DETALLES CONSTRUCTIVOS

Se recomienda considerar los siguientes detalles constructivos:
1. Aplicación uniforme de ligante y del agregado.
2. Recubrimiento rápido del agregado por el ligante, aproximadamente la mitad del
espesor medio de las partículas, para asegurar la adherencia entre el ligante y el agregado.
3. Retención del agregado por el ligante cuando se libera al tráfico.

4. Selección adecuada del equipo que se utilizará en la obra. 

Aplicación uniforme del ligante y del agregado: Para el ligante bituminoso se deben tomar las siguientes precauciones: 

 Correcta temperatura de aplicación. 

 Ajuste adecuado de la abertura de las boquillas de la barra esparcidora. 

 Control de la velocidad del carro imprimador. Para una distribución uniforme del agregado se recomienda un distribuidor autopropulsado. Antes de la distribución del agregado, el uso de escobas autopropulsadas. 

Recubrimiento rápido del agregado por el ligante: Limitación del área de la faja de aplicación del ligante: cuando el ligante utilizado sea cemento asfáltico, se debe distribuir el agregado inmediatamente después del paso del camión imprimador, de tal forma de asegurar la adherencia del agregado con el ligante. Cuando el ligante sea un asfalto diluido, el agregado debe ser distribuido después de un máximo de 30 minutos después de la aplicación del ligante. 

Compactación: Cuando se utiliza cemento asfáltico: el rodillo compactador de preferencia debe ser un compactador neumático autopropulsado, que iniciará la compactación inmediatamente después de la distribución del agregado. Cuando se utiliza asfalto diluido: podrá transcurrir un intervalo de tiempo entre la distribución del agregado y la compactación, tanto mayor cuando más fluido sea el asfalto, sin embargo no debe exceder de 2 horas.

PROBLEMA 2.

El objetivo del siguiente problema es poder calcular la cantidad de agregado graduado y de ligante, según el método de McLeod. Calcular la cantidad de agregado y de material ligante del tipo RC-3, para un tratamiento superficial simple con agregado graduado, colocado sobre una superficie ávida tipo 2 h. El volumen de tráfico pronosticado es de 900 vehículos/día, tamaño de agregado de dimensión media ALD (H) = 0,40”, la gravedad especifica es G = 2,68, el % de perdida permisible es de 10 %, la absorción del agregado es 0,03 Gal/Yd2. Para la solución de este problema se utilizara la Tabla III.7 para hallar el factor de Perdida “E”, Tabla III.8 para hallar el factor de Trafico “T”, Tabla III.9 corrección por textura de la superficie “S”, Tabla III.10 por la fracción de asfalto residual.

PROBLEMAS PROPUESTOS

PROBLEMA 

1. El objetivo del siguiente problema es poder calcular la cantidad de agregado graduado y de ligante, según el método de McLeod. Calcular la cantidad de agregado y de material ligante del tipo RC-2, para un tratamiento superficial simple con agregado graduado, colocado sobre una superficie ávida tipo 1 h. El volumen de tráfico pronosticado es de 400 vehículos/día, tamaño de agregado de dimensión media ALD (H) = 0,30”, la gravedad especifica es G = 2,67, el % de perdida permisible es de 12 %, el agregado es de naturaleza no absorbente. Para la solución de este problema se utilizara la Tabla III.7 para hallar el factor de Perdida “E”, Tabla III.8 para hallar el factor de Trafico “T”, Tabla III.9 corrección por textura de la superficie “S”, Tabla III.10 por la fracción de asfalto residual.

PROBLEMA 2.

PROBLEMAS RESUELTOS - PROBLEMA 1.

PROBLEMA 1. 

El siguiente problema nos enseña como calcular la cantidad de agregado graduado y de ligante según el método de McLeod.

Solución:

Respuesta:

PROYECTO DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES MÚLTIPLES - II

8. El diámetro del agregado seleccionado para cada capa, debe ser de 0,5 a 0,6 del diámetro de la capa que le antecede. 9. La cantidad de agregado y de asfalto se calculará suponiendo que cada capa corresponde a la capa de un tratamiento superficial simple. 

