tratamiento superficial final

Universidad de El Salvador

Facultad de Ingeniería y Arquitectura

Escuela de Ingeniería Civil

Departamento de Carreteras

Pavimentos II

Tratamientos Superficiales

Docente:

Ing. Dilber Sánchez

Integrantes del Grupo de trabajo: Carnet

Delgado Palma, Oscar Belarmino DP10003

Toledo Candell, Francisco Benjamín TC07009

López Lucero, Moisés Israel LL09053

Ciudad Universitaria, 28 de mayo de 2015

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

2 PAVIMENTOS II

INDICE PÁG.

INTRODUCCION. 3

OJBJETIVOS 4

OBJETIVO GENERAL: 4 OBJETVOS ESPECÍFICOS: 4

1. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES 5

1.2 TIPOS DE TRATAMIENTOS ASFALTICOS 6 1.3TRATAMIENTO SUPERFICIAL SIMPLE (TSS) 6 1.4 TRATAMIENTO SUPERFICIAL DOBLE (TSD). 8 1.5TRATAMIENTO SUPERFICIAL BICAPA PREENGRAVILLADO 10 1.6 TRATAMIENTO SUPERFICIAL TRIPLE 11

2. GENERALIDADES DE LAS LECHADAS ASFALTICAS 17

2.1 RESEÑA HISTÓRICA 17 2.1.1 PRIMERA Y SEGUNDA GENERACIÓN 17 2.1.2 TERCERA GENERACIÓN 19 2.1.3 CUARTA GENERACIÓN 20

2.2 TRATAMIENTOS SUPERFICIALES CON LECHADAS ASFÁLTICAS 20

2.3 CLASIFICACIÓN DE LOS TRATAMIENTOS SUPERFICIALES CON LECHADAS ASFÁLTICAS 23 2.4 APLICACIONES DE LOS TRATAMIENTOS CON LECHADAS 24 2.5 CARACTERÍSTICAS DE LAS LECHADAS ASFÁLTICAS MODIFICADAS. 24 2.6 MATERIALES COMPONENTES DE LAS LECHADAS ASFÁLTICAS 25 2.7 LAS EMULSIONES 27 2.8 LOS ADITIVOS 29

CONCLUSION 30

BIBLIOGRAFIA 31


3 PAVIMENTOS II

INTRODUCCION.

Entre las técnicas de Pavimentación de carreteras, la de los tratamientos superficiales ha

sido la que mayor evolución ha experimentado en los últimos años, pasando de un

sistema destinado a tránsitos livianos a ser utilizado en tratamientos de carreteras con

tránsito pesado y en muchos países, en autopistas.

Los tratamientos superficiales pueden ser utilizados como capas de protección sobre

caminos estabilizados o como conservación de pavimentos asfálticos. Los objetivos que se

persiguen son la protección, impermeabilización y mejoramiento de la capa de rodadura,

proporcionando además una superficie antideslizante.


4 PAVIMENTOS II

OJBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Conocer sobre los tratamientos superficiales en la construcción de carreteras

OBJETVOS ESPECÍFICOS:

Detallar en qué consisten los tratamientos superficiales simple, doble, triple.

Saber en qué consiste el tratamiento superficial con lechadas asfálticas.


5 PAVIMENTOS II

1. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

Consiste en la colocación de una capa de revestimiento de poco espesor, formada por

riegos sucesivos y alternados de material bituminoso y agregados pétreos. La que no da

un refuerzo de estructura sino simplemente protege la base de la acción del tiempo y del

desgaste. Los tratamientos superficiales no corrigen depresiones, ni deformaciones, ni

agrietamientos fuertes, solamente logran una capa impermeable Los tratamientos superficiales tiene como principal objetivo mantener las condiciones de servicio del pavimento y su buen estado alargando así su vida útil, este término cubre generalmente todas las aplicaciones de asfalto, con o sin agregados a cualquier tipo de camino o superficie de pavimentos, pero cuyo espesor final es por lo general inferior a 25 mm (una pulgada). Los tratamientos superficiales varían desde una simple y ligera aplicación de cemento asfáltico, sobre los cuales distribuyen agregados pétreos, hasta mezclas con espesores de hasta 2.5 cm. Todos los tratamientos superficiales sellan y prolongan la vida de los caminos, teniendo cada uno propósitos especiales.

Figura1.1: Colocación de imprimación

La ventaja en el uso de estos es que permiten construir una carpeta por etapas, en forma relativamente sencilla y sin el uso de equipos sofisticados.

Todos los tratamientos superficiales sellan y prolongan la vida de los caminos. Cada tipo tiene una o más propósitos especiales.

Dentro de las técnicas de pavimentación los tratamientos asfalticos superficiales han pasado de ser un sistema destinado a transito liviano a ser utilizado en tránsito pesado y


6 PAVIMENTOS II

autopistas, puede ser utilizado para protección de caminos estabilizados o para conservación de pavimentos asfalticos.

