurar la
homogeneidad. Elfiller seañade hasta la ruptura completa de la emulsión. Se pesa
entonceslacantidaddefillerintroducidoysecalculaelíndicederupturaC.
C= P/Ex100
P=Pesodelfillerintroducido.
E=Pesodeemulsión.
G)Análisis Granulométrico.
Los sistemas existentes en la actualidad para determinar el tamaño de
moléculassonlossiguientes:
• Métodobasadoenlamedidaalmicroscopiodeunelevadonúmerodemoléculasy
posteriortratamientoestadístico.
• Método basado en relaciones encontradas entre el tamaño de molécula y la
capacidadquepresentaunamuestradedichaemulsión.
• Métodos basados enelusodeunaparatocoulter, cuyofundamento se encuentra
en la diferencia de conductividad eléctrica entre el electrólito y las moléculas de
asfalto.
H)Tamizado.
El ensayo se realiza mediante el cernido por el tamiz#20 de 1000g. De
emulsión.
Elresiduoquequedaeneltamiz,despuésdelavarloconunasoluciónacuosa
aniónica ocatiónica,segúneltipodeemulsión,sesecaenestufasa 105°Cdurante
doshoras.
El resultado de ensayo se expresa en %en peso del residuo retenido en el
tamizrespectodelamuestratotal.
I)Envuelta delagregado.
Se pesan 465g, de agregado tipo y se añaden 35g. de emulsión a ensayar,
mezclándosevigorosamenteconlaespátuladurante3minutos.
Losresultados seexpresanindicandosise haproducido onoel rompimiento
delaemulsiónyelporcentajedelagregadoquehaquedadoenvuelto.
108
J)Determinación delPH.
Habitualmente seemplea el PHmetroque mide ladiferencia de potencialque
seproducealintroducirelelectrododecombinaciónconelPHmetroenlamuestra.
K)Obtención delasfaltoresidual.
Se pesan 50g. de la muestra de emulsión en un vaso y se evapora en una
estufa regulada a 163°C.posteriormente sepesaelvasoconel residuo ysecalcula
el%deasfaltoresidual.
Losensayosdelasfaltoresidualsonlossiguientes:
a)Depenetraciónparaobtenerladurezadelasfaltoempleado.
b) Deductibilidad,endondelamuestraqueseestira,formando unhilo,yalfinaldel
ensayo seprocedecuando hayrupturaenunpuntoenelqueelhilonotienesección
transversal.
c) Elensayodeflotador oanilloybola,debido alatemperatura del baño,el material
se calienta ascendiendo por la presión del agua hacia el interior del flotador hasta
queelaguapenetraenelflotadoryproducesuhundimiento.
109
CONCLUSIONES
La aplicación de los morteros asfálticos en carpetas asfálticas ya existentes,
no pueden garantizar quecalles,carreteras ycaminos seana prueba deaccidentes.
Loque sipuede hacer unmortero asfáltico esproporcionar superficies másrugosas,
con las cuales se aumenta la fricción entre el pavimento y las ruedas del auto, aún
cuandoelmismoseencuentremojado.
Puesto que un mortero asfáltico provoca un rejuvenecimiento en el asfalto
existente, este alarga la vida del pavimento, por lo cual estamos reduciendo los
costos.
Estareduccióndeloscostosyalargamiento devidadelascarpetas asfálticas
esfácil de lograr, siempre ycuando seproporcione mantenimiento preventivo de las
mismas, y la opción más económica y apropiada es la aplicación de un mortero
asfáltico.
Laaplicacióndemezclasabasedemorterosasfálticosylascaracterísticasde
lasmismasdependerándeltipodedeterioroquepresenteelpavimento.
Una rehabilitación realizada con mortero asfáltico siendo este aplicado
existosamente, pueda alrgar la vida de la carpeta asfáltica hasta en un 80%de su
vidapromedio,queesaproximadaentre10y15 años.
El progreso que se ha logrado enel conocimiento de los morteros asfálticos,
principalmente se debe a las evaluaciones más rutinarias y efectivas sobre los
materialesqueintervienenensuelaboración,yestonospermiteevitarocontrarrestar
lasdificultades enlaaplicacióndeunmorteroasfáltico. Paraaquellos interesados en
esta actividad,quizá el resultado más importante delosestudios, sea la cantidadde
investigaciónqueserequiereenestecampo.
