Practica-moderna-del-mantenimiento-de-pavimentos-Rafael-Martins

Práctica Moderna del Mantenimiento de Pavimentos
(con Black Topping)
• Rafael Lopes Martins
• Gerente Desarollo de Mercado y Ventas Técnicas - SBS – P&R Latam
• rafael.martins@kraton.com
Introducción: Blacktopping sobre PCC
▪Que significa Blacktopping sobre un pavimento rígido?
▪Construcción o rehabilitación del pavimento de hormigón con carpeta(s) asfáltica.
Mezcla Asfáltica
Pavimento de hormigón
Definiciones para Mantenimiento de Pavimentos
▪Preservacion del Pavimento: mantenimiento
preventivo, rehabilitacion non estructural, y otras
rutinas de mantenimiento generales.
▪Mantenimiento Preventivo: mantener o mejorar
las condiciones funcionales del Sistema, sin
incrementar la capacidade structural del
pavimento (ex: carpeta delgada de asfalto);
▪Rehabilitacion del pavimento: Intervencion
structural que agrega mas tiempo de servicio al
pavimento existente y/o mejora la capacidade de
suportar cargamento.
Usos generales del Blacktopping sobre PCC
▪Usual: mejorar la funcionalidad de un pavimento degradado
▪Non-obvio:
▪Reduccion de ruídos
▪Mejorar skid resistance
▪Mejorar dirigibilidad
▪Dos objetivos principales: Condicion Estructural y Condicion Funcional
▪Buen costo benefício de rehabilitacion para pavimentos existentes
▪Usualmente rehabilitacion rápida y conveniente para los usuários
▪Rápida velocidad de ejecucion.
Por donde empezar?
Que black topping no puede solucionar?
•
perdida de suporte de la base
•
drenaje ineficiente
•
grietas profundas
•
baja eficiencia transferencia de carga entre las placas
Pero como hacer mantenimiento en pavimento de hormigon?
ACPA 2006a
Fatores a considerer para eligir una mezcla asfaltica
▪Eligir una mezcla asfáltica deve considerar una séria de
importantes factores, tal cual:
▪Resistência a deformación
▪Resistência a reflejo de grietas
▪Resistência a desgaste
▪Supresión de ruído
▪Resistencia a Top-down cracking
▪Resistência a derapamiento (skid)
Hormigón
▪Ejemplos de mezclas asfálticas para blacktopping
▪Dense-graded asphalt (DGHMA)
Hot mix asphalt ▪Polymer-modified DGHMA
▪Stone matrix asphalt (SMA)
▪Open-graded friction course asphalt (OGFC)
▪Rubberized gap-graded asphalt
Hormigón
Reflejo de grietas
▪ El reflejo de grietas irá depender (también) de la performance a bajas
temperaturas del cemento asfáltico.
▪ Bennert (2009): utilizando asfaltos con performance
a bajas temperaturas por lo menos 1 o 2 grados mas
bajos que el recomendado por el LTPPBing, el
pavimento tiene tiempo de vida mas largo cuando
mirado el reflejo de grietas;
▪
Zhou et al. (2006)
Overlay test puede “simular” esto..
Zhou and Scullion 2003)
Y como balancear esto?
R
U
T
T
I
N
G
G
R
I
E
T
A
S
P
Wet
Zhou et al. (2006)
P
P
Dry
Cual tipo de ligante asfáltico utilizar?
▪ Experiencia ha mostrado que asfaltos modificados con polímeros (AMP) han
tenido los mejores resultados cuando bien diseñada la mezcla.
Asfalto
Polímero SBS
Incorporación SBS
en Asfalto
Microscopia (PMB)
2.5%
Fase polimérica descontínua
5%
7.5%
Fase Polimérica Contínua
HiMA (Highly Modified Asphalt)
Mezclas delgadas con HiMA
2.5 cm - SRAM
Cracked Area (%)
▪ Brazil: Performance contra reflejo de grietas
Months After Rehabilitation
Highly Modified Asphalt Binder for Asphalt Crack Relief Mix, Gaspar M, Vascelos K. et al. (2017)
Mezclas delgadas con HiMA
▪ US: Leveling Mixtures (New Jersey DOT)
▪ High Performance Thin Overlay (HPTO), require diseño balanceado de la mezcla
utilizando Asphalt Pavement Analyzer y Texas Overlay Test
▪
New York City utilizo de la especificacion del NJDOT para el Proyecto de Blacktop en la
1st Avenue de Nova York en 2013
▪ 3,81cm espesor, sobre pavimento de hormigon “rehabilitado”
Mezclas delgadas con HiMA
▪ US: NYC utilizando Mezclas delgadas de alta performance para resolver un duro problema
▪
Local: 1st Avenue – New Your City
▪
Pavimentado con Reinforced Portland Cement
Concrete (RPCC) en 1983 y 1984
▪
▪
▪
Diseño para 40 años de vida
Pero después de 30 years…
Desafios:
▪
▪
▪
Alto volume de tráfico
Lineas de água, águas residuales y telecom viejas
Poco espacio para utilizer pavimentos asfalticos de
alto espesor
http://axeonsp.com/nyc-uses-a-high-performance-thin-overlayto-solve-a-hard-problem-2/
Mezclas delgadas con HiMA
▪ US: NYC utilizando Mezclas delgadas de alta performance para resolver un duro problema
First Avenue – Febrero 2012
▪ Comparación entre diferentes tipos de asfaltos
▪ Asfalto Modificado Usual (AMP): PG76-28
▪ HiMA: continuous PG 95-31
First Avenue – February 2012
▪ Comparación entre diferentes tipos de asfaltos
First Avenue – NYC
▪ Procedimientos
▪ Micro-milling (~3mm)
▪ Sello de grietas y remendo con sellador altamente modificado PolyPatch
First Avenue – NYC
▪ Procedimientos
▪ Micro-milling (~3mm)
▪ Sello de grietas y remendo con sellador altamente modificado PolyPatch
First Avenue – NYC
▪ Procedimientos
▪ Riego de liga
▪ Fabric
First Avenue – NYC
▪ Procedimientos
▪ Mix Temperature: 143-154 C
▪ Agregado aditivo de mezcla tíbia
▪Un pase con rolo vibrando
▪4 a 5 pases con rolo estático-> para se alcanzar 95% de densidad
First Avenue – NYC
▪ Después de asfaltado
▪ 10.000 Ton durantes 3 semanas de trabajo nocturno
First Avenue - NYC
▪ Después de asfaltado
▪ 10.000 Ton durantes 3 semanas de trabajo nocturno
▪Recapeo usual en NYC tiene usualmente 2 años de vida util. el HPTO esta en perfectas
condiciones ya después de 6 años
First Avenue - NCY
▪ TR News, May-June 2019 Issue, Number 321
▪ Escrito por Frank Fee, hace el acompañamiento
de la performance de la carpeta de HPTP en la 1st
Avenida
▪ “El desarollo de avanzados ligantes asfálticos
incorporados a nuevos tipos mezclas de asfalto
predice mejores enfoques para el diseño de
rehabilitación de pavimentos en el horizonte.”