10. La cantidad de agregado para la primera capa se determinará utilizando la fórmula:

11. Para calcular la cantidad de agregado para la 2ª capa de tratamiento doble, o para la 2ª y 3ª capa de un tratamiento triple, se utiliza la fórmula anterior corregida por un factor M, cuyo valor es determinado por la experiencia, de acuerdo con las condiciones locales de clima, tráfico, características de agregados, etc. Dependiendo de las condiciones de cada caso el valor de M puede variar de 0,80 a 1,10. por lo tanto la fórmula corregida será:

12. La cantidad de asfalto para cada capa se calcula mediante la formula:

Siendo K un factor de corrección que depende de las condiciones locales de clima, tráfico, tipo de agregado, etc. El autor recomienda el valor de K = 1. Para climas tropicales y tráfico pesado K = 0,9, u otro valor determinado experimentalmente. En algunos casos puede ser necesario un valor mayor a uno. 

13. La corrección del valor de S para la cantidad de ligante asfáltico requerida para la primera capa, debe ser hecha en base a las características de textura (rugosidad) de la superficie donde se va aplicar el tratamiento. No es necesaria ninguna corrección para las siguientes capas de un tratamiento múltiple.

PROYECTO DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES MÚLTIPLES - I

El método recomendado por McLeod, parte de los siguientes presupuestos: 

a. En los tratamientos superficiales múltiples la cantidad de ligante bituminoso y de agregado requerido para cada capa es la misma, con pequeños ajustes. 

b. La cantidad de ligante bituminoso y de agregado de cobertura que será aplicado en cada capa, se debe considerar como si fuera un tratamiento simple. De esta forma es posible utilizar las fórmulas anotadas anteriormente, con ligeras modificaciones:

5. Cada capa del tratamiento múltiple debe ser construida inmediatamente después de la capa anterior, sin permitir ningún tráfico durante la construcción. 

6. El espesor de cada capa del tratamiento múltiple debe ser igual al tamaño del agregado correspondiente a esa capa. 

7. Si fuera posible, para la primera capa debería utilizarse agregado de una sola dimensión. Se podrá utilizar agregado graduado, con un control adecuado de la cantidad de finos.

MÉTODO DE N. W. McLEOD - IV

Una superficie porosa se identifica aplicando unas gotas de aceite lubricante en su superficie, si el aceite permanece, se considera que no existe porosidad perjudicial, por lo cual basta aplicar los valores de corrección “S” para superficies ávidas. Si se presenta absorción regular del aceite en pocos minutos, la superficie se considera porosa. 

En este caso se recomienda efectuar un pre-tratamiento utilizando 0,5 L/m2 de asfalto diluido RC-0 ó RC-1, ó de emulsión RS-1, a continuación se esparce el agregado de 6 a 10 libras por yarda cuadrada (3,25 a 5,42 kg/m2), para posteriormente liberar al tráfico por varias semanas, antes de aplicar el tratamiento superficial. Corrección por absorción en galones por yarda cuadrada medida a 60 ºF (15,5 ºC): Esta corrección representa la pérdida de material ligante por absorción dentro de las partículas de agregado. Para los materiales que usualmente no tienen absorción no se toma en cuenta la corrección. 

En cambio cuando el agregado es de naturaleza absorbente es necesaria una corrección, incrementando la cantidad de ligante en 0,136 L/m2 (0,03 Gal/Yd2). Fracción de asfalto residual: Cuando se utilizan asfaltos diluidos, se debe agregar la cantidad de disolvente que perderá el ligante seleccionado, como consecuencia de su evaporación. Los valores de este factor se detallan en el cuadro siguiente:

VALORES DE LA FRACCIÓN RESIDUAL “R”

Para agregado:

MÉTODO DE N. W. McLEOD - III

VALORES DEL FACTOR DE TRAFICO “T”

Para agregados redondeados el factor de tráfico se debe incrementar en 0,05 en cada caso. Corrección por la textura de la superficie en Gal/Yd2: Representa la pérdida o ganancia que producen las características de textura de la superficie existente. 

