MÉTODOS INDIRECTOS - II

4.- El espesor promedio final del tratamiento superficial es determinado por la menor dimensión promedio de las partículas del agregado. Esta dimensión ha sido denominada por Hanson “dimensión media mínima” (ALD). Ec = ALD

La dimensión media mínima se define como la menor distancia perpendicular entre dos placas paralelas, a través de las cuales las partículas pasaran justamente. El valor de ALD permite determinar la cantidad de agregado en kg/m2 y sirve también de base para calcular la cantidad de ligante en L/m2. 

5.- DOSIFICACIÓN DEL AGREGADO: La cantidad de agregado en kg/m2 se encuentra de la siguiente forma:

MÉTODOS INDIRECTOS - I

MÉTODO DE HANSON 
DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO 
Este método se basa en las siguientes verificaciones experimentales:

1.- Cuando se distribuye un agregado de una sola dimensión en una plataforma, previamente imprimada con un ligante bituminoso, las partículas quedan en una posición desordenada y el volumen de vacíos es aproximadamente el 50 %.

2.- Después de un trabajo de compactación las partículas se orientan y el porcentaje de vacíos disminuye aproximadamente a 30 %.

3.- Como consecuencia de las cargas del tráfico, el agregado y el ligante adquieren su máxima densidad y los vacíos se reducen aproximadamente al 20%. Todas las partículas se acomodan en una posición que corresponde a su lado más achatado.

MÉTODO DIRECTO DE VANISCOTTE Y DUFF

Está basado en el uso de una caja dosificadora con tapa de vidrio graduada, cuyas dimensiones son: 

Ancho = 25 cm Largo = 80 cm Alto = 4 cm 

 La caja en posición horizontal se llena con el agregado y se tapa. 

 Se coloca la caja en posición vertical, en la dirección de la mayor dimensión. 

 En esta nueva posición se observa una disminución del volumen del agregado, la cual se determina con la ayuda de la graduación en centímetros de la tapa de vidrio. 

 La disminución de volumen corresponde al porcentaje de vacíos, que será ocupado por el ligante bituminoso.

DOSIFICACIÓN DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

FUNDAMENTOS 

Dosificación de los agregados.- Las partículas del agregado deben formar un mosaico uniforme sin fallas y sin superposiciones. Dosificación del ligante.- La dosificación del ligante se realiza en dos etapas; en primer lugar se establecen procesos para determinar el volumen de vacíos de la capa de agregado, posteriormente, en base a este dato, se dosifica la cantidad del ligante.

DETALLES DEL PROYECTO - II

Tabla III.3. Análisis de Factores que pueden afectar la Elección y Comportamiento de los Agregados

DETALLES DEL PROYECTO - I

Es necesario analizar principalmente las dosificaciones y los principios que las rigen. En general las especificaciones indican la cantidad de agregados en kg/m2 y el material bituminoso en L/m2. Existen varios métodos de dosificación, entre los que podemos indicar el de Hanson, el de Podestá y Tagle, del Ing. N. W. McLeod, el Método del Instituto del Asfalto, etc. 

En las tablas III.2 y III.3 se muestran los factores que pueden determinar la elección y el comportamiento y de los ligantes bituminosos y de los agregados.

TEMPERATURA DE APLICACIÓN DE LOS LIGANTES BITUMINOSOS

El Instituto del Asfalto recomienda una temperatura, que sea la necesaria para producir una viscosidad de 25 a 100 segundos Saybolt-Furol. La temperatura con la que se consigue este rango de viscosidad varía de 24 a 200 ºC. En la siguiente tabla se muestran las temperaturas recomendadas por el Instituto del Asfalto basadas en la viscosidad Saybolt-Furol comprendida entre 25–100 segundos:

El DNER recomienda que la temperatura de aplicación elegida para cada tipo de ligante sea la que proporcione la mejor viscosidad para el esparcido del agregado.

