Facultad de Ingeniería Escuela Profesional De Ingeniería Civil y Ambiental
TRATAMIENTOS TRATAMIENTO S SUPERFICIALES Asignatura: Pavimentos
Docente: Ing. Daniel Romero Sipión.
Estudiante: Abraham Richle Ramírez.
Fecha de Presentación: 18 de mayo del 2011
Chiclayo – Perú
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INTRODUCCION
Los Los
trat trata amien miento tos s
supe superf rfic icia iale les s
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técn técnic ica a
bien bien esta establ blec ecid ida a
y
relativamente barata de sellar la superficie desgastada de una carretera e impe impedi dirr la entr entrad ada a de agua agua,, rest restau aura rand ndo o la text textur ura a de la carr carret eter era a e incrementando el agarre y la resistencia al derrape. El tratamiento superficial es una opción probada de mantenimiento de costo relat relativa ivame mente nte bajo, bajo, usada usada por todo todo el mundo. mundo. El proces proceso o requie requiere re unos unos bajos niveles de recursos naturales, es rápido de realizar con un mínimo de moles molestia tia para para los usuar usuarios ios de la carre carreter tera a y genera genera compar comparat ativa ivamen mente te menos emisiones. Crucialmente, sella la vieja superficie de la carretera y reduce la posibilidad de que la humedad se introduzca en el pavimento. El tratamiento superficial no aporta una contribución estructural al pavimento en tratamiento, pero salva salvagua guarda rda la propia propia estruc estructur tura a del pavime pavimento nto,, alarga alargando ndo la vida vida del mismo al menos en una década. En conclusió conclusión n los tratami tratamiento entos s superficia superficiales les pueden pueden ser utilizados utilizados como capas de protección sobre caminos estabilizados o como conservación de pavime pavimento ntos s asfá asfáltic lticos os que tienen tienen como como objet objetivo ivo la protec protecció ción, n, imperimpermeabilización y mejoramiento de la capa de rodadura, proporcionando además una superficie antideslizante.
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TRATAMIENTOS SUPERFICIALES 1. DEFINICIÓN Los tratamientos superficiales son aplicaciones uniformes de asfalto, con dosificac dosificaciones iones variable variables, s, ya sea sobre sobre capas capas estabiliza estabilizadas das o paviment pavimentos os existentes, y tienen por finalidad el mejorar o conservar las características físicas y mecánicas de las superficies tratadas. El proceso de tratamiento superficial es realmente rentable como método de mante mantenim nimien iento to prima primario rio para para calza calzadas das enveje envejecid cidas as espec especial ialme mente nte teni tenien endo do en cuen cuenta ta los los dise diseño ños, s, mate materi rial ales es y equi equipo po de trat tratam amie ient nto o superficial de los últimos años.
2. FUNCIONES DE LOS TRATAMIENTOS SUPERFICIALES Un tratamiento superficial por si mismo no es considerado un pavimento. Básicamente brinda una cubierta impermeable a la superficie existente de la calzada y resistencia abrasiva del tránsito. Algunas de las funciones más comunes con:
Proveer una superficie económica y duradera para caminos con bases granulares que tienen tránsitos ligeros y de mediano volumen.
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Prevenir la penetración superficial de agua en bases granulares y pavimentos viejos que han comenzado a desintegrarse por el tiempo a fisurarse.
Rellenar huecos, recubrir y ligar partículas minerales desprendidas y restaurar la superficie del pavimento.
Renovar superficies y restaurar la resistencia al deslizamiento de pavimentos deteriorados por el tránsito en los cuales los agregados superficiales han comenzado a pulirse.
Restaurar capas de rodamientos afectadas por los agentes climáticos y dar nueva vida a superficies de pavimentos resecas.
Proveer una cubierta temporaria en los casos de construcción de pavimentos incompletos y demorados o cuando se trata de una construcción por etapas.
Paliar el polvo.
Asegurar la adherencia de las capas asfálticas superiores con las bases granulares (riego de imprimación).
Asegurar la trabazón entre la superficie que está siendo pavimentada y la capa superior (riego de liga).
3. CLASIFICACIÓN Los tratamientos superficiales abarcan desde una simple y ligera aplicación de cemento asfáltico o emulsión bituminosa, a múltiples aplicaciones de materiales asfálticos sobre las que se distribuyen agregados pétreos. También se consideran tratamientos superficiales algunos tipos de mezcla asfáltica-agregados. Todos los tratamientos superficiales sellan y prolongan la vida de los caminos. Cada tipo tiene una o más propósitos especiales. La siguiente es una clasificación de tratamientos superficiales de acuerdo a su aplicación y preparación:
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CLASIFICACION DE LOSTRATAMIENTOS SUPERFICIALES
En negro Sin gravilla Riegos Con gravilla
Mezclas bituminosas en capas de pequeño espesor
De imprimacion De adherencia De curado Monocapa Bicapa o Multicapa
Monocapa doble engravillado Tipo Sandwich LechadasBituminosas
Microaglomerados en frío Microaglomerados en caliente
3.1 RIEGO SIN GRAVILLA Estos riegos, también llamados en negro, se usan generalmente como tratamientos auxiliares. Por sí mismos raras veces constituyen o ayudan a constituir la superficie de rodadura del pavimento. La técnica común consiste en la extensión de una película uniforme y continua de ligante de forma análoga a como se ha descrito para los riego con gravilla, siendo iguales la maquinaria y la forma de extensión del ligante. Son factores muy importantes la viscosidad y el tiempo de curado del ligante, ya que normalmente se debe trabajar con espesores muy pequeños de película. En algunos casos se han utilizado pequeñas cantidades de árido de cubrición, generalmente arena. El objetivo final de este árido es muy distinto del de los áridos de cubrición en los tratamientos superficiales con gravilla.