La experiencia en la evaluación de los componentes por separado de los
morteros asfálticos, conducen a la firme convicción de que aún reuniendo las
especificaciones actuales de aceptación y, manteniendo una adecuada proporción
entreelasfaltoylosdemásmateriales,nonecesariamente segarantiza lacalidaden
elproductoterminado.
Existen muchas áreas importantes, donde se requieren estudios más
completos sobre como reducir la probabilidad de funcionamiento de una mezcla
determinada, para ello debemos considerar las siguientes incógnitas: ¿Cómo
determinar la calidad de liga entre el asfalto y el material?; ¿Si las propiedades del
no
asfalto sonimportantesosiéstaspuedencomportarse selectivamente deunmaterial
a otro?; ¿Cómo determinar la relación de curado, de manera que las mezclas que
presentan curado retardado puedan evitarse?, y ¿Cómo estimar la calidad del
morterocuradomedianteunapruebaacelerada?.
Las verificaciones periódicas sobre las carcterísticas de los componentes
durante lasoperaciones, ayudarán aevitarlosproblemasquesurgendeloscambios
físicos,quedeotramanerapasaríaninadvertidos.
ill
APÉNDICE
CiudaddeMéxico D.F.a24deFebrerode1995
Oficiocompromisoaladireccióndeobraspúblicas.
Concurso :OPC-IN-010-95 relativo a : Pavimentación deAnillo Periférico
Tramo Miramontes - Canal Nacional, por la compañía Productos Bituminosos del
ContinenteAmericanoS.A. deC.V.
Manifestando que: Declaró bajo protesta que la empresa no se encuentra
en ningún casodelossupuestos enelartículo41dela LeydeAdquisiciones yObra
Públicavigente.
Manifestaciónescritadeconocerelsitiodelostrabajos.
Manifestar a la Dirección GeneraldeObras Públicas,que la empresa conoce
el sitio de ejecución de los trabajos, y por ello hajuzgado y tomado por encuenta
debidamente las características climáticas y topográficas de la zona, así como las
condiciones generales yespeciales del lugar endonde sellevó acabo la obra objeto
dedichoconcurso.
La empresa estuvo de acuerdo que en cada una de las estimaciones se
descontara 1.50 %, que establece el pacto para la Estabilidad del Creciente
EconómicoVigente.
Comorepresentantetécnicoenlaobra,fueelC.Ing.Alberto RamírezNavarro
con Cédula Profesional N° 7272290, quien conoce las normas de Construcción del
Distrito Federal,el proyectoyespecificaciones ytiene suficiente experiencia enobra
delaíndoledelaquesellevóacabo.
Se visito y examinó, con detenimiento el sitio de las obras para observar
peculiaridad delterrenoyposiblescontingencias que se presentarán eneldesarrollo
delamisma.
Así mismo, manifestamos que conocíamos la Ley de Adquisiciones y Obras
Públicasysureglamentovigenteylas NormasdeConstrucciónquetieneenvigorel
Distrito Federal, las cuales se pudieron leer y examinar, y se acepta que tales
documentosenloconducenterespectoalconcursoindicadoydemásactosquedeel
derivaron.
Relacióndelosmaterialesaemplearenlaobra Basedemateriales básicosal
24deFebrerode1995.
