carpetas asfÁlticas ahuladas en vÍas … · perito en vías terrestres y en ... durabilidad,...

1

7 CONGRESO MEXICANO DEL ASFALTO

AMAAC

CARPETAS ASFÁLTICAS AHULADAS EN VÍAS TERRESTRES

Dr. Raúl Vicente Orozco Santoyo Ing. Carlos Mora Vanegas Perito en Vías Terrestres y en Geotecnia Consultor en Materiales Ahulados

RESUMEN Se describe el procedimiento para elaborar el concreto asfáltico ahulado (hule-asfáltico), haciendo énfasis en el control de calidad durante las etapas de previsión (antes de revolver los ingredientes), acción (durante el mezclado, transporte y colocación) e historia (en el producto ya terminado). Se hace mención a las especificaciones que deben satisfacer todos los ingredientes (agregados pétreos, cemento asfáltico y hule molido de llantas) en todas las etapas de proyecto, construcción, supervisión, control de calidad, conservación y operación, para que se satisfagan los requisitos de comodidad, seguridad, durabilidad, resistencia y economía.

1) GENERALIDADES

Dentro de las vías terrestres, especialmente en las carreteras y los aeropuertos, se utilizan capas compactadas de concreto en los pavimentos, como las siguientes:

Hidráulico (cemento Portland con agua y material pétreo)

Asfáltico (cemento asfáltico puro o emulsificado con material pétreo)

Azúfrico (azufre monoclínico con material pétreo)

Alquitránico (alquitrán de hulla con escoria de fundición o material pétreo)

2

Zeolítico (zeolitas activadas más cemento Portland, agua y suelo)

Cálcico (cal viva más agua y suelo)

Hule-asfáltico (hule molido de llantas mezclado con cemento asfáltico y material pétreo)

La utilización de cada material depende del enfoque económico y técnico que se adopte para construir el pavimento, principalmente en función de la:

Seguridad (sin acuaplaneo ni irregularidades superficiales)

Comodidad (confort perdurable del usuario)

Durabilidad (vida económica esperada)

Resistencia (capacidad de carga, sin llegar a la fatiga por repetición de cargas, sin fisuramientos y/o agrietamientos, ni desgaste o ruido)

Economía (máxima relación beneficio / costo total actualizada) En este escrito se tratará únicamente el concreto hule-asfáltico para la capa de rodamiento en los pavimentos. 2) INGREDIENTES DEL CONCRETO HULE-ASFÁLTICO Como ya se esbozó en el Capítulo 1), la composición del concreto hule-asfáltico es la siguiente:

Hule molido de llantas con las especificaciones indicadas en la Ref. 1

3

Cemento asfáltico con las características físico-químicas estipuladas en la Ref. 1

Agregados pétreos seleccionados, como se señala en la Ref. 1

3) ETAPAS Y NIVELES DE CONTROL DE CALIDAD En la Fig. 1 se indican los pasos a seguir para fabricar el concreto hule-asfáltico, considerando las etapas de control de calidad siguientes (Ref. 2):

PREVISIÓN. Corresponde a los ingredientes separados: cemento asfáltico, hule molido de llantas y agregados pétreos. En esta etapa se aceptan o rechazan, tomando en cuenta las características físicas y químicas de los elementos.

ACCIÓN. Se refiere a la mezcla del cemento asfáltico con el hule molido de llantas para que se fabrique el hule-asfáltico después de su reacción de combinación química íntima. En esta etapa se acepta o rechaza el hule-asfáltico cuando se satisfacen los requisitos estipulados sobre temperatura

(T), viscosidad (), tiempo (t), dosificación (D), Etc.

En esta etapa también se incluye la fabricación del concreto hule-asfáltico (hule-asfáltico más agregados pétreos), que incluye las actividades de mezclado, tendido y compactado, para su aceptación o rechazo, cuando se cumplan los requerimientos especificados de temperatura (T), compacidad (C), tiempo (t), modulo (elástico) Marshall (MM), Etc.

HISTORIA. En esta etapa también se deberá aceptar o rechazar el concreto hule-asfáltico, a partir de mediciones y/o pruebas de laboratorio: espesor (e), módulo Marshall (MM), coeficiente de permeabilidad (k), coeficiente de

fricción (), índice de regularidad internacional (IRI), Etc.

4

También los niveles de control correspondientes, dentro de cada etapa, se señalan en la Fig. 1. Figura 1. Etapas y niveles de control para el concreto hule-asfáltico

5

4) ACTIVIDADES DE LOS RESPONSABLES En la Fig. 2 se ilustran las actividades de los responsables que intervienen en la obra. Figura 2. Integración de conceptos “clave” para lograr el nivel de calidad

Para llevar al cabo la supervisión y el control de calidad del concreto hule-asfáltico de un pavimento, a continuación se recomiendan las siguientes actividades de los que intervienen en el proceso:

Planificador. Es el responsable de definir los Niveles de Calidad (Especificaciones), tomando en cuenta los criterios básicos de ingeniería de vanguardia.