3.1.1. Riego en negro Es todo tipo de tratamiento que se realiza en vías de baja intensidad de tráfico sobre superficies de rodadura pobres en ligante, envejecidas y con una impermeabilidad pobre. Mediante su aplicación se consiguen paliar parte de estos deterioros y se rejuvenece el pavimento. Para no depositar Pavimentos
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un exceso de ligante sobre la superficie antigua, que la haría deslizante, el riego tiene que hacerse con ligantes muy fluidos, con una mínima dotación en función de la textura y grado de envejecimiento del pavimento. Los ligantes usuales en estos tratamientos son emulsiones aniónicas de rotura lenta o media diluidas en agua. Dentro de la definición de “riegos en negro” entran también los riegos antipolvo, que consisten en la aplicación de un ligante sobre la superficie de un camino no pavimentado para, de esta forma, evitar que el tráfico levante polvo. Estos tratamientos también protegen contra los efectos de la erosión y la humedad y pueden ayudar a conservar el firme durante un corto período de tiempo hasta que sea posible ejecutar un riego con gravilla. La eficacia de estos tratamientos es muy limitada.
3.1.2 Riego de imprimación. Los riegos de imprimación se efectúan sobre bases o capas granulares no tratadas previamente. Se intenta conseguir una superficie negra, de impermeabilidad uniforme, sin polvo ni partículas minerales sueltas, para extender adecuadamente las capas bituminosas superiores. Se utilizan ligantes que tengan escasa viscosidad y que, además, esta característica se mantenga durante un cierto tiempo, para que pueda penetrar ligeramente por capilaridad. Estas exigencias variarán según el tipo de base a tratar, pudiendo las bases más permeables ser imprimadas más fácilmente que las impermeables. En particular, presenta una cierta dificultad imprimar capas de material granular con alto contenido en suelos de grano fino, sobre todo si éstos son arcillosos.
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Se debe humedecer con agua la superficie de la base, horas antes de la extensión del ligante, para que los capilares queden lo más libres posible y se favorezca la imprimación. La cantidad de ligante necesaria se suele fijar como la que es capaz de absorber la base en un periodo de 24 horas. Después de este período, las zonas especialmente ricas en betún se cubrirán con arena o árido fino para absorber el exceso y las especialmente porosas o pobres se volverán a repasar con un nuevo riego de imprimación. En la práctica, y salvo que existan notables heterogeneidades en la superficie de la base, se fija una dotación uniforme del orden de 1 kg/cm2 de emulsión de rotura lenta o de betún MC-0 y no es necesario rectificar a las 24 horas esta dotación.
3.1.3 Riego de adherencia. El riego de adherencia consiste en la aplicación de un película lo más fina posible de ligante sobre una superficie bituminosa, o en cualquier caso, impermeable, con el fin de conseguir una buena unión con una capa bituminosa que se va a poner en obra inmediatamente. Los ligantes adecuados deben ser pocos viscosos, con objeto de poder conseguir buen reparto con dotaciones escasas (del orden 200 a 300 g/m 2 de ligante residual). Además, deben ser ligantes que no contengan fluidificantes en exceso, ya que éstos podrían reblandecer el ligante de las capas bituminosas inferiores o incluso el de la capa bituminosa que se va a poner en obra después del riego de adherencia. Se han dado casos de numerosos fallos al utilizar los betunes fluidificados para riegos
de
adherencia, especialmente cuando, por pequeños errores de dosificación, se han empleado dotaciones excesivas. Por ello, actualmente se utilizan Pavimentos
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fundamentalmente las emulsiones, aniónicas o catiónicas, de rotura rápida y muy poco viscosas. El riego de adherencia no se utiliza siempre, siendo su uso potestativo, en general, del director de la obra, en vista del estado en que se encuentre la superficie a tratar y las condiciones climatológicas. Cuando la superficie antigua está muy sucia, además del barrido previo es necesario en muchos casos recurrir a regar con un ligante similar al de los riegos de imprimación. Cuando se trata de una superficie limpia, rica en ligante y reciente, no es necesaria la aplicación del riego de adherencia.
3.1.4 Riego de curado. La utilización de materiales granulares tratados con cemento, como suelocemento, grava- cemento y hormigón pobre, exige recurrir a un sistema de curado que evite la evaporación de agua en las primeras horas y facilite el fraguado del cemento. Los productos más baratos que pueden utilizarse para este fin son de tipo bituminoso. En pura teoría, la película bituminosa formada por el ligante, que es la que evita la evaporación del agua no debe penetrar (imprimar) en el material hidráulico de la capa, ya que hay ingenieros que opinan que se podría dificultar el proceso de fraguado debido a la presencia de dicho ligante. Sin embargo, en la práctica se desea muchas veces que el riego de curado tenga una misión doble, ya que puede servir también como riego de imprimación para las capas futuras, e incluso como riego de protección, especialmente si se usa una pequeña cantidad de árido de cubrición, ante el
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eventual trafico de obra que puede pasar por encima antes de colocar las capas superiores de mezcla bituminosa. La dotación adecuada para un riego de curado oscila entre 600 g/m 2 y 800 g/m2 de ligante residual.
3.2 RIEGO
CON GRAVILLA
Los riegos con gravilla son a los que, comúnmente, se les suele denominar como “riegos”, sin ningún tipo de descripción adicional. Su composición es de un riego de ligante hidrocarbonado más la extensión de una gravilla de tamaño uniforme para lograr una capa de rodadura del mismo espesor que el tamaño de la gravilla empleada. Finalmente, mediante el apisonado se consigue un adecuado contacto del árido con el ligante y una buena distribución.
