Vas I

Cuarto A

UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO DE MANABI

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA CIVIL

ASIGNATURA:

VAS I

DOCENTE:

ING. OLIVER CASTRO GARCA

CURSO:

CUARTO SEMESTRE A

TEMA:

MEZCLAS ASFLTICAS

INTEGRANTES:

ALVARADO RODRIGUEZ RONNIE ALEXANDER

IBARRA ORDOES JOSE DAVID

MACAS VILA CARLOS ANDRS

PINARGOTE VALLE JEAN CARLOS

RUIZ MUOZ MARA CECILIA

GRUPO:

2

Manta, 17 de Julio del 2015

CONTENIDOMEZCLAS ASFLTICAS31.Definicin de Mezcla Asfltica.32.Clasificacin de las Mezclas Asflticas.42.1.Por Fracciones de agregado ptreo empleado.42.2.Por la Temperatura de puesta en obra.42.3.Por la proporcin de Vacos en la mezcla asfltica.42.4.Por el Tamao mximo del agregado ptreo.52.5.Por la Estructura del agregado ptreo52.6.Por la Granulometra.53.Tipologa de las Mezclas Asflticas63.1.Mezcla Asfltica en Caliente63.2.Mezcla Asfltica en Fro73.3.Microaglomerados83.4.Masillas83.5.Mezclas de alto mdulo.94.Consideraciones para la seleccin y proyecto de una mezcla asfltica95.Funcionalidad de las mezclas asflticas en los pavimentos116.Propiedades de las mezclas asflticas para capas de rodadura137.Propiedades de las mezclas asflticas para capas inferiores14BIBLIOGRAFA16

MEZCLAS ASFLTICAS

Las mezclas asflticas se emplean en la construccin de pavimentos, ya sea en capas de rodadura o en capas inferiores y su funcin es proporcionar una superficie de rodamiento cmoda, segura y econmica a los usuarios de las vas de comunicacin, facilitando la circulacin de los vehculos, aparte de transmitir suficientemente las cargas debidas al trfico a la explanada para que sean soportadas por sta.

1. Definicin de Mezcla Asfltica.

Las mezclas asflticas, tambin reciben el nombre de aglomerados, estn formadas por una combinacin de agregados ptreos y un ligante hidrocarbonato, de manera que aquellos quedan cubiertos por una pelcula continua ste. Se fabrican en unas centrales fijas o mviles, se transportan despus a la obra y all se extienden y se compactan. (Kraemer et al., 2004).

Las mezclas asflticas se utilizan en la construccin de carreteras, aeropuertos, pavimentos industriales, entre otros. Sin olvidar que se utilizan en las capas inferiores de los firmes para trficos pesados intensos.

Las mezclas asflticas estn constituidas aproximadamente por un 90 % de agregados ptreos grueso y fino, un 5% de polvo mineral (filler) y otro 5% de ligante asfltico. Los componentes mencionados anteriormente son de gran importancia para el correcto funcionamiento del pavimento y la falta de calidad en alguno de ellos afecta el conjunto.

El ligante asfltico y el polvo mineral son los dos elementos que ms influyen tanto en la calidad de la mezcla asfltica como en su costo total.

2. Clasificacin de las Mezclas Asflticas.

Existen varios parmetros de clasificacin para establecer las diferencias entre las distintas mezclas y las clasificaciones pueden ser diversas:

2.1. Por Fracciones de agregado ptreo empleado.

Masilla asfltica: Polvo mineral ms ligante.

Mortero asfltico: Agregado fino ms masilla.

Concreto asfltico: Agregado grueso ms mortero.

Macadam asfltico: Agregado grueso ms ligante asfltico.

2.2. Por la Temperatura de puesta en obra.

2.2.1. Mezclas asflticas en Caliente: Se fabrican con asfaltos a unas temperaturas elevadas, en el rango de los 150 grados centgrados, segn la viscosidad del ligante, se calientan tambin los agregados, para que el asfalto no se enfre al entrar en contacto con ellos. La puesta en obra se realiza a temperaturas muy superiores a la ambiente, pues en caso contrario, estos materiales no pueden extenderse y menos an compactarse adecuadamente.

2.2.2. Mezclas asflticas en Fro: El ligante suele ser una emulsin asfltica (debido a que se sigue utilizando en algunos lugares los asfaltos fluidificados), y la puesta en obra se realiza a temperatura ambiente.