También será responsable de analizar los estudios de apoyo que se realicen al respecto, con el fin de tomar decisiones y ajustes en forma oportuna.

6

Proyectista. Es el responsable de establecer por escrito, mediante los planos y las especificaciones, lo definido por el Planificador. Además, llevará el seguimiento de la obra, para retroalimentar de información a los demás responsables. Por otro lado, el Proyectista hará las mejoras al proyecto necesarias para alcanzar la vida esperada de la capa hule - asfáltica.

Constructor. La empresa constructora seleccionada es la única responsable de asegurar los Niveles de Calidad (Especificaciones) establecidos. Llevará su propio sistema de Control de Calidad para responsabilizarse de todas las eventualidades que surjan durante la construcción. El Constructor también es responsable de descubrir deficiencias y proponer soluciones

Supervisor. Es el responsable de verificar durante la construcción lo establecido en el Proyecto, con la obligación de revisarlo concienzudamente en todos sus aspectos: geometría, acabados, materiales y procedimientos constructivos. Esto debe realizarse con suficiente antelación a la construcción. De esta manera, el Supervisor evitará la ejecución de las aberraciones que pudieran existir.

Por otro lado, el Supervisor debe apoyarse en el Controlador de Calidad para la toma de decisiones en forma ágil y oportuna.

Controlador de Calidad. Es el responsable de certificar que los Niveles de Calidad (Especificaciones) se satisfagan de acuerdo con lo establecido en el Proyecto. Esto se realizará ágil y oportunamente, para apoyar en forma continua al Supervisor en sus decisiones cotidianas. El Controlador de Calidad no tendrá carácter ejecutivo en la obra, sino sólo informativo.

El Controlador de Calidad se responsabilizará también de todos los aspectos inherentes a la geometría (espesores, líneas y niveles, etc.), acabados (regularidad superficial: IRI; rugosidad: coeficiente de fricción (µ), coeficiente de permeabilidad (k), señalización, etc.), materiales (ingredientes separados y mezclados, productos terminados, etc.) y procedimientos constructivos (maquinaría, equipo, secuencia de actividades, tiempos, etc.).

Por otro lado, el Controlador de Calidad deberá llevar las cartas de control de calidad actualizadas diariamente en las diversas Etapas de Control: Previsión (ingredientes separados, previamente a la construcción), Acción (ingredientes mezclados, durante la construcción) e Historia (retroalimentación de información para ajustes o mejoras sustanciales).

7

Conservador. Es el responsable de mantener los Niveles de Calidad, durante toda la vida asignada a la capa hule-asfáltica.

Operador. Es el responsable de vigilar que se cumplan los Niveles de Calidad estipulados, con el fin de informar oportunamente al Conservador y corregir las deficiencias que pudiesen ocurrir durante la vida útil esperada.

5) CASOS ILUSTRATIVOS Las principales experiencias de la utilización del hule-asfáltico en México corresponden a las siguientes obras, las cuales han mostrado un buen comportamiento en aproximadamente 400 km de carreteras y 15 km de aeropistas con carpeta de 5 cm de espesor. Como ejemplo de aeropuertos se mencionan los siguientes:

Aeropuerto de San Luis Potosí. Pistas principal construida en junio de 2005 y secundaria en noviembre de 2008

Aeropuerto de Durango. Pista principal construida en noviembre de 2007

Aeropuerto de Chihuahua. Pista principal construida en noviembre de 2007 6) COMENTARIO

El buen comportamiento de la capa de concreto hule-asfáltico se debe a que las grietas de las capas inferiores no se propagan hacia la superficie del pavimento, debido a la gran adaptabilidad del material a las deformaciones y tensiones excesivas. Además, la vida útil del pavimento es mayor de lo normal por su impermeabilidad y resistencia intrínseca. 7) REFERENCIAS 1) Mora-Vanegas C, 2011: Propiedades y Beneficios del Concreto Hule-Asfáltico

en Pavimentos, Hulellanta El Triunfo. México, D.F. 2) Orozco-Santoyo R V, 2011: Criterios Básicos para el Control de Calidad Ágil y

Oportuno de las Obras, Centro SCT. Villahermosa, Tab.

8

ASFALTO AHULADO

ASFALTO + HULE DE LLANTAS = ASFALTO AHULADO.

I.- CUALIDADES DEL ASFALTO AHULADO

I.1.- ¿ES EL ASFALTO AHULADO UN ASFALTO MULTIFUNCIONAL?

EL ASFALTO AHULADO, POR SU PG 76-34, CUBRE TODOS LOS REQUERIMIENTOS DE DISEÑO EN

MÉXICO.

LA NORMA ASTM–D8, ESPECIFICA UN MÍNIMO DE 15% EN PESO DE HULE DE LLANTAS EN EL

TOTAL DE LA MEZCLA CON EL ASFALTO.