3.2.1 Riego con gravilla Monocapa. La ejecución de un riego con gravilla, en este caso un riego monocapa, debe comenzar tras la aprobación, por parte del Director de Obra, de su fórmula de trabajo, es decir, de la granulometría del árido; las dotaciones máximas, medias y mínimas de ligante hidrocarbonado y de árido; la dosificación de Pavimentos
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las adiciones, si se fuesen a utilizar, y, en su caso, de la temperatura de aplicación del ligante. Los riegos monocapa se deben ejecutar en tiempo cálido, seco y sin fuerte viento, preferiblemente, más concretamente cuando la temperatura sea superior a 10°C y no se prevean lluvias. La limitación de temperatura se podría reducir a 5°C si el ligante utilizado no fuera un betún asfáltico y la temperatura ambiente tuviese tendencia a aumentar. Además, no se ejecutarán riegos monocapa sobre superficies mojadas, a no ser que se utilicen emulsiones bituminosas, ligantes mejorados, o activantes. La ejecución del riego constaría de la preparación de la superficie existente, el riego de la misma con el ligante, la extensión y compactación de la gravilla y la eliminación del árido no adherido. Una vez ejecutado el riego con gravilla, se deberá evitar la circulación sobre él, por lo menos durante las 24 horas siguientes a su finalización. Si esto no fuese posible, se limitará la velocidad a 40 km/h, además de avisar del peligro que representan las proyecciones de áridos.
Proceso del Riego 1.
Preparación de la superficie existente
Comprobada la regularidad superficial y, si procede, restablecida de forma aceptable, se debe preparar la superficie para aplicar el riego con el ligante mediante la limpieza con un barrido enérgico, o por medio de agua a presión, para eliminar polvo, suciedad, barro seco, materia suelta o que pueda ser perjudicial.
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Si se trata de una superficie no tratada o tratada con conglomerantes hidráulicos habrá que realizar un riego de imprimación, que también puede ser exigido por el Director de Obra sobre superficies de hormigón compactado. Los riegos previos no son necesarios sobre pavimentos hidrocarbonados o de hormigón vibrado. 2.
Riego con el ligante hidrocarbonado
El ligante se aplicará a la temperatura prevista en la fórmula de trabajo por lo que, si es preciso habrá de calentarse. También se tiene que aplicar en la dotación prevista en dicha fórmula de trabajo, teniendo cuidado de no duplicarla en las juntas transversales de trabajo, para lo que se colocarán tiras de papel u otro material bajo los difusores en aquellas zonas de la superficie donde comience o se interrumpa el riego. El riego se llevará a cabo mediante un tanque regador con barra distribuidora con un sistema de difusión del ligante que asegure la extensión de una película continua, uniforme y con la dotación fijada. En pequeñas superficies, el riego puede realizarse a mano, con lanza. Si existiesen elementos constructivos o accesorios que se pudiesen manchar de ligante, se deberán proteger. 3.
Extensión del árido
Tras el riego con el ligante se realizará la extensión del árido de manera uniforme inmediatamente después del ligante, en todo caso antes de que haya transcurrido, desde la aplicación del ligante hidrocarbonado, el plazo máximo fijado por el Director Obra. La extensión se hará de manera que las ruedas del equipo de extensión no entren en contacto con el ligante extendido. La extensión se realizará con la dotación prevista en la fórmula de trabajo y mediante una extendedora mecánica de gravillas, incorporada a un camión o autopropulsada. 4.
Apisonado del árido
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Una vez extendido el árido se procederá a su apisonado, que no es una compactación, ya que su objetivo no es alcanzar una elevada densidad sino que el árido quede embebido en el ligante. Si el ligante utilizado es una emulsión bituminosa, esta operación debe realizarse antes de que esta rompa, y en todo caso deberá quedar terminada antes de 30 minutos de iniciada la extensión del árido; en el caso de que el ligante sea un betún asfáltico, deberá realizarse antes de que el ligante esté frio, y en todo caso antes de 20 minutos de iniciada la extensión del árido. El apisonado se realizará mediante un compactador de neumáticos, y deberá de ser suficiente para fijar el árido, pero evitando la posible rotura de las gravillas debida al tipo o al peso de la máquina. 5.
Eliminación del árido no adherido
En el momento en el que el ligante alcance una cohesión suficiente, tras el apisonado de los áridos, se debe eliminar todo exceso de árido que haya quedado suelto sobre la superficie. Una vez eliminado el exceso de áridos, se puede abrir la carretera a la circulación. En los 15 días siguientes a la apertura a la circulación se realizará un barrido definitivo del árido que no esté adherido.
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3.2.2 Riego con gravilla Bicapa o Multicapa.