1.2 TIPOS DE TRATAMIENTOS ASFALTICOS

Los tratamientos asfalticos 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 asfalticos 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 asfálticos superficiales de acuerdo a su aplicación y preparación.

* Tratamientos superficiales con aplicación de asfalto y distribución de agregados.

Tratamientos Superficiales Simples (TSS)

Tratamientos Superficiales Dobles (TSD)

Tratamientos Superficiales Triples (TST)

* Tratamientos superficiales con aplicación única de asfalto

Riego de Imprimación

Paliativos de polvo

Road rolling

Riegos de liga

Riego pulverizado (Fog seal)

Lechadas asfálticas

1.3TRATAMIENTO SUPERFICIAL SIMPLE (TSS)

Consiste en una sola aplicación uniformemente distribuida de ligante bituminoso, seguido de una aplicación de árido de tamaño tan uniforme como sea posible. Esta se realiza sobre una superficie acondicionada y con una estructura apropiada a las condiciones de solicitación a que va a estar expuesta.


7 PAVIMENTOS II

Figura 1.2 Tratamiento Superficial Simple

La duración de estos tratamientos puede durar meses y hasta años. Su uso es para evitar el deterioro de las capas granulares durante un periodo de tiempo relativamente corto, por ejemplo, se tienen algunos tramos con material granular extendida y va a pasar un tiempo hasta que podamos realizar el extendido de mezcla bituminosa en caliente. Mediante el TSS conseguimos hacerla transitable y que no se deteriore esta capa.

Tratamiento Superficial Simple es una aplicación de asfaltos recubierta con agregado generalmente de tamaño nominal 10 a 25 mm. También puede ser arena de grano uniforme. Este tipo de tratamiento no aporta estructura al pavimento y sólo lo protege, otorgándole gran resistencia a la acción abrasiva del tránsito, a la vez que lo impermeabiliza

Del tratamiento mono capa no solo nos debemos quedar con que tiene una duración de varios meses, si no como lo habíamos mencionado anteriormente este tipo de tratamiento puede funcionar durante unos años. Imaginemos un pavimento desgastado, que ha perdido la capacidad adherencia pavimento-neumático, pero que conserva la capacidad portante. La forma de recuperarlo es a través de un tratamiento monocapa (es necesario utilizar gravilla con alta resistencia al desgaste, preferiblemente de origen silíceo, esta resistencia al desgaste, será la que determine la durabilidad el tratamiento).

Tabla 1.1 Cantidades de asfalto y agregado para tratamiento superficial Simple


8 PAVIMENTOS II

Ventajas:

Solución muy económica, sobre el mismo pavimento se aplica.

Como su espesor es muy bajo, no es necesario recrecer bionda o hacer fresados.

Es de rápida aplicación

Desventajas:

Es necesario limitar la velocidad durante varios días una vez realizado el tratamiento.

Una vez realizado el tratamiento, durante unos días queda gravilla suelta en la calzada, que puede dar lugar a situaciones de peligro para la circulación, por lo que la señalización y la limitación de velocidad es muy importante para evitar accidentes.

Figura1.3: Tratamiento Superficial Simple

1.4 TRATAMIENTO SUPERFICIAL DOBLE (TSD). Son dos riegos alternados y uniformemente distribuidos de ligante bituminoso y árido sobre una superficie acondicionada previamente. El tamaño medio del árido de cada distribución sucesiva es la mitad o menos del tamaño medio de la capa precedente. El espesor total es aproximadamente igual al tamaño máximo nominal del árido de la primera aplicación.


9 PAVIMENTOS II

Figura 1.4 Tratamiento Superficial Doble

Tabla 1.2 Cantidades de asfalto y agregado para tratamiento superficial Doble

La vida útil viene siendo del orden 10 años.

Los DTS representan un salto muy cualitativo al monocapa, ya que su vida útil es mucho más larga, ya pueden sustituir a las mezclas bituminosas en carreteras, de un tráfico reducido.

Tratamiento Superficial Doble o Múltiple consiste en dos o más aplicaciones de emulsión asfáltica alternadas con aplicaciones de agregados pétreos de diferentes tamaños, alcanzando hasta 25 mm de espesor total. Son económicos, fáciles de construir y de larga duración. Pueden efectuarse sobre pavimentos asfálticos existentes o sobre una base granular estabilizada en caso de pavimentos nuevos. El agregado pétreo para cada aplicación debe ser granulométricamente lo más uniforme posible y el tamaño máximo de cada aplicación sucesiva debe estar en proporción 2:1 respectivamente


10 PAVIMENTOS II

También sirve para asfaltar vias de bajo tráfico, caminos rurales o de servicio con buenos resultados.