CONDICIONES BÁSICAS QUE DEBE CUMPLIR EL LIGANTE BITUMINOSO

 El asfalto debe ser lo suficientemente fluido para obtener una aplicación uniforme sobre la superficie que se quiere cubrir.
 Debe ser lo suficientemente fluido para envolver rápidamente las partículas del agregado y conseguir una adherencia inicial rápida entre el ligante y el agregado y con la superficie del camino.
 Una vez concluido el tratamiento superficial, para la apertura al tráfico, el asfalto debe tener una viscosidad adecuada para retener el agregado en su lugar.
El manual del DNER (Departamento Nacional de Estradas de Rodagem) del Brasil, recomienda el uso de los siguientes tipos de asfaltos:
- Para tratamiento superficial simple:
Cemento asfáltico de penetración 120-150
Asfalto diluido de curado rápido RC-2, RC-3, RC-4 y RC-5
Emulsión asfáltica RS-2 y CRS-2
Para tratamiento superficial doble:
1ª Capa
Asfalto diluido de curado rápido RC-4 y RC-5
Emulsión asfáltica RS-2 y CRS-2
2ª Capa
Cemento asfáltico de penetración 120-150 y 200-300
Asfalto diluido de curado rápido RC-2, RC-3, RC-4 y RC-5
Emulsión asfáltica RS-2 y CRS-2
- Para tratamiento superficial triple:
1ª Capa
Cemento asfáltico de penetración 120-150
Asfalto diluido de curado rápido RC-4 y RC-5
Emulsión asfáltica RS-2 y CRS-2
2ª y 3ª Capa
Cemento asfáltico de penetración 120-150 y 200-300
Asfalto liquido de curado rápido RC-2, RC-3, RC-4 y RC-5
Emulsión asfáltica RS-2 y CRS-2

FACTORES QUE SE CONSIDERAN PARA LA ELECCIÓN DE LOS LIGANTES

- Características de los agregados.
- Tráfico.
- Condiciones climáticas locales.
- Temperatura de la superficie: sobre la cual se aplicará el asfalto.
- Características de la superficie subyacente.
- Resistencia al envejecimiento.
- Condiciones de la superficie.
- Equipo utilizado.
- Economía.

PROPIEDADES FÍSICO QUÍMICAS

ADHERENCIA 

Es una condición fundamental para que los agregados sean cubiertos por el ligante, además para que la película de ligante tenga la resistencia suficiente para evitar su desprendimiento por la acción combinada del agua y el tráfico 

ALTERABILIDAD 

Los agregados están sujetos a procesos de descomposición, debido a que están directamente sometidos a la intemperie y a la acción combinada de los agentes atmosféricos y al tráfico. El control de la alterabilidad del agregado se realiza mediante el ensayo de Durabilidad (Pérdida máxima con sulfato de sodio / magnesio < 12%). 

PROPIEDADES DE LOS LIGANTES 

FINALIDADES 

 Fijación del agregado. 

 Impermeabilización del pavimento.

LIMPIEZA

Es necesario controlar la limpieza de los agregados, para garantizar la adherencia entre las partículas del agregado y el ligante bituminoso, por lo cual las partículas pétreas deben estar exentas de polvo, materia orgánica o cualquier sustancia perjudicial.

POROSIDAD

Una pequeña porosidad es beneficiosa, porque permite una penetración apropiada del ligante, lo cual aumenta la resistencia al desprendimiento de la película de ligante bajo la acción del agua.

DUREZA

Esta característica es muy importante, se debe controlar mediante el Ensayo de Abrasión de Los Ángeles. Las especificaciones para construcción de carreteras establecen que el desgaste no debe ser mayor a 40 %. Los agregados deben ser de piedra triturada, cascajo o guijarros rodados triturados.

ANGULARIDAD

Por lo menos debe tener dos caras fracturadas.
Cuando se trituran cantos rodados se debe elegir tamaños que cumplan la relación:

FORMA

La forma de las partículas está determinada por:
 Naturaleza de la roca.
 Proceso de trituración: regularidad en la alimentación.
 Coeficiente de reducción en el proceso de trituración.
Tipos y características principales:
 Redondeadas: menor rozamiento interno, mayor tasa de ligante, escurrimientos.
 Laminares: facilidad de dislocamiento/fragmentación, sobre posición.
 Cúbicas: drenaje superficial deficiente, mayor riesgo de exudación.

 Poliédricas (ideales): Condiciones de fijación superiores, rozamiento interno elevado, mayor resistencia a la fragmentación, rugosidad (profundidad de textura) adecuada, drenaje superficial apropiado, dosificación fácil.

TAMAÑO MÁXIMO

El tamaño máximo se determina considerando los siguientes factores:
 Tráfico.
 Naturaleza de la superficie subyacente.
Recomendaciones constructivas:
 El agregado de mayor tamaño presenta una mayor dificultad de fijación.
 El agregado de menor tamaño presenta menor tolerancia a la tasa de aplicación

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

GRANULOMETRÍA 

Tratamiento Superficial Simple. 

En los tratamientos superficiales simples lo ideal es que las partículas sean monogranulares (partículas de dimensión única), porque ofrecen una cobertura informe, fijación adecuada, distribución de cargas adecuada y facilidad de dosificación.

Tratamiento superficial múltiple.

El diámetro máximo “D” de los agregados de la primera capa deberá ser mayor cuando el tráfico sea más pesado. Control del porcentaje de finos:

Las granulometrías continuas no son recomendadas, porque las partículas más finas, en la distribución de agregados, tienen la tendencia a caer sobre el riego de ligante antes que las partículas más grandes, lo cual puede ocasionar un acabado deficiente y exudación.