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De la correcta ejecución de un riego con gravilla, en este caso un riego bicapa, depende en gran medida el éxito de este tratamiento superficial. Dicha ejecución debe comenzar tras la aprobación, por parte del Director de Obra, de la fórmula de trabajo, es decir, de la granulometría de cada fracción del árido; las dotaciones máximas, medias y mínimas de cada riego de ligante hidrocarbonado y de cada fracción de árido; la dosificación de las adiciones, si se fuesen a utilizar, y, en su caso, de la temperatura de aplicación del ligante. Los riegos bicapa se deben ejecutar cuando la temperatura sea superior a 10°C y no se prevean lluvias. En resumen, en tiempo cálido, seco y sin fuerte viento, preferiblemente. La limitación de temperatura se podría reducir a 5°C si la temperatura ambiente tuviese tendencia a aumentar y el ligante utilizado no fuera un betún asfáltico. No se ejecutarán riegos bicapa sobre superficies mojadas, a no ser que se utilicen emulsiones bituminosas, ligantes mejorados, o activantes. Esta ejecución constará de la preparación de la superficie existente, el riego de la misma con el ligante, la primera extensión y compactación de la gravilla, el segundo riego de ligante, la segunda extensión de árido y el apisonado final de este, y la eliminación del árido no adherido. Finalizada la ejecución del riego con gravilla, se deberá evitar la circulación por lo menos durante las 24 horas siguientes a su finalización. Si esto no fuese posible, se limitará la velocidad a 40 km/h, además de avisar del peligro que representan las proyecciones de áridos.
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Proceso del Riego 1.
Preparación de la superficie existente
Antes de preparar la superficie para el primer riego con el ligante se deberá haber comprobado con suficiente antelación la regularidad superficial para, si es necesario, actuar para restablecerla de forma aceptable. En esta situación, se debe preparar la superficie para aplicar el primer riego con el ligante mediante la limpieza con un barrido enérgico para eliminar polvo, suciedad, barro seco, materia suelta o que pueda ser perjudicial, o si es posible, por medio de agua a presión. El Director de Obra puede exigir un riego de imprimación si trata de una superficie no tratada o tratada con conglomerantes hidráulicos, pero en el caso de pavimentos hidrocarbonados o de hormigón vibrado no serán necesarios los riegos previos 2.
Primer riego con el ligante hidrocarbonado
El ligante se aplicará a la temperatura prevista en la fórmula de trabajo por lo que, si es preciso habrá de calentarse. El riego se llevará a cabo mediante un tanque regador con barra distribuidora; en pequeñas superficies, el riego puede realizarse a mano, con lanza; con un sistema de difusión del ligante que asegure la extensión de una película continua, uniforme y con la dotación fijada. Teniendo cuidado de no duplicar dicha dotación en las juntas transversales de trabajo, para lo que se colocarán tiras de papel u otro material bajo los difusores en aquellas zonas de la superficie donde comience o se interrumpa el riego. Si existiesen elementos constructivos o accesorios que se pudiesen manchar de ligante, se deberán proteger. 3.
Primera extensión de árido
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Tras el primer riego con el ligante se debe proceder a la primera extensión del árido antes de que haya transcurrido, desde la aplicación del ligante hidrocarbonado, el plazo máximo fijado por el Director Obra. La extensión se hará de manera uniforme y de forma que las ruedas del equipo de extensión no entren en contacto con el ligante extendido. La extensión se realizará mediante una extendedora mecánica de gravillas, incorporada a un camión o autopropulsada, con la dotación prevista en la fórmula de trabajo, ya que en riegos bicapa los excesos de dotación de árido podrán dar lugar al rechazo del trabajo ejecutado. 4.
Primer apisonado del árido
El apisonado, en riegos con gravilla, no es una compactación, ya que su objetivo no es alcanzar una elevada densidad sino que el árido quede embebido en el ligante. Esta operación se realizará mediante un compactador de neumáticos, y deberá de ser suficiente para fijar el árido. En este tipo de riego se pueden utilizar como compactadores auxiliares rodillos ligeros de llanta metálica, cuidando de que no se produzca la rotura de las gravillas, ni con estos compactadores ni con los de neumáticos. El primer apisonado se realizará inmediatamente después de la extensión del árido, y en concreto, si el ligante utilizado es una emulsión bituminosa, esta operación debe realizarse antes de que esta rompa, y en todo caso deberá quedar terminada antes de 30 minutos de iniciada la extensión del árido; en el caso de que el ligante sea un betún asfáltico, deberá realizarse antes de que el ligante esté frio, y en todo caso antes de 20 minutos de iniciada la extensión del árido. 5.
Segundo riego con el ligante hidrocarbonado
El segundo riego de ligante se aplicará inmediatamente después del extendido y apisonado el primer árido.
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Este riego se aplicará como el primero, con la dotación de ligante y la temperatura prevista en la fórmula de trabajo. El ligante con el que se realice el segundo riego podrá ser distinto del ligante del primer riego. 6.
Segunda extensión de árido
La segunda extensión del árido se realizará de la misma forma que la primera, con el árido correspondiente, con la dotación que indique la fórmula de trabajo.
7.
Apisonado final del árido
El apisonado del árido extendido en la segunda pasada se realizará de forma inmediata a la extensión de este. Este apisonado se ejecutará longitudinalmente, solapándose cada pasada con la anterior hasta obtener una superficie lisa y estable. Esta operación se complementará con el trabajo manual necesario para corregir todos los defectos e irregularidades que se puedan presentar. 8.
Eliminación del árido no adherido
Tras el apisonado de los áridos, se debe eliminar todo exceso de árido que haya quedado suelto sobre la superficie, siempre después de que el ligante haya alcanzado una cohesión suficiente. Una vez eliminado el exceso de áridos, se puede abrir la carretera a la circulación. En los 15 días siguientes a la apertura a la circulación se realizará un barrido definitivo del árido que no esté adherido.
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3.2.3 Riego con gravilla monocapa doble engravillado. El éxito de un riego monocapa doble engravillado depende en gran medida de su correcta ejecución, que comenzará siempre tras la aprobación, por Pavimentos
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parte del Director de Obra, de su fórmula de trabajo, es decir, de la granulometría de cada fracción del árido; las dotaciones máximas, medias y mínimas de ligante hidrocarbonado y de cada fracción de árido; la dosificación de las adiciones, si se fuesen a utilizar, y, en su caso, de la temperatura de aplicación del ligante. Estos riegos se deben ejecutar en tiempo cálido, seco y sin fuerte viento, preferiblemente. Además, no se ejecutarán riegos monocapa doble engravillado sobre superficies mojadas, a no ser que se utilicen emulsiones bituminosas,
ligantes
mejorados,
o
activantes.