FACTORES DE CORRECCIÓN POR TEXTURA “S”

Cuando la superficie tiene exceso de ligante la corrección es negativa en relación a una superficie considerada lisa y firme. Para las superficies ávidas la corrección tiene que ser sumada. 

Para la determinación de la rugosidad se recomienda el procedimiento de la arena, descrito en el método de Tagle-Podestá. No se debe confundir rugosidad o textura de superficie con porosidad. La porosidad se refiere a los espacios vacíos internos del pavimento, que producen la absorción de una cantidad importante de asfalto, ocasionando la pérdida de agregados en la superficie por falta de ligante.

MÉTODO DE N. W. McLEOD - II

Además:

VALORES DEL FACTOR DE PERDIDA “E”

FORMULA CORREGIDA PARA EL CÁLCULO DE LA CANTIDAD DE LIGANTE

MÉTODO DE N. W. McLEOD -I

DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO 

PROYECTO DE TRATAMIENTO SUPERFICIAL SIMPLE CON AGREGADOS GRADUADOS 

El Ing. McLeod después de varias experiencias llegó a la conclusión de que el porcentaje de vacíos del agregado suelto, establecido como el 50 % por el método de Hanson, en la realidad excepcionalmente se cumple, a su vez muy ocasionalmente este porcentaje es menor a 40 %. La hipótesis de Hanson de que el tráfico pesado y las condiciones de clima reducen este porcentaje al 20 %, en la realidad no ocurre. Si consideramos que el porcentaje de vacíos del agregado suelto es del 40 %, el porcentaje de vacíos del tratamiento simple después de la apertura al tráfico será igual a: 40/50 * 20 = 16 %Por lo tanto utilizando la hipótesis de Hanson se tendrá un exceso en la cantidad de asfalto, especialmente si se utiliza agregado graduado. Por esta razón es necesario introducir una corrección a la fracción de vacíos: FORMULA CORREGIDA PARA EL CÁLCULO DE LA CANTIDAD DE AGREGADO

MÉTODO DE PODESTA Y TAGLE - PROBLEMAS PROPUESTOS 2

PROBLEMA 2. 

El objetivo del siguiente problema es poder calcular la cantidad de ligante, para cada capa del tratamiento superficial, según el método de Podestá y Tagle. Teniendo como dato la granulometría y la cantidad del agregado que se utilizara en su ejecución. Diseñar un tratamiento superficial triple, donde se utilizara un asfalto diluido RC-4 con un residuo asfáltico del 80%, a demás un agregado cuya granulometría y cantidades se muestran en el siguiente cuadro. La superficie del camino en la cual se aplicara el tratamiento superficial es rugosa y su Índice de Rugosidad es 1,5.

Para la solución de este problema se utilizara la Tabla III.5 para hallar el porcentaje de ligante y la Tabla III.6 por la rugosidad de la superficie en la que se efectuara el tratamiento superficial.

MÉTODO DE PODESTA Y TAGLE - PROBLEMAS PROPUESTOS 1

PROBLEMA 1. 

El objetivo del siguiente problema es poder calcular la cantidad de ligante, para cada capa del tratamiento superficial, según el método de Podestá y Tagle. Teniendo como dato la granulometría y la cantidad del agregado que se utilizara en su ejecución. Diseñar un tratamiento superficial doble, usando un agregado que tiene la granulometría siguiente y la superficie del camino en la cual se aplicara el tratamiento superficial es rugosa, su Índice de Rugosidad es 2,1.

Para la solución de este problema se utilizara la Tabla III.5 para hallar el porcentaje de ligante y la Tabla III.6 por la rugosidad de la superficie en la que se efectuara el tratamiento superficial.

MÉTODO DE PODESTA Y TAGLE - PROBLEMAS RESUELTOS 3

PROBLEMA 3. 