2.3. Por la proporcin de Vacos en la mezcla asfltica.

Este parmetro suele ser imprescindible para que no se produzcan deformaciones plsticas como consecuencia del paso de las cargas y de las variaciones trmicas.

Mezclas Cerradas o Densas: La proporcin de vacos no supera el 6%.

Mezclas Semicerradas o Semidensas: La proporcin de vacos est entre 6 a 10%.

Mezclas Abiertas: La proporcin de vacos supera el 12 %.

Mezclas Porosas o Drenantes: La proporcin de vacos es superior al 20%.

2.4. Por el Tamao mximo del agregado ptreo.

2.4.1. Mezclas Gruesas: Donde el tamao mximo del agregado ptreo excede los 10 mm.

2.4.2. Mezclas Finas: Tambin llamadas microaglomerados, pueden denominarse tambin morteros asflticos, pues se trata de mezclas formadas bsicamente por un rido fino incluyendo el polvo mineral y un ligante asfltico. El tamao mximo del agregado ptreo determina el espesor mnimo con el que ha de extenderse una mezcla que vendra a ser del doble al triple del tamao mximo.

2.5. Por la Estructura del agregado ptreo

2.5.1. Mezclas con Esqueleto mineral: Poseen un esqueleto mineral resistente, su componente de resistencia debida al rozamiento interno de los agregados es notable. Ejemplo, las mezclas abiertas y los que genricamente se denominan concretos asflticos, aunque tambin una parte de la resistencia de estos ltimos, se debe a la masilla.

2.5.2. Mezclas sin Esqueleto mineral: No poseen un esqueleto mineral resistente, la resistencia es debida exclusivamente a la cohesin de la masilla. Ejemplo, los diferentes tipos de masillas asflticas.

2.6. Por la Granulometra.

Mezclas Continuas: Una cantidad muy distribuida de diferentes tamaos de agregado ptreo en el uso granulomtrico.

Mezclas Discontinuas: Una cantidad muy limitada de tamaos de agregado ptreo en el uso granulomtrico.

Parmetro de Clasificacin

Tipo de mezcla

Fracciones de agregado empleadas

Masilla

Mortero

Concreto

Macadam

Temperatura de puesta en obra

En Fro

En Caliente

Huecos en la mezcla (h)

Cerradas (h< 6%)

Semicerradas (6%20%)

Tamao mximo del agregado (t mx)

Gruesas (t mx > 10 mm)

Finas (t mx < 10 mm)

Estructura del agregado

Con esqueleto mineral

Sin esqueleto mineral

Granulometra

Continuas

Discontinuas

Tabla No. 1. Clasificaciones de las mezclas asflticas.

3. Tipologa de las Mezclas Asflticas

3.1. Mezcla Asfltica en Caliente

Constituye el tipo ms generalizado de mezcla asfltica y se define como mezcla asfltica en caliente la combinacin de un ligante hidrocarbonado, agregados incluyendo el polvo mineral y, eventualmente, aditivos, de manera que todas las partculas del agregado queden muy bien recubiertas por una pelcula homognea de ligante.

Su proceso de fabricacin implica calentar el ligante y los agregados (excepto, eventualmente, el polvo mineral de aportacin) y su puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la ambiente.

Se emplean tanto en la construccin de carreteras, como de vas urbanas y aeropuertos, y se utilizan tanto para capas de rodadura como para capas inferiores de los firmes. Existen a su vez subtipos dentro de esta familia de mezclas con diferentes caractersticas. Se fabrican con asfaltos aunque en ocasiones se recurre al empleo de asfaltos modificados, las proporciones pueden variar desde el 3% al 6% de asfalto en volumen de agregados ptreos.

3.2. Mezcla Asfltica en Fro

Son las mezclas fabricadas con emulsiones asflticas, y su principal campo de aplicacin es en la construccin y en la conservacin de carreteras secundarias. Para retrasar el envejecimiento de las mezclas abiertas en fro se suele recomendar el sellado por medio de lechadas asflticas.

Se caracterizan por su trabajabilidad tras la fabricacin incluso durante semanas, la cual se debe a que el ligante permanece un largo periodo de tiempo con una viscosidad baja debido a que se emplean emulsiones con asfalto fuidificado: el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios, haciendo viable el almacenamiento, pero despus de la puesta en obra en una capa de espesor reducido, el endurecimiento es relativamente rpido en las capas ya extendidas debido a la evaporacin del fluidificante.