Se
observarán
las
condiciones climáticas que refleja el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes (PG-3), en relación a la ejecución de estos riegos. La ejecución del riego constaría de la preparación de la superficie existente, el riego de la misma con el ligante, la primera extensión de gravilla, una compactación auxiliar, siempre que lo ordene el Director de Obra, la segunda extensión de árido, el apisonado final de este y la eliminación del árido no adherido. Una vez ejecutado el riego con gravilla, se deberá evitar la circulación de vehículos, por lo menos durante las 24 horas siguientes a su finalización. Si esto no fuese factible, se deberá limitar la velocidad a 40 km/h, además de avisar del peligro que representan las proyecciones de áridos.
Proceso del Riego Preparación de la superficie existente La primera operación a realizar es la preparación la superficie para aplicar el riego con el ligante mediante la limpieza con un barrido enérgico, para Pavimentos
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eliminar polvo, suciedad, barro seco, materia suelta o que pueda ser perjudicial. En caso de ser posible, se podría realizar por medio de agua a presión. En el caso de que se trate de una superficie no tratada o tratada con conglomerantes hidráulicos habrá que realizar un riego de imprimación, que también puede ser exigido por el Director de Obra sobre superficies de hormigón compactado. En el caso de pavimentos hidrocarbonados o de hormigón vibrado, los riegos previos no son necesarios. Con la anterioridad suficiente a esta operación, se deberá comprobar la regularidad superficial y, si procede, restablecerla de forma aceptable.
Riego con el ligante hidrocarbonado El riego se llevará a cabo mediante un tanque regador con barra distribuidora con un sistema de difusión del ligante que asegure la extensión de una película continua, uniforme y con la dotación fijada. Para no duplicar esta dotación en las juntas transversales de trabajo se colocarán tiras de papel u otro material bajo los difusores en aquellas zonas de la superficie donde comience o se interrumpa el riego. En pequeñas superficies, el riego puede realizarse a mano, con lanza. El ligante se aplicará a la temperatura prevista en la fórmula de trabajo por lo que, si es preciso habrá de calentarse. Si existiesen elementos constructivos o accesorios que se pudiesen manchar de ligante, se deberán proteger.
Primera extensión de árido Tras el riego con el ligante se realizará la extensión del árido de manera uniforme inmediatamente después del ligante, en todo caso antes de que haya transcurrido, desde la aplicación del ligante hidrocarbonado, el plazo máximo fijado por el Director Obra. La extensión se realizará con la dotación prevista en la fórmula de trabajo y mediante una extendedora mecánica de gravillas, incorporada a un camión Pavimentos
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o autopropulsada. Esta operación se realiza de manera que las ruedas del equipo de extensión no entren en contacto con el l igante extendido.
Apisonado auxiliar del árido En este tipo de riegos, se procederá a un apisonado auxiliar siempre que lo ordene el Director de las obras
Segunda extensión de árido La segunda extensión de árido se realizará de loa misma forma que la primera, con la dotación indicada en la fórmula de trabajo.
Apisonado final del árido Inmediatamente tras la segunda extensión de árido, se procederá a su apisonado, que no es una compactación, ya que su objetivo no es alcanzar una elevada densidad sino que el árido quede embebido en el ligante. El apisonado se realizará mediante un compactador de neumáticos, pudiendo utilizarse en riegos monocapa doble engravillado rodillos ligeros de llanta metálica, con la autorización del Director de Obra. Este apisonado, con uno u otro compactador, deberá de ser suficiente para fijar el árido, pero evitando la posible rotura de las gravillas debida al tipo o al peso de la máquina.
Eliminación del árido no adherido Tras el apisonado de los áridos, en el momento en el que el ligante alcance una cohesión suficiente, se debe eliminar todo exceso de árido que haya quedado suelto sobre la superficie. Una vez eliminado el exceso de áridos, se puede abrir la carretera a la circulación. En los 15 días siguientes a la apertura a la circulación se realizará un barrido definitivo del árido que no esté adherido.
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3.2.4 Riego con gravilla Tipo Sandwich. Los riegos sándwich son tratamientos superficiales que consisten en un riego con ligante sobre una gravilla de tamaño apreciable que previamente se ha extendido sobre el soporte, extendiéndose sobre el ligante una gravilla de menor tamaño que la anterior. La gravilla gruesa permite anclar el pavimento a la superficie de apoyo, por lo que se puede decir que es un riego monocapa con árido de anclaje. Estos riegos, al igual que los riegos monocapa, son aplicables sólo en carreteras de baja intensidad de tráfico.
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3.3 MEZCLAS
BITUMINOSAS EN CAPAS DE PEQUEÑO ESPESOR
En el caso de vías de alta y media intensidad de tráfico se utilizan mezclas bituminosas que son hormigones en los que el material cementante es un ligante bituminoso, estando formadas, por tanto, por un conjunto de áridos con una granulometría muy estudiada a fin de conseguir la máxima compacidad y por un material bituminoso que envuelve a éstos áridos creando una película adhesiva que los une. Se pueden dividir en dos tipos fundamentales: mezclas bituminosas en frío y mezclas bituminosas en caliente. A su vez, estas mezclas pueden clasificarse en: mezclas densas, semidensas, gruesas y abiertas. Las mezclas bituminosas en caliente implica calentar el ligante y los áridos (excepto, eventualmente el polvo mineral de aportación) y su puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la ambiente (160 º aproximadamente). La mezcla bituminosa en frío es la combinación de áridos y un ligante bituminoso para realizar lo cual no es preciso calentar Pavimentos
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previamente los áridos. La mezcla se extenderá y compactará a la temperatura ambiente. El ligante bituminoso al ser puesto en frío debe ser poco viscoso utilizándose por lo tanto emulsiones bituminosas y betunes fluidificados entre otro.