Florida Departament of Transportation Research
▪ Primero Proyecto con HiMA en 2014
▪ Part of FDOT Standard Specification beginning Jan
2018
▪ Project No. BE287, Evaluacion de FC-5 (OGFC*) con
PG 76-22 HP para reducir raveling (Materials)
▪ Project No. BE321, Structural Coefficient for High
Polymer Modified Asphalt Mixes (Roadway Design)
*OGFC: open graded friction course
Florida Departament of Transportation Research
▪ Contracted with the Texas A&M Transportation
Institute (TTI) para evaluar mezclas FC-5 (OGFC)
producidas utilizando FDOT’s “High Polymer” y
PG76-22
▪ “High Polymer” FC-5 son mucho mas resistentes a
raveling y agrietamiento, especialmente despues de
envejiecido
▪ Se espera increment hasta +50% en el tiempo de
servicio de mezclas cuando utilizan asfaltos High
Polymer
▪ Analisis economicas han mostrado que mezclas High
Polymer son viables y tienen buen costo-benefício.
NCHRP Report 877
▪ Performance-Based Mix Design for Porous Friction Courses (2018)
• Reducen riego de aquaplanaje,
• Mejora atrito, especialmente en condiciones
húmedas,
• Reduce backsplash y spray de los
neumáticos,
• Reduce ruído del contato entre neumático y
pavimento, y
• Mejora visibilidad de la señalizacion
horizontal.
https://www.nap.edu/download/25173#
NCHRP Report 877
▪ Performance-Based Mix Design for Porous Friction Courses (2018)
▪ NCHRP Report 877: Performance-Based Mix
Design for Porous Friction Courses (2018)
Mix
No.
Mixture
Canta
bro
HWT
TxOL
I-FIT FE
I-FIT FI
Mean
ranking
▪ From NCHRP Project 01-55, hecho por NCAT
9
#1-HiMA
1
3
1
1
1
1.4
3
#1 + 4% BHF
2
1
6
2
3
2.8
7
#1-no fiber
4
5
3
4
4
4.0
6
#4 + 4% BHF
6
7
4
5
6
5.6
8
#1-GTR
3
6
9
3
7
5.6
2
#1 + 2% BHF
5
2
7
7
9
6.0
5
#4 + 2% BHF
7
8
2
8
5
6.0
4
SC-Poor
9
9
5
6
2
6.2
1
GA-Good
8
4
8
9
8
7.4
▪ Referenced in TTI report, also showed
improvement in tests associated with the
durability of OGFC when using HiMA (highlymodified asphalt)
Ranking of Test Results from NCHRP 01-55
https://www.nap.edu/download/25173#
Iowa
▪ US: Iowa DOT - HIPRO
• Mezcla fina, agregados de 3/8" con ligante modificado
con polímero 58-28E+
• Voids< 2%
• ER>= 90%
• Espesor: 2,54 to 3,8cm
• Primero HIPRO:
• I-35 in Warren County over PCC construido en1958
• 1969 AC overlay
• Target: Reducir costo annual de recapeo del PCC
• Performance: …”és incuestionable”
https://www.apai.net/Files/content/Iowa%20Asphalt%20Re
port/APAINewsletterFall2018.pdf
Conclusiones:
▪ Solución de rápida ejecucion y versátil;
▪ Track record de muy buena performance en diversas aplicaciones;
▪ Ligantes Altamente Modificados (HiMA) ha mejorado bastante el disempeño de las
mezclas empleadas tambien en esta;
▪ Suceso en cases de mezclas densas y mezclas porosas (OGFC);
▪ HiMA és viabilidad economicamente debido superior performance (Ciclo de vida).
▪ Mejora la dirigibilidad y segurança para usuários;
▪ Optimiza costos de mantemiento y ejecución
Muchas gracias!!
Rafael Lopes Martins
rafael.martins@kraton.com
www.kraton.com
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