Existe un grupo de mezclas en fro, el cual se fabrica con una emulsin de rotura lenta, sin ningn tipo de fluidificante, pero es menos usual, y pueden compactarse despus de haber roto la emulsin. El proceso de aumento paulatino de la resistencia se le suele llamar maduracin, que consiste bsicamente en la evaporacin del agua procedente de la rotura de la emulsin con el consiguiente aumento de la cohesin de la mezcla.

3.3. Microaglomerados

Son mezclas con un tamao mximo de agregado ptreo limitado inferior a 10 mm., lo que permite aplicarlas en capas de pequeo espesor. Tanto los microaglomerados en Fro (se le suele llamar a las lechadas asflticas ms gruesas) como los microaglomerados en Caliente son por su pequeo espesor (que es inferior a 3 cm.) tratamientos superficiales con una gran variedad de aplicaciones.

Tradicionalmente se han considerado adecuados para las zonas urbanas, porque se evitan problemas con las alturas libres de los glibos y la altura de los bordillos debido a que se extienden capas de pequeo espesor.

Hay microaglomerados con texturas rugosas hechas con agregados ptreos de gran calidad y asfaltos modificados, para las vas de alta velocidad de circulacin.

3.4. Masillas

Son unas mezclas con elevadas proporciones de polvo mineral y de ligante, de manera que si hay agregado grueso, se haya disperso en la masilla formada por aquellos, este tipo de mezcla no trabaja por rozamiento interno y su resistencia se debe a la cohesin que proporciona la viscosidad de la masilla.

Las proporciones de asfalto son altas debido a la gran superficie especfica de la materia mineral. Dada la sensibilidad a los cambios de temperatura que puede tener una estructura de este tipo, es necesario rigidizar la masilla y disminuir su susceptibilidad trmica mediante el empleo de asfaltos duros, cuidando la calidad del polvo mineral y mejorando el ligante con adiciones de fibras.

Los asfaltos fundidos, son de este tipo, son mezclas de gran calidad, pero su empleo est justificado nicamente en los tableros de los puentes y en las vas urbanas, incluso en aceras, de los pases con climas fros y hmedos.

3.5. Mezclas de alto mdulo.

Su proceso de elaboracin es en caliente, citando especficamente las mezclas de alto mdulo para capas de base, se fabrican con asfaltos muy duros. A veces modificados, con contenidos asflticos prximos al 6 % de la masa de los agregados ptreos, la proporcin del polvo mineral tambin es alta, entre el 8% - 10%.

Son mezclas con un elevado mdulo de elasticidad, del orden de los 13,000 Mpa. a 20 grados centgrados y una resistencia a la fatiga relativamente elevada. Se utilizan en capas de espesores de entre 8 y 15 cm., tanto para rehabilitaciones como para la construccin de firmes nuevos con trficos pesados de intensidad media o alta.

Su principal ventaja frente a las bases de gravacemento es la ausencia de agrietamiento debido a la retraccin o como las mezclas convencionales en gran espesor la ventaja es una mayor capacidad de absorcin de tensiones y en general una mayor resistencia a la fatiga, permitiendo ahorra espesor.

4. Consideraciones para la seleccin y proyecto de una mezcla asfltica

En muchas ocasiones, el proyecto de una mezcla asfltica se reduce a determinar su contenido de ligante, sin embargo, esa es solo la ltima fase de un proceso ms amplio, que requiere de un estudio cuidadoso de todos los factores involucrados, a fin de garantizar un comportamiento adecuado de la mezcla y un considerable ahorro econmico en la solucin.

Las fases de las que consta el proyecto de una mezcla son las siguientes:

a) Anlisis de las condiciones en las que va a trabajar la mezcla: trfico, tipo de infraestructura (carretera, va urbana, aeropuerto, etc.), la capa de la que se trata (rodadura, intermedia o base) y espesor, naturaleza de las capas subyacentes, intensidad del trfico pesado, clima, etc. Asimismo, hay que distinguir si se trata de un firme nuevo o de una rehabilitacin.

b) Determinacin de las propiedades fundamentales que ha de tener la mezcla, dadas las condiciones en las que ha de trabajar. Debe establecerse la resistencia a las deformaciones plsticas o la flexibilidad, entre otras.