El siguiente problema nos enseña como calcular la cantidad de ligante según el método de Podestá y Tagle. Diseñar un tratamiento superficial triple, donde se utilizara un asfalto diluido RC-1 con un residuo asfáltico del 65%, a demás un agregado cuya granulometría y cantidades se muestran en el siguiente cuadro. La superficie del camino en la cual se aplicara el tratamiento superficial es rugosa y su Índice de Rugosidad es 1,2.

Solución: - Determinación de TME Se calculará por interpolación entre los valores que definen la granulometría de las partículas grandes alrededor del 80 % que pasa.

- Para un asfalto diluido RC-1, las cantidades de ligante se calcularan a través de los porcentajes de ligante de la Tabla III.5 y serán:

Respuesta:

Cantidad de ligante en la 1ª Aplicación (Q1) = 1,8 L/m2 de asfalto diluido RC-1.

Cantidad de ligante en la 2ª Aplicación (Q2) = 1,06 L/m2 de asfalto diluido RC-1.

Cantidad de ligante en la 3ª Aplicación (Q3) = 1,99 L/m2 de asfalto diluido RC-1.

Cantidad total de ligante (Qt) = 4,85 L/m2 de asfalto diluido RC-1.

MÉTODO DE PODESTA Y TAGLE - PROBLEMAS RESUELTOS 2

PROBLEMA 2. 

El siguiente problema nos enseña como calcular la cantidad de ligante según el método de Podestá y Tagle. Diseñar un tratamiento superficial triple, usando un agregado que tiene la granulometría siguiente:

Solución: - Determinación de TME Se calculará por interpolación entre los valores que definen la granulometría de las partículas grandes alrededor del 80 % que pasa.

- Para un cemento asfáltico CA – 120/150, las cantidades de ligante se calcularan a través de los porcentajes de ligante de la Tabla II.5 y serán:

MÉTODO DE PODESTA Y TAGLE - PROBLEMAS RESUELTOS 1

PROBLEMA 1.
El siguiente problema nos enseña como calcular la cantidad de ligante según el método de Podestá y Tagle. Diseñar un tratamiento superficial doble, usando un agregado que tiene la granulometría siguiente:

Solución: - Determinación de TME Se calculará por interpolación entre los valores que definen la granulometría de las partículas grandes alrededor del 80 % que pasa.

Se puede obtener también el TME, en función de una curva granulométrica. - Para un cemento asfáltico CA – 120/150, las cantidades de ligante se calcularan a través de los porcentajes de ligante de la Tabla III.5 y serán:

Respuesta:

Cantidad de ligante en la 1ª Aplicación (Q1) = 1,35 L/m2 de cemento asfáltico.

Cantidad de ligante en la 2ª Aplicación (Q2) = 1,17 L/m2 de cemento asfáltico.

Cantidad total de ligante (Qt) = 2,52 L/m2 de cemento asfáltico.

MÉTODO DE PODESTA Y TAGLE - II

De acuerdo a estos criterios, en la tabla siguiente, se muestran los porcentajes de ligante, para diferentes tipos de relaciones:

RUGOSIDAD DE LA SUPERFICIE 

El método expuesto considera aplicaciones en superficies lisas, barridas e imprimadas. Si las superficies no cumplen esta condición se debe tomar en cuenta la rugosidad de la superficie. Para este fin se toma 50 gramos de arena comprendida entre los tamices Nos. 50 y 100 la que se extiende sobre la superficie de la plataforma, de forma circular, de tal manera que se llenan las depresiones o cavidades existentes. Una vez hecha la distribución se mide el diámetro, en centímetros, del área circular cubierta por la arena y se determina el índice de rugosidad mediante la expresión siguiente:

De manera más sencilla, se puede esparcir arena en un área predeterminada, por diferencia de pesos se obtiene el peso del material utilizado en esa operación, para calcular indirectamente el área circular cubierta por 50 gramos de arena. Siendo S el área predeterminada y P la cantidad en gramos de arena necesaria para cubrir esta área, el área circular correspondiente a 50 gramos se calcula con una simple regla de tres:

De acuerdo al Índice de Rugosidad, el Ing. Tagle recomienda aumentar las cantidades de material bituminoso, en las siguientes proporciones.