DESCRIPCIÓN
AditivoADP - 1
Agregado paramortero
Arena andesitica
Arenagris
Barrenoportátil
Cemento portland
Cepilloderaíz
Emulsiónasfálticamortero
EmulsiónRR-2K
EmulsiónRL-3K
EmulsiónRLI-2K
Microesfera
Pagoporderechodeextracciónagua
Señalinf.3.05x0.50
It
m3
m3
m3
m3
Kg
pza
It
It
It
It
Kg
m3
pza
N$
N$
N$
N$
N$
N$
N$
N$
N$
N$
N$
N$
N$
N$
3.00
100.00
46.00
40.00
406.00
0.48
14.50
0.60
0.48
0.65
0.59
5.20
8.00
406.00
112
Señalrest0.30x 120cm
Señal0.6x0.6
Señalesconfigura
Tabiquerojo
Tarifadefleteros
Tarifadefleteros Km.sub
Tarifadefleteros 1er-Km
TezontleV* afinos
Fresado
Pinturatermoplástica
Basedegravacementada (puestas/obra]
Lote(luminoso)
pza
pza
pza
pza
ton-Km
m3-Km
m3
m3
m3
It
l m3
lote
N$
96.12
N$
96.12
N$
96.12
N$
0.44
N$
0.60
N$
0.70
N$
0.70
N$
25.00
N$
0.00
N$
185.00
N$
55.00
N$50000.00
Puntos aclarados después delavisitaalaobra.
1.- Elhorariodetrabajofueexclusivamente nocturnode23:00a5:00 hrs.
2.- Las zonas a fresar así como el tipo de sello o usar fue definido en su
momento porla supervisión correspondiente, porque sedebían cotizar losdostipos
de sello.
Manifestación escritadehaber asistidoalajunta deaclaraciones.
Esta empresa asistió a lajunta de aclaraciones quese celebró el día 17de
febrero de1995enoficinasdelaDirección GeneraldeObras Públicas.
RELACIÓN DECOSTOS HORARIOS
DESCRIPCIÓN
Bomba Centrifuga 40MDde4"diam. Die.
Pipa/Camión M.Benz 8000Its
Camión Volteo c/caja graverade7 m3
Cargador s/n910 1.3 yd3
Compactador Vibrat. Autoprop. BW213D
Compactador neumático AP-23
Compresor portátil SP-325D
Perfilador depavimentos CAT-750B
Sellador deasfalto Slurry Seal
Estabilizador depav.T4100 Midland
Pavimentadora barber greeneSB-131
Perforadora dePiso S58D
Petrolizadora SR1580de5900It
Nivel Topográfico
Tránsito Wild
Pinta rayasAut. TMT63P
Detector demetales
COSTO ACTIVO
N$ 10.75
N$ 35.75
N$ 40.42
N$ 46.66
N$ 109.61
N$ 76.90
N$036.42
N$727.29
N$ 184.97
N$ 158.86
N$ 113.46
N$ 01.74
N$ 41.49
N$ 1.01
N$ 04.04
N$ 31.63
N$ 8.31
COSTO INACTIVO
N$ 4.22
N$ 10.96
N$ 13.69
N$ 20.45
N$ 42.22
N$ 36.30
N$ 15.18
N$376.80
N$ 78.86
N$106.02
N$ 71.43
N$ 0.66
N$ 17.22
N$ 0.72
N$ 2.91
N$ 19.80
N$ 5.72
113
PROGRAMA DE UTILIZACIÓN DE PERSONAL TÉCNICO,ADMINISTRATIVO Y
OBRERO ENCARGADO DIRECTAMENTE DELA EJECUCIÓN DE LOS TRABAJOS.
PERSONAL
1)PERSONALTÉCNICO
2)PERSONAL
ADMINISTRATIVO
3)OFICIALES
4)PEONES
Sem 1
7-mar
13
7
2
3
4
5
6
7
8
9 10
13
7
13
7
13
7
13
7
13
7
13
7
13
7
13 13
7 7
12
4-jun
13
13
7
7
6
20
6
20
6
20
6
20
6
20
6
20
6
20
6
20
6 6
20 20
6
20
6
20
11
SUPERVISIÓN YADMINISTRACIÓN DE LOS TRABAJOSY SERVICIOS
PERSONAL
1)PERSONALDESERVICIOS
2)PERSONALTÉCNICO
3)PERSONAL
ADMINISTRATIVO
Sel
7-mar
2
3
4
5
6
7
8
9 10
11
12
4-jun
5
13
7
5
13
7
5
13
7
5
13
7
5
13
7
5
13
7
5
13
7
5
13
7
5 5
13 13
7 7
5
13
7
5
13
7
114
PROGRAMADEADQUISICIÓNDELOSPRINCIPALESMATERIALESYEQUIPOSDE
INSTALACIÓNPERMANENTE.