Figura 1.5 Tratamiento Superficial Doble

1.5TRATAMIENTO SUPERFICIAL BICAPA PREENGRAVILLADO

Los tratamientos bicapa preengravillado son similares a los dobles tratamientos, pero se le añade una primera capa de gravilla en seco.

Figura 1.6 Tratamiento Superficial Bicapa Preengravillado

La vida útil viene a ser del orden de 10 años.*

Al igual de que los tratamientos bicapa sirve para asfaltar todo tipo de vias y caminos rurales o de servicio.


11 PAVIMENTOS II

A diferencia de los bicapa, estos se usan en suelos cerrados, poco porosos y le dan al riego más cuerpo al tratamiento, aportándole más resistencia a los esfuerzos tangenciales y mayor durabilidad frente a tránsito más pesado.

1.6 TRATAMIENTO SUPERFICIAL TRIPLE

Los triples tratamientos superficiales, se le añade una capa más de ligante respecto a los tratamientos bicapa preengravillado.

Figura 1.7 Tratamiento Superficial Triple.

La vida útil viene a ser del orden 10 años.

Al igual de que los tratamientos bicapa preengravillados sirve para asfaltar todo tipo vías, caminos rurales o de servicio. A diferencia de los bicapa preengravillado, estos se usan en suelos abiertos, más porosos y le da al riego mayor cuerpo, aumentándole su resistencia a los esfuerzos tangenciales y aumentando su durabilidad frente al tránsito más pesado.

Para pavimentos con un tráfico intenso, o cuando se desea construir una nueva y gruesa esterilla, se recomienda usar tratamientos dobles y triples. Este tipo de superficie producirá un grosor de 1/2 pulgada, que aplicada sobre una base sólida, será capaz de soportar tráficos intensos en gran volumen, por largos períodos.

Cuando se efectúan aplicaciones múltiples, es esencial que cada capa siguiente de agregado se fusione por completo con la carga previamente ubicada, de modo que la obra completa forme una sola masa homogénea, con una superficie lisa y compacta. El éxito de éste tipo de obra, depende de la ligazón o fusión de las partículas y de la distribución homogénea del asfalto a través de la masa entera.

El agregado de tamaño más grande se ubicara en el fondo, colocando encima las capas sucesivas, con agregado más fino. Una regla generalmente aceptada, es que la segunda aplicación del agregado debería ser cerca de la mitad del tamaño de la primera aplicación de agregado, y la tercera cerca de la mitad del grosor de la segunda.


12 PAVIMENTOS II

Por ejemplo, si la primera capa de agregado es de más o menos de 1 a 1½ pulgada de grosor, la segunda debería ser de 1/2 a 1/4 de pulgada y la tercera de 1/4 a 1/8 de pulgada (tamiz Nº 6), usando agregado normal. El grosor total para un tratamiento doble de superficie con los primeros dos agregados podría ser cerca de 1 pulgada, y para un tratamiento triple, usando las tres medidas, cerca de 11/8 pulgadas. El grosor será menos con grandes porcentajes de partículas lisas en el agregado.

La cantidad de cada medida de agregado, para un tratamiento múltiple, es la cantidad requerida para cubrir la superficie del grosor de una piedra. Esta cantidad de esparcido, debería ser determinada sin discrepancias permitidas para esparcidos erróneos.

Los procedimientos de construcción para los tratamientos múltiples son, esencialmente, los mismos que para los tratamientos simples, exceptuando que el proceso se repite una o dos veces. El procedimiento para un tratamiento doble consiste de los siguientes pasos:

Ubicación de la primera aplicación de asfalto.

Ubicación de la primera aplicación de agregado.

Aplanamiento de la primera capa de agregado.

Ubicación de la segunda capa de asfalto.

Ubicación de la segunda capa de agregado.

Aplanamiento de la segunda capa de agregado.

Debiera haber una imprimación o vulcanización apropiada, entre cada tratamiento.

Riego de Imprimación

Es una aplicación de emulsión asfáltica (de rotura media) o asfalto diluido (de endurecimiento medio) a una superficie absorbente. Se usa para preparación de una base no tratada para recibir un riego asfáltico ligante modificándola y confiriéndola.

Riego Paliativo de Polvo

Consiste en la distribución de una emulsión asfáltica de rotura lenta. El asfalto y el diluyente penetran y cubren las partículas finas, mitigando temporariamente las molestias ocasionada por el polvo. Cuando se emplean emulsiones, se debe diluir con agua en cinco o más partes, en volumen. El riego paliativo de polvo con emulsiones diluidas requiere generalmente de varias aplicaciones.

Road Rolling

El objetivo de este tipo de riego es lograr una subrasante fuerte que no se sature con el agua y pueda servir a su vez como superficie de rodamiento firme y libre de polvo.