c) Eleccin del tipo de mezcla que mejor se adapte a los requerimientos planteados, incorporando en este anlisis las consideraciones econmicas o de puesta en obra que haya que considerar.

d) Materiales disponibles, eleccin de los agregados ptreos, los cuales deben cumplir con determinadas especificaciones, pero que en general sern los disponibles en un radio limitado y, por lo tanto, a un costo razonable. Asimismo, hay que elegir el polvo mineral de aportacin.

e) Eleccin del tipo de ligante: asfalto, asfalto modificado, emulsin asfltica, el costo es siempre un factor muy relevante.

f) Dosificacin o determinacin del contenido ptimo de ligante segn un proceso que debe adaptarse al tipo de mezcla, la cual debe hacerse para distintas combinaciones de las fracciones disponibles del agregado ptreo, de manera que las granulometras conjuntas analizadas estn dentro de un huso previamente seleccionado.

g) Otros factores a tener en cuenta en el diseo y seleccin de una mezcla asfltica son los siguientes: Exigencias de seguridad vial, Estructura del firme, Tcnicas de Diseo y Ejecucin, Sitio de construccin del pavimento (topografa, temperatura, terreno, periodo de lluvias trazado de la va, entre otros), Condiciones de drenaje, Consideraciones econmicas.

Para realizar el proyecto de una mezcla asfltica que se emplear en un determinado pavimento existe una gama amplia de posibles soluciones, para esto se hace necesario un estudio muy riguroso y detenido, para elegir el diseo ms adecuado tcnica y econmicamente.

Se tienen que considerar dos aspectos fundamentales en el diseo y proyecto de un pavimento:

1. La Funcin Resistente, que determina los materiales y los espesores de las capas que habremos de emplear en su construccin.

2. La Finalidad, que determina las condiciones de textura y acabado que se deben exigir a las capas superiores del pavimento, para que resulten seguras y confortables.

5. Funcionalidad de las mezclas asflticas en los pavimentos

Las mezclas asflticas como ya hemos visto anteriormente sirven para soportar directamente las acciones de los neumticos y transmitir las cargas a las capas inferiores, proporcionando unas condiciones adecuadas de rodadura, cuando se emplean en capas superficiales; y como material con resistencia simplemente estructural o mecnica en las dems capas de los firmes.

Como material simplemente estructural se pueden caracterizar de varias formas. La evaluacin de parte de sus propiedades por la cohesin y el rozamiento interno es comnmente utilizada; o por un mdulo de rigidez longitudinal y un mdulo transversal, o incluso por un valor de estabilidad y de deformacin. Como en otros materiales hay que considerar tambin, la resistencia a la rotura, las leyes de fatiga y las deformaciones plsticas.

El comportamiento de la mezcla depende de circunstancias externas a ellas mismas, tales como son el tiempo de aplicacin de la carga y de la temperatura.

Por esta causa su caracterizacin y propiedades tienen que estar vinculadas a estos factores, temperatura y duracin de la carga, lo que implica la necesidad del conocimiento de la reologa del material.

Las cualidades funcionales del pavimento residen fundamentalmente en su superficie. De su acabado y de los materiales que se hayan empleado en su construccin dependen aspectos tan interesantes y preocupantes para los usuarios como:

1. La adherencia del neumtico al firme.

2. Las proyecciones de agua en tiempo de lluvia.

3. El desgaste de los neumticos.

4. El ruido en el exterior y en el interior del vehculo.

5. La comodidad y estabilidad en marcha.

6. Las cargas dinmicas del trfico.

7. La resistencia a la rodadura (consumo de carburante).

8. El envejecimiento de los vehculos.

9. Las propiedades pticas.

Estos aspectos funcionales del pavimento estn principalmente asociados con la textura y la regularidad superficial del pavimento.

Actualmente la reologa de las mezclas est bien estudiada tanto desde el punto de vista experimental como del terico, con una consecuencia prctica inmediata: la mejor adaptacin de las frmulas de trabajo y de los materiales a las condiciones reales de cada pavimento. Por ejemplo, son fcilmente asequibles estos ajustes, segn la regin climtica o las condiciones de velocidad de los vehculos, en los mtodos de diseo de pavimentos.

Como resumen, se puede decir que en una mezcla asfltica, en general, hay que optimizar las propiedades siguientes:

Estabilidad.

Durabilidad.

Resistencia a la fatiga.