M A T E R I A L E S Y EQUIPO C a n t i d a d
Semi
10
11 12
7-mar
Tezontle 3/4"afinos
627.75 m3
Arena Andesitica
418.50 m3
Emulsión RL-3K
313,875.0It
Emulsión RR-2K
32,550.0H
Agreg.P.mortero asfáltico
348.00m3
Emul.P.mortero asfáltico
73.35
73.85
73.85
73.85
73.85
73.85
m3
49.2
49.2
49.2
49.2
49.2
49.2
m3
18163 36826.5 36826.5 36826.5
36926.5
36926.5
36926.5
36926.5
36926.5
1914.8 3829.4 3828.4 3828.4
3829.4
3829.4
3829.4
3829.4
3829.4
40.95
40.95
40.95
40.95
40.95
40.95
93,960.0It
11054.1 11054.1 11054.1
11054.1
11054.1
11054.1
11054.1
11054.1 5527.2It
Aditivo ADP-1
9,744.0It
1146.35 1146.35 1146.35
1146.35
1145.35
1146.35
1146.35
1146.35
Cemento Portland
48,720.0kg
5731.8 5731.8 5731.8
5731.8
5731.8
5731.8
5731.8
287.2
287.2
287.2
287.2
Mat.Prod,decorte(cribado) 2,441.25m3
36.95
73.85
24.9
73.85
49.2
48.2
40.95
143.65
287.2
40.95
287.2
287.2
It
It
20.49m3
573.2It
5731.8 2885.6kg
287.2
PROGRAMADEOBRA
SEMANAS
No. PARTIDA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 12
7-mar
1)Limpieza,trazoyniv.
2) Rehabilitación y/o restitucióndecarp,conmez.asf.enfrío.
3) Renivelación dealcantarillas pozosdevisitay/ocajadeA.P.
4) Bacheo conmezcla asf.enfríoocalientede 7.5cmdeesp.
5)Aplicaciónde mortero asf.de6mm.
3919470347034703 47034703 4703 47034703 470347034703224658000m2
188037653765 37653765 3765 37653765 3765
32000m2
7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5
60pzas
24172417 2417241734152416
58235823 58235823 6823 58236823 622362233416
14500m2
58000m2
6) Señalamiento Horizontal
7)Señalamiento de proteccióndeobras
8)Sellocon cemento
Duracióntotal
90días.
Propuesta porlaD.G.O.P Díascalendario
Propuesta porelconcursantedíascalendario
3919470347034703 47034703 470347034703 470347034703234858000m2
38897733 7733 7733 7733 7723 7733 7733
58000m2
7Marzo1995 - 4Junio1995
FechaInicio Fechaterminación
7Marzo1995 - 4Junio1995
Unavezrealizada lavisitadeobraseaclararonconlossiguientespuntos:
• Elhorariodetrabajofueexclusivamente,de23:00a5:00Hrs.
• Laszonasafresarasícomoeltipodeselloausarfuedefinidoensumomentopor
lasupervisióncorrespondiente,porloquesedebíancotizarlosdostiposdesello.
115
m3
PROYECTODEMEZCLAPARAMORTEROASFÁLTICO
PARAEMPLEARSE ENELPERIFÉRICO
MIRAMONTES-CANALNACIONAL
I.- AGREGADOS
Composicióngranulométrica.
La granulometría del material cumple con los requisitos de proyecto si está
dentrodelassiguientestolerancias.
Tamañodelmaterial
Retenidoen malla
Tolerancia
Retenidoenmalla
%Pesopétreo
pétreo
Pasaenmalla3/8"
No.4
No.4
+/-5
No.8
No.8
. +/-4
No.30
No.30
+/-3
No.200
No.200
+/-2
Los materiales pétreos seleccionados proceden de la mina El Milagro. Esta
minaseencuentraubicadaenelmunicipiodeMilpaAltaenMéxico,D.F.
Los agregados de basalto triturado fueron elegidos por sus características
granulométricas,limpiezaydureza.Seanexanresultadosdelosanálisisaquefueron
sometidos.