Riego de Liga


13 PAVIMENTOS II

El riego de liga es una aplicación de emulsión (de rotura rápida) sobre un pavimento existente para asegurar la adherencia entre la superficie vieja y la nueva capa asfáltica. Debe ser muy delgado y cubrir uniformemente el área a pavimentar.

Riego Pulverizado

Aplicación muy ligera de emulsión diluida de rotura lenta. Se utiliza para renovar pavimentos viejos, y cerrar grietas y huecos superficiales. También se lo utiliza para sellar huecos en mezclas asfálticas nuevas y evitar la producción de polvo en tratamientos superficiales.


14 PAVIMENTOS II

Tipos de Materiales Asfálticos

Tabla 1.3 Tipos de materiales asfálticos


15 PAVIMENTOS II

Tabla 1.4 (a)

Tratamientos Superficiales y Riegos de Sellado

Fuente: Asphalt Institute MS-19 y MS-16


16 PAVIMENTOS II

Tabla 1.4 (b)

Tratamientos Superficiales y Riegos de Sellado

Fuente: Asphalt Institute MS-19 y MS-16


17 PAVIMENTOS II

2. GENERALIDADES DE LAS LECHADAS ASFALTICAS

2.1 RESEÑA HISTÓRICA El origen de las lechadas asfálticas como un método de pavimentación es aun debatible a pesar lo que se manifiesta en muchas publicaciones de la industria, en el continente Europeo la técnica es aplicada desde los años 20’s. Fue en Francia a finales de esa década donde se empezaron a utilizar emulsiones de relleno de fraguado lento. Sin embrago el origen de las lechadas asfálticas como las conocemos hoy en día pudo haber estado en Alemania.

2.1.1 PRIMERA Y SEGUNDA GENERACIÓN En la década de los 30’s el famoso Dr. Oberbach diseño un producto que fue conocido como “Schlämme”, resultado de mezclar agregado húmedo con asfalto 80/100 y agua, La idea era un proceso de mezcla en frío. La consistencia de la mezcla era fluida, esto la hacía fácil de esparcir con escobas, squeegees and spreader boxes. El Schlämme demostró ser una nueva y prometedora técnica para el mantenimiento de la superficie de los caminos y marcó el inicio del desarrollo de las lechadas. Sin embargo se luchaba por alcanzar la consistencia adecuada en inusuales condiciones hasta que se lograba la mezcla correcta. Este proceso demandaba un constante movimiento de la mezcla para parar el rompimiento por carga mineral durante el transporte, esto requería del uso de agregado de granulometría muy fina y altos contenidos de filler. El primer proceso de mezcla húmeda fue completado en el aeropuerto de Berlín-Staaken en 1936. En 1938 los Estados Unidos de América comenzó con experimentaciones en el tema, aunque el más extenso interés en los sellos de lechada asfáltica comenzó a inicios de los años 60’s cuando los emulsificantes formaron parte de la mezcla. Hasta tanto que las maquinas que eran capaces de producir y extender las lechadas simultáneamente aparecieran en el mercado europeo. El Schlämme Alemán compitió con las plantas mezcladoras de lechadas donde las emulsiones aniónicas de rompimiento lento eran utilizadas. A finales de los 40’s, el equipo para lechadas asfálticas comenzó a hacerse más pronunciado en el mantenimiento de carreteras, no obstante no fue hasta 1955 la California-Fresno Asphalt Company construyo una máquina para tratar de asegurar la credibilidad del producto, surgió la primer máquina de proceso continuo. El primer camión


18 PAVIMENTOS II

con una máquina de proceso continuo montada sobre él fue construido por Young Slurry Seal Incorporated. El hecho de ser capaz de mezclar y extender las lechadas al mismo tiempo revolucionó esta técnica a gran escala, permitiendo el uso de agregados más grueso y emulsiones con mejor adaptación en la velocidad de rompimiento. Estas máquinas de doble propósito se introdujeron en Europa a inicios de los años 60's, Francia y España fueron los primeros dos países en utilizarlas, desarrollándose luego en Suiza, Reino Unido, Alemania y Holanda. La primera generación de lechadas asfálticas, primera fase que se puede fechar entre 1962 y 1965, presento tres países pioneros: Alemania, España y Francia. En Alemania se utilizaban agregados muy finos involucrando graduaciones con tamaño máximo de agregado de 2-3 mm, con contenidos de filler que rondaban los 8-12%, esta cantidad de finos fue suficiente para proveer de una capa con una capacidad impermeabilizante significativa. Francia utilizaba mezclas con agregado natural y piedra triturada en proporciones arriba del 50/50 en la búsqueda no solo de rangos de granulometría sino también buscando mejorar la trabajabilidad de las lechadas asfálticas. España prefirió utilizar graduaciones con tamaño máximo de agregado de 4 mm solamente con piedra triturada. La emulsión utilizada en esta fase inicial era aniónica y de rompimiento muy lento, con un contenido de asfalto del 60% con penetración de 180/220, un asfalto blando que se utilizo en Francia y un grado 80/100 en España como resultado del clima más cálido. En una segunda etapa se perfecciono la utilización de los aditivos dentro de las emulsiones, cuya función era retardar la velocidad de rompimiento y al mismo tiempo proveer una mayor adhesión entre las emulsiones y el agregado. El comportamiento de los sellos de lechada asfáltica en esta fase no fue del todo satisfactorio, presentándose problemas de derramamiento y poca durabilidad. Tabla 2.1 muestra la calificación que recibían los sellos de lechada asfáltica en Europa, razones que limitaron su campo de aplicación a:

o Sellos e impermeabilización de la carpeta de rodadura.

o Técnica de mantenimiento en calles de bajo y moderado tráfico. o Aplicación en calles urbanas.

Durante estos años, fue España el país que más avanzo en el desarrollo de las lechadas asfálticas, debido a que era el país Europeo que más extensamente utilizaba la técnica y también a que su tecnología se encamino a desarrollar tipos de lechadas (clasificándolas en base a su granulometría y proporcionamiento) que se adaptasen a velocidades de


19 PAVIMENTOS II

tráfico específicas.

CARACTERISTICAS COMPORTAMIENTO

FRICCION

- A BAJA VELOCIDAD BUENO

- A ALTA VELOCIDAD MUY POBRE

IMPERMEABILIZACION BUENA

REDUCCION DE RUIDO BUENA

PROPIEDADES OPTICAS

- EN SUPERFICIE SECA BUENA

- EN SUPERFICIE MOJADA POBRE

DURABILIDAD POBRE

COSTOS DE IMPLEMENTACION BUENA

Tabla 2.1

Comportamiento de las Lechadas Asfálticas en la década de los 60’s

2.1.2 TERCERA GENERACIÓN Fue en la década de los 70's en donde una nueva generación de lechadas aparecieron en el mercado como consecuencia del considerable esfuerzo de investigación encaminado a mejorar las propiedades de los sellos de lechada asfáltica tradicionales y específicamente su durabilidad y su comportamiento bajo tráfico denso y rápido. Estas nuevas lechadas conocidas en Europa como MAC (Micro Asphalt Concrete) y en US como microsurfacing, presentaron las siguientes características:


20 PAVIMENTOS II

a) Emulsiones modificadas con polímero, como resultado de la incorporación de polímeros dentro del asfalto, modificando su reología, presentando muy baja susceptibilidad térmica y muy alta cohesión, todo esto necesario para soportar las cargas sin deformación incluso para altas densidades de tráfico, mejorando la adherencia entre la emulsión y el agregado, mejorando a su vez la estabilidad de la mezcla y proveyendo de una mejor resistencia a la abrasión. b) La utilización exclusiva de piedra triturada de alta dureza y resistente a la abrasión, con tamaños máximos de agregado de hasta 11 mm (Alemania y Francia) o 12.5 mm (España), obteniendo texturas ásperas que mejoraron la fricción entre capas y el comportamiento del pavimento a altas velocidades. El primer Microsurfacing fue desarrollado en Francia, a mediados de los años 70's. La compañía SCREG diseño su SEAL-GUM un Microsurfacing que fue posteriormente mejorado por la firma alemana RASCHIG la cual comercializo el producto RALUMAC. Este método aun con un considerable desarrollo internacional, no tuvo sin embargo éxito resolviendo el problema del efecto de la calidad desigual del asfalto y los agregados, afectando la correcta velocidad de rompimiento y la cohesión de la mezcla. A principio de los años 80's el centro de investigación español ESM preparo una nueva emulsión que resolvió la mayoría de los problemas iniciales. El Microsurfacing así obtenido llamado MACROSEAL desarrollado por la firma ELSAMEX, ha logrado gran renombre internacional y muchos países de Europa y América han aplicado este método con mucho éxito.

2.1.3 CUARTA GENERACIÓN

El más moderno desarrollo de los microsurfacing surgió como resultado de la incorporación de fibras dentro de la mezcla y fueron España y Francia sus pioneros, aunque buscando diferentes objetivos, ver tabla 2.2.

2.2 TRATAMIENTOS SUPERFICIALES CON LECHADAS ASFÁLTICAS El asfalto es un excelente impermeabilizante y sellador. Durante miles de años ha servido para ese propósito. Los babilónicos usaron asfalto para mantener unidas rocas para formar caminos y encauses de agua. Los tratamientos superficiales con lechadas asfálticas conocidos como Slurry Surfacing son el resultado de aplicar agregado graduado, emulsión asfáltica, filler y agua junto a varios aditivos para fabricar un material de mezcla en frío que cure rápidamente. "Lechada" en si mismo es un término reológico que significa totalmente dispersó. Las Lechadas son métodos comunes para movilizar materiales sólidos. (Las lechadas de carbón son un


21 PAVIMENTOS II

ejemplo de esto). De manera que los tratamientos superficiales con lechada son una mezcla de agregados y asfalto aplicado en un estado de lechada física. La Figura 2.2 muestra en qué consisten los tratamientos superficiales con lechadas en general.