3.3.1. Lechadas Bituminosas Una lechada bituminosa es un mortero bituminoso fabricado en frío con áridos, emulsión bituminosa y agua, utilizando eventualmente polvo mineral de aportación y adiciones. Este tratamiento superficial consiste en aplicar sobre una superficie la lechada bituminosa, cuya consistencia a la temperatura ambiente es la adecuada para su puesta en obra. Este tratamiento se puede utilizar para el sellado de pavimentos abiertos, Pavimentos
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envejecidos o fisurados; para la obtención de superficies antideslizantes, por su textura áspera; o con fines estéticos, incluyendo en este caso pigmentos colorantes. A los áridos utilizados en las lechadas bituminosas se les exige que sean de gran calidad, o más concretamente, que sean procedentes de machaqueo en una proporción elevada, que sean resistentes al desgaste, así como no pulimentables (condición que no es necesaria en lechadas para sellado de pavimentos), y sobre todo muy limpios. Existen cuatro tipos de lechada bituminosa asociados a cuatro husos granulométricos de tipo continuo distintos, que proporcionan mezclas con escaso contenido de huecos. Los husos granulométricos son los siguientes:
Las lechadas LB1 y LB2 surgieron para autopistas, ya que por su gran tamaño de áridos permiten darle una macrotextura al pavimento, muy beneficiosa
para
altas
velocidades.
El ligante utilizado en las lechadas bituminosas es una emulsión de rotura
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lenta (EAL 1, EAL 2, ECL 1 y ECL 2). Es común utilizar emulsiones especiales, con adiciones para controlar la rotura o mejorar sus propiedades. Al proyectar una lechada bituminosa hay que tener en cuenta el tipo de lechada, que se escoge en función de la finalidad del tratamiento, si es de sellado o antideslizante. El tipo de lechada viene definido por la polaridad de la emulsión (aniónica o catiónica) y, sobre todo, por el huso granulométrico, de los cuatro mostrados en la tabla anterior. Los tamaños máximos del árido van de 2,5 mm (lechadas LB4) a 10 mm (lechadas LB1), usándose para tratamientos de sellado las lechadas de áridos menores y las de mayores tamaños de árido en tratamientos antideslizantes, incluso con altas velocidades. En estos últimos casos (lechadas LB1 y LB2) se habla a menudo de microaglomerados bituminosos en frío. Otro aspecto a atender en el proyecto de una lechada bituminosa es la composición de esta, que se establecerá con los ensayos de consistencia (NLT-317), con los que se evalúa el contenido necesario de agua para que la lechada tenga la trabajabilidad adecuada, y con los ensayos mecánicos de abrasión (NLT-320), con los que se fija el contenido mínimo de ligante que garantice la suficiente resistencia a los esfuerzos horizontales. A veces, este punto se completa con ensayos de exudación, con los que se establece un límite superior del contenido de ligante. En el proyecto también hay que definir el número de capas de aplicación, que pueden ser una, dos o más. Generalmente, en tratamientos de sellado con lechadas finas se suele emplear una cantidad de unos 5 kg/m2 en un espesor inferior a 5 mm, mientras que en tratamientos antideslizantes con lechadas gruesas se emplean cantidades superiores, de 20 kg/m2, en un espesor total del orden de 15 mm en dos capas. Si la superficie a tratar es de textura fina y lisa, es preceptivo aplicar al menos dos capas y que la primera sea de un huso granulométrico fino para permitir un mejor agarre de la siguiente. Por último, las texturas superficiales que se consiguen con una lechada bituminosa se caracterizan por el valor de profundidad de arena en el Ensayo del círculo de arena, que debe ser como mínimo de 0,5 mm para las lechadas finas y 1,1 mm para las gruesas. El coeficiente de resistencia al Pavimentos
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deslizamiento también es un aspecto importante a tener en cuenta en el proyecto, se determina con el péndulo de fricción y deben ser como mínimo de 0,55 en lechadas finas y de 0,65 en lechadas gruesas después de dos meses de extendida la lechada.
Proceso de ejecución 1.
Estudio de la lechada bituminosa y obtención de la fórmula de
trabajo. 2.
Preparación previa de la superficie a tratar con la mezcla.
3.
Fabricación de la lechada bituminosa según la fórmula
establecida. 4.
Aplicación de la lechada bituminosa.
3.3.2. Microaglomerados en frío Mezcla, en proporciones adecuadas, de agregado fino totalmente triturado y bien gradado, llenante mineral, agua, emulsión asfáltica de rotura lenta modificada con polímeros y eventualmente aditivos, que da lugar a un producto fluido, homogéneo y cremoso que, al ser aplicado sobre una superficie, proporciona un sello impermeable y antideslizante después de la evaporación del agua que contiene. Los microaglomerados en frío son una mezcla de áridos 100% chancados de granulometría continua o discontinua, con emulsión de quiebre controlado, aditivos líquidos y en polvo. Pavimentos
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Generan una muy buena macrotextura y microtextura. Su aplicación se realiza con equipos especialmente fabricados para el propósito, con un control riguroso de su dosificación y con una caja de distribución que permite una colocación muy uniforme sobre el pavimento. El espesor medio de este producto está en función del tamaño máximo del árido empleado. Su apertura a tránsito se realiza en menos de dos horas como regla general, pero considerando el clima del entorno de la obra.
