Anexos I - DSpace@UCLV - Universidad Central "Marta Abreu" de

DEPARTAMENTO DE
INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO DE DIPLOMA
Título: Análisis de las Tecnologías de Pavimentación de
Carreteras.
Diplomante: Aliomar Gómez Rojas, 5to. Año de
Ingeniería Civil.
Tutor: Dr. Ing. Civil, Pedro Andrés Orta Amaro,
Profesor Titular
Curso: 2013 - 2014
PENSAMIENTO
Pensamiento
La tolerancia de los ideales ajenos es virtud suprema de los que piensan.
José Ingenieros
DEDICATORIA
Dedicatoria
A mis padres, porque cada meta que he alcanzado ha sido gracias a que
siempre han estado conmigo, apoyándome y creyendo en mí. A ustedes
debo todo lo que soy y siempre les estaré agradecido. Los quiero
infinitamente.
A mi abuela, a mi tía Odalis y a mi primo Dorgis, porque desde que decidí
emprender este viaje sólo he recibido apoyo de su parte. Siempre estaré
agradecido.
A mis familiares en general y demás amigos que supieron creer en mí y me
brindaron su amistad de una forma desinteresada.
Y a todos mis críticos, porque el éxito se disfruta más gracias a ellos.
AGRADECIMIENTOS
Agradecimientos
A la UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS
VILLAS, por haberme proporcionado las herramientas necesarias para
crecer profesionalmente. Además porque me dio una visión diferente de la
vida.
Al Dr. Ing. Pedro Andrés Orta Amaro que fue mi tutor y amigo, que con
su gran sabiduría pudo orientar el proceso investigativo llevado a cabo a
feliz término.
A todos mis amigos que me brindaron su ayuda desinteresadamente en
especial a Lianny y Reinier, que gracias a su apoyo estoy aquí. No pude
tener mejores compañeros y amigos en la carrera. Formamos un gran
equipo de estudio. Parte de este logro es gracias a ustedes.
A Ivis Laura por haberme dado su apoyo incondicional en los cincos años
de la carrera.
A todas y cada una de las personas que me apoyaron contestando la
encuesta.
A todos aquellos que de una forma u otra hicieron posible la realización de
este trabajo.
A todos gracias.
RESUMEN
Resumen
RESUMEN
En este trabajo de diploma se exponen las tecnologías tradicionales y actuales que se emplean
en la pavimentación de carreteras, con vista a profundizar en su necesario conocimiento y
definir aquellas que más se ajusten a las condiciones cubanas; exponiéndolos de forma clara y
amena para garantizar su aprendizaje, realizando un análisis de dichas tecnologías y se
valoran las posibilidades de su empleo en Cuba.
Se realizó una extensa búsqueda y revisión bibliográfica y normalizativa de lo existente en el
mundo y en el país, tanto en los CDICT, el Departamento de Ingeniería Civil de la Facultad de
Construcciones de la UCLV, la dirección de Normalización del MICONS, así como de
documentos electrónicos en la intranet de la UCLV y en la internet, considerando también la
experiencia acumulada por un grupo de ingenieros especialistas en la materia de la región
central, los que al final participan en la validación del trabajo empleando el método de Criterio
de Expertos, mediante la aplicación del algoritmo Delphi.
El documento confeccionado servirá para ampliar y actualizar los conocimientos sobre las
distintas tecnologías de pavimentación de carreteras existente, ya que es una temática
insuficientemente abordada en la bibliografía nacional e internacional, siendo de gran utilidad
tanto para los profesionales de las empresas constructoras de obras de ingeniería de Cuba,
como también para el estudio de estos contenidos en la asignatura: “Pavimentos” que se
imparte en el 5to. Año de la carrera de Ingeniería Civil en las universidades cubanas.
ÍNDICE
Índice
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................. 1
Capítulo 1: Estado del conocimiento de las tecnologías de pavimentación de carreteras ....... 8
1.1. Introducción ............................................................................................................................ 8
1.2. Los Pavimentos de las Carreteras ...................................................................................... 8
1.3. Tecnología de la construcción de los pavimentos de las carreteras ........................... 10
1.4. Maquinarias de pavimentación.......................................................................................... 12
1.5. Técnicas de pavimentación ............................................................................................... 14
1.6. Control de la calidad ........................................................................................................... 17
CONCLUSIONES PARCIALES DEL CAPITULO 1 ............................................................... 19
Capítulo 2: Análisis de las tecnologías de pavimentación de carreteras ................................... 21
2.1. Tecnologías de Pavimentación de Carreteras ................................................................ 22
2.2. Análisis de las tecnologías de pavimentación de carreteras ........................................ 22
CONCLUSIONES PARCIALES DEL CAPITULO 2 ............................................................... 28
Capítulo 3: Validación de las tecnologías de pavimentación de carreteras por el método del
Criterio de Expertos ............................................................................................................................ 30
3.1. Validación por Criterio de Expertos. Método Delphi ...................................................... 30
3.2. Encuesta aplicar a los expertos ........................................................................................ 32
3.3. Caracterización de los expertos consultados ................................................................. 33
3.4. Respuestas de los expertos a las preguntas de la encuesta. ...................................... 36
3.5. Análisis por pregunta de las respuestas de los expertos a la encuesta realizada .... 44
CONCLUSIONES PARCIALES DEL CAPITULO 3 ............................................................... 46
CONCLUSIONES................................................................................................................................ 48
RECOMENDACIONES ...................................................................................................................... 50
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................... 52
ANEXO I ............................................................................................................................................... 58
INTRODUCCIÓN
Introducción
INTRODUCCIÓN
Los caminos fueron durante mucho tiempo la única vía de comunicación terrestre; con la
invención de la rueda aproximadamente en el año 4000 a.n.e., estos comenzaron a evolucionar
con mayor rapidez. Se estima que alrededor del año 3000 a.n.e. el Imperio Hilita (en la
península de Anatolia en Mesopotamia) construyó los primeros caminos empleando suelos
firmes o mejorados. Indicios históricos muestran que el primer uso del asfalto natural (asfaltita)
en la construcción de caminos fue en Babilonia en el año 625 a.n.e., el cual mezclado con
determinados suelos permitió mejorar notablemente los caminos de aquella época;
posteriormente los Etruscos y seguidamente los romanos en los años 300 a.n.e. iniciaron la
construcción de una gran red de caminos (aproximadamente un cuarto de millón de km) que
partían desde Roma (la capital de dicho imperio) y se extendía a lo que en la actualidad es
Europa, Oriente Medio y los países del norte de África; usaron suelos rocosos y rocas planas o
trituradas para recubrir la superficie de dichas vías terrestres, lo que evidentemente contribuyó
al desarrollo del comercio en esa parte del mundo, existiendo aún algunos tramos de calzadas
romanas que se conservan en satisfactorio estado en algunos países europeos (Colocaciones,
2012); (Orta, 2013).
Durante el siglo XIX, Inglaterra fue pionera en implementar técnicas y leyes relativas a la
pavimentación para mejorar los caminos con la creación del Comisionado de Pavimentación.
Su tarea consistía en el cuidado y mejora de la red vial de dicho país. La Europa de este siglo
se caracterizó por un desarrollo en la construcción de caminos pavimentados. En pueblos como
Tressaget (en Francia) se observaron los primeros caminos realizados a base de piedras de
gran tamaño (http://www.arkiplus.com/historia-del-pavimento).
Con la llegada de la Era Industrial surge la necesidad de emplear caminos pavimentados
utilizando rocas elaboradas en canteras denominadas adoquines. El ingeniero escocés John
Loundon Mc Adam en 1816 usó rocas trituradas de determinado tamaño máximo que al ser
unidas mediante un aglomerante (el cemento o betún asfáltico), se empleaban para construir la
capa de base de los pavimentos, lo que en la actualidad es denominada: Base de Macadam
Asfáltico (Colocaciones, 2012).
El constructor inglés Thomas Telford, perfeccionó el método de construir carreteras usando
rocas partidas o trituradas de determinada granulometría y teniendo en cuenta el tráfico, el
trazado y las pendientes, creando la actualmente denominada: “Base Telford”. (Bellis, 2007)
1
Introducción
Con la aparición del automóvil a finales del siglo XIX (en 1886) cobra auge la construcción de
caminos pavimentados y con mejores características geométricas, cada vez más extensos y
aptos para el movimiento de los vehículos automotores. Es así que alquitrán o cemento
asfáltico se incorpora a la pavimentación en las calles de Londres y de Madrid, conformándose
el hormigón asfáltico, experimentándose grandes avances en la materia en los Estados Unidos
de Norteamérica. (http://www.arkiplus.com/historia-del-pavimento).
A partir del año 1905, debido a la necesidad de garantizar caminos transitables en toda época
del año y ante el auge del trasporte automotor y sobre todo de los vehículos pesados,
comienza a utilizarse el hormigón o concreto hidráulico como material para la construcción de
los pavimentos de las carreteras (denominados pavimentos rígidos), dando lugar al sistema
inter-estatal de carreteras de los EUA, con una longitud de aproximadamente 28,000 km.
En el año 1907 la demanda de más y mejores carreteras produjo el surgimiento de
innovaciones tanto en la producción de asfalto, como también en la mecanización del proceso
de construcción de los pavimentos asfálticos. A partir del siglo XX se produce un amplio
desarrollo de la aviación, por lo que es necesaria la construcción de aeropistas que soporten el
peso de las aeronaves al aterrizar o despegar, empleándose los pavimentos rígidos de
hormigón
hidráulico
en
las
pistas
de
aterrizaje
de
los
aeropuertos
(http://www.arkiplus.com/historia-del-pavimento).
A finales del pasado siglo XX surgen nuevas tecnologías aplicadas al desarrollo de las
carreteras, las que mejoran la adherencia y la capacidad de drenaje de los pavimentos, la
visibilidad y otros aspectos ante situaciones climáticas adversas; estas tecnologías son:
SUPERPAVE (un procedimiento de diseño de mezclas que asegura una alta calidad en la
elaboración de las mezclas asfálticas); White Topping (WT) y Ultra Thin White Topping
(UTWT); la tecnología Hormigón Asfáltico Poroso de Altas Prestaciones (HAPAP) y el hormigón
hidráulico poroso de altas prestaciones o resistencia (HPAP); Fast Track (FT); el hormigón
hidráulico compactado con rodillos (RCC); el HAC modificado con polímeros para mejorar
algunas de las propiedades físico-mecánicas; más recientemente ha surgido con fuerza la
tecnología de Reciclado de Pavimentos, tanto en frío como en caliente, la cual origina
significativos ahorros y disminución de los impactos ambientales.
Con relación a Cuba, es de significar que el desarrollo de la industria azucarera influyó
decisivamente en la construcción de las vías de comunicación terrestres, en especial de las
carreteras y de las vías férreas. En el año 1900, la técnica de Macadam se empleaba
únicamente para construir pavimentos en los lugares pantanosos. Entre los años 1904 y 1908
2
Introducción
se experimentó en la búsqueda de pavimentos duraderos para una naciente industria
automovilística, que tenía como obstáculo para su desarrollo la insuficiente existencia de
caminos pavimentados y un casi inexistente desarrollo científico. La Habana era un mosaico de
distintas soluciones de pavimentación: existían pavimentos en algunas calles hechos con
grandes bloques traídos desde Boston o con unos más pequeños traídos desde Bélgica, con
ladrillos de escoria y también con ladrillos refractarios, pero todos asentados sobre una base
sin consolidar, sólo emparejada con el pisón y sin ningún tipo de mortero entre las juntas; se
decía que la situación de estos pavimentos era detestable. Las calles de tráfico intenso y
pesado se pavimentaban con adoquines asentados sobre ciscos de carbón de madera o arena,
que apoyaban sobre el suelo natural de cimentación. Fue el gobierno de José Miguel Sayas
(1909-1913) el que realizó el primer tramo de calle experimental con hormigón asfáltico. Hasta
el año 1925 el ancho común o más usual de las calles era de 5 metros y el pavimento más
utilizado empleaba la base Telford y el de Macadam Asfáltico (De Las Cuevas, 2001).
La primera vez que se usó en pavimentos la roca asfáltica cubana o asfaltita fue en un tramo
de la carretera de Vento a principios del año 1927. Sin embargo, este material presentaba una
superficie muy resbaladiza, por lo que en el año 1938 se decidió mezclarla con arena sílice y
gravilla de Camoa en partes iguales. Cuba comenzó su primera experiencia con carreteras
estabilizadas en el tramo entre Guantánamo y Caimanera en el año 1939 (De Las Cuevas,
2001).
El 20 de mayo del año 1927 comenzó la construcción de la Carretera Central que duró hasta el
24 de febrero del 1931, período de tiempo que asombra aun en la actualidad dada la gran
extensión de dicha obra. En la Carretera Central se siguieron los siguientes criterios técnicos:
se levantaba el terraplén hasta el nivel deseado compactándolo con un cilindro de tres ruedas o
triciclo con un peso de 10 toneladas, el material que no resistiera las presiones de dicho
compactador se retiraba y sustituía por piedra picada y gravilla. Sobre esa subrasante se
colocaba manualmente una base Telford de 20 cm de espesor y sobre ésta una capa de
rajoncillo de 10 cm de espesor, cilindrándose posteriormente. Una vez terminada la base se
fundía sobre ella una losa de hormigón hidráulico de 30 cm de espesor y de considerarse
necesario se colocaban aceros de refuerzo. La superficie de rodamiento se lograba con
hormigón bituminoso. En otros lugares con tránsito intenso se colocaban adoquines de granito
apoyados sobre una capa de arena gruesa, sellándose las juntas entre los mismos con mortero
hidráulico. El total construido en aquella época fue de 1 139 Km con un ancho de 6 metros (De
las Cuevas, 2001).
3
Introducción
Desde los primeros momentos la Revolución comenzó a enmendar las desigualdades de cuatro
siglos y medio de desgobierno. Los planes de construcción de viales estuvieron encaminados a
lograr el desarrollo agropecuario del país y a fomentar la comunicación con las poblaciones y
zonas tradicionalmente marginadas, fundamentalmente en el interior del país. Se hicieron
decenas de miles de kilómetros de caminos para llegar a asentamientos humanos en
cooperativas y granjas agrícolas, en zonas cafetaleras, en los centrales azucareros; muchos de
estos pavimentados fueron construidos con mezclas asfálticas o con la técnica de la
"penetración invertida". Un ejemplo notable fue la Carretera desde Guantánamo hasta Baracoa
la cual eliminó el aislamiento de la villa primada con el resto del país, en la que se encuentra el
famoso "Viaducto de La Farola" declarado una de las 7 Maravillas de la Ingeniería Civil cubana;
dicha obra se inició en abril del año 1964 y se abrió definitivamente al tránsito en diciembre de
1965. Otra obra importante ejecutada en la década de los años 80 fue la Autopista Nacional lo
que constituye sin duda el mayor proyecto vial de todos los tiempos realizado en el país, por su
extensión y por los requerimientos técnicos en los cruces con otras vías a nivel y a distintos
niveles, la circulación segura a altas velocidades con cercas a ambos lados que impiden el
acceso de los animales a la vía, un separador central que evita el deslumbramiento de los
vehículos que vienen en sentido contrario y por supuesto, con un completo sistema de
señalización, construida con pavimento flexible (De Las Cuevas, 2001).
La red nacional de caminos y carreteras de la República de Cuba creció desde 1959 hasta el
2000 en 4,8 veces con relación a las existentes antes del triunfo de la revolución (Revista
Obras No. 16, 2001), superándose en la actualidad los 60000 km de caminos y carreteras, lo
que asegura un buen índice de Km de vía/Km2 (0,55 Km/Km2) de superficie útil del país
(Radelat Egues, 2003).
Como se aprecia, con el decursar del tiempo se han ido desarrollando y empleando una
significativa cantidad de tecnologías de pavimentación, sobre las cuales existe una amplia
bibliografía en la que generalmente no se explica con suficiente detalle las técnicas o
procedimientos constructivos a emplear, las exigencias o requisitos que deben cumplir los
materiales usados en la construcción de carreteras, las maquinarias idóneas a utilizar y los
métodos de control de la calidad de estos frecuentes e importantes trabajos de construcción
vial, por tales razones se necesita efectuar un análisis de las tecnologías existentes en el
mundo y empleadas en Cuba, para tratar de sistematizar y trasmitir los conocimientos sobre
dichas tecnologías de una manera clara y asequible, pudiendo servir para la actualización de
las novedades en este campo, sobre todo para aquellos profesionales de la construcción que
4
Introducción
se dediquen a estas tareas y estudiantes de la carrera de Ingeniería Civil en las universidades
cubanas, contribuyendo de esta manera al logro de una mayor eficacia técnica, económica y
ambiental.
Problema Científico.
Las tecnologías de pavimentación de las carreteras que se emplean en el mundo y en Cuba no
están lo suficientemente explícitas y expuestas de manera integradora, no existiendo un
documento que las contemple en su totalidad, por lo que es necesario ampliar y precisar
algunos aspectos de las mismas de forma clara y con la debida fundamentación científica y
tecnológica, contemplando las experiencias y las normas cubanas vigentes en la temática, que
permitan el estudio y la aplicación racional y eficaz de dichas tecnologías, de la manera más
explícita posible y con carácter integrador.
Campo de Acción.
Las tecnologías de construcción de los pavimentos de las carreteras rurales y calles o vías
urbanas.
Objeto de Investigación.
La definición de las tecnologías idóneas para la pavimentación de las carreteras que se
emplean en el Mundo y fundamentalmente en Cuba
Objetivos.
1. Definir el estado del conocimiento de las tecnologías de pavimentación de las carreteras.
2. Describir y analizar los aspectos esenciales de las tecnologías de pavimentación de las
carreteras.
3. Validar el documento empleando el método de Criterio de Expertos mediante la aplicación
del algoritmo Delphi.
Hipótesis de investigación.
De emplearse las tecnologías de pavimentación descritas en este trabajo de diploma se
pueden obtener significativos ahorros de tiempo y de recursos, así como aumentar la calidad
de estas labores minimizando las afectaciones ambientales.
Novedad científica
La creación de un documento que sistematice y contemple las tecnologías de pavimentación de
carreteras existentes en el Mundo y en Cuba
5
Introducción
Aportes.
Práctico: Mediante este trabajo de diploma los profesionales de la construcción pueden adquirir
y actualizarse en los conocimientos sobre las tecnologías de pavimentación de las carreteras,
lo que puede incidir en la obtención de apreciables ahorros de recursos y en un incremento
notable de la calidad de estos frecuentes trabajos.
Métodos y técnicas empleadas.
Para su confección se han empleado métodos de análisis y síntesis de las informaciones y
documentos técnicos; métodos de inducción y deducción para extraer las conclusiones en cada
aspecto abordado y para la elaboración del Trabajo de Diploma; así como métodos empíricos
que aseguran la aplicación de los criterios de profesionales especializados y con gran
experiencia en la temática, así como el Método del Criterio de Expertos para validar las
propuestas tecnológicas realizadas.
Estructura del Trabajo de Diploma:
La estructura de este trabajo diploma guarda una relación directa con la metodología
establecida y específicamente, con el desarrollo particular de cada una de las fases de la
investigación. La misma se encuentra formada por una introducción general, tres capítulos, las
conclusiones, recomendaciones y bibliografía, así como los anexos necesarios. El orden y
estructura lógica del trabajo se establece a continuación:
Resumen
Introducción
Desarrollo:
Capítulo I: Estado del conocimiento de las tecnologías de pavimentación de carreteras.
Capítulo II: Análisis de las tecnologías de pavimentación de carreteras.
Capítulo III: Validación de las tecnologías de pavimentación propuestas
Conclusiones.
Recomendaciones
Bibliografía
Anexos
6
CAPÍTULO 1
Capítulo 1
Capítulo 1: Estado del conocimiento de las tecnologías de
pavimentación de carreteras
1.1. Introducción
Durante el estudio de la asignatura “Pavimentos” del Plan de Estudio D vigente de la carrera de
Ingeniería Civil, se hace énfasis en el diseño estructural y en menor medida del conocimiento
de las tecnologías de pavimentación de las carreteras, algo similar ocurre en la bibliografía
disponible priorizándose los aspectos de diseño sobre los tecnológicos, por tales razones y
porque en la vida práctica lo que decide es la ejecución con calidad y racionalidad de estas
estructuras, es necesario ampliar los conocimientos tecnológicos de los ingenieros civiles en
esta materia, para incidir así en una mejor formación profesional, así como de aquellos
graduados que se dedican a estas labores.
Para lograr el cumplimiento del propósito anterior, se realizó una extensa búsqueda y revisión
bibliográfica sobre las tecnologías de pavimentación de carreteras comenzando por la existente
en el Departamento de Ingeniería Civil y en el CDICT (Biblioteca) de la Facultad de
Construcciones de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, en la intranet y la
internet, donde se consultaron numerosos libros, manuales, artículos, trabajos de diploma, tesis
de maestría, normas técnicas y otros documentos.
Resultado de todo este proceso de búsqueda y revisión de información se presenta a
continuación el siguiente estado del arte o del conocimiento de las tecnologías de
pavimentación de carreteras en el Mundo y en Cuba.
1.2. Los Pavimentos de las Carreteras
Los pavimentos de las carreteras constituyen uno de los elementos fundamentales de las vías
de comunicación terrestres, siendo la parte más costosa, pues en condiciones normales su
costo de construcción puede alcanzar entre el 40 y el 60 % del costo total de la vía; estas
estructuras pueden ser de tres tipos fundamentales: flexibles, rígidas y semirrígidas, en
dependencia de su comportamiento estructural. Los flexibles tienen la capacidad de adaptarse
a pequeños asentamientos diferenciales que pueden experimentarse en la explanación sin que
se agrieten las diferentes capas que lo componen, manteniendo su integridad estructural y
capacidad de transmisión de las cargas. Los rígidos son aquellos donde su capacidad
estructural depende de la elevada rigidez de una losa construida con hormigón hidráulico, la
cual es capaz de resistir y distribuir las cargas del tráfico en una superficie o área en que las
8
Capítulo 1
tensiones verticales transmitidas hacia la subbase del pavimento posean valores muy
pequeños, inferiores a su capacidad soportante. El modelo teórico de los semirrígidos no se
corresponde a los antes descritos, ya que en los mismos se manifiestan características de los
flexibles y de los rígidos, en estos no existe un modelo teórico que dé cabal respuesta a los
estados tensionales que se manifiestan, entre estos se encuentran los pavimentos de adocreto
o adoquines de concreto hidráulico (Torres Vila, 1989); (Caraballo, 2000); (Orta Amaro, 2007).
En el caso de los flexibles están compuestos por tres capas: subbase, base y superficie. Los
pavimentos rígidos están compuestos por una losa de hormigón hidráulico que apoya sobre
una capa de suelo granular si el suelo de cimentación es fino (limo o arcilla) o solamente la losa
de hormigón si el terreno de la base de apoyo es granular según clasificación de la AASHTO.
Estas estructuras deben proporcionar seguridad, economía y comodidad, así como resistir el
intemperismo y soportar las cargas del tránsito en toda época del año. Además deben poseer
adecuada regularidad superficial (longitudinal y transversal), buena pendiente que garantice la
rápida eliminación del agua superficial, generar bajos niveles de ruido de rodadura, adecuada
resistencia al desgaste de los neumáticos de los vehículos, aceptable nivel de reflexión
luminosa y apariencia agradable (Torres Vila, 1989); (Montejo Fonseca, 2008); (334, 2004).
Capa de Superficie
En los pavimentos flexibles es la capa superior siendo la de menor espesor pero a su vez la de
mayor resistencia. Está formada generalmente por hormigón asfáltico caliente denso (capa de
rodadura) y semidenso (capa intermedia) debidamente compactadas. Esta debe ser capaz de
resistir los esfuerzos normales y tangenciales, transmitiendo de forma directa las cargas
impuestas por el tráfico a la capa inferior de base, sirviendo además para impedir la
penetración del agua pluvial en el resto de la estructura del pavimento.
En los rígidos la compone la losa de hormigón hidráulico que apoya sobre la capa de base
granular.
BASE
Es la capa que se coloca sobre la subbase y debajo de la capa de superficie y su función es
transmitir adecuadamente las cargas hacia la capa de subbase o de subrasante. En Cuba las
bases más usadas en los pavimentos son: base pétrea de granulometría continua, base caliza,
base macadam asfáltico, base Telford y estabilizadas con cemento Portland, con asfalto, con
cal hidratada u otras sustancias químicas estabilizantes.
9
Capítulo 1
SUBBASE
Es la capa de la estructura del pavimento flexible entre la subrasante o capa de coronación del
terraplén y la capa de base, la cual debe transmitir adecuadamente las cargas desde la base
hasta la subrasante. Generalmente es una capa de material granular seleccionado
debidamente compactado, pudiendo ser de algún material o suelo estabilizado. Su empleo
contribuye económicamente a la resistencia de la estructura del pavimento al existir la
posibilidad de reducir el espesor de la base.
1.3. Tecnología de la construcción de los pavimentos de las
carreteras
La tecnología es el conjunto de conocimientos técnicos, ordenados científicamente, que
permiten diseñar y crear bienes y servicios que facilitan la adaptación al medio ambiente y
satisfacer tanto las necesidades esenciales como los deseos de las personas. Es el conjunto
de saberes, habilidades, destrezas y medios necesarios para llegar a un fin predeterminado
mediante el uso de objetos artificiales (equipos) y/o la organización de tareas (Wikipedia, 2013).
A su vez la concepción de la tecnología se ha enmarcado en sus épocas. En la era de la
Revolución Industrial se asociaba tecnología a toda la maquinaria, y su avance, para ayudar a
tener mejor producción. En la actualidad se reconoce la existencia de tecnologías llamadas
“duras”, relacionadas con todo lo que pueda existir físicamente, como los equipos y las
maquinarias, y tecnologías llamadas “blandas”, donde el conocimiento sea fundamental, por
ejemplo las relacionadas con los procesos de dirección de las entidades. De manera general,
tecnología es un conjunto ordenado de instrumentos, conocimientos, procedimientos y métodos
aplicados en las distintas ramas del saber humano (Macías Mesa, 2012).
La tecnología de la construcción de los pavimentos de las carreteras consiste en la
especificación de las características generales, las funciones y propiedades de estas
estructuras; las propiedades y caracterización físico-mecánica de los materiales que los
componen, de las maquinarias utilizadas actualmente, de los procedimientos o técnicas a
cumplimentar y finalmente de los aspectos que aseguren la requerida calidad de ejecución.
Seguidamente se definirán los aspectos que componen la tecnología de pavimentación de
carreteras.
Según autores considerados clásicos y las normas estatales vigentes en el país (Martin, 1963);
(Torres Vila, 1989); (160, 2002); (334, 2004); (253, 2005); (255, 2005); (259, 2005); (Montejo
10
Capítulo 1
Fonseca, 2008); (759, 2010); los materiales más empleados en la construcción de los
pavimentos de las carreteras son los siguientes:

Cementos o betunes asfálticos

Cemento Portland

Asfaltos diluidos o fluidificados (cut back)

Emulsiones asfálticas

Lechadas asfálticas (slurry seal)

Hormigón asfáltico en caliente

Hormigón asfáltico en frío

Áridos gruesos

Áridos finos

Polvo mineral (Filler)

Aditivos

Agua

Acero de refuerzo
A continuación se definen algunos de los materiales más utilizados:
Cementos o betunes asfálticos: Ligantes hidrocarbonados, semisólidos o viscosos, obtenidos
a partir de hidrocarburos naturales por destilación, oxidación o fraccionamiento en las
refinerías, los que contienen una baja proporción de productos volátiles, poseen propiedades
aglomerantes características y son esencialmente solubles en sulfuro de carbono.
Asfaltos diluidos o fluidificados: Son aquellos obtenidos a partir de la disolución del betún
asfáltico con determinados disolventes (gasolina, queroseno y aceites industriales), los que se
evaporan en su mayor parte al ser expuestos a los agentes atmosféricos, quedando
prácticamente sólo el cemento asfáltico base residual, en condiciones de cumplir su cometido.
Emulsión asfáltica: Dispersiones de pequeñas partículas en forma de gotas microscópicas de
un cemento asfáltico en una solución de agua, aditivos y un agente emulsionante de carácter
aniónico o catiónico.
Áridos: Material mineral procedente de rocas extraídas en las canteras que se encuentran
desintegradas en estado natural o precisan de trituración mediante procesos industriales. Las
11
Capítulo 1
dimensiones varían desde 0,149 mm o arena fina hasta un tamaño máximo especificado,
generalmente rajón; siendo los mismos: arena fina, arena gruesa, granito, gravilla fina, gravilla
gruesa, macadam, rajoncillo y rajón. Las rocas usadas usualmente para producir áridos en la
construcción de pavimentos asfálticos son las rocas duras como las calizas duras, el basalto, el
granito y otras rocas duras de origen ígneo, la escoria de alto horno triturada y escombros de
elementos estructurales de hormigón hidráulico reciclados.
Polvo mineral o Filler: Material finamente dividido (polvo) donde más del 70 % de las
partículas pasa el tamiz 200.
Hormigón asfáltico en caliente: Producto resultante de la combinación en caliente de un
ligante o cemento asfáltico con materiales pétreos bien graduados, ambos se dosifican en
proporciones definidas y constantes, bajo estrictas regulaciones de temperatura y tiempos de
mezclado. Para la fabricación de cementos asfálticos modificados con adiciones de polímeros,
este es el tipo de mezcla u hormigón que se utiliza. En Cuba es conocido con las siglas HAC.
Hormigón asfáltico en frío: Producto resultante de una dosificación de áridos gruesos y finos
adecuadamente graduados con la adición o no de filler mineral, mezclados con un cemento
asfáltico a temperatura ambiente o ligeramente calentado según su viscosidad y que puede
elaborarse, extenderse y compactarse en condiciones climáticas favorables; en muchos casos
estas mezclas podrán ser almacenables. En Cuba se denomina por la sigla HAF.
1.4. Maquinarias de pavimentación
Las maquinarias que se emplean en la actualidad para los trabajos de pavimentación de las
carreteras, se relacionan seguidamente:
- Plantas de asfalto continuas y discontinuas para la elaboración del HAC
- Plantas para la elaboración de HAF
- Plantas centralizadas de elaboración de hormigón hidráulico (Bashing Plant)
- Equipos de acarreo o transporte: Camiones Hormigoneras (Trompos) y Camiones de Volteo
- Regadora de Asfalto
- Regadora de gravilla
- Esparcidora de áridos
- Mezcladora – Pulverizadora
- Pavimentadora asfáltica
- Pavimentadora de encofrados deslizantes (Slipform Paver)
12
Capítulo 1
- Equipos de compactación: compactadores de rodillos metálicos lisos, estáticos o vibrantes;
de neumáticos autopropulsados y mixtos
- Regla vibratoria.
- Camiones cisternas o pipa de agua
- Planta móvil de cribado o tamizado
- Fresadora de pavimentos
- Tren de máquinas de pavimentación asfáltica.
- Cortadora de pavimentos.
- Barredoras de pavimentos.
Brevemente se explican aspectos esenciales de las máquinas fundamentales:
Plantas de asfalto continuas y discontinuas para la elaboración del HAC.
Son instalaciones industriales que sirven para elaborar los HAC o los HAF de diferentes
maneras y con distintas calidades.
Pavimentadoras: Estas máquinas son autopropulsadas sobre esteras y sobre neumáticos;
realiza la mayor parte del trabajo ocupándose de la colocación y extendido, pre-compactación y
nivelación del hormigón asfáltico caliente en capas de espesor uniforme; también acomete la
colocación de materiales o suelos estabilizados; de mezclas asfálticas en frío, tanto para la
construcción de capas de base y de superficie en pavimentos de suelo y asfálticos (Orta
Amaro, 2007).
Pavimentadoras de encofrados deslizantes: Son aquellas que permiten colocar o extender
el hormigón hidráulico en la superficie de los terraplenes de las carreteras para formar un
pavimento rígido, mediante un sistema de moldes deslizantes, obteniéndose la uniformidad.
Regadora de Asfalto: Son camiones cisternas que permiten realizar riegos asfálticos (de
imprimación, de adherencia y otros) con barras de riego y sopletes para el calentamiento del
material (Orta Amaro, 2007).
Los Equipos de Compactación que se emplean en la pavimentación no difieren de los
utilizados para la compactación de terraplenes. El rodillo neumático se utiliza en aplicaciones
de compactación de asfalto y sellado, así como para compactar bases, subbases, tierra
estabilizada y para hormigón compactado.
13
Capítulo 1
Barredoras Mecánicas: Es un simple rodillo cilíndrico o escoba que rota sobre un eje,
dispuesto horizontalmente con una ligera inclinación respecto al eje de la vía, tirado por un
tractor sobre neumáticos (Orta Amaro, 2007).
Fresadoras de pavimentos: Son equipos especiales que se emplean para fresar o cortar las
capas superficiales de los pavimentos flexibles, pudiéndose emplear dicho material en el
reciclado de pavimentos flexibles.
Cortadora de pavimentos: Son equipos ligeros que permiten hacer cortes en las losas de
hormigón hidráulico de los pavimentos rígidos, están provistas con discos de acero y puntas de
diamante que rotan a altas velocidades para ejecutar las juntas necesarias en los pavimentos
rígidos.
1.5. Técnicas de pavimentación
Las técnicas o procedimientos de pavimentación han evolucionado extraordinariamente en el
último siglo, siendo algunas de estas las siguientes:
1. Técnica Tradicional de Puesta en Obra del Hormigón Asfáltico Caliente
Consiste en cumplimentar la siguiente secuencia de operaciones siguiente:
1. Preparación de condiciones en la superficie existente.
2. Elaboración del HAC en la Planta de Asfalto.
3. Transporte del HAC con camiones de volteo hasta el tramo o faja de trabajo.
4. Colocación o extendido de la mezcla con la pavimentadora.
5. Compactación del HAC en la franja colocada con los compactadores
idóneos.
6. Control de la calidad del trabajo.
2. Técnica Tradicional o Puesta en Obra del Hormigón Asfáltico Frío
Esta técnica mantiene la misma secuencia de trabajo de la anterior, solo que el modo de
elaboración de la mezcla asfáltica es diferente, la cual se puede mezclar de varias formas:
1. Mezclado sobre la vía o “in situ”
2. Mezclado con Motoniveladoras
3. Mezclado en Planta
14
Capítulo 1
3. Técnicas de construcción de pavimentos rígidos:
- WHITE TOPPING (WT) y Ultra-Thin White TOPPING (UWT)
Es una técnica de rehabilitación de pavimentos flexibles que poseen daños superficiales,
siendo concebida por la P.C.A. de los E.U.A. en 1985; consiste en colocar un pavimento rígido
(losa delgada de hormigón hidráulico) sobre la estructura existente de un pavimento flexible, lo
cual permite aumentar la vida útil del pavimento de la carretera sobrepasando los 20 años,
disminuyendo el costo del mantenimiento y brinda la posibilidad de mejorar las condiciones
geométricas.
Este tipo de rehabilitación permite una rápida reparación de vías que posean daños
superficiales en su carpeta asfáltica, corrigiendo las deformaciones tanto en los perfiles
longitudinales como transversales, aumentando con esto el nivel de servicio de la vía (Cole,
1994), (Hurd, 1997), (Colmenares Gutiérrez, 2011).
- HORMIGON HIDRAULICO DE RAPIDA APERTURA AL TRAFICO (FAST TRACK)
Esta técnica surgió para dar respuesta a las necesidades crecientes de construir o reparar
pavimentos de hormigón hidráulico que permitan dar circulación al paso del tránsito lo más
rápido posible, entre las 8 y 24 horas. Esta técnica es conveniente usarla en intersecciones de
vías urbanas, reparaciones en carreteras o autopistas donde existe el cobro de peaje; en
reparaciones de puertos, áreas industriales, en fin donde debe ser mínima la afectación de la
circulación vial en tiempo. En su construcción no existe diferencia con respecto a las técnicas
convencionales usándose las mismas maquinarias, solo se requiere de una excelente
organización de los trabajos para asegurar los plazos de ejecución y máquinas de alto
rendimiento (López Perona, 1991), (Knutson, 1993).
- CONCRETO U HORMIGON COMPACTADO CON RODILLO (RCC):
La tecnología RCC surge entre los años 1970 y 1972 en California, E.U.A., para ganar en
rapidez y economía en la construcción de cortinas de las presas de hormigón, comenzándose a
emplear en los años 80 en la construcción de losas de hormigón para pavimentos rígidos de
carreteras y de los aeropuertos. El concreto compactado con rodillo es un material
constituido
por
agregados, cemento, agua (en menor cantidad que para un concreto
convencional) y aditivos (opcional). Esta técnica de pavimentación emplea concreto
premezclado de consistencia “seca” o de asiento nulo; el cual se coloca de forma continua y
su compactación se realiza con un rodillo o compactador vibratorio, similar al que se usa en
los pavimentos asfálticos y en los trabajos de movimiento de tierras (Bonilla Rodríguez, 2009).
15
Capítulo 1
El éxito del concreto compactado con rodillo en estos usos ha sido atribuido a una serie de
factores, principalmente a que es un material sencillo de producir y colocar, así como que
no requiere el empleo de un equipo de construcción especial, lo que supone, en definitiva, una
economía considerable.
- HORMIGÓN POROSO DE ALTAS PRESTACIONES (HPAP)
Tiene su origen en Australia para ejecutar pavimentos de campos deportivos en zonas lluviosas
para posibilitar la rápida infiltración pluvial.
La losa de hormigón hidráulico se fabrica con áridos de rocas duras, agregados finos (silíceos),
Cemento Portland de alta calidad, agua y aditivos especiales super-plastificantes y
retardadores, con una granulometría y dosificación que permite que el agua drene a través de
la losa con la suficiente resistencia para evitar el desprendimiento de los áridos y demás
materiales ante los efectos del tráfico y el intemperismo (Bollati, 1997).
- PAVIMENTOS DE ADOCRETOS
Es la técnica que emplea piezas prefabricadas de hormigón hidráulico (adocretos) que pueden
fabricarse localmente con maquinarias accionadas manualmente o por pequeñas fábricas
donde se elaboran mecanizadamente. Estructuralmente es un caso intermedio entre los
pavimentos rígidos y flexibles, no existiendo hasta la fecha un procedimiento teórico que refleje
fielmente su comportamiento estructural. Posee ciertas ventajas que aconsejan un empleo en
la pavimentación de nuevas urbanizaciones, áreas exteriores de instalaciones turísticas, etc.,
pues no requieren el empleo de equipos especiales (pavimentadoras), es de fácil construcción,
facilita la reposición, revisión y reparación de las redes técnicas sin afectar el acabado del área
de trabajo, es una tecnología sustentable al poder producirse sin consumir combustible y
económicamente factible, todo lo cual hace aconsejable su introducción en el país (Caraballo,
2000), (Colombo, 2000), (Orta Amaro, 2009).
- SISTEMA DE SELLADO Y CARPETA DELGADA SUPERFICIAL ALTAMENTE ADHERIDA
(Sistema CASAA)
Es una carpeta asfáltica en caliente de granulometría escalonada de alta fricción interna que
provee una excelente macrotextura y se utiliza como tratamiento de mantenimiento preventivo
que alarga la vida útil del pavimento. El concepto CASAA consiste en usar una membrana
extremadamente homogénea de emulsión de asfalto modificado con polímero, que es el
elemento que garantiza la impermeabilización y la alta adherencia con la carpeta asfáltica de
calidad estructural, seguida inmediatamente de una carpeta delgada de concreto asfáltico
16
Capítulo 1
elaborado en caliente de alto nivel de servicio y durabilidad. El procedimiento de aplicación
debe asegurar la homogeneidad de la membrana asfáltica polimerizada y una inmediata
aplicación del concreto asfáltico, con la finalidad de obtener los
beneficios anteriormente
descritos y maximizar la durabilidad del tratamiento ya que de esta forma se generaría una
alta adherencia con la capa inferior del pavimento (Morales Vázquez, 2008).
4. RECICLADO DE PAVIMENTOS
Esta técnica consiste en la reutilización de los materiales componentes de las capas de los
pavimentos de las carreteras que han estado en explotación, mediante el fresado o demolición
de las mismas, las que luego de cierto tratamiento y mejoramiento de sus propiedades
mecánicas, se pueden emplear para construir una capa de refuerzo en la misma carretera o
conformar alguna capa en una nueva. Este reciclado se lleva en frío o en caliente, cuando las
magnitudes de los parámetros básicos a cumplir por las capas superficiales del pavimento
flexible, tales como: textura, fricción, regularidad superficial, capacidad estructural (carga de
rotura y fluencia), atentan contra la seguridad de circulación de la carretera debido a distintos
niveles de deterioro que se originan (Berrio Cabeza, 2011).
1.6. Control de la calidad
En este último epígrafe se comentan los aspectos esenciales a tener presente para garantizar
la necesaria calidad de estos trabajos:
- Las pruebas o ensayos más importantes que se le deben realizar a los cementos asfálticos
para verificar su calidad:

Viscosidad Saybolt-Furol

Viscosidad Rotacional Brookfield

Penetración

Punto de inflamación Cleveland

Punto de reblandecimiento

Pruebas en el residuo de la película delgada

Ductilidad

Separación

Resiliencia

Recuperación elástica por torsión

Módulo reológico de corte dinámico
17
Capítulo 1

Recuperación elástica en ductilómetro
- El control de la calidad de los HAC y HAF se realiza por distintos métodos. En Cuba se
ejecuta mediante el Ensayo Marshall y en otros países por otros métodos como puede ser el
Ensayo Triaxial.
- El control de calidad de elaboración del concreto hidráulico de los pavimentos rígidos consiste
en verificar la calidad de los agregados, del cemento Portland, del agua, el acero de refuerzo;
además en el concreto fresco, mediante fabricación de probetas para medir sus resistencias a
la compresión simple y de sus módulos de rotura a la tensión y por flexión a los 7 y 28 días de
edad, respectivamente.
- En la construcción de pavimentos de hormigón hidráulico o rígido se efectúan controles a los
siguientes aspectos:
Materiales
Dosificación
Transporte de la mezcla de hormigón
Regularidad superficial
Acabado
Textura
Tolerancias
El pavimento puede abrirse al tránsito si se ha verificado el cumplimiento en dicha estructura de
los siguientes requisitos según las normas técnicas vigentes en cada país, tales como:

Resistencia

Espesores

Regularidad superficial
En Cuba la calidad de los trabajos de construcción de pavimentos, se garantiza mediante la
existencia y debido cumplimiento de un conjunto de normas cubanas o estatales, en las que se
detallan y especifican las magnitudes, requisitos y especificaciones a cumplir.
18
Capítulo 1
CONCLUSIONES PARCIALES DEL CAPÍTULO 1
1. Se logró definir el estado del conocimiento de las tecnologías de pavimentación de las
carreteras, tanto en el Mundo como en Cuba, apreciándose abundante información en el
tema pero principalmente dirigida a los métodos de diseño.
2. Es insuficiente el tratamiento de las tecnologías constructivas de pavimentación de
carreteras en la bibliografía existente, por lo que es necesario la elaboración de un
documento que las sintetice y explique adecuadamente para incidir en un mayor
conocimiento por los profesionales encargados de su aplicación en el país.
3. Existen normas estatales que especifican los materiales, diseño o proporcionamiento de
los mismos, las técnicas constructivas y el control de la calidad de estos trabajos, para la
mayoría de las tecnologías de pavimentación existentes.
19
CAPÍTULO 2
Capítulo 2
Capítulo 2: Análisis de las tecnologías de pavimentación de
carreteras
El transporte mediante el empleo de las vías de comunicación terrestres (caminos, carreteras,
autopistas, vías férreas y aeropuertos) es de vital importancia para el desarrollo económico de
los países, independientemente del nivel de desarrollo que posean. El transporte desempeña
un papel decisivo en la distribución de mercancías, personas, alimentos y otros productos, en
el acceso a las instalaciones industriales, de educación y salud, así como a múltiples sectores
de la economía nacional.
Una adecuada red vial, en especial de las carreteras, garantiza el traslado de personas y de
mercancías, contribuyendo a acelerar la producción agropecuaria y el desarrollo rural,
diversificar la producción industrial, propiciar el desarrollo turístico, descongestionar las áreas
urbanas y mejorar la situación social, laboral y educativa, todo lo cual incide en el desarrollo
sostenido y sustentable de un país.
En el pasado siglo XX se inició en el Mundo un vertiginoso desarrollo de las tecnologías de
pavimentación para darle respuesta al auge experimentado por el transporte automotor,
aprovechando los avances de la mecánica de suelos, del estudio de los materiales de
construcción y el desarrollo de la mecanización, en especial de las maquinarias de
pavimentación. En la bibliografía existente se hace mucho énfasis en las teorías de diseño de
los distintos tipos de pavimentos, pero no sucede de la misma manera con lo relacionado a las
tecnologías constructivas, por tal razón se decidió la elaboración de este Trabajo de Diploma
tomando como base el libro de igual nombre escrito por Pedro A. Orta Amaro y publicado por la
Editorial “Samuel Feijoo” de la UCLV en el 2007.
Las tecnologías de pavimentación de carreteras desempeñan por lo tanto un rol fundamental,
ya que de nada vale efectuar un proyecto ejecutivo correcto, si no se logra construir los
pavimentos empleando los materiales, las maquinarias y las técnicas que aseguren la calidad y
durabilidad de este importante elemento de las carreteras, las que serán descritas
seguidamente.
En este capítulo se exponen las distintas tecnologías de pavimentación de las carreteras
existentes en el mundo y en Cuba. Se presenta toda la base teórica indispensable para
conocer los aspectos esenciales de las tecnologías de construcción de los pavimentos flexibles
y rígidos, abordando tanto las tecnologías tradicionales como las más actuales o modernas,
con un nivel adecuado para un estudiante universitario, aunque puede servir también para la
21
Capítulo 2
actualización de los conocimientos de los ingenieros civiles encargados de esta temática en las
empresas constructoras, concluyendo con un análisis de la calidad de su implementación o
ejecución y de las posibilidades de empleo de estas tecnologías en la red nacional de
carreteras cubanas.
2.1. Tecnologías de Pavimentación de Carreteras
Por lo extenso de este epígrafe, el mismo se presenta en el ANEXO 1 de este Trabajo de
Diploma.
2.2. Análisis de las tecnologías de pavimentación de carreteras
Una vez expuesta detalladamente en el anterior epígrafe las generalidades de las tecnologías
de pavimentación, las definiciones fundamentales, su campo de aplicación, materiales
empleados, diseño o proporcionamiento de mezclas de distintos materiales; maquinarias
especiales de pavimentación, técnicas o procedimientos constructivos y aspectos relacionados
con el control de la calidad, se hace un análisis de estas tecnologías constructivas para
utilizarlas en Cuba, haciendo énfasis en varios aspectos, lo que seguidamente se expone.
Para viabilizar el análisis se dividirán las tecnologías en dos grandes grupos: las tradicionales y
las actuales o modernas.
A estos efectos se consideran tradicionales las siguientes:
1. Tecnología de colocación o puesta en obra del HAC y el HAF para pavimentos flexibles
2. Tecnologías de construcción de pavimentos rígidos:
- Semimecanizada por paños alternos.
- Con alto grado de pavimentación mediante pavimentadoras de encofrados deslizantes.
3. Tecnologías de estabilización de suelos
4. Tecnologías de tratamientos asfálticos superficiales
Se consideran modernas las que seguidamente se relacionan:
1. W T y UTWT: Hormigón hidráulico masivo o reforzado sobre pavimento flexible.
2. FT: Reconstrucción de pavimentos rígidos con alto grado de mecanización
3. RCC: Pavimentos hechos con Hormigón Compactado con Rodillos
4. HPAP: Hormigón Hidráulico Poroso de Altas Prestaciones
5. HAP: Hormigón Asfáltico Poroso o Mezclas Asfálticas Drenantes.
22
Capítulo 2
6. ADOCRETOS: Tecnología de Pavimentación con Adocretos.
7. SP: Pavimentos impresos de hormigón hidráulico
8. Reciclado de Pavimentos Flexibles en caliente y en frio mediante un Tren de Máquinas.
Seguidamente se realiza el análisis de cada una de estas tecnologías.
Análisis de las tecnologías tradicionales:
1. Tecnología de colocación o puesta en obra del HAC y el HAF para pavimentos
flexibles
a) Análisis de la calidad de su ejecución:
Los problemas más usuales existentes en Cuba en la actualidad son los siguientes:
1. Insuficiente calidad de los materiales de construcción empleados en la elaboración del
HAC y de su colocación en obra.
La insuficiente calidad del HAC está dada fundamentalmente por las materias primas utilizadas
en su elaboración: el cemento o betún asfáltico que se recibe de las refinerías (no se
comprueba si cumple con las exigencias de la NC vigente); el no cumplimiento de las
exigencias que deben cumplir los áridos (principalmente su dureza y desgaste) para su empleo
en dicha mezcla asfáltica (al menos en la región central del país).
 Deficiencias en el diseño de las mezclas acorde con las materias primas disponibles y la
función que la misma desempeñará, fundamentalmente de la fórmula de trabajo en las
Plantas de Asfalto para garantizar el diseño inicialmente realizado.
 Insuficientes cantidad de ensayos para poder evaluar de manera confiable las propiedades
físico-mecánicas del HAC producido en las Plantas y el cumplimiento de lo especificado en
la NC 253, por el no empleo de métodos estadísticos en el control de la calidad.
2. Respecto a su colocación en obra (transportación, colocación y compactación del HAC):
- No empleo del necesario enfoque integral de esta actividad reconociendo este proceso
como un proceso continuo donde se elabora, transporta coloca y compacta el HAC.
- El no uso de tapacetes para cubrir el HAC que se transporta en los Camiones de Volteo,
para conservar la temperatura superior a 135 grados Celsius
23
Capítulo 2
- No medición en obra de la temperatura del HAC previo a su colocación en el pavimento
por la Pavimentadora Asfáltica (mínimo 135 grados Celsius)
- Deficiencias en la realización de los riegos previos de imprimación y de adherencia dadas
por:
 No protección del tramo regado para evitar que los vehículos transiten sobre la misma y
se lleven en sus neumáticos el cut back o asfalto diluido.
 Incumplimiento del tiempo de curado de acuerdo al tipo de cut back utilizado.
 Demoras excesivas en la colocación del HAC una vez hecho el riego asfáltico de
adherencia y el curado, lo que trae como consecuencia el no aseguramiento del
necesario agarre mecánico entre las capas de base y superficie o entre las de rodadura
e intermedia del pavimento flexible, con lo cual las fuerzas tangenciales que se originan
por el frenado de los vehículos crea efectos como el de “colcha arrugada” y el
desprendimiento o corrimiento entre las capas.
 Efectuar el riego sobre superficies sucias y/o húmedas, al no efectuar el barrido o
limpieza debida del tramo
 No aseguramiento de la cantidad de litros/m2 (dosificación) del cut back a aplicar, según
se especifica en el proyecto ejecutivo.
3. Deficiencias en la colocación de la mezcla de HAC con la Pavimentadora:
- Colocar y compactar el HAC a una temperatura inferior a 135 grados Celsius
- No alineación y terminación correcta de los bordes laterales del pavimento, con aumento
de gastos injustificados y afectaciones en la estética de los trabajos.
- No aseguramiento del bombeo o pendiente transversal.
- No aseguramiento de la necesaria regularidad superficial, según lo especificado en el
proyecto ejecutivo.
- No aseguramiento del peralte proyectado en las curvas para lograr la necesaria seguridad
de circulación vehicular.
- No empleo de pavimentadoras auto-nivelantes o peor aun contando con el aditamento
para que lo realicen no se utiliza, originándose la no uniformidad de la superficie lo que
trae consigo que se “copien” en la superficie del pavimento las no uniformidades
existentes en la capa de base, lo anterior origina películas de agua que en tiempo de
24
Capítulo 2
lluvia pueden provocar accidentes al impedir la visibilidad de los conductores; también la
aceleración del deterioro de los pavimentos flexibles al infiltrarse el agua pluvial, así como
propiciar el incómodo “cabeceo transversal y longitudinal” de los vehículos al circular y el
finalmente el “Back Spray” o neblina trasera que se origina cuando se circula lloviendo,
originando inseguridad en la circulación vehicular y posibles accidentes.
4. Deficiencias en la compactación del HAC:
- Selección inadecuada de los compactadores (los Cilindros Tándem Estáticos se emplean
para la inicial y los Vibratorios o Sobre Neumáticos autopropulsados para la final).
- No hacer la compactación inicial antes de la final, para evitar la aparición de deformidades
y marcas indeseables en la superficie o capa de rodadura del pavimento.
- No efectuar el número de pasadas adecuado para garantizar la máxima densificación del
HAC colocado.
- No emplear la frecuencia y amplitud de las vibraciones necesarias para lograr la
densificación necesaria del HAC de la capa de rodadura e intermedia
- No compactar desde los bordes hacia el eje del pavimento de la carretera en tramos
rectos o desde arriba hacia abajo en tramos curvos.
- No asegurar el solapo necesario entre franjas contiguas de compactación (mínimo 30 cm)
5. En el control de calidad de la compactación del HAC:
- Insuficiente cantidad de ensayos para extraer testigos que permitan determinar de
manera confiable (no uso de métodos estadísticos) las propiedades del HAC colocado en
obra (espesor, densidad, estabilidad y deformación), no asegurándose el cumplimiento de
las exigencias establecidas en la NC 160 vigente.
b) Posibilidades de empleo en la red nacional de carreteras.
Las empresas de obras de ingeniería cubanas disponen de las maquinarias, materiales y
personal calificado para la implementación de la tecnología de construcción de pavimentos
flexibles, manifestándose desde 2007 un incremento en las inversiones para adquirir
equipamiento especializado como Plantas de Asfalto, Pavimentadoras, Compactadores y otros
recursos, existiendo en la actualidad limitaciones en los recursos materiales necesarios para
acometer los planes de nuevas construcciones y los trabajos de conservación de la red
nacional las carreteras.
25
Capítulo 2
2. Análisis de las tecnologías tradicionales de construcción de pavimentos rígidos.
a) No se evidencias grandes afectaciones en la calidad de realización de este tipo de
pavimento
b) En la actualidad la tecnología empleada es semimecanizada al no disponerse de la
Pavimentadora de Encofrados Deslizantes, ejecutándose con la técnica de paños alternos y
generalmente empleando hormigones sin empleo de aditivos. En los pavimentos de los hoteles
en construcción se aplica en la actualidad la tecnología de pavimentos impresos (Street Print)
en la que si se emplean aditivos aceleradores del fraguado para reducir los plazos de ejecución
de pasillos, aceras, plazas y viales interiores.
3. Tecnologías de estabilización de suelos.
Se considera que debe existir un mayor empleo de las técnicas de estabilización de suelos en
particular las de suelo-suelo cuando las distancias de acarreo a las canteras de material rocoso
son muy grandes y los costos de transportación por consiguiente son muy altos; en base a un
estudio previo de viabilidad económica debe evaluarse con mayor frecuencia el empleo de la
estabilización con cal, con cemento Portland o con Asfalto, en vez de materiales locales
ubicados a distancias que superen ampliamente el limite económico de acarreo. Las restantes
técnicas no se recomiendan emplear, ya que abundan en el país los suelos locales de buena
calidad y con las anteriores técnicas pudiese definirse una mejor variante técnica y económica,
lo cual evitaría gastos en productos de importación.
4. Tecnologías de tratamientos asfálticos superficiales.
Estas tecnologías se emplean en Cuba manifestándose indisciplinas tecnológicas que atentan
contra su calidad de aplicación, tales como:
-
No respetar el tiempo de curado acorde al cut back empleado
-
No evitar el tráfico sobre el área o tramo tratado.
-
No cumplimiento de las especificaciones establecidas en la NC 830 vigente
Análisis de las tecnologías modernas:
1. WT, UTWT y FT:
Estas tecnologías sobre todo la primera y la última pueden ser aplicadas en Cuba al disponer
de materiales, equipamiento y personal calificado, pero según la información disponible se han
26
Capítulo 2
empleado muy poco en Cuba, aunque sería conveniente un mayor empleo para acometer
trabajos de reparación o reconstrucción en intersecciones y tramos de vías que sean nudos o
claves en el tráfico de las zonas urbanas, como por ejemplo: accesos al túnel de la bahía de la
Habana, intersecciones como la de Ave Rancho Boyeros y Vía Blanca en la Habana; Carretera
de Camajuaní y Circunvalación Norte en Santa Clara y otras similares en el país.
2. RRC
La técnica RCC se aplica fundamentalmente en las cortinas de hormigón de las presas, no
obstante dada sus características puede ser empleada en los pavimentos rígidos de las
carreteras cubanas al no requerir de máquinas y hormigones especiales.
3. HPAP y HAP.
Los pavimentos hechos con estas tecnologías son más caros que los convencionales, pero lo
que da al traste con las posibilidades de su utilización en las carreteras cubanas, es que para
que cumplan con su rol no deben colmatarse, exigiendo para ello su empleo de carreteras con
accesos controlados para que los vehículos agrícolas no circulen sobre los mismos,
adicionalmente necesitan la impermeabilización de la capa de base y el uso de aditivos
especiales que evidentemente encarece estos trabajos, por lo que no se recomienda su uso en
Cuba, son más adecuados para países fríos con un nivel de desarrollo superior.
4. ADOCRETOS.
La aplicación de esta tecnología es factible en Cuba al existir los materiales, las maquinarias,
la técnica y el personal calificado, habiéndose empleado en la construcción de parqueos,
viales interiores y plazas de los nuevos hoteles que se ejecutan en los diferentes polos
turísticos del país, sin embargo pudiese ser más empleada para la ejecución de las vías
urbanas de las nuevas urbanizaciones o para la reparación de dichas vías siendo una
tecnología amigable con el medio ambiente en comparación con la tecnología tradicional de
pavimentos rígidos.
5. Reciclado de Pavimentos Flexibles en caliente y en frío mediante un Tren de
Máquinas.
Ambas tecnologías se han venido aplicando cada vez con mayor intensidad en el mundo, en
Cuba se cuenta con las maquinarias para la aplicación del reciclado en frio con asfalto
espumado, tecnologías que se recomienda emplear cada vez más dada sus evidentes
27
Capítulo 2
ventajas económicas y ambientales, tal como ha quedado demostrado en varias carreteras de
la región oriental del país.
CONCLUSIONES PARCIALES DEL CAPÍTULO 2
1. En el Anexo 1 del presente trabajo de diploma se describen satisfactoriamente los
aspectos esenciales de cada una de las tecnologías tradicionales y actuales empleadas en
la pavimentación de carreteras, presentándose los conceptos y definiciones principales,
materiales y maquinarias empleadas, las técnicas o procedimientos constructivos idóneos
(buenas prácticas), así como aquellos aspectos que garantizan la calidad de estos
importantes trabajos, contribuyéndose a que los pavimentos cumplan con las exigencias
funcionales que garanticen el tiempo de vida útil estimado con los menores costos directos
de construcción.
2. Se realiza un análisis general de las tecnologías de pavimentación de carreteras en Cuba
haciendo énfasis en la calidad de ejecución de estos trabajos y de las posibilidades de su
empleo en el país, denotándose la existencia de problemas en la calidad de ejecución y
apreciándose que la mayoría pueden ser empleadas en Cuba, al disponerse de los
materiales, las maquinarias y la fuerza calificada capaz de ejecutarlas.
28
CAPÍTULO 3
Capítulo 3
Capítulo 3: Validación de las tecnologías de pavimentación
de carreteras por el método del Criterio de Expertos
En este capítulo se realiza la validación de las propuestas hechas en el trabajo de diploma
sobre las tecnologías de pavimentación de carreteras, aplicando el método del Criterio de
Expertos basado en la técnica Delphi, la cual posibilita la revisión y validación de las diferentes
tecnologías mediante un proceso de consulta, a partir de las respuestas a una encuesta
realizada a un grupo de profesionales de gran experiencia y otras cualidades denominados:
expertos.
3.1. Validación por Criterio de Expertos. Método Delphi
Como en la temática analizada predominan diversos criterios sobre como presentar, estudiar y
analizar las diferentes tecnologías, así como se dificulta la aplicación de procedimientos
analítico–cuantitativos, se emplearán técnicas cualimétricas como el algoritmo del Método
Delphi, el cual es un procedimiento eficaz y sistemático que tiene como objetivo la recopilación
de opiniones de un grupo de profesionales denominados expertos sobre un tema particular, con
el fin de incorporar dichos juicios y criterios a partir de la respuesta a un cuestionario, para
tratar de arribar a un consenso en el tema abordado a través de la convergencia de sus
opiniones.
En la conformación y selección del grupo de expertos se trató que los mismos tuviesen distintos
perfiles profesionales (proyectistas, constructores, investigadores, docentes), además tener el
conocimiento y la necesaria experiencia sobre diferentes aspectos relacionados con las
tecnologías de pavimentación, los cuales serán capaces de emitir juicios y opiniones bien
sustentadas y objetivas, asegurando una visión integral y multilateral que permita la validación
de las propuestas realizadas. Se logró conformar un grupo de 6 expertos, con un mínimo 16
años de experiencia, representando cada uno un peso porcentual del 16,67 % al realizar el
análisis estadístico de sus criterios u opiniones.
Todo lo antes planteado garantiza la veracidad y validez de las propuestas realizadas
considerando las opiniones de los expertos que participan en esta investigación.
En la aplicación del Método Delphi se cumple con el siguiente procedimiento:
1. Definición de los objetivos a lograr en la validación.
2. Adecuada selección de los expertos (en cantidad, calidad y heterogeneidad).
30
Capítulo 3
3. Elaboración correcta del cuestionario o encuesta a aplicar.
4. Aplicación de la encuesta y valoración de sus resultados.
5. Retroalimentación (feed back) para el reajuste y/o modificaciones en caso necesario.
6. Conclusiones o fase final (validación de la propuesta)
La secuencia de este método se aprecia en el siguiente algoritmo:
El objetivo fundamental a lograr en este caso es la certeza del estudio y el empleo de las
tecnologías de pavimentación de carreteras más adecuadas a las condiciones cubanas.
La selección de los expertos se realizó en una serie de empresas del MICONS del territorio
central del país (EMPROY VC, ECOING 25 y la ESI), seleccionando 6 profesionales de gran
experiencia (mínimo 16 años), que han tenido una participación activa y directa en la
proyección y construcción de carreteras, en las investigaciones aplicadas y la elaboración de
las mezclas asfálticas, así como en la docencia universitaria. Los expertos han sido escogidos
por sus conocimientos y/o implicación directa en los temas abordados.
La elaboración de la encuesta fue meticulosa, escogiéndose interrogantes que eviten
ambigüedades, utilizándose preguntas abiertas y cerradas debido a las características de la
temática abordada, facilitándose la cuantificación de las respuestas, siendo la misma de fácil
comprensión, evitando además que las respuestas conlleven sesgos del encuestador al validar
las propuestas que se realizan en este Trabajo de Diploma.
31
Capítulo 3
La encuesta se efectúo personalmente evitando de esta manera la interrelación directa entre
los mismos para excluir cualquier tipo de influencia e interacción, entregándole el Anexo 1 de
manera electrónica y dándole un plazo máximo de 10 días para su lectura, análisis y respuesta,
lo cual fue cumplido sin dificultades.
Para la mejor interpretación y representación gráfica de los resultados, las respuestas a cada
cuestión se clasificaron de la manera siguiente:
a) Unanimidad: cuando los seis expertos coinciden
b) Consenso: Cuando al menos 4 o 5 realizan la misma predicción o coinciden en su opinión.
c) Discordancia o discrepancia: cuando 3 o menos de los expertos no coinciden en sus
criterios, opiniones y valoraciones.
3.2. Encuesta aplicar a los expertos
Dado sus conocimientos y experiencias en la temática de pavimentación de carreteras, se ha
decidido que Ud. sea considerado un Experto en dicha materia y con vista a validar la
propuesta presentada en este Trabajo de Diploma, se le solicita que conteste las siguientes
interrogantes:
1. Considera necesario e importante que se escriba y publique un libro sobre las Tecnologías
de Pavimentación de Carreteras. En una escala del 1 al 10 manifieste su opinión.
2. El libro debe abarcar las tecnologías existentes que se aplican en el Mundo y en Cuba o
únicamente las empleadas en el país. Explique.
3. Considera Ud. correcto un enfoque integral de las tecnologías o solo debe enfatizarse en
algún o algunos aspectos en específico. Fundamente su respuesta.
4. La propuesta inicial del libro trata las principales tecnologías existentes o considera Ud. que
faltan algunas. Pudiese Ud. emitir sugerencias para su mejoramiento. En caso positivo
enúncielas.
5. En base a la lectura realizada al libro (ANEXO 1) cómo evalúa Ud. el mismo:
Excelente (5); Bien (4); Regular (3) o Mal (2).
Una vez aplicada la encuesta al grupo de expertos, se realizó un análisis estadístico de sus
resultados para apreciar la coincidencia o no de los criterios de los expertos encuestados,
32
Capítulo 3
pudiendo suceder que exista una alta o total coincidencia, lo que significa que la propuesta
analizada ha sido validada por el grupo de expertos en una primera iteración; en caso contrario
de que exista poca o casi nula coincidencia de criterios, significa que la propuesta analizada
requiere de ajustes significativos, existiendo la necesidad de efectuar otras iteraciones,
repitiéndose el proceso cuantas veces sea necesario hasta lograr una plena coincidencia que
permita declarar válida la propuesta efectuada.
La relación de los 6 expertos seleccionados para validar las tecnologías de pavimentación más
adecuadas a las condiciones cubanas, se muestra seguidamente en la siguiente tabla:
3.3. Caracterización de los expertos consultados
33
Capítulo 3
No
1
Nombres
y
apellidos
de
los expertos
Alberto Ortelio
Ojito Trujillo
Profesión
Ing. Civil
Años de
Años experiencia (*)
graduado
42
P
-
C
39
D
3
Cargo que
desempeña
Empresas
y OACE
- Profesional de alto nivel de la
UNAICC.
Jefe de Área
Asfalto
ECOING 25 - Construcción de autopista nacional.
I
-
- Diploma
Trabajo.
de
30
Años
de
MICONS,
VC
- Reconocimiento del Secretario
del PCC por terminar la
reparación del aeropuerto “Abel
Santa
María”
antes
del
cronograma general de la obra.
Hugo
Torres
Peña
Ing. Civil
42
42
-
2
-
- Profesional de alto nivel de la
UNAICC.
- Diploma
Trabajo.
de
- Participación
MICONS.
30
en
Años
de
Fórum
del
Internacional
- Construcción del aeropuerto José
Martí y reparación del aeropuerto
“Abel Sta. María”.
- Reparación de la vía Blanca y
construcción de viales en Varadero.
- Reparación de viales y puentes en
Mozambique (2 años).
- Construcción de la carretera Ho Chi
Min en Viet Nam (3 años).
Diploma
de
Misión
Internacionalista en Viet Nam
2
Experiencia nacional e
Distinciones recibidas
- Construcción del aeropuerto Argyle
en San Vicente y Granadina (9
meses).
Especialista
Superior de
Proyectos e
Ingeniería.
EMPROY
- Ampliación de la Carretera Central
MICONS,
VC
- Rehabilitación aeropuerto “Abel Sta.
María”
Especialista
A en Obras
e Ingeniería.
ESI
- Viales del Plan Turquino.
MICONS,
VC
- Repavimentación de la Carretera
Central y de la Autopista.
- Supervisor de Carretera en Viet
Nam y Jamica.
- Diploma
de
Misión
Internacionalista en Viet Nam
3
Idalberto
Abraham
Quintana
Pichaco.
Ing. Civil
27
3
24
5
-
- Participación en Fórum del
MICONS.
Diploma
de
Misión
Internacionalista en República de
Angola.
- Diploma de 25 Años de Trabajo
- Ampliación del aeropuerto “Abel Sta.
María”
- Construcción del Aeropuerto Cuito
Cuanavale, Angola
34
Capítulo 3
4
Felipe Aurelio
González
Cortez
Ing. Civil
18
-
18
-
-
Reconocimiento del Secretario
del PCC por terminar la
reparación del aeropuerto “Abel
Santa
María”
antes
del
cronograma general de la obra.
Especialista
B en Obras
e Ingeniería.
Planta de
Asfalto
MICONS,
VC
- Construcción de vial Aeropuerto –
Salamina.
- Reparación aeropuertos “Juan
Gualberto Gómez” y “Abel Sta.
María”
- Especialista de Asfalto en Viet Nam
(3 años).
5
Hiram Urquiza
Ceballos
Ing. Civil
34
30
3
8
-
- Profesional
UNAICC.
- Diploma
Trabajo.
de
de
30
alto
nivel
Años
de
Especialista
A de Obras
Viales
EMPROY
MICONS,
VC
- Autopista,
Circunvalación
intersecciones de Sta. Clara.
Especialista
A
de
Proyectos e
Ingeniería
EMPROY
MICONS,
VC
- Construcción de vial Aeropuerto –
Salamina.
- Participación en eventos de
Fórum como ponente.
6
Samuel Amador
Romero
Master en
Ciencias
16
4
8
2
2
- Premio destacado a nivel de
empresa en el Fórum año
2006.
- Premio relevante en Fórum
especializado de transporte y
vialidad rural año 2008.
Leyenda:
P: Proyectista
C: Constructor
D: Docente
e
- Asesor, proyectista y constructor en
Viet Nam (3 años) y Nicaragua (2
años)
- Reparación
Pedraplén.
de
puentes
I: Investigador
35
del
Capítulo 3
En general los profesionales seleccionados poseen una experiencia muy superior a la mínima
exigida que es de 10 años (el que menos posee 16 años de experiencia profesional, 2 poseen
más de 25 años y 2 más de 40), evidenciando gran experiencia de trabajo en diferentes
aspectos de las tecnologías de pavimentación de las carreteras: 3 son proyectistas de gran
experiencia y calificación en este tipo de obras (Hugo, Hiram e Idalberto); 1 es proyectista con
menos experiencia pero con calificación de Máster en Vías de Comunicación Terrestres
(Samuel); 1 trabaja como jefe de asfalto en el Contingente “Leoncio Vidal” (Alberto) y otro
trabaja como especialista de obras e ingeniería en la Planta de Asfalto de Santa Clara (Felipe).
Esto demuestra la adecuada selección cualitativa de los expertos, puesto que todos se vinculan
con las tecnologías de pavimentación de las carreteras en el territorio central del país en
distintos aspectos; asegurándose por lo tanto una alta confiabilidad en los resultados de la
validación.
3.4. Respuestas de los expertos a las preguntas de la encuesta.
1. Ing. Alberto Ortelio Ojito Trujillo
Profesión: Ingeniero Civil
Años de experiencia profesional: 42
Empresa donde labora: ECOING 25, VC. MICONS
Cargo que desempeña: Jefe de Área de Asfalto.
Respuestas:
1. Es muy importante que se escriba este libro, pues existen grandes deficiencias teóricas en
los temas abordados, por lo tanto le doy el máximo de los puntos (10).
2. Debe incluir las tecnologías que se aplican en el mundo y realizar una comparación con las
usadas en Cuba, así como una valoración técnico–económica de la calidad obtenida en cada
caso.
3. Considero que debe ser un enfoque integral y fundamentalmente en el control de la calidad
en todos los factores, desde el productor de áridos, asfaltos, planta de asfalto, maquinarias de
colocación, etc.
4. Según mis años de experiencia considero que el texto trata las principales tecnologías de
pavimentación existentes en el mundo, pues esto ayuda a enriquecer el conocimiento de
36
Capítulo 3
nuestros profesionales brindándole la información necesaria para ejercer estos trabajos con un
mayor dominio del tema incidiendo en el aumento de la calidad de estos trabajos.
5. Luego de revisar el libro considero que debe tener una evaluación de 5 puntos.
2. Ing. Hugo Peña Torres.
Profesión: Ing. Civil
Años de experiencia profesional: 42
Empresa donde labora: EMPROY, VC. MICONS
Cargo que desempeña: Especialista A de Proyectos e Ingeniería.
Respuestas:
1. Considero muy oportuno que este tipo de publicación exista para que los estudiantes de
ingeniería y otros técnicos de la especialidad lo tengan a mano para consultas, es un resumen
amplio del tema y es de gran utilidad. Puntuación 7
2. Debe tener toda la información que exista actualmente sobre el tema en cuestión, y
profundizar en las tecnologías que se apliquen en Cuba que actualmente incluye a los trenes y
plantas recicladoras, cuando digo profundizar es explicar los métodos para el cálculo del RAP
que se pueden emplear en el país y la metodología para las investigaciones, la ejecución y el
control.
3. El enfoque integral que se ha utilizado parece ser el más beneficioso para el objetivo de
consulta que yo le atribuyo, y como a veces aparecen muy explícitos los temas como si fueran
especificaciones de un proyecto, eso da la medida de que se ha querido enfatizar en algunos
aspectos específicos. Parece bien que se detalle en algunos aspectos sobre todo los que el
autor crea de más interés para el consumidor, en este caso además de estudiantes le puede
ser muy útil a los supervisores de obras.
4. En el libro se reflejan la mayor parte de las tecnologías existentes en el mundo y en nuestro
país y como dije en el punto 3 la más moderna del tren de reciclado puede ser ampliada para
conocimiento de todos los que la puedan utilizar en el futuro, creo que si no en este libro en
otros por venir.
5. Este documento puede evaluarse de Bien (4 puntos).
37
Capítulo 3
3. Ing. Idalberto Abraham Quintana Pichaco.
Profesión: Ingeniero Civil
Años de experiencia profesional: 27
Empresa donde labora: ESI, VC. MICONS
Cargo que desempeña: Especialista A de Obras Ingenieras.
Respuestas:
1. Sobre la pavimentación considero que es imprescindible reunir toda la información existente
actualmente y concentrarla en un documento que sirva como consulta, información y material
de estudio a todos aquellos interesados en el tema. Puntuación de 10 puntos
2. Nuestro país debe centrarse más en estos temas, eso es vital; sin embargo, todavía nuestros
estudiantes y profesionales carecen de una información fidedigna sobre nuestros propios
productos, servicios y posibilidad en esta temática.
3. El libro mantiene un enfoque bastante integral, mencionando todos los aspectos
relacionados con las tecnologías de pavimentación de las carreteras. Puede contribuir al
desarrollo de nuestros profesionales en el sector y al propio desarrollo de las capacidades
productivas y la sustitución de importaciones, por la cual un compendio de esta magnitud
siempre será un texto de valor y material de consulta necesario.
3-a. Considero que es fundamental hacer un análisis sobre la sostenibilidad de la producción
de asfalto en nuestro país, así mismo como una evaluación del impacto que nuestra industria y
nuestras tecnologías están ejerciendo sobre el ambiente.
4. Esta propuesta de libro trata las principales tecnologías existentes en el mundo, pero se
debe enfocar más en las que se pueden utilizar en nuestras condiciones. Se debe mejorar en el
tema del control de estas construcciones en todas sus etapas, pues hoy en día no solo basta
con la actualización técnica sobre esta materia para la formación y el desarrollo profesional del
personal dedicado a este tema, pues el control pasa a ser un elemento de principal relevancia
en la efectividad de la aplicación de una u otra tecnología.
5. Mi evaluación personal es de 5 puntos.
38
Capítulo 3
4. Ing. Felipe Aurelio González Cortez
Profesión: Ingeniero Civil
Años de experiencia profesional: 18
Empresa donde labora: ECOING 25, VC. MICONS
Cargo que desempeña: Especialista B de Obras Ingenieras.
Respuestas:
1. Le otorgaría un 10, pues sobre esta temática la bibliografía es muy escasa y dispersa sobre
todo en los aspectos tecnológicos.
2. El libro si debe abarcar todas las tecnologías existentes, haciendo mayor énfasis en las que
se aplican en Cuba y las que con pocas inversiones se logren mejoras sustanciales en la
ejecución de pavimentos. En segundo lugar se debe destacar solo como cultura general las
tecnologías modernas que no tengan una aplicación inmediata en Cuba.
3. Considero que la interrelación entre las temáticas tratadas es el mayor mérito de este libro,
pues se tratan temas correspondientes a todas las etapas de la construcción de los
pavimentos, desde la etapa de diseño hasta la de ejecución. Esto permite una idea más integral
de todo el proceso.
4. Considero que se tratan las principales tecnologías, a pesar de eso destaco los siguientes
aspectos:

El diseño de mezcla se debe tratar con mayor amplitud, además de la implementación de
este a las plantas de asfaltos.

Mencionar la fórmula de trabajo y la mezcla normal de trabajo, para poder relacionar el
diseño con la calibración de plantas, la producción y control de estas.
5. No obstante lo antes planteado lo evalúo de Excelente (5)
39
Capítulo 3
5. Ing. Hiram Urquiza Ceballos
Profesión: Ingeniero Civil
Años de experiencia profesional: 34
Empresa donde labora: EMPROY VC. MICONS
Cargo que desempeña: Especialista A de Proyectos e Ingeniería.
Respuestas:
1. Es importante y necesario poseer toda la documentación recogida en un solo texto donde
presente las buenas prácticas en las tecnologías de pavimentación de carreteras, así como sus
controles para garantizar la calidad de estas estructuras, por lo que valoro el grado de su
importancia de 10.
2. El texto debe abarcar todas las tecnologías existentes ya sean las aplicadas para nuestras
condiciones, como las foráneas. Debemos estar acorde a los adelantos en las distintas técnicas
de pavimentación de carreteras, así como los distintos materiales que se utilizan para obtener
la calidad necesaria y tiempo de explotación de estas estructuras en correspondencia al
tránsito esperado.
3. Se debe tener un enfoque integral de las distintas tecnologías, aunque se debe enfatizar más
en aquellas de mayor uso para nuestras condiciones, como es el caso del pavimento rígido,
donde deben haber mayores exigencias y controles, tanto en los materiales a emplear como en
las dosificaciones, control de los asentamientos, ensayos de compresión y flexión; así como en
la ejecución de este tipo de estructura de pavimento.
4. En la propuesta están recogidas las principales tecnologías existentes en la construcción de
pavimentos.
5. Considero la evaluación de la propuesta del libro como buena (4 puntos), debido a que
algunos aspectos están fuera del propósito de este, que es el de reflejar las tecnologías de
construcción de los pavimentos.
40
Capítulo 3
6. Ms. Ing. Samuel Amador Romero
Profesión: Ing. Civil
Años de experiencia profesional: 16
Empresa donde labora: EMPROY VC. MICONS
Cargo que desempeña: Especialista A de Proyectos e Ingeniería.
Respuestas:
1. Es muy importe disponer de un libro en el cual se concentre toda la documentación que
existe sobre la temática. Se le otorga una puntuación de 8, pues en este material el consultante
tendría la oportunidad de en un solo material revisar la información que necesite sobre el tema.
2. El libro debe abarcar todas las tecnologías que existen en el mundo, pero de manera
particular se debe profundizar en aquellas que sean factibles a utilizar en Cuba y basándose en
los factores económicos, culturales y ambientales que pudieran determinar la utilización de
estas tecnologías.
3. La edición de un libro sobre las tecnologías de pavimentos debe abarcar todo el proceso
tecnológico para cada tipo de técnica a emplear, así como los recursos que se utilizan en cada
una de ellas, profundizando en aquellas que se pueden utilizar en Cuba.
4. El texto expone todas las tecnologías de pavimentos existentes, pero se debe profundizar en
aquellas que desde el punto de vista económico y ambiental son las más factibles a utilizar en
Cuba.
5. La evaluación del libro es de bien (4 puntos).
Sugerencia: En el libro se debe considerar incorporar las técnicas de pavimentos con el uso de
geomallas y geotextiles, las que en la actualidad ha tenido un impulso en su utilización sobre
todo en lugares con suelos malos o en pavimentos a rehabilitar
41
Capítulo 3
TABLA DE EVALUACIÓN DE LOS ATRIBUTOS DE LOS 6 EXPERTOS PARTICIPANTES:
1Años
experiencia
como
ingeniero.
No
Nombre
Experto
del
E
B
R
2- Años de
experiencia
en proyectos
y ejecución
de
pavimentos
de
Carreteras
M E
B
R
M
3- Experiencia
constructiva
internacional
en
pavimentación
de carreteras.
4- Utilidad
del criterio
del experto
en
la
validación.
E
E
B
R
M
B R M
1
Alberto
Ortelio X
Ojito Trujillo
X
X
X
2
Hugo Peña Torres
X
X
X
X
3
Idalberto Abraham X
Quintana Pichaco
X
X
X
4
Felipe
Aurelio
González Cortez
X
X
5
Hiram
Urquiza X
Ceballos
6
Samuel
Romero
Amador
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Criterios Evaluativos de los Atributos:
1. E > 20 años; B: 15-20 años; R: 10 -14 años; M < 10 años
2. E > 15 años; B ≥ 10 años; R ≥ 5 años; M ≤ 5 años
3. E: Experiencia internacional; B: Experiencia en obras nacionales.; R: Experiencia en
obras provinciales; M: Solo experiencia en obras locales.
4. E: Criterio útil y con alto rigor científico - técnico; B: Criterio satisfactorio;
R: Criterio aceptable; M: Criterio formal y poco útil.
Coeficiente de Experticidad (CEXP): Este coeficiente da una idea cualimétrica del grado de
experiencia y dominio en las actividades de proyecto, construcción y/o investigación
relacionadas con el tema, de cada uno de los expertos participantes, en este caso particular de
las explanadas, terrazas o plataformas, el cual se determina por la siguiente expresión:
42
Capítulo 3
4
C Exp 
V
i 1
pi
n
Donde: VPI son las cuatro variables o atributos evaluados en la tabla anterior.
Se considerará que el CEXP es de:
CEXP = 1: Excelente
CEXP= 0,80: Bien
CEXP = 0,60: Regular
CEXP ≤ 0,50: Mal
Luego para cada experto la magnitud de este indicador es:
Para Alberto Ortelio Ojito Trujillo: CEXP = (1 +1+1+1) / 4 = 1
Para Hugo Peña Torres: CEXP = (1+1+1+1) / 4 = 1
Para Idalberto Abraham Quintana Pichaco: CEXP = (1+1+1+0.80) / 4 = 0.95
Para Felipe Aurelio González Cortez: CEXP = (0.80+0.80+1+0.80) / 4 = 0.85
Para Hiram Urquiza Ceballos: CEXP = (1+1+1+1) / 4 = 1
Para Samuel Amador Romero: CEXP = (0.80+0.80+0.80+0.80) / 4 = 0.80
Determinado el valor promedio para los 6 expertos:
CEXP1 + CEXP.2 + CEXP 3 + CEXP.4 + CEXP.5 + CEXP 6
CEXP =
6
1 + 1 + 0.95 + 0.85 + 1 + 0.80
CEXP =
6
5.6
CEXP =
6
CEXP= 0.933
43
Capítulo 3
En base a los resultados de este coeficiente promedio, el grupo de expertos se evalúa tal como
se propone:
Si CEXP = 0,9 – 1 De Alta Experticidad
Si CEXP = 0,80 – 0,89 De Favorable Experticidad
Si CEXP = 0,60 – 0,79 De Aceptable Experticidad
Si CEXP = 0,50 – 0,59 De Pobre Experticidad
Si es menor de 0,50: de Insuficiente Experticidad
Entonces para los seis expertos participantes: CEXP= 0.93, implicando que poseen una Alta
Experticidad.
3.5. Análisis por pregunta de las respuestas de los expertos a la
encuesta realizada
1. Considera necesario e importante que se escriba y publique un libro sobre las
Tecnologías de Pavimentación de Carreteras. En una escala del 1 al 10 manifieste su
opinión.
Analizando las respuestas de los expertos en la primera interrogante, todos coinciden (el
100 %) en la importancia de un libro que contenga toda la documentación sobre las buenas
prácticas en las tecnologías de pavimentación de carreteras, además de los controles
necesarios para cumplir con la requerida calidad de los trabajos en cada etapa. En Cuba
existen normas y otros documentos que tratan del tema, pero no existe un libro que abarque las
tecnologías integralmente, que pueda incidir positivamente en la realización de tales trabajos
con la calidad necesaria. Existe CONSENSO en la necesidad e importancia del libro ya que 4
de los 6 expertos califican el tema con la máxima puntuación, uno con 8 y uno solo con 7.
2. El libro debe abarcar las tecnologías existentes que se aplican en el Mundo y en
Cuba o únicamente las empleadas en el país. Explique.
Por UNANIMIDAD los 6 expertos (100 %) consideran que el libro debe abarcar todas las
tecnologías que se aplican en el mundo, pero haciendo mayor énfasis en las que se emplean
en Cuba y las que se puedan utilizar según las condiciones económicas y ambientales del país.
Además de realizar una valoración técnico–económica positiva de la calidad obtenida en cada
caso.
44
Capítulo 3
3. Considera Ud. correcto un enfoque integral de las tecnologías o solo debe
enfatizarse en algún o algunos aspectos en específico. Fundamente su respuesta.
Los 6 expertos (100 %) están de acuerdo por Unanimidad en el enfoque integral del proceso
tecnológico de la pavimentación de las carreteras (desde la etapa de diseño hasta la de
ejecución y control), fundamentando bien en el control de la calidad de estos trabajos; siempre
teniendo en cuenta aquellas técnicas que se pueden utilizar en Cuba. Además el libro incluye
tablas específicas muy bien elaboradas, sirviendo de material de consulta a los supervisores de
obras, aunque se sugiere enfatizar en la tecnología de reciclado y en la inclusión del empleo de
geotextiles como refuerzo de pavimentos.
4. La propuesta inicial del libro trata las principales tecnologías existentes o considera
Ud. que faltan algunas. Pudiese Ud. emitir sugerencias para su mejoramiento. En
caso positivo enúncielas.
Analizando las respuestas de los expertos en la cuarta interrogante, todos coinciden
(UNANIMIDAD) en que el libro trata las principales tecnologías existentes en el mundo, con la
información necesaria para enriquecer el conocimiento de los estudiantes y profesionales
dedicados a estos trabajos. Algunas sugerencias hechas fueron: explicar la implementación del
diseño de mezcla en las plantas (fórmula de trabajo); abordar el cálculo de los espesores de
fresado en el reciclaje de pavimentos y el refuerzo de pavimentos flexibles con geotextiles.
5. En base a la lectura realizada al libro cómo evalúa Ud. el mismo: Excelente (5); Bien
(4); Regular (3) o Mal (2).
Analizando las respuestas, se aprecia que existe CONCENSO en la evaluación que los
expertos hacen del libro presentado en el Anexo 1 de este Trabajo de Diploma, ya que 3
expertos (la mitad) otorgan una evaluación de 5 puntos (Excelente) y los 3 restantes dan una
evaluación de 4 puntos (Bien), es decir que lo evalúan entre Excelente y Bien.
Por tanto los resultados obtenidos en la encuesta efectuada pueden considerarse como
satisfactorios, no existiendo necesidad de realizar una segunda iteración siguiendo el algoritmo
del Método Delphi, por lo que puede afirmarse que la propuesta efectuada queda validada por
los 6 expertos participantes, que como se apreció con anterioridad, poseen una Alta
Experticidad en la temática abordada
45
Capítulo 3
CONCLUSIONES PARCIALES DEL CAPÍTULO 3
El grupo de 6 expertos consultados valida por CONCENSO las propuestas efectuadas al en
este Trabajo de Diploma, lo que significa que el Anexo 1: “Tecnologías de pavimentación de las
carreteras” puede considerarse un instrumento válido, confiable y útil para el estudio y la
actualización en esta temática, tanto para los estudiantes de Ingeniería Civil, como para los
profesionales de los diferentes OACE vinculados a estos importantes trabajos.
46
CONCLUSIONES GENERALES
Conclusiones Generales
CONCLUSIONES
1. Se aprecia abundante información en el tema de los pavimentos de las carreteras, pero
principalmente dirigida a los métodos de diseño estructural, siendo insuficiente el
tratamiento de las tecnologías constructivas, por lo que es necesario la elaboración de un
documento que las sintetice y explique adecuadamente, para incidir en un mejor
conocimiento por los profesionales encargados de su aplicación en el país y para facilitar su
estudio por los estudiantes de la carrera de Ingeniería Civil.
2. En el Anexo 1 del presente trabajo de diploma, se describen satisfactoriamente los
aspectos esenciales de cada una de las tecnologías tradicionales y actuales empleadas en
la pavimentación de carreteras, contribuyendo de esta manera al conocimiento de las
mismas por parte de los profesionales y estudiantes interesados.
3. Se realizó un análisis general de las tecnologías de pavimentación de carreteras empleadas
en Cuba, haciendo énfasis en la calidad de ejecución de estos trabajos en la actualidad,
denotándose la existencia de problemas tales como: indisciplina tecnológica e insuficiente
calidad de algunos materiales utilizados. Además se valoró las posibilidades del empleo en
el país de la mayoría de las tecnologías existentes en el Mundo, apreciándose que la mayor
parte pueden ser empleadas en Cuba al disponerse de los materiales, las maquinarias y la
fuerza calificada capaz de ejecutarlas, solo se rechazaron algunas por no ajustarse a las
condiciones climáticas o por la carencia del equipamiento necesario para su
implementación.
4. Se validó positivamente por los expertos el Anexo 1: “Tecnologías de pavimentación de las
carreteras”, llegándose a un CONSENSO sobre el documento presentado, mediante la
aplicación de la técnica de Criterio de Expertos a través del Método Delphi, en la primera
iteración de dicho método
48
RECOMENDACIONES
Recomendaciones
RECOMENDACIONES
1. Continuar el perfeccionamiento del Anexo 1 de esta versión electrónica, para darle el
máximo grado de terminación, especialmente en lo relacionado con la incorporación de
ejercicios o problemas resueltos y ejemplos que permitan profundizar y ejercitar algunas de las
temáticas abordadas; quedando listo para su publicación por una editorial de manera impresa,
para garantizar su uso tanto en la docencia como en la construcción de los pavimentos.
2. Incorporar a la Intranet de la Facultad el libro electrónico (Anexo 1), para que pueda ser
empleado por los estudiantes del 5to año de la carrera de Ingeniería Civil en la asignatura de
“Pavimentos”.
3. Impartir cursos de post grado sobre esta temática en las empresas del territorio y del país
que se dediquen a estos trabajos, en particular en las clases de la asignatura Tecnología de
Construcción de Carreteras de la maestría en Vías de comunicación Terrestres que se
desarrolla en la Facultad.
50
BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía
BIBLIOGRAFÍA
1.
2010. “Historia del pavimento”. [Online]. Available: http://www.arkiplus.com/historia-delpavimento. [Accessed: Miércoles, 12 de febrero de 2014]
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3.
2012. Pavimentos de Hormigón Impreso. Promateriales.
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NC: 160, 2002. “Carreteras. Hormigón Asfáltico Caliente. Colocación en obra”. Vedado,
Ciudad de La Habana, Cuba: Oficina Nacional de Normalización.
5.
NC: 161, 2002. “Carreteras. Bases y Subbases de caliza blanda”. Vedado, Ciudad de La
Habana, Cuba: Oficina Nacional de Normalización.
6.
NC: 174, 2002. “Hormigón fresco. Medición del asentamiento por el cono de Abrams”.
Vedado, Ciudad de La Habana, Cuba: Oficina Nacional de Normalización.
7.
NC: 178, 2002. “Áridos. Análisis granulométrico”. Vedado, Ciudad de La Habana, Cuba:
Oficina Nacional de Normalización.
8.
NC: 179, 2002. “Áridos. Determinación del contenido de partículas de arcilla. Método de
ensayo”. Vedado, Ciudad de La Habana, Cuba: Oficina Nacional de Normalización.
9.
NC: 182, 2002. “Áridos. Determinación del material más fino que el tamiz de 0,074 mm
(No. 200). Método de ensayo”. Vedado, Ciudad de La Habana, Cuba: Oficina Nacional de
Normalización.
10. NC: 183, 2002. “Áridos. Estabilidad a la acción del sulfato de sodio o del sulfato de
magnesio. Método de ensayo”. Vedado, Ciudad de La Habana, Cuba: Oficina Nacional de
Normalización.
11. NC: 185, 2002. “Arena. Determinación de impurezas orgánicas. Método de ensayo”.
Vedado, Ciudad de La Habana, Cuba: Oficina Nacional de Normalización.
12. NC: 186, 2002. “Arena. Peso específico y absorción de agua. Método de ensayo”.
Vedado, Ciudad de La Habana, Cuba: Oficina Nacional de Normalización.
13. NC: 187, 2002. Áridos gruesos. Peso específico y absorción de agua. Método de ensayo.
Vedado, Ciudad de La Habana, Cuba: Oficina Nacional de Normalización.
14. NC: 188, 2002. “Áridos gruesos. Abrasión. Método de ensayo”. Vedado, Ciudad de La
Habana, Cuba: Oficina Nacional de Normalización.
15. NC: 189, 2002. “Áridos gruesos. Determinación de partículas planas y alargadas. Método
de ensayo”. Vedado, Ciudad de La Habana, Cuba: Oficina Nacional de Normalización.
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Bibliografía
16. NC: 190, 2002. “Áridos gruesos. Determinación del índice de triturabilidad. Método de
ensayo”. Vedado, Ciudad de La Habana, Cuba: Oficina Nacional de Normalización.
17. NC: 253, 2005. “Carreteras. Materiales Bituminosos. Hormigón Asfáltico CalienteEspecificaciones”. Vedado, Ciudad de La Habana, Cuba: Oficina Nacional de
Normalización.
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56
ANEXOS
Anexos I
ANEXO I
“TECNOLOGÍAS DE PAVIMENTACIÓN
DE CARRETERAS.”
58
Anexos I
INDICE
Tecnologías de pavimentación de carreteras ....................................................................... 1
2.1. Generalidades de los Pavimentos .............................................................................. 2
2.2. Pavimentos Flexibles ................................................................................................. 4
2.2.1. Subbases, bases y capas de superficie ............................................................... 4
2.2.1.1. Tipos de materiales para subbases y bases ................................................. 6
2.2.2. Técnicas de estabilización de suelos empleados en subbases y bases .............. 7
2.2.2.1. Introducción .................................................................................................. 7
2.2.2.2. Tipos de estabilización de suelos ................................................................. 9
2.2.2.2.1. Tecnología de Estabilización Mecánica o Suelo–Suelo ........................... 9
2.2.2.2.2. Tecnología de Estabilización con Cal o Suelo–Cal ................................. 13
2.2.2.2.3. Tecnología de Estabilización con Cemento Portland o Suelo–Cemento
....................................................................................................................................... 14
2.2.2.2.4. Tecnología de la Estabilización con Asfalto o Suelo–Asfalto ................. 23
2.2.2.2.5. Otros métodos o tecnologías tradicionales de estabilización de suelos
....................................................................................................................................... 27
2.2.2.2.5.1. Estabilización química y electroquímica ....................................... 27
2.2.2.2.5.2. Estabilizantes Físicos .................................................................... 30
2.2.3. Requisitos de los materiales para su empleo en subbases y bases de los
pavimentos flexibles de las carreteras ......................................................................... 32
2.2.4. Relación entre algunas propiedades de los materiales usados como subbase y
base ............................................................................................................................. 34
2.2.5. Base Pétrea de Granulometría Continua ........................................................... 35
2.2.6. Materiales utilizados para las Mezclas Asfálticas ............................................... 37
2.2.6.1. Los asfaltos como material aglomerante de dichas mezclas ...................... 37
2.2.6.1.1. Asfaltos Naturales ...................................................................................... 37
2.2.6.1.2. Asfaltos Industriales .................................................................................. 38
2.2.6.1.2.1. Cemento o betún asfáltico ............................................................. 39
2.2.6.1.2.2. Asfaltos Diluidos (Cut Back) .......................................................... 40
2.2.6.1.2.3. Emulsiones Asfálticas ................................................................... 41
2.2.6.1.3. Asfaltos Modificados .................................................................................. 44
2.2.6.1.3.1. Generalidades. Objetivos. Beneficios ............................................ 44
2.2.6.1.3.2. Asfaltos Modificados con Polímeros .............................................. 45
2.2.6.1.3.3. Otros modificadores ...................................................................... 50
2.2.6.1.3.4. Aplicaciones de los asfaltos modificados....................................... 51
Anexos I
2.2.6.1.4. Asfalto Espumado. Generalidades ........................................................... 52
2.2.6.1.4.1. Obtención del asfalto espumado ................................................... 52
2.2.6.1.4.2. Propiedades del asfalto espumado ............................................... 54
2.2.6.1.4.3. Ventajas del asfalto espumado...................................................... 55
2.2.6.1.4.4. Empleo del asfalto espumado en la construcción de carreteras .... 56
2.2.6.2. Propiedades de los Asfaltos para su utilización en los Pavimentos ........... 56
2.2.6.3. Ensayos a realizar a los Materiales Asfálticos ............................................ 60
2.2.6.4. Usos de los Materiales Asfálticos empleados en los Pavimentos .............. 65
2.2.6.5. Áridos para mezclas asfálticas ................................................................... 66
2.2.6.5.1. Ensayos de laboratorio a los materiales pétreos empleados en los
pavimentos flexibles .................................................................................................... 71
2.2.7. Mezclas asfálticas usadas en la pavimentación de carreteras ......................... 100
2.2.7.1. Propiedades generales de las mezclas asfálticas ..................................... 103
2.2.7.2. Diseño de las mezclas asfálticas en caliente ............................................ 107
2.2.7.2.1. Composición Volumétrica ........................................................................ 107
2.2.7.2.2. Métodos de diseño de mezclas asfálticas .............................................. 111
2.2.7.2.2.1. Determinación del Contenido Óptimo de Asfalto por Pruebas de
Compresión Axial ........................................................................................... 111
2.2.7.2.2.2. Diseño de las Mezclas Asfálticas en Caliente por el Método
Marshall ......................................................................................................... 115
2.2.7.2.2.3. Diseño de las Mezclas Asfálticas en Caliente por el Método
SUPERPAVE (Superior Performing Asphalt Pavement) ................................ 131
2.2.8. Tecnologías de elaboración de mezclas asfálticas en caliente (HAC) y en frío
(HAF) ......................................................................................................................... 145
2.2.8.1. Proceso tecnológico de producción del HAC ............................................ 145
2.2.8.1.1. Plantas de Asfaltos ................................................................................... 145
2.2.8.1.2. Producción del HAC ................................................................................. 151
2.2.8.1.3. Control de la Calidad de Producción de las Mezclas Asfálticas Calientes
..................................................................................................................................... 152
2.2.8.2. Producción de las Mezclas Asfálticas en Frío (HAF) ................................ 155
2.2.8.2.1. Materiales utilizados ................................................................................. 156
2.2.8.2.2. Ensayos a las mezclas de HAF .............................................................. 159
2.2.9. Maquinarias para la construcción de pavimentos flexibles ............................... 160
2.2.10. Técnica de Construcción o Puesta en Obra del Hormigón Asfáltico Cliente .. 166
2.2.11. Técnica de Construcción o Puesta en Obra del Hormigón Asfáltico Frío ....... 175
2.2.12. Tratamientos Asfálticos Superficiales ............................................................ 181
Anexos I
2.2.12.1. Técnica de Construcción de Tratamientos Superficiales Simples ........... 192
2.2.12.2. Técnica de construcción de tratamientos superficiales múltiples ............ 202
2.2.12.3. Control de la Calidad de los Trabajos de Tratamiento Superficial por
Penetración Invertida ............................................................................................. 202