Figura 2.1

Esquema que muestra el concepto de Slurry Surfacing en general


22 PAVIMENTOS II

Tabla 2.2

Desarrollo de las lechadas asfálticas y países que las Desarrollaron


23 PAVIMENTOS II

2.3 Clasificación de los tratamientos superficiales con lechadas asfálticas

1. Lechadas asfálticas convencionales (Slurry Seal) Es una aplicación de espesor delgado, de aproximadamente 1 a 1.5 veces el tamaño máximo de agregado utilizado. Estas lechadas pueden o no ser modificadas con polímeros. Si son modificadas, generalmente la modificación se realiza mediante un látex cuya función es ayudar a crear resistencia temprana a los esfuerzos y aumentar su flexibilidad. Incrementando el punto de ablandamiento de la carpeta. Las mezclas para este tipo de aplicación están basadas en agregados de pequeño tamaño y limitadas a un tamaño máximo aproximado de 8mm.

2. Lechadas asfálticas modificadas (microsurfacing) Es una aplicación capaz de corregir deformaciones menores de forma y usualmente contiene asfalto modificado. Este tipo de material puede ser utilizado como un rellenado de rodaderas, pueden colocarse con múltiples tamaños de agregado fabricándose con tamaños máximos de agregado de hasta 10 mm. La modificación con polímero permite el uso de agregado más grueso sin el peligro de segregación y su alta cohesión le permite soportar capas más espesas sin peligro de deformación. La modificación con polímeros para cada mezcla puede incluir EVA y látex, estos proveen una mayor resistencia al rodamiento, permitiendo colocar capas de hasta 50-75mm de espesor. Existe a menudo gran confusión en cuál es la diferencia entre los microsurfacing y las lechadas asfálticas convencionales (slurry seal). Los primeros se presentan a veces como una clase de lechada asfáltica superior. Las lechadas asfálticas convencionales son una aplicación fina de aproximadamente 1-1.25 veces el tamaño máximo del agregado. El microsurfacing es una aplicación de mayor espesor, 2-3 veces el tamaño máximo del agregado. En síntesis esto es lo que los diferencia, el resto son detalles asociados a cómo esto es alcanzado conduciendo a una tecnología entera de tipos de emulsificantes y al empleo de materiales especiales como polímeros y aditivos.


24 PAVIMENTOS II

2.4 Aplicaciones de los tratamientos con lechadas

1. Aplicación de las Lechadas asfálticas convencionales Las lechadas asfálticas convencionales son utilizadas generalmente para:

Proporcionar una superficie de rodadura adecuada para el tráfico

Un sello resistente contra el agua

Corregir pequeñas irregularidades superficiales.

Reducir el ruido en las carreteras

Como carpeta de rodadura donde los límites de peso son restrictivos (puentes, pasos a desnivel)

Restaurar la textura superficial del pavimento

Como sello para grietas menores de superficie.

2. Lechadas asfálticas modificadas.

Los microsurfacing incorporan polímeros que refuerzan la mezcla final y emulsificantes especiales que proporcionan un curado rápido y permiten tiempos cortos de apertura al tráfico. Estos son utilizados para:

rellenar rodaderas correcciones menores de forma En aplicaciones de tráfico intenso Ensanchamiento de hombros Todas las aplicaciones de las lechadas asfálticas convencionales

2.5 Características de las Lechadas Asfálticas Modificadas.

a) Debido a sus propiedades de rápido rompimiento los microsurfacing pueden ser aplicados en una amplia gama de temperaturas y condiciones ambientales, alargando eficazmente las condiciones del pavimento.


25 PAVIMENTOS II

b) Particularmente conveniente para aplicaciones nocturnas en calles y carreteras de

alto tráfico así como en aeropuertos.

c) Aplicado a temperatura ambiente los microsurfacing tienen bajos requerimientos de energía, es medioambientalmente saludable ya que no contiene ningún contaminante.

d) En pavimentos asfálticos puede ser utilizado como rejuvenecedor de la superficie, como sellante o como relleno de rodaduras.

e) Puede aplicarse en capas delgadas de rompimiento rápido, permitiendo una

apertura al tráfico de generalmente una hora.

f) Las lechadas modificadas con polímeros curan y desarrollan resistencia más rápidamente que los sellos de lechadas asfálticas convencionales, permitiendo a los microsurfacing ser colocados en mayores espesores y rellenar rodaderas no tratadas.

g) En aplicaciones tan delgadas como 3/4" (9.5 mm) los microsurfacing pueden

aumentar el contraste en la calzada, restaurar las características superficiales y aumentar la vida de servicio de la carreteras de alto tráfico.