3.3.3. Microaglomerados en caliente Capa de rodadura de poco espesor, elaborada en caliente con un agregado de tamaño máximo comprendido entre 8 y 10 mm, cuya granulometría presenta una marcada discontinuidad entre los tamices d e 2.00 mm (#10) y Pavimentos
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4.75 mm (#4), mezclado con un cemento asfáltico modificado con polímeros.
4. DOSAJES PARA TRATAMIENTOS SUPERFICIALES 4.1. En riegos asfalticos. El material bituminoso puede ser diluido o emulsionado, sim embargo razones ecológicas y económicas, indican la conveniencia de emplear preponderadamente
materiales
bituminosos
emulsionados.
Sus
características y dosificación dependen del tipo de riego a realizar. En el siguiente cuadro se resume tipos de material y dosajes orientativos.
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Los materiales pétreos para los riegos de imprimación reforzada y de sellado, pueden ser arenas naturales. Los utilizados para los tratamientos simples y múltiples, por lo general provenientes de la trituración de rocas con dos o más caras de fractura. Debe estar constituido por partículas duras, resistentes, durables, no alargadas, limpias y exentas de arcilla u otras materias extrañas. La granulometría del agregado pétreo debe encuadrarse dentro de los siguientes límites:
4.2. En lechadas bituminosas. Se utiliza emulsión bituminosa de rotura lenta .Sus características se determinan en función de los agregados pétreos, transito, clima y de los equipos a utilizar en obra. Los agregados pétreos están constituidos por arenas de trituración, arenas naturales o una combinación de ambas. El relleno mineral comúnmente empleado es cemento portland, cales en polvo, polvo de rocas calcáreas, Pavimentos
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etc. Cumplen con la finalidad de regular la rotura de la emulsión, espesar la mezcla y proveer determinadas características resistentes a la mezcla.
5. EQUIPOS PARA EJECUCION 5.1. En riegos sin gravilla. El equipo mínimo para la ejecución de los riegos mencionados, es el siguiente:
Distribuidor: Se utiliza para la aplicación uniforme del producto asfáltico y consiste generalmente en un camión estanque equipado con barra esparcidora
regulable,
bomba
reguladora
de
presión,
tacómetro,
termómetro y en general todo el equipamiento que permita controlar una aplicación uniforme, para las dosis recomendadas. Para obras menores se podrá usar un equipo distribuidor manual.
Barredora: Se utiliza para la limpieza o barrido del polvo y material suelto de la superficie. Esta puede ser una barredora mecánica o barredora común cuando la ejecución se efectúa manualmente en obras menores. También puede usarse equipo de aire comprimido.
5.2. En riegos con gravilla.
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El equipo mínimo a ser utilizado en la confección de tratamientos superficiales es el siguiente:
Camión regador de asfalto con barra esparcidora regulable, bomba reguladora de presión, tacómetro, termómetro, etc.
Gravilladora autopropulsada para una distribución homogénea de los agregados.
Barredoras mecánicas para eliminar material en exceso.
Rodillos lisos (sin vibración).
Rodillos neumáticos.
5.3. En lechadas bituminosas. La mayoría de las lechadas asfálticas se colocan con maquinaria de alta tecnología. Estas máquinas son verdaderas plantas portátiles, calibradas para recibir la cantidad precisa de componentes, en las que se realiza la mezcla en unos pocos minutos y se aplica inmediatamente, haciendo de este un tratamiento de rápida ejecución. La máquina, instalada sobre el chasis de un camión, consiste en un depósito para los agregados, otro para el filler, depósitos de agua y emulsión y mezclador apropiado. Para obras menores, también puede efectuarse en plantas estacionarias o betuneras y se esparce mediante rastrillos de goma. Las aplicaciones manuales se han usado en el pasado con éxito, pero conllevan un estricto control ya que se puede incurrir en errores de espesores y tiempo de mezclado que provoquen imperfecciones y futuras zonas de problemas en la superficie.
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5.4. En mezclas asfálticas en caliente. El equipo mínimo para la ejecución de mezclas en caliente, es el siguiente:
Depósito para cemento asfáltico equipado con una bomba de circulación, que garantice un flujo continuo al mezclador durante todo el proceso de mezclado. Se debe calentar el cemento asfáltico a las temperaturas fijadas, para lo cual tiene que contar con serpentines de aceite, vapor o electricidad o cualquier otro medio que no implique el contacto de fuego directo con las paredes del depósito. Todas las cañerías y estanques deberán estar dotados de capas aislantes, a fin de evitar pérdidas de calor y quemaduras del personal de obra.
Una planta mezcladora en caliente equipada con un sistema para calentar, secar y llevar el árido a la temperatura de mezclado; con unidades clasificadoras para separar el agregado y permitir su óptima dosificación; y con una unidad de mezcla, que recibe el cemento asfáltico y los áridos perfectamente dosificados y a la temperatura recomendada .
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Camiones tolva para transporte de mezcla en caliente, encarpados si las condiciones climáticas así lo aconsejan.
Finisher autopropulsada -terminadora- para esparcir y conformar una mezcla nivelada, según las cotas establecidas. Debe poseer marchas hacia adelante y atrás, además de estar equipada con alisadores, vibradores y dispositivos de calentamiento que permitan obtener la temperatura exigida para la colocación de la mezcla sin irregularidades.