LA RPA (RUBBER PAVEMENTS ASSOCIATION) REFIERE QUE: “LOS MEJORES RESULTADOS SE

OBTIENEN UTILIZANDO UN 20 ± 2%, DEPENDIENDO DEL CLIMA Y DEL TRABAJO A REALIZAR POR EL

PAVIMENTO.”

I.2.-SEGURIDAD AL USUARIO, POR MENOS ACCIDENTES:

LAS MEZCLAS DE ASFALTO AHULADO PROVEEN DE UN AGARRE MÁS FUERTE A LOS PAVIMENTOS.

LAS MEZCLAS ABIERTAS, PROPIAS PARA EL ASFALTO AHULADO, REMUEVEN EL AGUA DE LA

SUPERFICIE DE RODAMIENTO, INCREMENTAN LA VISIBILIDAD Y EVITAN EL DERRAPE.

9

EN ESTUDIO PUBLICADO POR LA RPA SE PRESENTAN ESTADÍSTICAS DE ACCIDENTES OCURRIDOS SOBRE LA AV. INTERESTATAL 35, (I-35, EN SAN ANTONIO, LA CUAL FUE CONSTRUIDA CON CONCRETO HIDRÁULICO, QUE SE HABÍA DESGASTADO POR EL USO).

AL CUBRIR LOS CARRILES DE UN LADO DE LA I-35, CON UNA CARPETA CON ASFALTO AHULADO SE REGISTRÓ, DURANTE EL AÑO SIGUIENTE, QUE LOS ACCIDENTES DISMINUYERON DE MANERA NOTORIA A CASI UN 60% DE LA PARTE QUE NO TENÍA EL RECUBRIMIENTO AHULADO; ES DECIR, CASI 40% MENOS ACCIDENTES. VER ANEXO 1-1 Y 1-2

I.3.- PROPIEDADES MECÁNICAS

SUS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS SON SUS ELEVADAS PROPIEDADES DE ELASTICIDAD Y

FLEXIBILILIDAD QUE ABSORBEN LOS ESFUERZOS PRODUCIDOS POR LAS CARGAS, Y DE TENSIÓN-

CONTRACCIÓN ORIGINADOS POR CAMBIOS DE TEMPERATURA.

ESAS MAYORES CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS, SE OBSERVAN EN LA GRÁFICA SIGUIENTE:

10

LA GRÁFICA MUESTRA LA RESISTENCIA MECÁNICA DE LOS ASFALTOS ANALIZADOS. ESTUDIOS

SOBRE DEFORMACIÓN REALIZADOS EN EL CIATEC POR EL DR. SERGIO ALONSO (PONENCIA

PRESENTADA 5º CONGRESO MEXICANO DEL ASFALTO, AGOSTO DE 2007).

I.4.- EXTENSA VIDA ÚTIL

SU VIDA ÚTIL, SE MULTIPLICA VARIAS VECES EN COMPARACIÓN CON CUALQUIER OTRO ASFALTO

MODIFICADO, DEBIDO A SU CONTENIDO, PRINCIPALMENTE, DE:

A) ANTIOXIDANTES, QUE LO PROTEGEN CONTRA LA HUMEDAD;

B) ANTIOZONANTES QUE LO PROTEGEN CONTRA LOS RAYOS UV

C) DE NEGRO DE HUMO QUE LE DA SU ALTA RESISTENCIA MECÁNICA

11

12

I.5.- ELEVADA VISCOSIDAD

SU VISCOSIDAD LO CONVIERTE EN UNA MASA SELLANTE QUE EVITA QUE LOS ELEMENTOS

LIGEROS DEL ASFALTO SE ESCAPEN, CONSERVA NDO SUS CUALIDADES DE RECIÉN PRODUCIDO, Y

MANTENENDO AGLUTINANADOS LOS AGREGADOS POR TIEMPO INDEFINIDO. ASI MISMO, LO

CONVIERTE EN UN EFICAZ IMPERMEABILIZANTE QUE PROTEGE LA ESTRUCTURA DE LA CARPETA.

13

OBSERVACIONES:

EN ESTA GRÁFICA SE OBSERVA QUE EL ASFALTO SIN HULE DE LLANTAS SE ENDURECIÓ.

POR OTRO LADO, EL ASFALTO CON HULE DE LLANTAS CONSERVÓ SU VISCOSIDAD ESTABLE POR

LOS 14 AÑOS QUE DURÓ LA CARPETA ANTES DE DESGASTARSE.

EL VIEJO ASFALTO AHULADO SE CONSERVÓ JOVEN.

FUENTE: RPA (RUBBER PAVEMENTS ASSOCIATION).