Si la mezcla se usa como capa de rodadura hay que aadir las propiedades siguientes:

Resistencia al deslizamiento.

Regularidad.

Permeabilidad adecuada.

Sonoridad.

- Color, entre otras.

6. Propiedades de las mezclas asflticas para capas de rodadura

La capa superior de un pavimento es la que debe proporcionar una superficie de rodadura segura, confortable y esttica. Como todas las exigencias deseables para una superficie de rodadura no pueden optimizarse simultneamente hay que equilibrar las propiedades contrapuestas para llegar a las soluciones ms satisfactorias.

Los materiales asflticos proporcionan superficies continuas y cmodas para la rodadura de los vehculos. No obstante, hay que establecer un balance entre la durabilidad, rugosidad, impermeabilidad, y otras caractersticas tiles o imprescindibles para el usuario. Por ejemplo, en los pases fros, en particular en el centro de Europa, se han desarrollado mezclas muy impermeables y ricas en mortero. Si estas mezclas no proporcionan la textura adecuada, se recurre a procedimientos ajenos a la propia mezcla como son la incrustacin en la superficie de gravillas o al abujardado en caliente.

En las capas de rodadura el uso de agregados de alta calidad y de aditivos se justifica por las solicitaciones a que estn sometidas. Actualmente la modificacin de ligante se ha generalizado para carreteras importantes persiguindose la optimizacin de la respuesta mecnica y de la durabilidad de la mezcla.

Por la misma razn, la calidad de los agregados es absolutamente imprescindible, aunque todo ello suponga un costo mayor para el pavimento.

7. Propiedades de las mezclas asflticas para capas inferiores

Las capas de espesor apreciable de un firme tienen una misin estructural fundamental para absorber la mayor parte de las solicitaciones del trfico, de forma que stas lleguen convenientemente disminuidas a las capas inferiores, explanada o cimiento de la carretera. Existen tendencias y pases que llegan a utilizar paquetes asflticos de gran espesor que forman la losa estructural fundamental del pavimento. En otros casos la funcin resistente radica en la colaboracin con otras capas de materiales granulares o hidrulicos.

La tendencia espaola tradicional para el diseo de las mezclas de las capas gruesas de base ha sido la de elegir granulometras inspiradas en el Instituto del Asfalto, con muchos huecos. Las mezclas anteriores son netamente abiertas con un esqueleto mineral, en cuyo rozamiento interno radica la funcin resistente.

Estas mezclas se podan considerar inspiradas en las antiguas bases de piedra partida o Macadam tratadas por penetracin con ligante hidrocarbonados.

Propiedades funcionales de las mezclas asflticas

Seguridad

Resistencia al deslizamiento

Regularidad transversal

Visibilidad (marcas viales)

Comodidad

Regularidad longitudinal

Regularidad transversal

Visibilidad

Ruido

Durabilidad

Capacidad soporte

Resistencia a la desintegracin superficial

Medio ambiente

Ruido

Capacidad de ser reciclado

Trabajabilidad

Tabla No. 3.1. Propiedades funcionales de las mezclas asflticas.

Propiedades tcnicas de las mezclas asflticas

Textura superficical

Conductividad hidrulica

Absorcin de ruido

Propiedades mecnicas (en relacin con el trfico) Resistencia a la fisuracin por fatiga

Resistencia a las deformaciones plsticas permanentes

Mdulo de rigidez

Resistencia a la prdida de partculas

Durabilidad (en relacin con el clima)

Resistencia al lavado por el agua

Resistencia a la fisuracin trmica

Resistencia a la fisuracin por reflexin

Resistencia al envejecimiento

Trabajabilidad

Compactabilidad

Resistencia a la segregacin agregado grueso/fino Resistencia a la segregacin agregado/ligante

Tabla No. 3.2. Propiedades tcnicas de las mezclas asflticas.

BIBLIOGRAFA

Sanchez Manuel (Marzo 2010). Mezclas Asflticas. Libro PDF. Universidad de Mxico

Industrias Viales (2010). Mezclas Asflticas. Obtenido de: http://www.industriasviales.com/productos-mezclas.htm

Palma Mendieta (2003. Tipologa Asfltica. Obtenido de: http://www.construmatica.com/construpedia/Clasificaci%C3%B3n_de_las_Mezclas_Asf%C3%A1lticas

Elaborado por: Grupo 2 de VasPgina 12