2.3. Pavimentos Rígidos ............................................................................................. 203
2.3.1. Bases para el apoyo de las losas en los Pavimentos Rígidos .......................... 204
2.3.2. Materiales y diseño de la mezcla .................................................................... 205
2.3.3. Técnicas de construcción de pavimentos rígidos ............................................. 205
2.3.3.1. Técnica constructiva semi-mecanizada .................................................... 205
2.3.3.1.1. Máquinas utilizadas en la técnica semi mecanizada ............................ 212
2.3.3.2. Técnicas constructivas mecanizadas........................................................ 214
2.3.3.3. Control de calidad para la construcción semimecanizada y mecanizada.. 221
2.3.4. Tecnología de refuerzo de hormigón hidráulico sobre pavimentos de hormigón
asfáltico. White Topping (WT) .................................................................................... 228
2.3.4.1. Ventajas de la tecnología White Topping .................................................. 230
2.3.4.2. Principales campos de aplicación ............................................................ 231
2.3.4.3. Materiales utilizados en la tecnología White Topping .............................. 231
2.3.4.4. Maquinarias y equipos ............................................................................. 234
2.3.4.5. Técnica constructiva semimecanizada del White Topping Convencional . 235
2.3.4.6. Técnica constructiva del Ultra Thin Whitetopping (UTW) .......................... 248
2.3.5. Tecnología de pavimentos rígidos de rápida apertura al tráfico. Fast Track ... 252
2.3.5.1. Ventajas de la tecnología Fast Track ........................................................ 253
2.3.5.2. Principales campos de aplicación ............................................................. 253
2.3.5.3. Materiales utilizados ................................................................................. 254
2.3.5.4. Maquinarias y equipos para la aplicación de Fast Track........................... 255
2.3.5.5. Técnica para la ejecución de reparaciones de pavimentos mediante la
tecnología Fast Track ............................................................................................ 256
2.3.6. Control de la calidad en las tecnologías de White Topping y Fast Track ........ 261
2.3.7. Tecnología del Hormigón Compactado con Rodillos (R.C.C.) .......................... 264
2.3.7.1. Principales campos de aplicación ............................................................. 266
2.3.7.2. Materiales y dosificación de la mezcla ...................................................... 267
2.3.7.3. Maquinarias y equipos que se utilizan para la ejecución en la obra del RCC.
.............................................................................................................................. 273
2.3.7.4. Técnica constructiva mecanizada del R.C.C............................................. 274
2.3.7.5. Control de calidad del RCC en los Pavimentos de las Carreteras ............ 278
Anexos I
2.3.8. Tecnología de pavimentos rígidos con hormigón hidráulico poroso de altas
prestaciones. H.P.A.P ................................................................................................ 279
2.3.8.1. Características, Ventajas y Desventajas del H.P.A.P ............................... 280
2.3.8.2. Principales campos de aplicación ............................................................. 282
2.3.8.3. Materiales utilizados para la ejecución ..................................................... 282
2.3.8.4. Dosificación, diseño y construcción de hormigones hidráulicos porosos para
capa de rodadura. ................................................................................................. 284
2.3.8.5. Maquinarias y equipos que se utilizan en el mundo para la aplicación de
H.P.A.P.................................................................................................................. 289
2.3.8.6. Técnica constructiva mecanizada ............................................................. 289
2.3.8.7 Control de la calidad .................................................................................. 292
2.4. Otras Tecnologías de Pavimentación .................................................................... 293
2.4.1. La Tecnología de Construcción de Pavimentos con Adocretos ....................... 293
2.4.1.1. Ventajas y campo de aplicación de los pavimentos de Adocretos ............ 294
2.4.1.2. Materiales utilizados para la construcción de Adocretos........................... 297
2.4.1.3. Maquinarias y equipos utilizados. ............................................................. 300
2.4.1.4. Diseño del Espesor de la Estructura del Pavimento ................................. 300
2.4.1.5. Técnica o procedimiento constructivo. ...................................................... 303
2.4.1.6. Control de la calidad ................................................................................. 305
2.4.2. Tecnología Pavimentos Impresos (Street Print) ............................................... 305
2.4.2.1. Materiales utilizados ................................................................................. 307
2.4.2.2. Técnica de ejecución de los pavimentos impresos ................................... 309
2.4.3. Mezclas asfálticas drenantes ........................................................................... 312
2.4.4. Tecnología de Carpeta asfáltica superficial de alta adherencia. Sistema CASAA
................................................................................................................................... 316
2.5. Reciclado de Pavimentos ....................................................................................... 326
2.5.1. Reciclado de pavimentos flexibles ................................................................... 327
2.5.1.1. Ventajas y desventajas ............................................................................. 327
2.5.1.2. Materiales usados en la tecnología del reciclado de pavimentos flexibles 328
2.5.1.3. Tipos de reciclado de pavimentos flexibles ............................................... 330
2.5.1.3.1 Reciclado “in situ” en caliente .................................................................. 331
2.5.1.3.2. Reciclado “in situ” en frío ......................................................................... 332
2.5.1.3.3. Reciclado mixto ........................................................................................ 334
2.5.1.3.4. Reciclado en planta de asfalto en caliente ............................................ 336
2.5.1.3.5. Reciclado en frío en planta de asfalto .................................................... 337
2.5.1.4. Experiencias cubanas en el reciclado de pavimentos ............................... 338
Anexos I
Tecnologías de pavimentación de carreteras
El transporte mediante el empleo de las vías de comunicación terrestres (caminos, carreteras,
autopistas, vías férreas y aeropuertos) es de vital importancia para el desarrollo económico de
los países, independientemente del nivel de desarrollo que posean. El transporte desempeña
un papel decisivo en la distribución de mercancías, personas, alimentos y otros productos, en el
acceso a las instalaciones industriales, de educación y salud, así como a múltiples sectores de
la economía nacional.
En el pasado siglo XX se inició en el Mundo un vertiginoso desarrollo de las tecnologías de
pavimentación para darle respuesta al auge experimentado por el transporte automotor,
aprovechando los avances de la mecánica de suelos, del estudio de los materiales de
construcción y el desarrollo de la mecanización de la construcción, en especial de las
maquinarias de pavimentación. En la bibliografía existente se hace mucho énfasis en las
teorías de diseño de los distintos tipos de pavimentos, pero no sucede de la misma manera con
lo relacionado a las tecnologías constructivas.
La tecnología de la construcción de los pavimentos de las carreteras consiste en la
especificación de las características generales, las funciones y propiedades de estas
estructuras; las propiedades y caracterización físico-mecánica de los materiales que los
componen, de las maquinarias utilizadas actualmente, de los procedimientos o técnicas a
cumplimentar y finalmente de los aspectos que aseguren la requerida calidad de ejecución.
Las tecnologías de pavimentación de carreteras desempeñan por lo tanto un rol fundamental,
ya que de nada vale efectuar un proyecto ejecutivo correcto, si no se logra construir los
pavimentos empleando los materiales, las maquinarias, las técnicas que aseguren la calidad y
durabilidad de este importante elemento de las carreteras, las que serán descritas
seguidamente.
La red nacional de caminos y carreteras de la República de Cuba creció desde 1959 hasta el
año 2000 en 4,8 veces, con relación a las existentes antes del triunfo de la revolución,
superándose en la actualidad los 60000 km de caminos y carreteras lo que asegura un buen
índice de Km de vías/Km2 (0,55 Km/Km2) de la superficie útil del país, uno de los mayores de
Latinoamérica.
Seguidamente se exponen las distintas tecnologías de pavimentación de las carreteras
existentes en el mundo y en Cuba. Se presenta toda la base teórica indispensable para
1
Anexos I
conocer los aspectos esenciales de las tecnologías de construcción de los pavimentos flexibles
y rígidos de las carreteras, abordando tanto las tecnologías tradicionales como las más
actuales o modernas, con un nivel adecuado para un estudiante universitario, pudiendo servir
también para la actualización de los conocimientos de los ingenieros civiles encargados de esta
temática en las empresas constructoras.
2.1. Generalidades de los Pavimentos
Las carreteras modernas están compuestas por varios elementos principales:
1. La explanación (específicamente el terraplén hasta el nivel de la subrasante).
2. El pavimento (estructura del pavimento)
3. Las obras de fábrica menores y mayores (alcantarillas y puentes), denominadas también
obras de arte.
Los terraplenes son estructuras de tierra debidamente conformadas, compuestas por varias
zonas: la de coronación o subrasante sobre la cual apoya el pavimento hasta alcanzar el nivel
de subrasante; la del núcleo o levante la que apoya sobre el suelo de cimentación cuando este
es firme o suficientemente resistente para soportar adecuadamente las presiones del terraplén;
en el caso que el suelo de cimentación sea débil, se construirá una tercera zona: el cimiento
con material rocoso bueno o excelente como relleno.
El pavimento es la estructura encargada de asegurar el tránsito vehicular satisfactoriamente en
toda época del año y durante todo el período de diseño, independientemente de las
condiciones de humedad existentes en la explanación. Esta estructura debe ser tal, que los
esfuerzos que sobre ella se generan sean soportados sin deformaciones apreciables en las
diferentes capas de materiales utilizados en su construcción y las tensiones que se transmitan
a la explanación (terraplén), sean inferiores a su capacidad soportante, no originando
deformaciones apreciables.
La superficie de cualquier pavimento debe estar conformada por un material que resista los
esfuerzos generados por la acción directa de los neumáticos de los vehículos, sin desintegrarse
y desplazarse, así como mantener un elevado coeficiente de fricción para evitar deslizamiento
o patinaje al circular los vehículos.
El pavimento es la parte más costosa de la carretera, en condiciones normales el costo de su
construcción es del orden del 40 al 60 % del costo total de la vía; por todo lo antes planteado la
selección del tipo y dimensiones de la estructura del pavimento debe recibir especial atención,
2
Anexos I
para elegir una que asegure la resistencia adecuada y necesaria, pero a la vez que posea el
menor costo de construcción.
Para lograr menores costos en la construcción de las carreteras debe hacerse un uso máximo
de los suelos locales, compensando al máximo posible y cuando se justifique técnica,
económica y ambientalmente deben usarse las técnicas de estabilización o de mejoramiento
de suelos que más se ajusten al caso específico; las capas de los materiales más resistentes
(que generalmente son los más caros) deben poseer el menor espesor posible y el espesor
total de la estructura del pavimento debe ser el suficiente y necesario para cumplir con la
función designada.
El planeamiento de la estructura de un pavimento consta de dos etapas iniciales consecutivas;
las etapas de análisis y la de diseño, las cuales deben estar íntimamente interrelacionadas. En
este proceso deben generarse distintas variantes de estructuras de pavimentos con diferentes
espesores y materiales, para escoger la óptima desde los puntos de vista técnico y económico
(generalmente la de mínimo costo), para finalmente proceder a la construcción eficaz del
mismo.
Exigencias Funcionales, Estructurales y Ambientales a cumplir por los Pavimentos:
- Exigencias funcionales:
1. Poseer adecuada textura superficial que evite el patinaje (garantizando la seguridad de
circulación necesaria).
2. Tener adecuada regularidad superficial, tanto transversal como longitudinal (comodidad y
seguridad en el tránsito vehicular).
3. Poseer propiedades de reflexión nocturna adecuada (visibilidad).
4. Asegurar un drenaje superficial rápido, evacuando la película de agua existente sobre el
mismo rápidamente (seguridad vial).
5. Debe ser durable y económico.
6. Apariencia agradable y color adecuado
- Exigencias Estructurales:
1. Resistente a la acción de las cargas impuestas por el tránsito y ante los agentes del
intemperismo
2. Resistente al desgaste producido por el efecto abrasivo de la circulación de los vehículos
3
Anexos I
3. Que no se produzca el fallo por fatiga de los materiales componentes antes de la
conclusión del período de diseño
- Exigencias Ambientales:
1. El nivel de ruido producido por la rodadura del tránsito debe ser bajo, para no afectar a los
habitantes de las ciudades y a los propios conductores de los vehículos (afectando la
biodiversidad de la zona).
2. Las técnicas que se empleen en su construcción deben minimizar los impactos
ambientales.
Tipos de Estructuras de los Pavimentos. Según su comportamiento existen dos tipos básicos y
uno intermedio:
1. Flexibles.
2. Rígidos.
3. Semirrígidos
2.2. Pavimentos Flexibles
Son aquellos pavimentos que tienen la capacidad de adaptación a pequeños asentamientos
diferenciales que pueden experimentarse, sin que se agriete y se comprometa su integridad
estructural y la capacidad de transmisión de las cargas impuestas por el tránsito.
Características principales de los Pavimentos Flexibles:
1. Está compuesto por tres capas diferentes: capa superficial, de base y de subbase.
2. La calidad de los materiales componentes de cada capa es decreciente en la profundidad,
acorde con la distribución normal de tensiones verticales y las tangenciales que impone el
tráfico.
3. La capacidad estructural de los pavimentos flexibles dependerá de la capacidad de
distribución de las cargas en cada capa componente y de la capacidad resistente o
portante de la subrasante, especialmente de su CBR de diseño.
2.2.1. Subbases, bases y capas de superficie
Capa de Subbase:
Es la capa de la estructura del pavimento flexible inmediatamente debajo de la capa de base y
que apoya sobre la subrasante; su función es transmitir las cargas desde la base hasta la
4
Anexos I
subrasante o capa de coronación. Generalmente está compuesta por suelos granulares
seleccionados obtenidos de préstamos o bancos de materiales (libre de terrones de arcilla,
materia orgánica o de cualquier otro material perjudicial inestable y poco resistente), poseer
baja plasticidad y ser resistente a la humedad (preferiblemente suelos A–1 hasta los A–3,
según la clasificación de la AASHTO o H.R.B) los que deben ser debidamente compactados,
pudiendo también ser algún material estabilizado con otro suelo, con cemento, con cal, con
materiales asfálticos u otras sustancias químicas. Su empleo contribuye a la disminución del
costo total de la estructura del pavimento al tener la posibilidad de reducir el espesor de la
capa de base, sin embargo puede omitirse si los suelos hasta el nivel de la subrasante son de
alta calidad.
Capa de Base:
Es la capa que se coloca sobre la sub-base y debajo de la capa de superficie del pavimento y
su función es de resistir y transmitir adecuadamente los esfuerzos originados por el tránsito
vehicular hacia la capa de subbase y resistir apropiadamente los procedentes de dicha capa
superficial. Es una capa generalmente conformada por materiales pétreos triturados de alto
poder soportante unidos por aglomerantes asfálticos o hidráulicamente, suelos rocosos
excelentes como material de relleno según clasificación de la AASHTO o HRB; la base pétrea
de granulometría continua producida industrialmente en canteras y bases estabilizadas con
cemento (Portland), con asfalto, con cal hidratada u otras sustancias químicas.
Capa de Superficie:
Es la capa que está en contacto directo con los neumáticos o ruedas de los vehículos y por lo
tanto sometida a grandes tensiones verticales y tangenciales, por lo que debe ser la de mayor
resistencia y calidad, como es la más cara debe ser la de menor espesor. Esta capa de
superficie debe ser capaz de resistir los esfuerzos normales y tangenciales, transmitiéndolos a
la capa inferior de base, sirviendo además para impedir la penetración del agua pluvial al resto
de la estructura del pavimento. Generalmente está conformada por dos capas:
- Capa de rodadura o desgaste, de pequeño espesor, conformada generalmente por Hormigón
Asfáltico Caliente (HAC) denso (espesor entre 3 y 5 cm) elaborado con áridos del tamaño del
granito.
- Capa Intermedia, de mayor espesor (generalmente entre 5 y 7 cm) compuesta también por
Hormigón Asfáltico Caliente (H.A.C.), pero con áridos más gruesos (H.A.C. Semidenso)
como la gravilla fina o la gruesa.
5
Anexos I
2.2.1.1. Tipos de materiales para subbases y bases
En este tema se profundizará en el conocimiento de los diferentes materiales artificiales y
naturales empleados en la construcción de los pavimentos flexibles; su forma de obtención, así
como aquellos requisitos que deben cumplir.
Materiales para las Bases de los Pavimentos Flexibles:
1. Para la Base Telford: rajón y/o rajoncillo acomodado a mano.
2. Macadam asfáltico: la macadam y el cemento asfáltico.
3. Para la base pétrea de granulometría continua: rocas trituradas de graduación controlada
(continua) obtenida artificialmente en Canteras.
4. Suelos granulares naturales seleccionados (A-1-a, A-1-b; A-2 y A-3).
5. Suelos estabilizados sin o con aditivos (suelo-suelo; suelo-cemento; suelo-cal; sueloasfalto, suelo-aditivos químicos).
Para Subbases:
1. Suelos locales de excelente o buena calidad como material de relleno (según clasificación
de la AASHTTO, desde los A-1 hasta los A-3 o granulares).
2. Suelos estabilizados o mejorados, en caso necesario.
Funciones de las capas de base y subbase:
1- Amortiguar o reducir los cambios de volumen (expansión y contracción) debajo de la
estructura del pavimento, que puedan resultar perjudiciales.
2- Romper el efecto de ascensión por capilaridad para evitar saturación de las capas de
suelos empleados como material de relleno.
3- Aumentar y asegurar la capacidad estructural del pavimento.
4- Resistir y distribuir adecuadamente las cargas a la capa inferior.
5- Prevenir o evitar la surgencia (“pumping”) debajo de la losa de los pavimentos rígidos, al
existir juntas.
6- Asegurar la requerida uniformidad y permitir las contracciones y dilataciones de la losa por
efecto de los cambios de temperatura.
7- Facilidad constructiva.
6
Anexos I
2.2.2. Técnicas de estabilización de suelos empleados en
subbases y bases
2.2.2.1. Introducción
La estabilización de suelo es un proceso cuyo objetivo es mantener o mejorar el
comportamiento del suelo como material de construcción para su empleo en los pavimentos de
las carreteras mediante la mezcla con otro u otros suelos (estabilización suelo–suelo o
estabilización mecánica) o mediante el empleo de diferentes tipos de aditivos químicos
orgánicos o inorgánicos que se mezclan adecuadamente. Según su acción sobre los suelos,
estos aditivos se pueden clasificar en:
1. Cementantes.
2. Modificadores.
3. Impermeabilizantes.
4. Retenedores de humedad.
Los aditivos comúnmente utilizados son: el cemento Portland, la Cal Hidratada y algunos tipos
de materiales asfálticos.
La estabilización de los suelos en general es una solución eminentemente económica, ya que
el objetivo fundamental a lograr es elevar la calidad de los materiales locales para no tener que
emplear otros muy distantes y por lo tanto antieconómicos. Los tipos de estabilización de
suelos están en dependencia del aditivo usado para mejorar el comportamiento de un suelo
dado; así por ejemplo, la estabilización mediante la mezcla de dos o más suelos (uno fino con
otro grueso) para obtener uno resultante con buena calidad, la estabilización con cemento, con
cal, con asfalto o con otras sustancias químicas.
Las propiedades de los suelos que se logran mejorar o modificar con las estabilizaciones son:
- Estabilidad volumétrica: Los tratamientos químicos son útiles para las arcillas ubicadas
cerca de la superficie del terreno, en tanto los tratamientos térmicos se aplican a las arcillas
más profundas, modificándose en ambos casos la estabilidad de estos suelos finos ante los
cambios de humedad, volviéndolos más estables.
- Resistencia: Para mejorar la resistencia a cortante y a compresión simple se utiliza la
estabilización suelo – suelo mediante una adecuada compactación, así como empleando la
estabilización con cemento, cal o con otros aditivos químicos.
7
Anexos I
- Permeabilidad: Los métodos de estabilización que se utilizan para mejorar esta propiedad
son la compactación de suelos y la inyección de aditivos químicos.
- Comprensibilidad: Todos los métodos de estabilización tienen influencia en esta propiedad,
pero es la compactación la que más influye en la mejora de esta propiedad.
- Durabilidad: La estabilización mecánica es la más importante, pero las estabilizaciones con
cemento, cal y asfalto han demostrado ser efectivas.
Tabla 1. Problemas típicos y posibilidades de estabilización algunos suelos (Rico y Del
Castillo, 2003)
Tipo de suelo
Problema y medios de estabilización
Suelos arenosos
Cuando la granulometría es uniforme conviene la
estabilización con mezcla de otros suelos. Las arenas
limpias pueden mejorar sus características con
cemento o asfalto.
Suelos limosos con algo de arcilla
El único tratamiento económico al que son susceptibles
es a la compactación
Suelos limosos con muy poca o
ninguna arcilla
No existen tratamientos económicos.
Suelos arcillosos agrietados
Responden a la estabilización con cal
Suelos arcillosos no agrietados y
de textura abierta
Responden muy bien a la compactación
Arcillas suaves
Susceptibles a la estabilización con cal
Tabla 2. Respuesta de algunos minerales típicos a los métodos de estabilización (Rico y
Del Castillo, 2003)
Mineral o componente Estabilización
del suelo
recomendable
Arenas
Finalidad
Mezcla con materiales
finos no plásticos
Estabilidad mecánica
Cemento
Incrementa la resistencia
Asfaltos
Aumenta la cohesión
Limos
Ningún método es efectivo
Alófanos
Cal o mezcla de cal y yeso Incrementar resistencia
Caolín
--------
Arena
Estabilidad mecánica
Cemento
Incrementar resistencia a corto plazo
Cal
Mejorar la trabajabilidad y adquirir
8
Anexos I
resistencia a largo plazo
Cemento
Incrementar resistencia a corto plazo
Cal
Mejorar la trabajabilidad y adquirir
resistencia a largo plazo
Cal
Mejorar la trabajabilidad y adquirir
resistencia a largo plazo
Ilita
Montmorilonita
2.2.2.2. Tipos de estabilización de suelos
Dentro de las estabilizaciones más utilizadas se encuentran:

Estabilización Mecánica o Suelo–Suelo

Estabilización Mecánica o Suelo–Cal

Estabilización Mecánica o Suelo–Cemento

Estabilización Mecánica o Suelo–Asfalto
Otras estabilizaciones:

Estabilizaciones Químicas y Electroquímicas

Estabilizaciones Físicas
2.2.2.2.1. Tecnología de Estabilización Mecánica o Suelo–Suelo
La estabilización Suelo–Suelo es uno de los medios más económicos, sencillos y de gran
campo de aplicación para la estabilización de suelos en la construcción de los terraplenes de
carreteras, caminos vecinales, agrícolas y otros.
En función de los objetivos que se persigan y de los medios y condiciones generales con que
se cuente en una situación dada, se pueden utilizar distintos métodos o procedimientos para
determinar la proporción en la que resultaría más conveniente mezclar dos o más suelos. Se
han estudiado y aplicado métodos de carácter experimental y métodos gráficos que se basan
en la composición granulométrica de los suelos. Dentro de los métodos gráficos tenemos: el
método del Nomograma.
Método del Nomograma
Este es un método recomendable para definir la proporción en que deben mezclarse
convenientemente dos suelos, que de manera independiente no poseen la granulometría
deseada, y que mezclándolos pudiera lograrse o al menos acercarse más a ella. Para aplicar
este método se requieren como datos la granulometría de cada uno de los suelos. La
9
Anexos I
granulometría deseada pudiera ser una especificación granulométrica dada o simplemente una
que se seleccione en función de las propiedades deseadas. Este método resulta un
procedimiento “transparente” que permite ir observando el resultado de manera progresiva.
Además, la lectura de los resultados es mucho más fácil, sobre todo la determinación de los
por cientos pasados por cada tamiz del material resultante de la combinación.
El procedimiento se basa, en esencia, en ir definiendo gráficamente el intervalo de
proporciones en que pudieran mezclarse los dos suelos para que la mezcla resultante posea el
por ciento que pasa por cada tamiz, que se ha establecido previamente como “deseada”. Para
ello se construye un cuadrado, cuyos lados verticales se gradúan en % pasado (de manera
ascendente de 0 a 100). Los lados horizontales (también graduados en %) representan la
proporción en que se pudieran combinar los áridos involucrados en el análisis, por lo tanto, los
valores para cada combinación deben sumar 100 %, por ejemplo 30 % de un suelo y 70 % del
otro, 40 % de uno y 60 % del otro, etc.
La definición de a cuál suelo corresponde cada una de las escalas que forman el cuadrado es
esencial y un error en ello arruina totalmente los resultados del procedimiento. Una manera
recomendable es ubicar primeramente los suelos a combinar en las escalas horizontales, en
una posición que puede ser cualquiera (en la escala superior uno y en la inferior el otro).
Desde luego, si ubicamos cualquiera de los suelos en la escala inferior de izquierda a derecha
(de 0 a 100 %), el otro deberá estar en la escala superior graduado de derecha a izquierda, de
manera tal que cualquier vertical que tracemos defina porcentajes que se complementen
(sumados den 100 %).
En la siguiente tabla se muestran los datos para explicar un ejemplo.
Tabla 3. Datos del ejemplo
TAMIZ
(mm)
25,4
19,1
9,52
4,76
2,38
% Pasa
Suelo A
100
100
90
50
0
% Pasa
Suelo B
100
50
10
0
0
% Pasa
Deseado
100
60-80
25-50
15-30
0
10
Anexos I
Gráfico 1: Ejemplo de Nomograma
Tabla 4. Resultados de la mezcla obtenida
TAMIZ
(mm)
25,4
19,1
9,52
4,76
2,38
% Pasa Mezcla
( %A + %B)
100
100
90
50
0
% que pasa
deseado
100
60-80
25-50
15-30
0
Técnica constructiva.
1. El procedimiento a cumplir es el que seguidamente se plantea, una vez efectuado
previamente el acopio de los materiales de aportación tales como: gravas, arenas, arcillas,
según corresponda, en una zona aledaña.
2. Perfilado de la corona del tramo de terraplén a estabilizar.
3. Escarificación de la superficie.
11
Anexos I
4. Transporte, colocación y extendido del suelo-suelo en capas de espesor uniforme en seco,
según proporciones de diseño y comprobación de las características de la mezcla
resultante.
5. Humedecimiento de la mezcla con riego de agua.
6. Compactación adecuada según se especifique.
7. Perfilado final de la capa de suelo-suelo.
La ejecución de las distintas operaciones antes relacionadas se realiza mecanizadamente lo
cual permite que el tiempo y costo de la construcción sea reducido.
Un suelo arenoso (material granular) puede mezclarse sin ningún tratamiento previo; el suelo
cohesivo (arcilla), es preciso que esté debidamente pulverizado en seco, para que la mezcla
resultante sea homogénea.
Preparación y mezcla de los materiales.
Esta puede hacerse de diferentes formas:
1. In situ, con o sin máquinas especiales.
2. Con Instalación Móvil.
3. Con Instalación Fija.
Todo ello depende de los recursos disponibles.
El proceso constructivo tiene como objetivo fundamental alcanzar una mezcla íntima y
homogénea entre los dos o tres suelos componentes, para compactarlos hasta su máxima
densidad de acuerdo con el equipo de compactación disponible.
Control de la Calidad de la Estabilización Suelo - Suelo en Obra.
El control que se requiere realizar en obra incluye el control de las características de la mezcla
y el control de la compactación en el tramo tratado. El control de la calidad de la mezcla
consiste en el control de las proporciones a cumplir por los diferentes suelos, de la
granulometría, la humedad, la densidad seca en el campo para comprobar si la misma es
mayor que la mínima exigida en el diseño, la relación densidad – humedad y los límites de
consistencia. En esencia controlar que el suelo o mezcla resultante esté bien confeccionada y
correctamente compactada para su empleo como capa de subbase o base de los pavimentos.
12
Anexos I
2.2.2.2.2. Tecnología de Estabilización con Cal o Suelo–Cal
La técnica de ejecución de la Estabilización de Suelos con Cal (Suelo–Cal) consiste en el
mejoramiento o modificación de determinadas propiedades de los suelos finos, (limosos y
arcillosos), mediante la adición de la cal hidratada.
En el mundo existen máquinas especialmente diseñadas para realizar tales trabajos como la
mezcladora–pulverizadora (foto 1), pero se pueden utilizar una Grada de discos la cual es
tirada por un Tractor sobre neumáticos. Las estabilizadoras modernas son muy sofisticadas,
generalmente muy pensantes y con elevados rendimientos, que permiten operar a diferentes
profundidades, tal como se puede apreciar en la siguiente foto.
Foto 1. Máquinas estabilizadoras (mezcladora-pulverizadora) de suelos
Generalmente este equipo no es limitante en este proceso constructivo, pues desarrolla altos
rendimientos, superiores a las de las restantes máquinas que conforman la cuadrilla.
En la actualidad no existe ningún método de diseño de las mezclas para establecer el
contenido de cal, los criterios utilizados por los proyectistas quedan sujetos a su propia
experiencia y pruebas de laboratorios con diferentes porcentajes de cal.
La siguiente tabla muestra los contenidos de cal que son usuales para diferentes tipos de
suelos.
Tabla 5. Contenidos usuales de cal hidratada en diferentes tipos de suelos (Rico y Del
Castillo, 2003)
Tipo de suelo
Pre-tratamiento (%)
Roca triturada
Gravas arcillosas
graduadas
bien
Estabilizaciones definitivas (%)
2–4
No recomendada
1–3
3
13
Anexos I
Arenas
No recomendada
No recomendada
Arcilla arenosa
No recomendada
5
Arcilla limosa
1–3
2–4
Arcilla plástica
1–3
3–8
Arcilla muy plástica
1–3
3–8
No recomendada
No recomendada
Suelos orgánicos
(*) Solo recomendable si tiene finos plásticos
(**) Conviene la cal con vistas a estabilización con asfalto, pues mejora la adherencia.
Control de la Calidad de la Estabilización en Obra del Suelo–Cal.
a.) Los aspectos objetos de control serán:
- La cantidad de cal a utilizar.
- El grado de pulverización del suelo.
- La uniformidad de distribución de la cal hidratada.
- El contenido de humedad de la mezcla.
El valor de densidad seca que se alcanza en obra en cada capa del tramo tratado debe
superar o al menos ser igual a la mínima exigida, es decir:
 d k ≥  d mín.
En ambos casos previos a la ejecución debe hacerse un Terraplén de Pruebas que permita
evaluar en el campo el número de pases, el espesor de capa adecuado y las densidades
secas que se alcanzan con los compactadores disponibles, para garantizar así la correcta
calidad de ejecución.
2.2.2.2.3. Tecnología de Estabilización con Cemento Portland o
Suelo–Cemento
Para estabilizar bases y subbases con suelo-cemento con la calidad requerida, hay que lograr
una mezcla íntima del suelo pulverizado con la cantidad de Cemento Portland determinada en
el diseño de dicha mezcla, con una humedad tal que se alcance la máxima densidad seca, es
decir, lograr una eficiente compactación de la mezcla de suelo-cemento.
Puede decirse que no existe actualmente un criterio específico y confiable para diseñar las
mezclas de suelo-cemento en particular en lo referido al contenido de cemento y que los
criterios en los que se auxilian los proyectistas quedan sujetos a su propia experiencia e
interpretación; para muchos, la inspección visual combinada con criterios ingenieriles y del tipo
14
Anexos I
económico, sigue siendo un elemento importante en el momento de estimar el contenido de
cemento. Seguidamente se muestra una tabla que servirá de guía para la elección de los
porcentajes de cemento que suelen requerir distintos tipos de suelos.
Tabla 6. Contenidos típicos de cemento para varios tipos de suelos (Rico y Del Castillo,
2003)
Tipos de Suelos
Material triturado de roca
% de cemento, en peso
0,5 – 2*
Gravas areno-arcillosas bien graduadas
2–4
Arenas bien graduadas
2–4
Arenas uniformes
4 – 6**
Arcilla arenosa
4–6
Arcilla limosa
6–8
Arcilla
8 – 12
Arcilla muy activa
12 – 15***
Suelos orgánicos
10 – 15****
NOTAS:
(*) El cemento se usa sobre todo para dar trabajabilidad, reducir la sensibilidad del suelo al
contenido de agua de compactación y para evitar deformaciones bajo el transito del equipo de
construcción.
(**) La compactación suele volverse muy difícil y hay riesgo de segregación del cemento.
(***) El mezclado puede ser muy difícil y un tratamiento con cal, suele ser de gran ayuda.
(****) Puede ser de gran ayuda un pre-tratamiento con cal o con 2 % de cloruro de calcio.
Para cumplir con el propósito u objetivo antes expresado debe cumplimentarse las siguientes
secuencias o técnicas constructivas:
Técnica Constructiva para la Estabilización de Suelos con Cemento “In Situ”
Esta posee dos etapas generales:
I. Preparación inicial.
II. Ejecución o procesamiento de la mezcla.
15
Anexos I
Estas etapas contemplan la realización de las operaciones siguientes:
I.
Preparación Inicial:
1- Revisión previa.
2- Perfilado del terraplén hasta subrasante o de la superficie (subbase o base a tratar).
3- Escarificación y pre-humedecimiento del suelo si se requiere.
II. Proceso de Ejecución de la Mezcla:
1. Distribución del cemento Portland en el área o faja a estabilizar (kg/m2) en tramos de 250450 m de longitud.
2. Realización de la mezcla suelo-cemento en seco (suelo pulverizado).
3. Aplicación del agua y mezclado en húmedo del suelo-cemento.
4. Compactación a máxima densidad o la especificada en el proyecto..
5. Perfilado final de la superficie de la capa.
6. Curado.
7. Protección al tráfico de la capa de suelo-cemento terminada.
8. Control de la calidad de los trabajos.
I.
Preparación Inicial:
1- Revisión previa de los siguientes aspectos:
- Debe efectuarse una revisión del área o faja de trabajo para detectar áreas flojas o
inestables (“sapos”) en el terraplén, para en caso de que existan, acometer la eliminación
correspondiente, reconstruyendo la zona afectada con material selecto o
granular
adecuadamente compactado.
- Establecer las áreas para la recepción y manipulación del cemento, así con las medidas o
adoptar para lograr la correcta distribución del agua (extracción y almacenaje y transporte)
y del cemento (transporte y almacenamiento).
- Precisar la maquinaria y fuerza de trabajo realmente disponible para acometer los trabajos
(según parque de equipos y plantilla de trabajadores).
- Comprobar el buen funcionamiento del sistema de drenaje del tramo o área a estabilizar.
Hecho todo lo anterior se acometerá los pasos siguientes:
1. Perfilado de la subrasante o capa de coronación del terraplén, a la que se le estabilizará la
capa de subbase o base que garantice los niveles definidos en el proyecto.
16
Anexos I
2. Escarificación con la motoniveladora de la superficie a tratar. Se realizará a profundidades
entre 5 y 10 cm, deben eliminarse fragmentos de rocas con tamaño máximo superior a
80 mm.
3. Pulverización con la máquina de la capa a estabilizar y pre-humedecimiento si fuese
necesario:
Se realiza con el Equipo Mezclador–Pulverizador, debiendo tener presente que los suelos
limosos y arcillosos necesitan ser pulverizados para favorecer el mezclado; esta operación se
dificulta si estos suelos están demasiado secos o demasiado húmedos, por lo que a veces el
pre-humedecimiento de suelos muy secos disminuye los esfuerzos necesarios para
pulverizarlos.
II. Procesamiento o ejecución de la mezcla Suelo–Cemento:
1- Distribución del Cemento.
Antes de acometer este paso es necesario subdividir el área o faja a tratar en tramos de 250–
450 m, acorde con el rendimiento del equipo mezclador–pulverizador, que permita ejecutar el
trabajo en el tiempo recomendado y con la requerida calidad. La distribución se puede ejecutar
de dos maneras principales:
a) De manera manual: Se procede a realizar la distribución del cemento de manera manual
colocando los sacos de cemento de manera tal de asegurar la dosificación en peso calculada.
b) Mecanizadamente:
Se puede realizar:
- Acoplando un Esparcidor–Dosificador a la culata de la cama de un Camión de Volteo (foto
2), el cual va distribuyendo en obra la dosificación calculada al distribuir el cemento que al
rodar por la cama cae dentro del esparcidor y se deposita en el suelo mediante unas barras
ajustables que se regulan la cantidad de cemento a colocar.
Foto 2. Equipo Esparcidor–Dosificador acoplado a la cama de un Camión de Volteo
17
Anexos I
- Con Pavimentadoras Asfálticas en las que los Camiones de Volteo (foto 3) vierten la
mezcla húmeda de suelo–cemento en la tolva, procediéndose a su colocación uniforme en
obra:
Foto 3. Pavimentadora Asfáltica colocando una mezcla de suelo–cemento
a) Distribución del Cemento en el Suelo de forma manual:
-
Calcular la cantidad de cemento a regar/m2:
Se requiere una distribución uniforme del cemento en el área o faja a estabilizar, para ello debe
calcularse la cantidad exacta de cemento a regar por m2 de capa a ejecutar, para esto se
empleará la expresión siguiente:
2
Peso
del Cemento/m
PesoCement
o / m2