Procedencia:
Mina"ElMilagro"
Trituración100%
Limpieza:
Equivalentedearenasuperiora 50%.
Dureza:
Desgastepormediodelamáquinadelosángelesmáximodel 40%.
116
II.- EMULSION ASFÁLTICA
El ligante asfáltico utilizado en una emulsión asfáltica tipo catiónica de
rompimientolento.
Lascaracterísticasgeneralesdelaemulsión:
Viscosidad Saybol-Furol (seg.,25 C)
18.0mín.
Contenido enagua(%Vol.)
43.0máx.
Asfaltoresidual,destilación.(%Peso)
57.0mín.
Retenido enmalla20(%Peso)
0.10máx.
Asentamiento (Sedimentación) 7días(dif.)
7.0máx.
Cargapartícula
(Positiva)
P.h.
(7máx)
Elasfalto origen utilizadoenlafabricacióndelaemulsión esdeltipo cemento
seis.
III.- ADITIVO
Para el control adecuado dela ruptura de laemulsión seempleará unaditivo
controladortipoADP-IIfabricadoporPROBICA.
IV.- FILLER DE APORTACIÓN
Se haconsiderado la adicióndeunpequeño porcentaje de cemento portland
normal.
V.-AGUA DE APORTACIÓN
El agua de amasado será la necesaria para darle la consistencia de lechada
indispensable parasuextensiónyserálaprovenientedelastomaslocales,yaqueno
presentaroncaracterísticasespecialesdedurezanisólidosensuspensión.
117
VI.- DISEÑO DE LA MEZCLA
La modificación de cada componente para las mejores características de
cohesión y maduración, nos lo indican los ensayos de tiempo de fluidez, cono de
consistencia,arenaadheridaL.W.T.yabrasiónW.T.A.T.
Dosificación obtenida:
COMPONENTE
%PESOSOBREAGREGADOSECO
Emulsión
15.8
Aditivo
1.8
Fillerdeaportación
0.8
Aguaenvuelta
20.0
Óptimodeasfalto
9.0
Sinembargo ladosificaciónobtenidadeaditivo,fillerdeaportaciónyaguade
amasadoestánenfucióndelascondicionesambientales dehumedadytemperatura,
porloquepuedenvariarenelmomentodelacolocación.
VIL- PROCEDIMIENTO DE COLOCACIÓN
El microconcreto asfáltico es una mezcla de agregados debidamente
granulados,filler,emulsiónasfáltica,aguadeenvueltayaditivoscapacesdeconstruir
unamezclaquesepuedacolocar,comocapadesello,enformadelechada.Unavez
extendida el material sobre la carretera, con el espesor adecuado, por efecto de la
reactividad química agregado-emulsión ydelaevaporación delagua, se produce un
incremento progresivodelacohesióndelsistemaagregadoasfalto.
118
B I L B L I O G R F I A
COELLO,LópezMario,JASKELLE,P.AminySTRASSBURGER, F.Pedro.
ManualdeMorterosAsfálticos.
EditorialConrasa.México1985.
CONCRETEPAVEMENTS.
EditedByA.F.Stock.
L.A. California1980.
CRESPO,VillalazCarlos.
VíasdeComunicación.
EditorialLimusa.
México1980.
FERNANDEZ, delCampoJuanAntonio.
Pavimentos BituminososenFrío.
EditoresTécnicosAsociados.Barcelona1983.
MANUALDELASFALTO.
TheAsphaltInstitute
EdicionesUrmo
Tr.ManuelVelázquez
Washington1980.
NORMASPARALACONSTRUCCIÓNEINSTALACIONES.Pavimentos,
SecretaríadeComunicacionesyTransportes.
México1983.
119
PAVIMENTOSDELANILLOPERIFÉRICO.TramoMiramontes-CanalNacional.
ConcursoOPC-IN-010-95
PROBICA
México1995.
WALLACE,HughA.andJ.RogerMartin.
Asphalt PavementEnginnering.
EditedByMcGraw-Hill U.S.A.
YODER, E.J.andWITCZAK,M.W.Principlesof PavementDesing.
SecondEdition.S.WileyInterscincePublication.
L.A. California1990.