MÉTODO DE PODESTA Y TAGLE - I

DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO 

Para la aplicación de este método destinado a la dosificación de tratamientos superficiales simples, dobles y triples, de se han establecido las siguientes condiciones: 

1. Se aplica a la dosificación de tratamientos superficiales simples, dobles y triples. 

2. La base de la superficie donde se aplicará el tratamiento, debe ser lo suficientemente estable para impedir que las partículas del agregado se entierren o penetren en su interior, por efecto de la compactación o el tráfico vehicular posterior. 

3. No debe existir exceso de material bituminoso sobre la base, después de la imprimación. 

4. La cantidad de agregados se expresa en volumen de material suelto, los materiales bituminosos en volumen de cemento asfáltico, reducido a 15,5 ºC. 

5. Cuando en lugar de cemento asfáltico se utilizan asfaltos diluidos o emulsiones, será necesario considerar un incremento de la cantidad con el fin de igualar la tasa de cemento asfáltico calculada. Ejemplo: Si en vez de P L/m2 de cemento asfáltico, se utiliza un asfalto diluido de curado rápido RC-1 que tiene un 65 % de asfalto residual, la cantidad corregida de asfalto RC-1 será: P/0,65 L/m2. 

6. En tratamientos superficiales dobles o triples, la cantidad de ligante a distribuir en la primera aplicación está en función del número de milímetros que corresponde al tamaño máximo efectivo (TME) de las partículas de agregado a las que recubrirá. 

7. Se denomina TME a la abertura en milímetros, del tamiz que deja pasar el 80 % de material. 

8. La tasa en la primera aplicación de ligante, de cualquiera de los dos tipos, no debe ser menos de 0,5 L/m2. 

9. En el tratamiento triple la cantidad de ligante en la segunda aplicación se determina en función del número de litros del agregado de mayor tamaño suelto. 

10. En tratamientos simples, dobles o triples, la cantidad total de ligante a emplear se determina en función del número total de litros de agregados sueltos utilizados en su ejecución.

2. PROBLEMAS PROPUESTOS

PROBLEMA 2. 

El objetivo del problema es calcular la cantidad de agregado y de ligante según el método de Hanson. Teniendo como datos el volumen de tráfico y el tipo de agregado y su granulometría respectiva. Dimensionar un tratamiento superficial simple para un camino que tiene un tráfico de 1350 vehículos por día, el agregado utilizado es piedra triturada y tiene un Índice de Cubicidad de 45%. La granulometría del agregado es la siguiente:

Para la solución se utilizara la figura III.3 para hallar el valor del agregado de dimensión media mínima y la tabla III.4 para el factor de la cantidad de ligante.

1. PROBLEMAS PROPUESTOS

PROBLEMA 1. El objetivo del problema es calcular la cantidad de agregado y de ligante según el método de Hanson. Teniendo como datos el volumen de tráfico y la granulometría del agregado. Dimensionar un tratamiento superficial simple para un camino que tiene un tráfico de 200 vehículos por día, el agregado disponible en la zona tiene un Índice de Cubicidad de 25% y la granulometría siguiente:

Para la solución se utilizara la Figura III.3 para hallar el valor del agregado de dimensión media mínima y la Tabla III.4 para el factor de la cantidad de ligante.

3. PROBLEMAS RESUELTOS

PROBLEMA 3 El siguiente problema nos enseña como calcular la cantidad de agregado y de ligante según el método de Hanson. Sin necesidad de trazar la curva granulométrica del agregado. Dimensionar un tratamiento superficial simple para un camino que tiene un tráfico de 1200 vehículos por día, el agregado utilizado es pedregullo de cuarzo triturado y tiene un Índice de Cubicidad de 30%.