C * d * h
100
Donde:
Peso del Cemento/m2: es el peso en Kg del cemento Portland a esparcir o regar por cada
metro cuadrado de superficie (kg/ m2)
C: Dosis (% cemento) obtenida en el diseño de la mezcla, en por ciento del peso del suelo
seco. Estos dependen del tipo de suelo y se determinan exactamente aplicando los métodos
de diseño como el de la PCA (Asociación del Cemento Portland de los E.U.A.) o mediante la
Técnica Inglesa.
 d : Densidad seca máxima del suelo a tratar, en kg/m
3
h: Espesor de la capa de suelo a tratar, en metros.
A la cantidad calculada por la expresión se le suma o añade un 10 % más para considerar las
pérdidas que provoca la manipulación, el viento, rotores, etc. (es decir se multiplica por 1,10).
18
Anexos I
-
Distribuir uniformemente el cemento en el área:
Una vez calculada la cantidad de cemento a regar en cada m2 se procede a distribuir los sacos
de cemento uniformemente en el área, mediante dos maneras, una manual y otra mecanizada
en base a los recursos disponibles:
Foto 4. Vagón o Carretilla para trasladar el cemento.
a) Manual: dado el caso de no disponer de una Báscula se puede emplear otra manera
exacta de distribuir el cemento uniformemente, en base al área que ocupa o cubre cada
saco de cemento auxiliándose de un marco de madera o metal que posea dicha área; en
este caso se va colocando el marco uniformemente en la banda o carril y en el centro
geométrico se coloca el saco de cemento que se traslada mediante un vagón o carretilla,
formándose hileras. De manera similar el caso anterior se extiende o esparce el cemento
en el otro carril o mitad del área, para que pueda comenzar la siguiente operación.
b) Mecanizadamente: mediante el empleo de un equipo Esparcidor–Dosificador que se acopla
a la culata de la cama de un Camión de Volteo o mediante una Máquina Esparcidora
Dosificadora.
Este segundo método es el más recomendado pues se alcanza una mayor productividad,
lográndose la requerida precisión y una distribución uniforme y exacta de la dosis de cemento
a mezclar según diseño realizado previamente.
Estas operaciones deben realizarse bien temprano en la mañana para evitar que el cemento
se pueda esparcir con el viento evitándose pérdidas y daños al medio ambiente cercano a la
vía, además de lográndose una mayor productividad del trabajo.
19
Anexos I
2. Realización del Mezclado del Suelo con el Cemento en Seco.
Se procede a mezclar ambos materiales en seco, tratando de lograr una distribución uniforme
del cemento en toda la masa de suelo. Este proceso se hace con el Equipo Mezclador–
Pulverizador y en última instancia, aunque no es muy recomendable con la Motoniveladora.
Es importante organizar correctamente el recorrido del equipo que acomete esta operación,
para que no se interfieran en su funcionamiento, efectuando el número de pasadas que
asegure el mezclado íntimo entre los dos materiales, lográndose así la homogeneidad
requerida de la mezcla, sin que se observen “veteados” de cemento en el suelo.
Debe controlarse antes de comenzar, la humedad natural (W nat) del suelo al que se añadirá el
cemento, pues si es muy alta se dificulta el mezclado y si es muy baja, es decir, el suelo posee
una W nat por debajo de la W óptima, por lo que está muy seco pudiendo producirse pérdidas de
cemento por efecto del viento, por lo que debe tratarse de trabajar en un rango de W cercano a
la W óptima pero ligeramente inferior.
3. Riego o Aplicación del Agua y Mezclado en Húmedo.
Una vez concluida la mezcla en seco y controlada la humedad hay que aplicar el riego del
agua usando Camiones Cisternas (“Pipas de Agua”) controlando la velocidad de traslación y
salida del agua mediante la válvula de regulación o añadiendo esta si se emplea una máquina
especializada para estas labores.
Simultáneamente se procede al mezclado del suelo-cemento humedecido con el Equipo
Mezclador–Pulverizador hasta lograr que: “la mezcla suelo–cemento posea un color uniforme,
no observándose zonas secas ni húmedas”. En caso de no existir tal equipo podrá usarse la
Motoniveladora como última opción.
En el mezclado en húmedo se pierde humedad, la cual debe controlarse seguidamente,
tratando de lograr que W nat > W ópt (ligeramente). El Riego o Aplicación del Agua debe durar
menos de 3 horas preferiblemente en las primeras horas de la mañana debe realizarse.
4. Compactación.
Los principios y la técnica de compactación del suelo–cemento son los mismos que rigen la
compactación de suelos ya conocida.
Las mezclas de suelo–cemento deben ser compactadas con el contenido óptimo de humedad
para lograr que:
 dkd ≥  mín
d ,
donde
 dmín = 95 %
del Proctor Modificado.
20
Anexos I
Esta operación debe ejecutarse antes de las 2 horas y debe comenzar inmediatamente
después de concluido el mezclado en húmedo. Desde el momento en que se añade el
cemento en el suelo a estabilizar y de la conclusión de la compactación no debe excederse las
4 horas (algunos autores plantean 6 horas). Previo a la compactación debe haberse realizado
un Terraplén de Pruebas donde se defina el número o cantidad de pasadas (n) y el espesor de
capa (e) requerido, para lograr
 dd máx. Debe controlarse que la W nat del suelo a estabilizar esté
en el rango que garantice siempre que:
 ddk ≥  dmín.
Para efectuar la compactación deben usarse los siguientes tipos de Compactadores, según
tipo de suelo:

Suelos finos, limosos y arcillosos (cohesivos): Compactadores “Pata de Cabra” y Sobre
Neumáticos Autopropulsados.

Suelos Granulares (con poca o ninguna cohesión): Cilindros Vibratorios y Sobre
Neumáticos.
5. Perfilado o Nivelación Final.
Una vez concluida la compactación, la superficie de la base se perfila con la Motoniveladora y
se compacta con Cilindros Tándem de Llantas Lisas para evitar huellas.
6. Curado.
El suelo–cemento compactado y terminado contiene suficiente humedad para garantizar una
adecuada hidratación del cemento, no obstante debe realizarse el curado para retener la
humedad y garantizar lo anteriormente expresado.
Existen varias formas de realizar el Curado:
1. La más simple es regar agua sobre la superficie durante 7 días, no permitiendo el paso de
vehículos sobre el área tratada.
2. Se recubre el área o faja estabilizada con un asfalto fluidificado (cut back) para crear una
cubierta o capa protectora que retenga la humedad.
Generalmente se emplean asfaltos diluidos (cut back) tipos: MC-3 y RC-2 con una dosificación
de 0,7–1,5 litros/m2, antes de aplicarlo debe aplicarse un riego de agua. En caso de permitirse
el tráfico por la carretera debe cubrirse la zona con el riego asfáltico con una capa de arena
para evitar el levantamiento de éste por la acción de los neumáticos de los vehículos de obra.
21
Anexos I
3. Otros Métodos de Curado:
Cubriendo el área con papel resistente al agua; con manta de polietileno; con serrín, heno o
hierba humedecida, es decir, empleando algún método que permita retener la humedad
durante los 7 días que debe durar la fase de curado.
7. Protección de la Capa de Suelo–Cemento terminada.
Antes de permitir al tráfico por el tramo de vía o área estabilizada debe protegerse la misma
con un tratamiento superficial. Para caminos y calles de tránsito ligero generalmente se
resuelve
realizando
un
doble
tratamiento superficial
por
Penetración
Invertida
de
aproximadamente 2–3 cm de espesor.
Control de la Calidad de la Estabilización en Obra.
Un aspecto importante en la ejecución de estos trabajos es efectuar un adecuado Control de la
Calidad. En el caso de Suelo–Cemento los aspectos objetos de control serán:
- Inspección del Terraplén o terraza que será objeto de estabilización, niveles, dimensiones y
resistencia ante las cargas.
- Comprobación del contenido de cemento que se aplica (muy importante).
- Comprobación del grado de pulverización del suelo. Debe comprobarse que el 80 % de la
mezcla pase el tamiz No. 4 y que el 100 % pase el tamiz de 2.54 cm (1″).
- Comprobar el grado de uniformidad de la mezcla.
- Controlar el contenido de humedad de la mezcla antes de compactarse.
- Controlar el valor de
 dkd ≥  dmín.
d
 ddk obtenido en la obra, tratando que siempre se cumpla que:
Donde:
 ddmín.= 95 % del
Ensayo Proctor Modificado.
- Controlar el valor de resistencia a compresión de la mezcla obtenida ante las cargas del
tránsito:
En el caso de terraplenes de carreteras:
qu (7 días) ≥ 2.1 MPa (21 kgf/cm2)
En caso de usarse en el mejoramiento de Explanadas o Terrazas:
qu (7 días) ≥ 1.5 MPa (15 kgf/cm2)
22
Anexos I
Maquinarias a utilizar para ejecutar “in situ” una Estabilización con Suelo–Cemento con
alto grado de mecanización:
En la Preparación Inicial:
- Una Motoniveladora (con rooter o escarificadores) para el perfilado y ruteo.
- Un Equipo Mezclador–Pulverizador para la mezcla en seco.
- Un Camión Pipa de Agua (para pre-humedecimiento sí es necesario).
- Un Camión o Rastra Transportador (Silo) de Cemento a granel o Rastra Plataforma (en
sacos).
En el Proceso de Ejecución de la Mezcla:
- Camiones de Volteo o Rastras Silo Cemento para la transportación de dicho material hasta
la obra.
- Equipo o Máquina especial Esparcidor–Dosificador–Mezclador del suelo con el Cemento en
húmedo
- Pavimentadora Asfáltica para la colocación de la capa de suelo - cemento
- Compactadores (Patas de Cabra, Sobre Neumáticos o Cilindros Vibratorios, según tipo de
suelo) para asegurar la correcta compactación
2.2.2.2.4. Tecnología de la Estabilización con Asfalto o Suelo–Asfalto
Los materiales bituminosos son ampliamente usados como agentes estabilizadores para
muchos suelos y agregados pétreos de textura gruesa. Esencialmente la estabilización con
materiales bituminosos o asfálticos, consiste en el mezclado de un suelo pulverizado con una
cantidad de asfalto diluido (cut back) y agua. La función del agua es facilitar el mezclado del
suelo con el asfalto, sirviendo como lubricante y agente portador del asfalto.
El proyectista tiene libertad para actuar de acuerdo a su experiencia, puesto que no existe
ninguna metodología establecida para el diseño de las mezclas. La selección del tipo y
contenido de asfalto debe de hacerse con pruebas de laboratorios que determinen y comparen
características de resistencia y estabilidad.
Existen tres tipos generales de estabilización con materiales asfálticos:
I. Arena – asfalto.
II. Suelo fino – asfalto.
III. Grava – arena – asfalto.
23
Anexos I
Los objetivos que se persiguen con el tratamiento son los siguientes:

Proveer la necesaria cohesión al suelo natural disponible.

Aumento de su cohesión.

Protección contra el aumento del contenido de agua en los suelos de grano fino.

Aumentar la durabilidad.