14

II. ESTUDIOS DE ASFALTO AHULADO, REALIZADOS EN EL INSTITUTO

MEXICANO DEL PETROLEO:

ESTUDIOS DE CORAZONES, CON ASFALTO AHULADO Y CON POLÍMERO SBS, REALIZADOS EN EL IMP.

PROCEDENCIA: SAN SALVADOR EL SECO-AZUMBILLA, ESTADO DE PUEBLA, MÉXICO, KM 51+000 (AHULADO) Y 63+000 (CON SBS).

FECHA DE APLICACIÓN DE AMBOS: MARZO DE 2002.

A B Aspecto de los tramos con Asfalto Ahulado y con Polímero SBS.

15

EN ESTA TABLA SE MUESTRAN LAS CURVAS DE ENSAYES REALIZADAS EN EL IMP EN 2007 CON

ASFALTOS ENVEJECIDOS 5 AÑOS EN CARRETERA Y, NUEVOS, ENVEJECIDOS EN LABORATORIO

(PAV).-

ADICIONALMENTE, SE SUPERPONE LA CURVA DEL ASFALTO AHULADO DE 7.5 AÑOS DE APLICADO

EN CARRETERA, EL CUAL MUESTRA UN COMPORTAMIENTO REOLÓGICO IGUAL AL DE 5 AÑOS,

COMO SI EL TIEMPO NO HUBIERA PASADO.

PRUEBA BINDER DE ASFALTOS AHULADOS MUESTRAS: 1 (5 AÑOS) Y 3(NUEVO).

AL SOMETER A PRUEBA (MÉTODO AASHTO TP 5) ESTE ASFALTO AHULADO ENVEJECIDO 5 AÑOS EN

CARRETERA, COMO SI FUERA UN ASFALTO NUEVO, LOS RESULTADOS EVIDENCIARON QUE

DESPUÉS DE 5 AÑOS EN SERVICIO, CONSERVA PROPIEDADES PG 76 INTACTAS.

LO ANTERIOR SE DESPRENDE DE COMPARAR LOS VALORES RESULTANTES DE ESTE ASFALTO

(MUESTRA 1), CON UN ASFALTO AHULADO NUEVO PG 76-34 (MUESTRA 3), LOS CUALES SON:

MUESTRA 1(5 AÑOS): TEMPERATURA DE ENSAYE, 76º C; MÓDULO DINÁMICO G*/SEN Δ = 1.255

(ESP. MÍNIMO 1.000 KPA)

16

MUESTRA 3(NUEVO): TEMPERATURA DE ENSAYE, 76º C; MÓDULO DINÁMICO G*/SEN Δ = 1.339

(ESP. MÍNIMO 1.000KPA). (ASFALTO AHULADO NUEVO, ANTES DE SU ENVEJECIMIENTO EN

LABORATORIO).CARACTERIZACIÓN: PG 76-34

III. EXPERIENCIAS EN AEROPUERTOS DE MEXICO (OMA)

• SAN LUIS POTOSÍ (RIEGO DE LIGA AHULADA Y CARPETA DE 5 CM CON MEZCLA ASFÁLTICA AHULADA) PISTA PRINCIPAL EN JUNIO DE 2005 Y SECUNDARIA EN NOVIEMBRE DE 2008;

• DURANGO (CON RIEGO DE LIGA AHULADA Y CARPETA ASFÁLTICA DE 5 CM AHULADA) PISTA PRINCIPAL EN NOVIEMBRE DE 2007;

• CHIHUAHUA (CON LIGA AHULADA, ACTUANDO COMO MEMBRANA DE ABSORCIÓN DE ESFUERZOS) PISTA PRINCIPAL EN 2007.

ES IMPORTANTE SEÑALAR QUE EN EL AEROPUERTO DE TAMPICO, ORIGINALMENTE ESPECIFICADO

CON HULE DE LLANTA EN LA LIGA, NO FUE DE LLANTA EL HULE UTILIZADO.

III.1.- AEROPUERTO DE SAN LUIS POTOSI.

FUE RECONSTRUIDO EN JUNIO 2005 CON RIEGO DE LIGA AHULADA Y

CARPETA ASFÁLTICA AHULADA GAP GRADED DE 5 CM DE ESPESOR.

SOBRE LA CARPETA SE COLOCÓ UNA SUPERFICIE DE FRICCIÓN CON SMA.

CONDICIONES EN NOVIEMBRE 12 2009:

17

EN ESTA FECHA SE CUBRIÓ CON UN “SLURRY SEAL ESTÁNDAR” DE 6 MM DE ESPESOR.

LO ANTERIOR COMO PROTECCIÓN, PUES NO ACUSABA DESPRENDIMIENTOS, NI GRIETAS

REFLECTIVAS. SU ASPECTO DESPUÉS DE 4 AÑOS SE APRECIÓ EN MUY BUENAS CONDICIONES.