2.6 MATERIALES COMPONENTES DE LAS LECHADAS ASFÁLTICAS Como es obvio el desempeño que se alcanza se debe a la calidad de los materiales y a su adecuado diseño: Agregados, emulsión, aditivos, polímetros.

Los Agregados La superficie que se consigue está en función del tamaño y clasificación de los agregados .ISSA utiliza tres tipos de graduaciones de agregados, según se muestra en la Tabla 2.30; pero graduaciones más grandes y más pequeñas han sido utilizadas. La Figura 2.24 muestra esquemáticamente los tres tipos de graduación en base al espesor alcanzado.

Figura 2.2

Esquema de las carpetas de rodadura según la graduación de los agregados en las aplicaciones de Slurry Surfacing.


26 PAVIMENTOS II

Malla Tipo I Tipo II Tipo III Tolerancia

3/8 (9.5 mm) 100 100 100 -

# 4 (4.75 mm) 100 90-100 70-90 ± 5%

# 8 (2.36 mm) 90-100 65-90 45-70 ± 5%

#16 (1.18 mm) 65-90 45-70 28-50 ± 5%

#30 (600 µm) 40-65 30-50 19-34 ± 5%

#50 (330 µm) 25-42 18-30 12-25 ± 4%

#100 (150 µm) 15-30 10-21 7-18 ± 3%

# 200 (75 µm) 10-20 5-15 5-15 ± 2%

Tabla 2.3 Especificaciones de granulometría para agregados según tipo

Recommended Performance Guidelines For Emulsified Asphalt Slurry Seal. ISSA A105 (revisada). 2005

1. Granulometría tipo I. Las mezclas realizadas con la graduación tipo I son las más finas, y se utilizan generalmente para lograr una penetración máxima de las grietas y para áreas de tráfico de baja intensidad, por ejemplo: campos de aviación y parqueos. Esta mezcla se puede también utilizarse como tratamiento previo al recubrimiento con mezclas en caliente o para ser utilizados con los chips seal.

2. Granulometría tipo II Es el tipo más común de granulometría utilizada. Se emplea en mezclas utilizadas para corregir daños moderados a severos por pérdida de agregado, oxidación de la carpeta o perdida de asfalto y para proveer mayor resistencia al deslizamiento. Esta mezcla puede ser utilizada para tráfico de moderada y alta densidad.

3. Granulometría tipo III


27 PAVIMENTOS II

Es empleada para mezclas que se utilizaran como correctoras de irregularidades superficiales y para aplicaciones en tráfico de alta densidad. En Europa la graduación de los agregados se efectúa en base al tamaño máximo de los mismos, en la Tabla 2.31 puede apreciarse los tipos de granulometría empleados en Alemania.

TIPOS 0/11 0/8 0/5 0/3

% > 11.2 mm 10 - - -

% > 8 mm 15 10 - -

% > 5 mm - 15 10 -

% > 2 mm 45-70 45-65 40-65 20-50

% < 0.09 mm 6-12 6-12 6-14 6-16

Tabla 2.4

Clasificación típica utilizada en Alemania28

2.7 LAS EMULSIONES El tipo y la compatibilidad de la emulsión son la clave para un desempeño óptimo de la mezcla en las lechadas asfálticas como en todo tipo de aplicación en frío, estas pueden ser clasificadas en:

a. Emulsiones de fraguado lento

b. Emulsiones de fraguado rápido

c. Emulsiones modificadas con polímero de fraguado rápido

d. Emulsiones para Microsurfacing El tipo de emulsión determina, en gran medida, el tiempo de rompimiento y de curado.


28 PAVIMENTOS II

1. Emulsiones de Fraguado Lento Las emulsiones de fraguado lento incluyen compuestos de amonio cuaternario, aminos grasos o los ácidos grasos. Usualmente poseen poca compatibilidad y problemas de recubrimiento, pero siempre serán de solidificación lenta cuando ellos dependan principalmente de la evaporación del agua para su rompimiento o la curación. Pueden ser aniónicas o catiónicas. Tiempos de apertura al tráfico de 3-6 horas son usuales aún bajo buenas condiciones. Por esta razón ellas pueden utilizarse solamente para aplicaciones de sellos de lechada convencional (slurry seal).

