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Universidad de Guayaquil Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas Tema: Hormigones Asfalticos en Frio y en Caliente Materia: Carreteras II Docente: Ing. Luis Montece Sanchez Semestre: 8vo Grupo: 7 Alumnos: Jair Cevallos Jimmy Pastuzo Jonathan Quimis

Antecedentes El Hormigón Asfaltico consiste en un agregado de asfalto y materiales minerales (mezcla de varios tamaños de áridos y finos) que se mezclan juntos, se extienden en capas y se compactan. Es el material más común en los proyectos de construcción para fines de carreteras, aeropuertos, pavimentos y aparcamientos. Hormigón asfáltico, también conocido como hormigón bituminoso o concreto bituminoso es el material más común en los proyectos de construcción para firmes de carreteras, aeropuertos y aparcamientos. Consiste en un agregado de asfalto y materiales minerales (mezcla de varios tamaños de áridos y finos) que se mezclan juntos, se extienden en capas y se compactan. Debido a sus buenas propiedades como impermeabilizante también se usa en el núcleo de ciertas presas como impermeabilizante. Los términos hormigón asfáltico, cemento asfáltico bituminoso son generalmente usados sólo en ingeniería y en documentos de construcción y literatura. El término más común es asfalto, que además por defecto tiende a incluir a los pavimentos de hormigón de cemento aunque en realidad éstos no estén compuestos realmente de asfalto. El hormigón asfaltico a diferencia del común es la combinación de grava o piedra con cierta granulometría y un producto bituminoso derivado del petróleo color negro que se mezcla con la piedra en caliente o frio dependiendo del tipo de mezcla y se compacta. La diferencia principal es que no tiene reacción química, es decir no fragua. El asfalto se puede recalentar y volver a moldear.

Clasificación de las mezclas asfálticas

De acuerdo a su posición relativa

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Carpeta de Rodadura Capa Intermedia



Base Asfáltica

Carpeta de Rodadura: Es una capa aglomerada de agregados pétreos y asfalto, generalmente semi cerrada o cerrada diseñada para resistir la abrasión y desintegración por efectos ambientales. Capa Intermedia: Mezcla generalmente abierta y graduada densa o gruesa, colocada sobre la base. Base Asfáltica: Mezcla generalmente abierta colocada sobre la base granular o subrasante, a la cual se le superpone la capa intermedia o rodadura.

De acuerdo a granulometría Se definen de acuerdo a la cantidad de material que pasa el tamiz N° 8

De acuerdo a la cantidad de huecos en la mezcla Mezcla abierta

Huecos > 6%

Mezcla semi densa o densa

Huecos ≤ 6%

De acuerdo al proceso constructivo utilizado

En caliente En frío

Tipología de las Mezclas Asfálticas Mezcla Asfáltica en Caliente Constituye el tipo más generalizado de mezcla asfáltica y se define como mezcla asfáltica en caliente la combinación de un ligante hidrocarbonado, agregados incluyendo el polvo mineral y, eventualmente, aditivos, de manera que todas las partículas del agregado queden muy bien recubiertas por una película homogénea de ligante. Su proceso de fabricación implica calentar el ligante y los agregados (excepto, eventualmente, el polvo mineral de aportación) y su puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la ambiente. (Pliego de Prescripciones Técnicas Generales art. 542 y 543 PG-3.) Se emplean tanto en la construcción de carreteras, como de vías urbanas y aeropuertos, y se utilizan tanto para capas de rodadura como para capas inferiores de los firmes. Existen a su vez subtipos dentro de esta familia de mezclas con diferentes características. Se fabrican con asfaltos aunque en ocasiones se recurre al empleo de asfaltos modificados, las proporciones pueden variar desde el 3% al 6% de asfalto en volumen de agregados pétreos.

Evolución de los diseños de mezclas asfálticas en caliente

A continuación se muestra la evolución de los métodos de diseños de mezclas asfálticas en caliente. 1. The Hubbard-Field (1920´s). Método de diseño de mezclas asfálticas, fue uno de los primeros métodos en evaluar contenidos de vacíos en la mezcla y en el agregado mineral. Usaba una estabilidad como prueba para medir la deformación. Funcionó adecuadamente para evaluar mezclas con agregado pequeño o granulometrías finas, pero no también para mezclas con granulometrías que contenían agregados grandes. 2. Método Marshall (1930´s). Método de diseño de mezclas asfálticas, desarrollado durante la 2da. Guerra Mundial y después fue adaptado para su uso en carreteras. Utiliza una estabilidad y porcentaje de vacíos como pruebas fundamentalmente. Excepto cambios en las especificaciones, el método no ha sufrido modificación desde los años 40´s. 3. Método Hveem (1930´s). Método de diseño de mezclas asfálticas, desarrollado casi en el mismo tiempo que el método Marshall. Evalua una estabilidad pseudotriaxial 4. Método de la Western Association of State Highway on Transportation Officials. WASHTO (1984). Este método de diseño de mezclas recomendó cambios en los requerimientos del material y especificaciones de diseño de mezclas para mejorar la resistencia a las roderas. Con FHWA. 5. Método de Asphalt Aggregate Mixture Analysis System. AAMAS (1987). La necesidad de cambios en el diseño de mezclas fue reconocida, tardaron 2 años para desarrollar un nuevo proyecto para el diseño de mezclas, que incluía un nuevo método de compactación en laboratorio y la evaluación de las propiedades volumétricas, desarrollo de pruebas para identificar las deformaciones permanentes, grietas de fatiga y resistencia a las grietas a baja temperatura. Con NCHRP. 6. Método SUPERPAVE (1993) El método AAMAS, sirvió como punto de inicio del método SUPERPAVE, que contiene un nuevo diseño volumétrico completo de mezcla, con funcionamiento basado en predicción a través de modelos y métodos de ensayo en laboratorio, grietas por fatiga y grietas por baja temperatura. Los modelos de predicción de funcionamiento fueron completados satisfactoriamente hasta el año 2000. El diseño volumétrico de mezclas en el SUPERPAVE es actualmente implementado en varios estados de los EUA, debido a que ha sido reconocida una conexión entre las propiedades volumétricas de la mezcla asfáltica caliente y su correcto funcionamiento. Tiene su resultado, ahora la aceptación en el control de calidad ha sido cambiado a propiedades volumétricas. SUPERPAVE promete un funcionamiento basado en métodos o ensayos de laboratorio que pueden ser