IV. ELABORACION DEL ASFATO AHULADO

LÍMITES GRANULOMÉTRICOS PARA EL HULE MOLIDO DE LLANTA (CRM)

TABLA 2.- LÍMITES GRANULOMÉTRICOS PARA EL MODIFICADOR DE HULE MOLIDO (CRM)

PORCENTAJE QUE PASA

PORCENTAJE QUE PASA

NÚMERO DE LA MALLA RIEGO DE LIGA MEZCLAS ASFÁLTICAS

No. 8 100

No. 10 95 – 100 100

No. 16 40 – 60 75 – 100

No. 30 0 – 20 25 – 60

No. 50 0 – 10 0 – 20

No.200 --- 0 – 5

Longitud máxima de la

partícula

4.75 MM (3/16”) 4.75 MM (3/16”)

18

1.- TEMPERATURA DEL CEMENTO ASFÁLTICO: LA TEMPERATURA DEL CEMENTO ASFÁLTICO DEBE ESTAR ENTRE 190°C (375°F) Y 232°C (450°F) EN EL MOMENTO EN QUE SE LE ADICIONE EL HULE MOLIDO. 2.- MEZCLADO Y REACCIÓN: EL CEMENTO ASFÁLTICO DEBE SER COMBINADO Y MEZCLADO ENTRE SÍ EN LA UNIDAD MEZCLADORA, BOMBEADO A UN TANQUE DE REACCIÓN/ALMACENAMIENTO CON EQUIPO PARA AGITACIÓN Y PERMITIR QUE REACCIONE CUANDO MENOS 30 MINUTOS A PARTIR DEL MOMENTO EN QUE EL HULE MOLIDO ES ADICIONADO AL ASFALTO.

3.- TRANSFERENCIA: DESPUÉS DE QUE LA MEZCLA HAYA REACCIONADO POR LO MENOS 30 MINUTOS, EL ASFALTO AHULADO DEBE SER BOMBEADO A LAS PETROLIZADORAS, TANQUES DE ALMACENAMIENTO O PLANTAS DE ASFALTO Y MEDIDO, EN ESTE ÚLTIMO CASO, DENTRO DE LA CÁMARA MEZCLADORA DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN DEL CONCRETO ASFÁLTICO AL PORCENTAJE REQUERIDO EN EL DISEÑO.

4.- RETRASOS: CUANDO ALGÚN RETRASO OCURRE DESPUÉS DE HABERSE CONCLUIDO PLENAMENTE LA REACCIÓN DEL ASFALTO AHULADO, SE DEBE PERMITIR ENFRIARLO. DEBE SER RECALENTADO DE FORMA LENTA JUSTO ANTES DE UTILIZARLO, A UNA TEMPERATURA ENTRE 163°C (325°F) Y 177°C (350°F) Y DEBERÁ TAMBIÉN SER COMPLETAMENTE MEZCLADO ANTES DE SER BOMBEADO Y MEDIDO A LA PLANTA DE CONCRETO ASFÁLTICO. LA VISCOSIDAD DEL ASFALTO AHULADO DEBE SER REVISADA. SI LA VISCOSIDAD NO SE ENCUENTRA EN LOS RANGOS QUE SE SEÑALAN EN LA TABLA 1, EL ASFALTO AHULADO DEBERÁ SER AJUSTADO CON LA ADICIÓN DE CEMENTO ASFÁLTICO O HULE MOLIDO HASTA QUE SEA REPUESTA LA VISCOSIDAD REQUERIDA. LA ADICIÓN DE CEMENTO ASFÁLTICO O DE HULE MOLIDO NECESARIOS PARA REPONER LA VISCOSIDAD REQUERIDA DEBE HACERSE A 180°C.

TABLA 1.- ESPECIFICACIONES PARA EL ASFALTO AHULADO.

TIPO DE CLIMA CALIENTE

(A)

MODERADO

(B)

FRÍO

(C)

VISCOSIDAD APARENTE, ()

PERNO 3, 20 RPM, CP, (ASTM D 2196)¹

MÍN.

MÁX.

1,500

5,000

1,500

5,000

1,500

5,000

PENETRACIÓN, (), 100G, 5 SEG.

1/10 MM. (ASTM D 5)

MÍN.

MÁX.

25

50

25

50

50

100

PENETRACIÓN, (), 200G. 60 SEG.

19

1/10 MM. (ASTM D5) MÍN. 10 15 25

PUNTO DE REBLANDECIMIENTO °F (ASTM

D36)

°C

MÍN.

MÍN.

135

65

130

65

125

65

RESILENCIA, ():%: (ASTM D 3407) MÍN. 25 25 25

RESIDUO TFOT, (ASTM D 1754)

PENETRACIÓN RETENIDA, ():%

MÍN.

75

75

75

APLICACIONES DEL ASFALTO AHULADO.