PROPIEDADES DE LOS AGREGADOS

CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES

FÍSICAS

 Granulometría.
 Forma.
 Angularidad.
 Dureza.
 Porosidad.
 Limpieza

FÍSICO QUÍMICAS

 Adhesividad.
 Alterabilidad frente a los agentes atmosféricos y al tráfico.

FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL DISEÑO DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

Principalmente se deben considerar los siguientes factores:
 Propiedades de los agregados.
 Propiedades de los ligantes.
 Detalles del proyecto.
 Detalles constructivos.
 Especificaciones técnicas.

PRINCIPIOS BÁSICOS DE COMPORTAMIENTO

1º El material bituminoso debe ser aplicado en cantidad suficiente como para aglutinar y mantener firmes los fragmentos del agregado. 

2º El agregado debe ser aplicado de tal modo que cubra íntegramente al material bituminoso uniformemente distribuido sin excesos ni defectos. 

3º El grado de retención o aglutinación entre los dos materiales constituyentes debe ser capaz de impedir que el agregado sea arrancado por la acción de las ruedas.

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
DEFINICIÓN

Tratamiento superficial bituminoso es un revestimiento en el que un agregado es colocado uniformemente sobre un ligante bituminoso, previamente aplicado sobre la calzada, para luego ser compactado. Su espesor es aproximadamente igual a la mayor dimensión de los fragmentos pétreos.

Se designa por tratamiento superficial a cualquier tipo de revestimiento bituminoso delgado con un espesor menor a una pulgada.
Ejemplos:
 Riegos antipolvo.
 Riegos de imprimación.
 Tratamientos superficiales simples.
 Tratamientos superficiales múltiples.
 Tratamientos superficiales con mezclas en instalación fija.
 Sellados con lechada asfáltica.
 Riegos en negro.
 Capas de adherencia.
 Riegos de sellado.

DENOMINADOR COMÚN

La modalidad que se emplea para la aplicación de los materiales es por esparcido
La cobertura del agregado se realiza por penetración del ligante.

FINALIDADES

Función principal:
Servir como revestimiento de los caminos.
Proporcionar un movimiento más suave y seguro a los vehículos, librándolos del polvo.
Proteger la estructura subyacente de la acción dañina de las aguas de infiltración.
Funciones Complementarias:
Restaurar pavimentos (gastados, oxidados, deformados, fisurados, etc.).
Obtener textura antideslizante.

Temperaturas de aplicación del asfalto

TEMPERATURAS DE APLICACIÓN DEL ASFALTO

El asfalto es un material termoplástico cuya viscosidad disminuye al crecer su temperatura. La relación entre la temperatura y la viscosidad puede no ser la misma para diferentes orígenes o tipos y grados de material asfáltico. Normalmente se especifican las temperaturas de aplicación para diversos empleos de los materiales asfálticos, pero como consecuencia de las variaciones de viscosidad, el especificar solamente la temperatura no es suficiente para hacer uso adecuado de los materiales. 

Por ello, el Instituto del Asfalto recomienda que se tenga en cuenta la relación viscosidad-temperatura de cada material asfáltico antes de fijar la temperatura adecuada para el tipo de procedimiento constructivo empleado. La temperatura más adecuada para mezclado en instalación mezcladora es aquella a que la viscosidad del asfalto está comprendida entre 75 y 150 segundos Saybolt-Furol. 

Las temperaturas más elevadas de este campo de variación son normalmente más adecuadas para mezclas con áridos finos. No hay que olvidar que la temperatura de los áridos regula en medida importante la temperatura de la mezcla. La temperatura más adecuada para el riego está comprendida normalmente entre 25 y 100 SSF. Se emplean las viscosidades más elevadas de este margen para sellado y penetración de superficies abiertas, y las más bajas para sellado y penetración de superficies cerradas. A falta de datos adecuados sobre la relación viscosidad-temperatura puede emplearse la tabla II.10, que da una orientación para la determinación de las temperaturas de aplicación.

Especificaciones para Emulsiones Asfálticas

Especificaciones para Asfaltos Fluidificados de Curado Lento (SC)

Especificaciones para Asfaltos Fluidificados de Curado Medio (MC)

Fuente: The Asphalt Institute’s, Manual del Asfalto

Especificaciones para Asfaltos Fluidificados de Curado Rápido (RC).

Fuente: The Asphalt Institute’s, Manual del Asfalto

Especificaciones para Betunes Asfálticos

Fuente: The Asphalt Institute's, Manual del Asfalto.