2. Emulsiones de Fraguado Rápido Las emulsiones de fraguado rápido utilizan emulsificantes superiores usualmente de la familia de las aminoamidas (aminoácido natural). La compatibilidad es de nuevo un problema, pero puede ser solucionado, en la mayoría de los casos, en la fase del diseño de la mezcla. Estos emulsificantes son catiónicos y reaccionan con los agregados utilizados. El tiempo de apertura al tráfico varía de 1-4 horas, dependiendo de las condiciones. Ellos son convenientes solamente para Sellos de lechada (slurry seal).

3. Emulsiones Modificadas con Polímeros Los sistemas de fraguado rápido modificados con polímeros poseen un polímero añadido. Estos pueden hacerse mezclando un polímero con el asfalto previo al emulsificante o también añadiendo un polímero látex dentro de la "sopa del sistema" o post-molienda (algunas veces se utiliza pos-añadido pero esto tiende a hacer lento el sistema y presentar problemas de estabilidad). Los tiempos de apertura al tráfico son similares a las emulsiones de fraguado rápido no modificadas, pero la presencia del polímero permite que estas sean utilizadas para sellos de lechada convencionales o para lechadas asfálticas modificadas indiferentemente (en climas cálidos).

4. Emulsiones para microsurfacing Las emulsiones para microsurfacing siempre poseen polímeros y están basadas en sistemas de fraguado rápido. Estas pueden utilizarse con aditivos como un desencadenante para la ruptura. La mayoría de emulsificantes para microsurfacing son immadazolines. Estas son más reactivas con los agregados y presentan mayor compatibilidad y los problemas de recubrimiento deben ser cuidadosamente tratados en


29 PAVIMENTOS II

el diseño de mezclas.

2.8 LOS ADITIVOS Estos pueden ser sólidos (cemento o limos) o líquidos (surfactantes) y son añadidos con el agua para retardar o acelerar las reacciones de la mezcla (curado o ruptura). Los Polímeros Los polímeros rigidizan la mezcla y le proporcionan mayor flexibilidad. Esto implica mayor resistencia a las deformaciones y a los agrietamientos. Un punto de ablandamiento más alto y una mayor viscosidad permiten un contenido más alto aglutinante (emulsión) en la carpeta, películas (capas) más espesas y también alta durabilidad. Efecto de los polímeros en las mezclas asfálticas:

Incrementan el punto de ablandamiento Incrementan la viscosidad de la carpeta Disminuyen la susceptibilidad térmica o Incrementan la elasticidad Incrementan la cohesión Incrementan los esfuerzos de tensión y flexión a bajas temperaturas.


30 PAVIMENTOS II

CONCLUSION

En resumen, los tratamientos superficiales son aplicaciones uniformes de asfalto, con

dosificaciones variables, ya sea sobre capas estabilizadas o pavimentos existentes, y tienen por

finalidad el mejorar o conservar las características físicas y mecánicas de las superficies tratadas.

Cada tipo de tratamiento superficial implica un objetivo específico, debiendo evaluarse cada

situación, para asegurar que la alternativa elegida sea la más adecuada de acuerdo a la solución

requerida.

Según lo anterior, se debe realizar un examen completo de la superficie del camino para

determinar las reparaciones necesarias y para evaluar requerimientos del tratamiento. Se

registran las variaciones en los anchos del camino, secciones transversales y perfiles

longitudinales que perjudiquen el aspecto del mismo. Si se va a reacondicionar una calzada vieja,

deben ubicarse baches, áreas fisuradas, depresiones, áreas de exudación de asfalto o áreas

pulidas, absorbentes y otros defectos superficiales.

Se realizarán las correcciones y reparaciones de manera tal que el camino esté en una buena

condición antes de comenzar el tratamiento. Cuando se realizan reparaciones superficiales, tales

como bacheos, se permitirá que transcurra un tiempo suficiente antes de comenzar el tratamiento

superficial, para asegurar su consolidación bajo tránsito.

El papel del ligante asfáltico en un tratamiento superficial, es fundamental al ser el vínculo de

unión, no sólo de los áridos entre sí sino también de éstos a la base.

Ahora bien, ante la cada vez más elevadas solicitaciones de tránsito y la necesidad de asegurar la

durabilidad de los pavimentos, los ligantes tradicionales presentan limitaciones, lo cual ha

impulsado el desarrollo de los ligantes modificados. En éstos se ha incorporado al residuo

asfáltico, aditivos destinados a mejorar las propiedades del asfalto.


31 PAVIMENTOS II

BIBLIOGRAFIA

PROPUESTA DE APLICACIÓN DE LECHADAS ASFÁLTICAS MODIFICADAS (MICROSURFACING)

COMO TÉCNICA DE MANTENIMIENTO PERIÓDICO EN VÍAS DE ALTO TRÁFICO”, JONATHAN

JOSUÉ ALVARADO ROMERO, ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL, UNIVERSIDAD DE EL

SALVADOR, 2007

MANUAL DE PAVIMENTOS, MÉXICO 2012

tratamiento superficial final

Documents