El asfalto ahulado puede realizar los trabajos que puedan hacer otros aglutinantes, con la ventaja

de su prolongada durabilidad y servicio, como en las aplicaciones siguientes:

TABLA 2. RIEGO DE SELLO CON ASFALTO AHULADO (SAM)

TAMAÑO DE LA MALLA PORCENTAJE QUE PASA

½” – . 85 - 100 %

3/8” – . 30 – 50 %

¼” – . 0 – 5 %

# 8 0 – 2 %

# 200 0 – 1 %

20

La tolerancia respecto al contenido de cemento asfáltico AC-20 deberá ser de 0.5%

respecto al óptimo de asfalto.

b).- DESGASTE.- Prueba de Los Ángeles: 30% Abrasión Máxima, a 500 rpm. c).- INTEMPERISMO ACELERADO.- 12% Máximo. d).- PESO VOLUMÉTRICO.- 1,100 kg/m3 Mínimo. e).- FORMA DE LAS PARTÍCULAS.- Las partículas del material deberán tener el 75% mínimo de caras planas y no deberá contener más del 8%, en peso, de partículas alargadas y/o en forma de laja.

f).- AFINIDAD CON EL ASFALTO.- 95% Mínimo. g).- PARTÍCULAS DE ARCILLA Y/O DISGREGABLES.- 1% Máximo. h).- LIBRE DE MATERIAL ORGÁNICO O DEGENERABLE. i).- EL AGREGADO PÉTREO DEBERÁ SER PREMEZCLADO EN PLANTA DE ASFALTO.- con un valor óptimo de 0.5% de cemento AC 20 sobre el peso del agregado seco, deberá tener una apariencia de “sal y pimienta” y deberá tener una temperatura entre 121°C y 162°C en el momento de hacerse el tendido de dicho material en el tramo.

TABLA 3. CONCRETO DE ASFALTO AHULADO CON GRANULOMETRIA ABIERTA.(OPEN GRADED)

NÚMERO DE MALLA PORCIENTO QUE PASA

3/8" 1/2"

¾” 100 100

½” 100 95 – 100

3/8” 85 – 100 75 – 95

NO. 4 25 – 55 20 – 45

NO. 8 5 – 15 5 – 15

NO. 30 0 – 10 0 – 10

NO. 200 0 – 5 0 – 5

21

DESGASTE.- Prueba de Los Ángeles: 40% Abrasión Máxima, a 500 rpm. INTEMPERISMO ACELERADO.- 12% Máximo. PESO VOLUMÉTRICO.- 1,100 kg/m3 Mínimo. FORMA DE LAS PARTÍCULAS.- Las partículas del material deberán tener el 75% mínimo de caras planas y no deberá contener más del 8%, en peso, de partículas alargadas y/o en forma de laja. AFINIDAD CON EL ASFALTO.- 95% Mínimo. PARTÍCULAS DE ARCILLA Y/O DISGREGABLES.- 1% Máximo. LIBRE DE MATERIAL ORGÁNICO O DEGRADABLE.

TABLA 4. CONCRETO DE ASFALTO AHULADO CON GRANULOMETRÍA INTERMEDIA. (GAP GRADED)

NÚMERO DE MALLA PORCIENTO QUE PASA

3/8" 1/2" 3/4"

1" 100 100 100

3/4" 100 100 90 – 100

1/2" 100 90 - 100 65 – 85

3/8" 78 - 92 70 - 90 50 -70

NO. 4 28 - 42 24 - 42 22 – 42

NO. 8 15 - 25 15 - 25 15 – 25

NO. 30 5 - 15 5 - 15 5 – 15

NO. 200 3 - 7 3 – 7 3 – 7

○ LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS AGREGADOS DEL DENSE GRADED Y EL GAP GRADED SON LOS MISMOS QUE PARA OPEN GRADED.

22

TABLA 5. CONCRETO DE ASFALTO AHULADO CON GRANULOMETRÍA CERRADA. (DENSE GRADED)

NÚMERO DE MALLA PORCIENTO QUE PASA

3/8" 1/2" 3/4"

1" 100 100 100

3/4" 100 100 90 – 100

1/2" 100 90 - 100 70 – 90

3/8" 90 - 100 75 - 95 60 – 80

NO. 4 60 – 80 50 - 70 40 – 60

NO. 8 40 – 60 35 - 50 30 – 45

NO. 30 18 – 30 15 - 25 12 – 22

NO. 50 8 – 18 6 - 16 5 – 14

NO. 200 2 – 8 2 - 8 2 – 6

○ LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS AGREGADOS DEL DENSE GRADED Y EL GAP GRADED SON LOS MISMOS QUE PARA OPEN GRADED.

23

V. CONSTRUCCIÓN DE SISTEMAS CON ASFALTO AHULADO

V.1.- SISTEMA DE DOS CAPAS

DESCRIPCIÓN.- ES UN RIEGO DE SELLO CON ASFALTO AHULADO (SAM) CONSTRUIDA SOBRE UN

PAVIMENTO EXISTENTE Y SOBRE EL CUAL SE CONSTRUYE UNA CARPETA DE CONCRETO ASFÁLTICO

CONVENCIONAL O PREFERENTEMENTE UNA CARPETA DE CONCRETO ASFÁLTICO AHULADO (ARC).