Equipo de compactación constituido por rodillos neumáticos y rodillos lisos tipo tándem o rodillos vibratorios, los cuales deben tener una carga de 8 a 15 toneladas. Por su parte, los rodillos neumáticos autopropulsados, deben estar dotados de neumáticos que permitan una presión de 35 a 120 libras por pulgada cuadrada, con un peso variable entre 5 y 35 toneladas. En los rodillos vibratorios es necesario ajustar la frecuencia y amplitud de compactación al espesor de la capa a compactar, fijando una velocidad apropiada y avanzando siempre en el sentido de giro de la excéntrica.
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5.5. En mezclas asfálticas en frío.
Planta mezcladora en frío. Existe una variedad de equipos cuyo uso depende fundamentalmente del volumen de producción, plazos del proyecto, etc.
En una escala de producción intermedia, son utilizadas plantas de mezcla en frío, con mezcladores del tipo “pugmill” o amasadoras horizontales de dosificadores y paletas de arrastre de agregados, que producen mezclas continuas o discontinuas respectivamente.
Para pequeñas producciones, se pueden emplear betuneras comunes.
La utilización de mezcladores tipo “tornillo sinfín” requiere de cuidados especiales, principalmente con l as emulsiones.
Finisher autopropulsada, capaz de esparcir y conformar una mezcla adecuada según las especificaciones requeridas. También pueden emplearse
motoniveladoras
tomando
las
precauciones
correspondientes. En caso de esparcimiento manual, éste debe efectuarse por paños discontinuos.
Rodillos vibratorios y neumáticos para la posterior compactación de la mezcla.
6. RECOMENDACIONES GENERALES 6.1. En riegos sin gravilla.
La temperatura de aplicación de los materiales asfálticos debe fijarse en función de la relación temperatura-viscosidad para cada tipo de ligante. Debe escogerse la temperatura que proporcione una mejor viscosidad para el esparcimiento del ligante.
Para
imprimaciones
con
asfaltos
cortados,
generalmente
se
recomienda que el contenido de humedad de la base no exceda el 50% de la humedad óptima de compactación, que según el tipo de base podrá llegar hasta un 100% de dicha humedad. Se recomienda además no dejar las superficies imprimadas sin revestir por períodos prolongados, para evitar daños y posteriores reparaciones.
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No es recomendable aplicar riegos cuando existe amenaza de lluvia o la temperatura sea inferior a 5°C.
Se debe efectuar una limpieza adecuada sobre la zona de aplicación del riego, con equipos como barredoras y aire comprimido.
En todos los tipos de riegos se debe evitar la formación de pozas o exceso de ligante acumulado sobre la superficie de la base o capa asfáltica. En caso que esto ocurra, es necesario eliminarlas pues de l o contrario el exceso retardará el curado del material asfáltico y perjudicará el revestimiento posterior, con consecuencias tales como exudaciones, desprendimiento u ondulaciones en el revestimiento que se colocará.
Con el fin de evitar acumulación en los puntos de inicio y término de los riegos, es aconsejable colocar tiras de papel o plástico, las cuales deben removerse una vez concluido el riego.
Los riegos asfálticos son conocidos y relativamente fáciles de ejecutar. Sólo deben tomarse las precauciones que establecen las especificaciones y llevar un control tanto de la cantidad de ligante empleado, como de su ejecución.
6.2. En riegos con gravilla.
La ejecución de la faena debe efectuarse en condiciones climáticas favorables, esto es 10°C subiendo y sin amenaza de lluvia.
Deben cumplirse las especificaciones técnicas y llevar un control sistemático de la ejecución, para garantizar un buen tratamiento superficial.
Después de abierto el tratamiento al tránsito, es recomendable limitar la velocidad de los vehículos por lo menos por un día para evitar salpicaduras de gravilla que pueda haber quedado suelta en la superficie.
Confeccionar un tramo de prueba, previo al inicio de la faena para ajustar los distintos parámetros.
6.3. En lechadas bituminosas.
Aplicar preferentemente con buen tiempo, sin amenaza de lluvia.
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Llevar a cabo la dosificación en un laboratorio equipado para obtener resultados óptimos.
Controlar
adecuadamente
la
ejecución
y
dosificación
de
los
materiales en el camión esparcidor.
Mantener cerrada al tránsito la vía por el tiempo especificado, hasta que la mezcla esté totalmente curada, evitándose así daños prematuros a la superficie.
Confeccionar un tramo de prueba, previo al inicio de la faena para ajustar los distintos parámetros.
6.3. En mezclas asfálticas en caliente.
El cemento asfáltico deberá ser homogéneo en su calidad y estar libre de agua, además de cumplir con los ensayos previstos por las especificaciones correspondientes.
Deben tomarse precauciones técnicas con respecto al cumplimiento de la granulometría de los agregados, cantidades de asfalto, temperatura
de
calentamiento
de
agregados
y
asfaltos,
y
temperatura de mezcla y compactación.
6.3. En mezclas asfálticas en frío.
El factor decisivo en la calidad de la obra es el fiel cumplimiento de las especificaciones técnicas, mediante un control adecuado de la ejecución. En el diseño deben escogerse las bandas granulométricas adecuadas; calcular la composición de la mezcla y cantidad de asfalto. Esta fase del proyecto, efectuada en laboratorio, puede sufrir eventuales adaptaciones en terreno.
En la fase de ejecución deben controlarse la cantidad de asfalto, granulometría de la mezcla y densidad de compactación.
Es recomendable efectuar controles de estabilidad a la mezcla y además confeccionar un tramo de prueba, previo al inicio de la faena para ajustar los distintos parámetros.
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