Solución: - 

De los datos de la granulometría podemos calcular el tamiz correspondiente al agregado de tamaño medio (50% que pasa)

Respuesta:

Cantidad de agregado 17,3 L/m2

Cantidad de ligante 1,41 L/m

2. PROBLEMAS RESUELTOS

PROBLEMA 2. El siguiente problema nos muestra como calcular el agregado de tamaño medio sin necesidad de trazar la curva granulométrica del agregado en la figura III.2. Calcular el tamaño del tamiz teórico por el cual debería pasar el 50 % del material (agregado de tamaño medio) si el agregado tiene la siguiente granulometría.

Solución: 

- Mediante una interpolación de los datos de la granulometría podemos calcular el tamiz correspondiente al 50% del material que pasa.

Respuesta:

El tamiz correspondiente al 50% que pasa es de 0,423 pulgadas.

1. PROBLEMAS RESUELTOS

PROBLEMA 1. El siguiente problema nos enseña como calcular la cantidad de agregado y de ligante según el método de Hanson. Dimensionar un tratamiento superficial simple para un camino que tiene un tráfico de 600 vehículos por día, el agregado disponible en la zona es piedra triturada, tiene la granulometría siguiente:

Solución:

- Se traza la curva granulométrica en el gráfico de la figura III.2

- Se considera que el agregado de tamaño medio pasa por el tamiz de 7/16” (0,43”)

- En el gráfico de la figura III.3

Utilizando un agregado de tamaño medio igual a 0,437”

Suponiendo un Índice de Cubicidad igual a 25 %

El valor del agregado de dimensión media mínima es: ALD = 0,308”

(Aproximadamente igual a ALD = 0,31”)

- Cálculo de la cantidad de agregado:

Es = 1,84 ALD

En este caso Es = 1,84 * 0,31” = 0,57” ó 1,45 cm en 1 m2

Lo que significa 0,0145 m3/m2 ó 14,5 L/m2

- Cálculo de la cantidad de ligante:

Eb = 0,20* C* ALD

Para el ejemplo C = 0,70 de la tabla III.4

Eb = 0,20 * 0,70 * 0,31” = 0,0434” ó 0,0011 m3/m2 ó 1,10 L/m2

Respuesta:

Cantidad de agregado: 14,5 L/m2

Cantidad de ligante: 1,10 L/m2

MÉTODOS INDIRECTOS - V

MÉTODOS INDIRECTOS - IV

7.- PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL “ALD”: 

Se aplica al análisis de agregados de una sola dimensión, el mismo fue desarrollado por el Departamento de Caminos de Victoria (Australia), y se realiza siguiendo los siguientes pasos: 

 Se determina la granulometría del agregado y se llevan al gráfico de la figura III.2. El agregado de tamaño medio se obtiene determinando un tamiz teórico, por el cual debería pasar el 50 % de las partículas del agregado. 

 Determinación del Índice de Cubicidad: Para su determinación se usa el mismo material que fue utilizado para el ensayo de granulometría, cada fracción de material clasificado es ensayada en forma separada, haciendo pasar por las aberturas de los moldes. Se define el I.C. como el peso del material que pasa por las aberturas de los moldes estandarizados, calculado en porcentaje, en relación al peso total de la muestra ensayada. 

 La dimensión media mínima ALD, se encuentra el gráfico de la figura III.3.

MÉTODOS INDIRECTOS - III

6.- DOSIFICACIÓN DEL LIGANTE: Ev = Eb = 0,20 ALD 

Si se llena la totalidad de vacíos con el ligante asfáltico, Hanson verificó que se produce una exudación del ligante después del paso del tráfico, lo cual originó la necesidad de corregir el porcentaje de vacíos. La cantidad de ligante necesario para llenar el 20 % de vacíos depende de: la calidad del agregado y del tráfico previsto, por lo cual el espesor corregido del ligante será:

En la tabla siguiente se indican los porcentajes “C” de ligante necesarios para llenar el 20 % de vacíos del agregado, considerando una plataforma limpia, seca y previamente imprimada.