24

V.2.- SISTEMA DE TRES CAPAS

DESCRIPCIÓN.- SE DICE QUE ES UN SISTEMA DE TRES CAPAS CUANDO SE CONSTRUYE UNA

CARPETA RENIVELADORA DE CONCRETO ASFÁLTICO AHULADO (ARC) SOBRE LA CUAL SE

CONSTRUYE UNA MEMBRANA INTERMEDIA PARA ABSORBER ESFUERZOS (SAMI), ES DECIR UN

RIEGO DE SELLO SOBRE EL CUAL, A SU VEZ, SE CONSTRUYE OTRA CARPETA DE CONCRETO

ASFÁLTICO AHULADO DE GRANULOMETRÍA ABIERTA.

25

TABLA 6. SISTEMA DE TRES CAPAS

CAPA COMBINACION # 1 COMBINACION # 2 COMBINACION # 3

RENIVELADORA ARHM-GG DG-AC ARHM-GG

INTERMEDIA SAM SAM SAM

SUPERFICIAL ARHM-OG ARHM-OG ARHM-GG

NOTAS:

1.- SAM.- MEMBRANA DE ABSORCIÓN DE ESFUERZOS.

2.- ARHM-OG.- CONCRETO ASFÁLTICO AHULADO DE GRANULOMETRÍA ABIERTA.

3.- ARHM-GG.- CONCRETO ASFÁLTICO AHULADO DE GRANULOMETRÍA MEDIA.

4.- ARHM-DG.- CONCRETO ASFÁLTICO AHULADO DE GRANULOMETRÍA DENSA.

5.- DG-AC.- CONCRETO ASFÁLTICO CONVENCIONAL DE GRANULOMETRÍA DENSA.

26

VI. COSTOS DE CONSTRUCCIÓN COMPARATIVOS EN RIEGO DE SELLO

TABLA 7. EJEMPLO COMPARATIVO DE CONSTRUCCION EN RIEGOS DE SELLO

TIPO DE SELLO MAT. PÉTREO RESIDUO ASF. DE

LTS./M2

HULE

MOLIDO

DE LLANTA

LTS./M2

POLIMEROS

LTS./M2

ESP.

CM TAMAÑO LTS/M2

I. SELLO DE UN RIEGO LIGADO CON ASFÁLTO MODIFICADO CON HULE MOLIDO DE LLANTA

( ½ “)

()

13

2.08

0.42

1.27

I. SELLO DE UN RIEGO LIGADO CON EMULSIÓN ASFÁLTICA MODIFICADA CON POLÍMERO

(3/8”)

( )

10

1.05

0.02

0.95

I. SELLO DE UN RIEGO LIGADO CON EMULSIÓN ASFÁLTICA ECR-70

(3/8”)

( )

10

1.05

0.95

27

TABLA 8. CUADRO COMPARATIVO DE COSTO – BENEFICIO

EN LOS TRES TIPOS DE SELLO, PROPORCIONADO POR CONRASA, S.A. DE C.V.

TIPO DE SELLO RANGO DEL

COSTO POR M2

INVERSIÓN INICIAL

%

VIDA ÚTIL

(AÑOS)

RELACION

COSTO-BENEFICIO

%

1. SELLO DE UN RIEGO, LIGADO

CON ASFÁLTO MODIFICADO

CON HULE MOLIDO DE LLANTA.

$ 42.00 - $46.00

100 %

6 AÑOS

16.6%

2. SELLO DE UN RIEGO, LIGADO

CON EMULSIÓN ASFÁLTICA

MODIFICADA CON POLÍMERO.

$ 27.00 - $30.00

65%

2 AÑOS

32.5%

3. SELLO DE UN RIEGO LIGADO

CON EMULSIÓN ASFÁLTICA ECR-

70

$ 21.00 - $24.00

39%

1 AÑO

39.0%

COSTOS DE DICIEMBRE DE 2010

LA INFORMACIÓN DE COSTOS ANTERIOR, FUE PROPORCIONADA POR CONRASA, S.A. DE C.V., CONSTRUCTORA QUE HA APLICADO 242KM DE ASFALTO AHULADO A PARTIR DE JULIO DE 2001 EN CARRETERAS Y 9.1 KM EN AEROPUERTOS.

28

VII. FOTOGRAFÍAS DE APLICACIONES CON EQUIPOS DE CONRASA, S.A. DE

C.V.

APLICACIÓN DE RIEGO DE SELLO SILAO-LEON

29

VISTA CARRETERA

QUERETARO-LEON

30

VIII. GUÍAS CALTRANS, PARA DETERMINAR ESPESORES DE CARPETAS

AHULADAS Y PARA RETARDADO DE GRIETAS.