usados para identificar la resistencia a las deformaciones plásticas de los pavimentos.

Transporte de aglomerado asfáltico en caliente

El transporte de las mezclas asfálticas se realiza mediante camiones volquete desde la planta al tajo de extensión. La caja basculante debe estar limpia y ligeramente humedecida con agua jabonosa para evitar que la mezcla se adhiera. La caja debe ser corta y alta, con una capacidad acorde con la tolva de recepción de la extendedora. Además, deben disponerse lonas o cobertores para proteger la mezcla del agua, polvo o de la pérdida de calor por viento. El número de camiones necesario depende de la capacidad de puesta en obra de la extendedora, siempre que no quede limitada por la producción de la planta de fabricación, y de la distancia de transporte. Se aconseja cierto sobredimensionamiento en la flota de camiones para evitar retrasos o prever posibles averías. Un aspecto clave en la puesta en obra de las mezclas asfálticas en caliente es la distancia de transporte. El enfriamiento de la mezcla depende fundamentalmente de la temperatura ambiente y del viento. Con una lona de protección, la pérdida de temperatura de la masa es de pocos grados, enfriándose una pequeña costra superficial, lo que permite distancias máximas de transporte apreciables. Así, en camiones de gran capacidad, se pueden llegar hasta unos 25 km, e incluso en circunstancias excepcionales, a más de 100 km. Otro aspecto importante es la segregación del material, que se evitará minimizando las alturas de descarga la formación de montones cónicos. El material se deberá mover lentamente durante la carga, ayudando manualmente si es necesario la distribución lateral. Durante el transporte se pueden apreciar razones que pueden motivar el rechazo de la mezcla:   

Temperatura alta: Se detecta cuando la mezcla desprende un humo azulado, en cuyo caso se debe comprobar la temperatura. Temperatura baja: La mezcla presenta un aspecto poco fluido, con los áridos gruesos mal cubiertos. Se debe comprobar la temperatura. Exceso de ligante: Es fácil de detectar si la mezcla fluye o asienta más de lo normal. Se debe tomar una muestra y señalar la zona por si hay que levantarla en el caso de confirmarse el exceso.

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Defecto de ligante: Falta brillo en la mezcla y los áridos no se encuentran perfectamente recubiertos, con un aspecto suelto del material. Se procederá igual que con el exceso. Falta de uniformidad: Se aprecia el distinto aspecto de la mezcla en distintas zonas. Exceso de árido grueso: El aspecto de la mezcla es parecido al de exceso de ligante, pero una vez extendida la capa, se aprecia una textura más gruesa y abierta de lo normal. Exceso de árido fino: El aspecto es el del defecto de ligante, que se puede comprobar observando la textura superficial de la mezcla una vez extendida, así como su comportamiento al compactarla. Exceso de humedad: Se observa un desprendimiento de vapor al descargarse la mezcla y a veces parece como si tuviera un falso exceso de ligante. Segregación de la mezcla: Se observa una segregación excesiva entre gruesos y finos al extender la mezcla. Contaminaciones: Durante el transporte puede contaminarse la mezcla con gasoil, agua, polvo, restos vegetales, etc.

Mezcla Asfáltica en Frío Son las mezclas fabricadas con emulsiones asfálticas, y su principal campo de aplicación es en la construcción y en la conservación de carreteras secundarias. Para retrasar el envejecimiento de las mezclas abiertas en frío se suele recomendar el sellado por medio de lechadas asfálticas. Se caracterizan por su trabajabilidad tras la fabricación incluso durante semanas, la cual se debe a que el ligante permanece un largo periodo de tiempo con una viscosidad baja debido a que se emplean emulsiones con asfalto fuidificado: el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios, haciendo viable el almacenamiento, pero después de la puesta en obra en una capa de espesor reducido, el endurecimiento es relativamente rápido en las capas ya extendidas debido a la evaporación del fluidificante. Existe un grupo de mezclas en frío, el cual se fabrica con una emulsión de rotura lenta, sin ningún tipo de fluidificante, pero es menos usual, y pueden compactarse después de haber roto la emulsión. El proceso de aumento paulatino de la resistencia se le suele llamar maduración, que consiste básicamente en la evaporación del agua procedente de la rotura de la emulsión con el consiguiente aumento de la cohesión de la mezcla.

Anexos