VIII.1.- TABLA 9. CALTRANS GUIA PARA DETERMINAR EL ESPESOR DE LA CARPETA.

DGAC ARHM-GG*(1) ARHM-GG SOBRE UNA SAMI

4.65 3.10*(2) -

6.20 3.10 -

7.75 3.10 3.10

9.30 4.65 3.10

10.85 6.20 4.65

12.40 6.20 4.65

13.95 4.65*(3) 6.20

15.50 4.65*(4) 6.20

17.05 6.20*(3) 4.65*(3)

18.60 6.20*(4) 4.65*(4)

*1.- LA EQUIVALENCIA MÁXIMA PERMITIDA PARA EL ARHM-GG ES 2:1.

*2.- EL ESPESOR MÍNIMO PERMITIDO DE ARMH-GG ES 3.10 CM.

*3.- COLOQUE PRIMERO 4.65 CM. DE CONCRETO ASFÁLTICO CONVENCIONAL (DGAC).

*4.- COLOQUE PRIMERO 6.20 CM. DE CONCRETO ASFÁLTICO CONVENCIONAL (DGAC).

5.- EL ARHM-GG PUEDE NO PREVENIR EL AGRIETAMIENTO TRANSVERSAL PRODUCIDO POR BAJAS

TEMPERATURAS.

31

VIII.2.- TABLA 10. CALTRANS, EQUIVALENCIAS PARA RETARDADO DE GRIETAS.

DGAC ARHM-GG ARHM-GG SOBRE UNA

SAMI

4.65 3.10*(1) -

6.20 3.10 -

7.75 4.65 -

9.30 4.65 -

10.85*(2) 4.65 Ó 6.20*(3) 3.10*(4)

*1.- EL ESPESOR MÍNIMO PERMITIDO DE ARHM-GG ES DE 3.10 CM.

*2.- EL ESPESOR DE 10.85 CM. DE DGAC (CONCRETO ASFÁLTICO CONVENCIONAL) ES EL MÁXIMO

ESPESOR RECOMENDADO POR CALTRANS PARA EL RETARDO EN LA REFLEXIÓN DE GRIETAS.

*3.- UTILICE 4.56 CM. SI EL ANCHO DE LAS GRIETAS ES < 3.18 MM. Y 6.20 CM. SI EL ANCHO DE LAS

GRIETAS ES ≥ 3.18 MM.

*4.- UTILICE ESTE PROCEDIMIENTO SI EL AGRIETAMIENTO ES ≥ 3.18 MM. SI ES < 3.18 MM, USE

OTRA ESTRATEGIA.

*5.- EL ARHM-GG PUEDE NO PREVENIR EL AGRIETAMIENTO TRANSVERSAL PROVOCADO POR

BAJAS TEMPERATURAS.

32

IX. CONCLUSIONES:

1.- SU PG 76-34 LO CONVIERTE EN UN ASFALTO MULTIFUNCIONAL.

2.- PERMITE REDUCIR ESPESORES EN LA CONSTRUCCIÓN DE CARPETAS.

3.- PERMITE UTILIZAR AGREGADOS CON MAYOR DESGASTE (30% PARA SELLO Y 40% PARA MEZCLAS)

4.- AHORRA DINERO POR MENOS MATERIALES Y MENOS TIEMPO DE OBRA.

5.- EXPLOTACIÓN MAS RACIONAL DE LOS BANCOS DE ROCA.

6.- AYUDA A INCREMENTAR LA SEGURIDAD DE NOSOTROS LOS USUARIOS REDUCIENDO LA CANTIDAD DE ACCIDENTES CARRETEROS.

7.- SE CONSTITUYE COMO UN “PAVIMENTO AHORRADOR DE COMBUSTIBLE” EN BENEFICIO DE LA ECONOMÍA DE NOSOTROS, LOS USUARIOS.

8.- CONTRIBUYE A AHORRAR EMISIONES DE CO2 A LA ATMÓSFERA POR MENOS PRODUCCIÓN EN PLANTAS MEZCLADORAS Y ACARREOS, Y MENOS MANTENIMIENTOS.

33

X. BIBLIOGRAFIA

REF-1 U. S. DEPARTMENT OF TRANSPORTATION. FEDERAL HIGHWAYS ADMINISTRATION. "CRUMB

RUBBER MODIFIER. DESIGN PROCEDURES AND CONSTRUCTION PRACTICES.

REF-2 RUBBER PAVEMENTS ASSOCIATION.- FAQ.- 22 DE AGOSTO DE 2001.

REF-3 CALTRANS.- MEMORANDUM DE FECHA 28/02/92 Y GUÍA DE DISEÑO.

34

ANEXOS

1-1

1-2

35

2-1

36

2-2

37

3-1

38

3-2

39

40

AYUDEMOS AL AMBIENTE, UTILIZANDO ASFALTO AHULADO