Disminuir los límites de consistencia o de Attemberg.
Estabilización Arena – Asfalto
La estabilización de arenas con asalto es una de las más usadas, ya que con el uso de
ligantes asfálticos adecuados y métodos constructivos correctos, se pueden alcanzar valores
de resistencia y durabilidad adecuados para la construcción de subbases y hasta de bases en
carreteras con alta calidad.
Suelo fino – Asfalto
Este tipo de estabilización es concebida como un material de calidad intermedia y es usado
principalmente, en carreteras secundarias con solo un tratamiento superficial como
revestimiento.
Grava – Arena – Asfalto
Cuando son construidas satisfactoriamente son resistentes y con una calidad de intermedia a
buena. Se usan en carreteras secundarias y carreteras locales donde la economía es lo
primordial.
El material asfáltico que se emplea para mejorar un suelo puede ser el cemento asfáltico o
bien las emulsiones asfálticas, el primero es el residuo último de la destilación del petróleo.
Para eliminarle los solventes volátiles y los aceites para ser mezclado con material pétreo
deberá calentarse a temperaturas que varían de 140 °C a 160 °C. En estas estabilizaciones las
emulsiones asfálticas son las más usadas ya que este tipo de producto si puede emplearse
con materiales pétreos húmedos y no se necesitan altas temperaturas para hacerlo laborable,
ya que el asfalto se encuentra en suspensión con el agua, además se emplea un emulsificante
que puede ser el sodio o el cloro, para darle una cierta carga a las partículas y con ello evitar
que se unan dentro de la emulsión; cuando se emplea el sodio se tiene lo que se conoce como
emulsión aniónica con carga negativa y las que tienen cloro son las emulsiones catiónicas que
presentan una carga positiva, siendo estas últimas las que presentan una mejor resistencia a
la humedad que contienen los materiales pétreos.
24
Anexos I
Este tipo de aglutinantes puede usarse casi con cualquier tipo de material aunque por
economía se recomienda se emplee en suelos gruesos o en materiales triturados que no
presenten un alto índice de plasticidad; puede usarse también con las arcillas pero solo le
procura impermeabilidad, resultando un método muy costoso, además con otros productos se
logra mayor eficiencia y menor costo para los suelos plásticos. Es importante que el material
pétreo que se va a mejorar, presente cierta rugosidad para que exista un anclaje adecuado con
la película asfáltica, situación que se agrava si el material pétreo no es afín con el producto
asfáltico. Algunos productos asfálticos contienen agua y si esto no se toma en cuenta se
pueden presentar problemas muy serios en el momento de compactar, la prueba que más
comúnmente se emplea en el laboratorio para determinar el porcentaje adecuado de asfalto a
utilizar se conoce como "prueba del Valor del Soporte Florida Modificada" y el procedimiento
consiste en elaborar especímenes que presentan cierta humedad usando diferentes
porcentajes de asfalto, se compactan con carga estática de 11.340 Kg (a una presión de
140 Kg/cm²), después se pesan y se ponen a curar en un horno a una temperatura de 60 °C,
pasado cierto tiempo se extraen y se penetran hasta la falla o bien hasta que tengan una
profundidad de 6.35 mm registrándose la carga máxima en Kg, se efectúa una gráfica para
obtener el porcentaje óptimo de emulsión y se recomienda que el material por mejorar
presente un equivalente de arena mayor de 40 % y el porcentaje de emulsión varíe en un
porcentaje de 1.
El procedimiento constructivo se desarrolla de la manera siguiente: la capa a mejorar ya tiene
que estar completamente terminada. No se recomienda hacer la estabilización con mucho
viento y menos de 5 °C o cuando esté lloviendo.
La secuencia constructiva de una capa de suelo–asfalto comprende los siguientes pasos:
1. Pulverización del suelo.
2. Adición del agua necesaria para un mezclado apropiado.
3. Adición del producto asfáltico y mezcla con el suelo.
4. Aeración, para llegar a un contenido de solventes volátiles apropiado para la
compactación.
5. Compactación.
6. Acabado.
7. Aeración y curado.
25
Anexos I
De las secuencias de operaciones anteriores, el mezclado y la etapa de reducción de
solventes volátiles suelen ser las más delicadas. En suelos arcillosos, puede convenir durante
el mezclado un contenido alto de solventes, pues favorecen una buena compactación.
Control de la Calidad
Para comprobar el contenido de asfalto a utilizar el procedimiento es el siguiente:
Los Camiones Cisterna Regadoras de Asfalto (foto 5) están provistos de una barra de riego,
para fijar la altura de riego se procede a abrir los orificios pares y regar el asfalto de forma tal
que se solapen los conos, se cierran y se abren los impares realizándose la misma operación.
A medida que se va regando, la altura de la barra varia, producto de que el camión va
perdiendo peso, lo que se hace es no vaciar completamente la cisterna y volverla a llenar. Una
vez hecho esto se comenzará a regar sobre una bandeja que tenga una dimensión de 1 m2 y a
una velocidad determinada del camión cisterna.
Después de pasar el camión se pesa la bandeja para comprobar si tiene la cantidad de asfalto
especificado por m2 de superficie, de no ser así se variara la velocidad del camión para que
vierta más o menos líquido, o se regulará la abertura de las boquillas.
Como el camión no puede comenzar a regar con la velocidad determinada anteriormente, es
bueno que se coloquen al principio y al final del riego papeles o mantas plásticas para que en
ese espacio el camión alcance la velocidad fijada, de forma que cuando riegue sobre el
material esta velocidad sea uniforme y se logra que caiga la cantidad de asfalto/m2 de diseño.
La uniformidad de la mezcla suelo–asfalto puede controlarse de forma visual, procurando
observar si su color es uniforme, lo cual indicará que se ha obtenido un mezclado satisfactorio.
La comprobación de la densidad final es un paso importantísimo en el control de la obra, esta
densidad debe ser de 90 a 95 % de la densidad obtenida en el laboratorio en el ensayo del
Proctor Modificado.
26
Anexos I
Foto 5. Camiones Cisternas Regadoras de Asfalto.
2.2.2.2.5. Otros métodos o tecnologías tradicionales de estabilización
de suelos
Existen otros métodos de estabilización de suelos que no han sido específicamente tratados
en este libro, los hay de naturaleza química y física. A continuación se tratarán someramente
algunos de éstos, ya que su utilización es menos frecuente.
2.2.2.2.5.1. Estabilización química y electroquímica
Los estabilizantes químicos a añadir al suelo pueden ser de naturaleza inorgánica y orgánica.
Los primeros pueden estar afectados por menos problemas de patentes y otras restricciones
comerciales y todavía pueden subdividirse en estabilizantes de tipo ácido, de tipo neutral y de
tipo alcalino. El primero y el tercero de estos grupos actúan atacando químicamente los
componentes del suelo, especialmente los minerales de arcilla, produciéndose en la reacción
nuevos compuestos de naturaleza cementante. Los estabilizantes neutros principalmente
alteran las propiedades físicas del suelo, como el peso volumétrico.
Seguidamente se pasará una breve revista a algunos de los estabilizantes de tipo químico más
usualmente empleados:
a) Ácido Fosfórico y los Fosfatos
La estabilización con estos productos está en gran parte en etapa experimental y es probable
que nunca pase de ella, puesto que lo hasta ahora investigado indica que estos productos han
de entrar en porcentajes similares a los que se requieren de cemento y de cal y su peso es
varias veces más grande.
27
Anexos I
Parece ser que la ventaja más importante de estos estabilizantes está en los buenos
resultados que se obtienen con las cloritas, ante las que el cemento y la cal rinden resultados
más erráticos. También se ha dicho que el ácido fosfórico tiene una considerable y benéfica
acción en el peso volumétrico seco de mezcla a que se llega. Las ventajas anteriores parecen
señalar a este tipo de estabilizante una particular ventaja en los suelos jóvenes de origen
volcánico.
Los estabilizantes fosfóricos limitan su acción a suelos ácidos y no son efectivos en los
alcalinos, en los limos, ni en las arenas. Esto se debe a que el ácido fosfórico debe atacar a las
partículas arcillosas para captar el aluminio y precipitar un fosfato hidratado de aluminio. Otra
dificultad de estos estabilizantes está en su manipulación que es difícil aunque en general no
son sustancias tóxicas.
b) El Cloruro de Sodio (sal común)
En Cuba frecuentemente se ha utilizado el cloruro de sodio (generalmente contenida en el
agua del mar) por su condición de isla estrecha y larga, siendo un estabilizante de acción no
muy duradera, pero muy económico, permitiendo tratar la superficie de los terraplenes para
evitar la formación de nubes de polvo o polvaredas.
El cloruro de sodio es efectivo en todos los suelos, aunque mucho menos en los que contienen
materia orgánica que por supuesto no son utilizables en la construcción de explanaciones. Su
efecto estriba en producir reacciones coloidales y en alterar las características del agua
contenida en el suelo. Normalmente actúa como floculante y desde este punto de vista suele
ayudar a la compactación.
Un uso particular pero prometedor de la sal común es la disminución de la permeabilidad que
produce en muchas arcillas, lo que la hace útil para tratar a las arcillas expansivas. La sal
también beneficia la resistencia del suelo, así como el comportamiento de los suelos ante la
congelación.
La principal desventaja de estos tratamientos es que la sal es muy soluble y por lo tanto,
fácilmente lavada, por esto se le adjudicó al principio la calificación de no durable.
c) Sulfatos de Calcio (Yeso) y Cloruro de Calcio (ClCa)
El efecto de estas sustancias, sus ventajas y desventajas son muy similares a las del cloruro
de sodio, pero es común que su efecto en la compactación sea mucho menos marcado, así
como su efecto sobre la permeabilidad, a la que a veces hacen aumentar, con lo que se
aumenta mucho la posibilidad de remoción por lavado. El yeso se ha usado con frecuencia
28
Anexos I
como aditivo en mezclas de suelo–cemento para acelerar su fraguado, pero aun esta
estabilización debe ser contemplada con reserva por los problemas de florescencia.
d) Hidróxido de Sodio (sosa cáustica)
No se conocen bien los efectos de la sosa cáustica como estabilizante, sin embargo, algunos
autores mencionan experiencias favorables obtenidas en la India con pequeñas cantidades
como estabilizantes en suelos lateríticos. Algunas investigaciones resientes en laboratorios
corroboran ese sentimiento favorable. Aunque el costo de la sosa es elevado, puede usarse en
porcentajes muy pequeños.
La principal desventaja de la sosa está en su causticidad, siendo un gran peligro para los
operadores y para los aditamentos de los equipos; por otra parte hay que considerar el hecho
de que se carbonata en el aire muy rápidamente y pierde su poder y efecto estabilizante.
Las principales ventajas están en la facilidad con que se aplica y en el efecto que parece tener
para ayudar a la compactación de los suelos. Sus efectos más ventajosos se han obtenido con
las arcillas caoliníticas de tipo laterítico y con arcillas caoliníticas ricas en aluminio.
El efecto del hidróxido de sodio es poco importante o nulo en las montmorillonitas.
e) Sales de Aluminio
Estas sustancias tienen una muy útil influencia en la estabilidad de los suelos ante el agua,
aunque no la muestra en la resistencia de las mezclas, en ensayos se ven ambas
características, para contenidos de agua bajos, de hecho parece que el estabilizante tiene
efecto negativo en la resistencia, pero cuando la humedad del suelo aumenta, las muestras
con mayor porcentaje de estabilizador pierden proporcionalmente mucha menos resistencia
que las no estabilizadas o las que usan porcentajes menores de estabilizantes.
f) Resinas y Polímeros
Lo Polímeros son cadenas muy largas de moléculas formadas por unión de componentes
orgánicos, a los que se denomina monómeros. Los polímeros naturales tienen la forma de
resinas. La incorporación de polímeros a los suelos se hace de dos maneras, o se añaden los
monómeros junto con un sistema catalizador que produce la polimerización posterior o el
polímero se añade ya formado, sólido, en solución o en emulsión.
El Vinsol es la resina que más frecuentemente se ha usado como estabilizante, sobre todo en
Europa. Los resultados que se han obtenido con ella son variables, pero alentadores, su
acción se circunscribe a la de estabilizante de la mezcla ante la acción de agua. Esta es en
29
Anexos I
general la reacción de todas las resinas y polímeros, pero Winterkorn ha descrito algunos
productos que parecen tener alguna acción en la resistencia.
Los contenidos de resinas y de polímeros fluctúan normalmente entre 1 y 2 % y únicamente
pueden usarse con suelos ácidos. Otra desventaja importante del producto es su degradación
bacteriana, lo cual limita su vida.
Se han realizado pocos trabajos de investigación respecto a las posibilidades de utilizar las
resinas o los polímeros. Los polímeros pueden ser catiónicos, aniónicos, y no iónicos. Los
catiónicos poseen cargas positivas que crean nexos eléctricos muy fuertes con las negativas
de las partículas de arcillas o de las arenas finas silíceos, por este mecanismo puede aumentar
la resistencia del suelo. Desgraciadamente este efecto aumenta mucho la resistencia de la
mezcla a ser compactada. También son productos difíciles de mezclar por la pequeña
proporción en que intervienen y su alto costo.
Los polímeros aniónicos tienen la misma carga eléctrica que los minerales de arcilla, por lo que
su incorporación más bien tiende a disminuir la resistencia de los suelos tratados, sin embargo
su empleo favorece la compactación. La efectividad de estos productos es muy variable, según
el tipo de suelo y su utilización probablemente se justifica pocas veces, ya que la sal común es
más barata y puede ser tan o más efectiva.
Los polímeros iónicos generan nexos de hidrógeno importantes entre las partículas de arcilla,
asociando sus grupos OH con el oxígeno de aquellas.
2.2.2.2.5.2. Estabilizantes Físicos
Muchas de las técnicas de estabilización más frecuente de tipo físico o mecánico ya han sido
descritas en este libro. Se desea resaltar seguidamente las técnicas de estabilización térmicas,
sean por calentamiento o por enfriamiento.
a) Estabilización térmica por calentamiento
Se fundamenta en la observación de cómo el calor convierte cualquier arcilla en un ladrillo
resistente. A temperatura resistente el proceso se vuelve irreversible y la resistencia adquirida
no se pierde ni por inmersión; este efecto se logra con temperaturas del orden de los 900 ºC, lo
que representa una magnitud demasiado elevada para estabilizaciones en gran escala. En la
práctica y para estos problemas resulta suficiente llegar a la temperatura en la que la
rehidratación de la arcilla se torne imposible y esto ocurre con valores comprendidos entre los
30
Anexos I
200 ºC y 400 ºC. Ya por encima de los 100 ºC, el efecto en la resistencia puede ser muy
importante, pero no es irreversible.
El calor se aplica al suelo por llama directa provocada en su superficie o por circulación de gas
calentado. El primer método se aplicó por vez primera en Rumania y suele aplicarse
practicando en el suelo dos agujeros inclinados e intercomunicados en un punto en el que se
provoca la combustión; el primer agujero acepta al combustible y el segundo permite salir a los
gases de la combustión. El segundo método ha sido desarrollado por la técnica rusa y consiste
en practicar un solo agujero, al fondo del cual se establece la cámara de combustión, cuya
temperatura se controla con sobrepresión (respecto a la atmosférica); el calentamiento del
suelo se efectúa por el paso del aire caliente comprimido a través de sus poros. El método
ruso es más efectivo pero más complicado.
En cualquiera de los dos métodos, la influencia de un punto de calentamiento no se extiende
mucho más allá de un par de metros en torno a él. El calentamiento es particularmente útil
para reducir el potencial de expansión de los suelos arcillosos.
b) Estabilización térmica por enfriamiento
El enfriamiento puede producir una disminución en la resistencia de los suelos finos al
aumentar la repulsión entre las partículas causando el movimiento del agua ínter partículas por
efecto de gradiente térmico, lo que produce cambios en el comportamiento de los suelos
difíciles de controlar. Por estas razones todos los métodos de estabilización por enfriamiento
llegan a la congelación, que queda exenta obviamente de los efectos señalados, pues en ella
el agua de los poros se congela y el suelo se transforma en un conjunto rígido, de considerable
resistencia.
En los suelos arenosos, el agua se congela con temperaturas de 0 ºC pero en los arcillosos
pueden requerirse temperaturas bastante menores.
Las técnicas de congelación se han utilizado sobre todo en conexión con la construcción de
cimentaciones profundas en arcillas, para edificios muy grandes. En la antigua Unión Soviética,
las técnicas de congelación eran de uso mucho más extendido y se empleaba en puertos,
túneles, minas y en la construcción de ferrocarriles metropolitanos. La congelación se logra
haciendo circular sustancias refrigerantes por redes de tuberías colocadas en el suelo.
31
Anexos I
2.2.3. Requisitos de los materiales para su empleo en
subbases y bases de los pavimentos flexibles de las
carreteras
En estos materiales es necesario estudiar las propiedades siguientes:
1- Granulometría.
2- Densidad.
3- Formas de las partículas.
4- Tamaño máximo.
5- Plasticidad.
6- Por ciento de finos.
7- Dureza de las partículas.
Estas propiedades se interrelacionan y es necesario estudiarlas, para conjuntamente con la
determinación de C y Ф poder definir finalmente:
- La Resistencia a Cortante.
- La Resistencia a Compresión Simple.
- La Resistencia a la Penetración.
Tabla 7. Requisitos de calidad de los suelos usados en la subbase de pavimentos
flexibles (según NC 334: 2004)
Drenaje
Desfavorable
20–30%
Drenaje
Favorable
20–30%
Nro.
Parámetro
1
CBR (Mínimo)
2
Límite Líquido (Máximo)
25%
35%
3
Índice Plástico (Máximo)
6%
10%
4
Equivalente Arena (Mínimo)
-
-
Si el material seleccionado es una Caliza, debe cumplir además con las siguientes exigencias:
1- No deben tender a la exfoliación en el aire, ni experimentar cambios químicos al estar
expuesta a la atmósfera.
2- Cuando se humedezca y compacte debe formar una base densa y bien unida (bien
compacta).
32
Anexos I
3- Si la Caliza es del tipo Eolítico (Calizas Eolíticas), debe poseer como mínimo el 70 % de
Carbonatos de Calcio y Magnesio para carreteras y aeropuertos, y 60 % para caminos de
bajo costo y carreteras de baja intensidad de tráfico (PAIDT < 250 veh/día).
4- Si son calizas fosilíferas deben ser de calidad uniforme, no deben poseer fragmentos de
rocas duras (pedernal, por ejemplo) que provoquen una superficie no uniforme.
5- No menos del 90 % pasará el tamiz 3 ½" y será uniformemente graduado.
6- El contenido de raíces, materias orgánicas o extrañas y de arcilla no será mayor de 0,5 % y
no contendrá más del 2 % de Óxidos de Fe y Al.
De cumplir con las exigencias anteriores, las subbases se comportarán satisfactoriamente si la
misma se apoya sobre suelos densos e impermeables, donde el nivel del manto freático esté a
profundidad ≥ 1m, en caso que se encuentre cerca de la superficie del suelo natural de
cimentación (h < 1 m), el material a emplear para la subbase es de otro tipo.
Tabla 8. Requisitos de calidad de los materiales usados en bases de pavimentos
flexibles (según NC 334: 2004)
ΣN ≤ 5*105 ejes de
100 kN.
ΣN > 5*105 ejes de
100 kN.
60–80 %
80–100 %
Límite Líquido (Máximo)
25 %
25 %
3
Índice Plástico (Máximo)
6%
6%
4
Equivalente Arena ( Mínimo)
30 %
50 %
Nro.
Parámetro
1
CBR (Mínimo)
2
Cuando los materiales de bases o subbases tengan un IP superior a 6 % deben compactarse
como mínimo a una densidad del 95 % del valor máximo obtenido en el ensayo Proctor
Modificado, en caso contrario (IP < 6 %), se alcanzarán densidades iguales o superiores al
100% del ensayo modificado.
Si el material seleccionado es una Caliza, debe cumplir además con las siguientes exigencias:
1- Si la Caliza es del tipo Eolítico (Calizas Eolíticas), deben poseer como mínimo el 90 % de
Carbonatos de Calcio y Magnesio para carreteras y aeropuertos, y 80 % para caminos de
bajo costo y carreteras de baja intensidad de tráfico (PAIDT < 250 veh/día).
2- Otros tipos de Calizas para ser usadas como base deben contener no menos del 95 % de
Carbonatos de Calcio y Magnesio.
3- Si son calizas fosilíferas deben ser de calidad uniforme, no deben poseer fragmentos de
rocas duras (pedernal, por ejemplo) que provoquen una superficie no uniforme.
33
Anexos I
4- No menos del 97 % pasará el tamiz 3 ½" y será uniformemente graduado.
Los materiales usados en la construcción de Bases pueden ser Permeables e Impermeables.
a) Bases permeables: Son hechas con materiales como piedra triturada o partida, grava u otro
material similar con menos del 15 % del material menor o que pasa el Tamiz 200 y con una
permeabilidad mayor que 10-5 cm/seg.
b) Bases impermeables: son las hechas con materiales densos utilizando asfaltos, materiales
tratados con cemento; así como gravas y piedras trituradas con más del 15 % del material
menor que el Tamiz 200, así como también las calizas blandas. Son definidos como materiales
impermeables, si la permeabilidad es menor que 10-5 cm/seg.
En caso de usarse bases impermeables y el nivel del Manto Freático estar a más de 1 m por
debajo del nivel de subrasante, el IP puede incrementarse hasta un 10 % y el LL llegar hasta el
30 %.
2.2.4. Relación entre algunas propiedades de los materiales
usados como subbase y base
Existe relación entre algunas propiedades que deben cumplir los materiales que se decidan
usar como base y como subbase, estas son:
1- Forma–Tamaño Máximo: Estos deben ser de forma angulosa (no redondeados), se
recomienda exista una cantidad > 75 % retenido en el Tamiz 4 (fracción gruesa).
2- Tamaño máximo: Deben ser el T.Máx ≤ 1/3 h, donde: h = espesor de la capa.
3- Dureza: El material pétreo usado debe poseer un desgaste en la Maquina “Los Ángeles”
< 50 % (Material retenido en el Tamiz 4).
4- Granulometría–Densidad: Experimentalmente se ha demostrado que una distribución
adecuada de los tamaños de las partículas favorece el alcance de una mayor densidad y
por lo tanto mejorar el comportamiento del suelo.
La distribución del tamaño de las partículas puede ser representada por el modelo:
Pi = 100 (di / D)n
Donde:
n = exponente que varía entre 0,3 y 0,5
Pi = % que pasa por cada tamiz
34
Anexos I
di = diámetro del tamiz considerado.
D = Tamaño Máximo de las partículas
Este modelo arroja como resultado una curva continua o curva de Fuller:
Ejemplos:
- Gravas y piedras trituradas (con 6–10 % que pasa por el Tamiz 200).
- Arena y suelos granulares (con 15–25 % que pasa por el Tamiz 200).
La Plasticidad determinada por % de fino (material que pasa por el Tamiz 200): provocan
efectos negativos en el pavimento cuando estos son significativos, tales como:
-
Disminución de la resistencia.
-
Disminución de la permeabilidad.
-
Incremento de la tendencia al hinchamiento.
Estos efectos se incrementan en gran medida con el aumento del % de finos a partir de ciertos
valores, sobre todo cuando se destruye el contacto entre los granos.
2.2.5. Base Pétrea de Granulometría Continua
Es una capa de base de espesor uniforme, compuesta por piedra triturada o de grava natural
parcial o totalmente triturada, con agregados finos, que producto de los mezclados de distintas
fracciones obtenidas directamente o de manera industrial, cumplirá con las curvas
granulométricas comprendidas dentro de determinados husos establecidos.
Los materiales a utilizar serán producidos en Plantas o Instalaciones Industriales Productoras
de Áridos (Canteras), mediante el ajuste o calibración de los Molinos Primarios y Secundarios,
para obtener granulometría continua, como se especifican en la tabla 9 siguiente:
Tabla 9. Especificaciones Granulométricas
Tamiz
Pulgadas
3
2
1½
1
¾
3/8
Nro 4
10
40
mm
76
50.8
38
25.4
19
13
4.8
2
0.42
Husos granulométricos (% pasado)
I
II
III
100
65-100
100
70-100
100
45-75
55-85
70-100
50-80
60-90
30-60
40-70
45-75
25-50
30-60
30-60
20-40
20-50
20-50
10-25
10-30
10-30
35
Anexos I
200
0.074
3-10
5-75
5-15
Técnica Constructiva de la Base Pétrea de Granulometría Continua:
1. Replanteo del tramo a construirle la base.
2. Construcción de la capa de base con el material y el conjunto de máquinas idóneo.
- Riego de agua (con Pipa de agua con humedad por encima de la óptima)
- Compactación (debe compactarse a:
 dd min ≥  ddmáx.
En caso de que no se especifique se deberán alcanzar:
 Tráfico Medio, Pesado y en aeropistas de los Aeropuertos:
 dd min=
100 % del Proctor
Modificado.
 Tráfico Ligero,
 dd min ≥ 98 % del Proctor Modificado.
3. Control de la Calidad de la Compactación:
Por último, las bases con materiales naturales y la base pétrea de granulometría continua
deben ser compactadas satisfactoriamente acorde a las exigencias del proyecto y
considerando lo establecido en las normas vigentes.
4. Comprobación final de la nivelación transversal y longitudinal de la base pétrea construida.
Seguidamente se presentan algunos de los tipos de compactadores que se recomiendan
emplear en estos trabajos
Foto 6. Compactador sobre
Foto 7. Cilindro Vibratorio de
Neumático Autopropulsado.
Llantas Lisas.
36
Anexos I
Foto 8. Cilindro Tándem de Llantas Lisas
2.2.6. Materiales utilizados para las Mezclas Asfálticas
Los materiales empleados en este tipo de pavimentos son los áridos y los asfaltos; donde las
mezclas u hormigones asfálticos contienen determinadas proporciones de áridos y asfalto, en
la cual el asfalto es el material aglomerante principal y los áridos constituyen el esqueleto
resistente. Las proporciones relativas de estos minerales determinan las propiedades físicas
de la mezcla y, eventualmente, el desempeño de la misma.
2.2.6.1. Los asfaltos como material aglomerante de dichas mezclas
El asfalto es un material con un color que varía del pardo oscuro a negro; es cementante y se
transforma ampliamente entre el sólido y semisólido (sólido blando) a temperaturas
ambientales normales. Cuando se calienta lo suficiente, el asfalto se ablanda y se vuelve
líquido, lo cual le permite recubrir las partículas de agregado durante la producción de las
mezclas calientes.
Los Materiales Asfálticos (“Asfaltos”) de acuerdo a su obtención pueden ser de dos tipos:
2.2.6.1.1. Asfaltos Naturales
El asfalto natural se forma cuando el crudo sube a la superficie terrestre a través de grietas,
luego la acción del sol y el viento separa los aceites ligeros y los gases, dejando un residuo
negro y plástico, que es el asfalto natural. Estos asfaltos proceden de yacimientos naturales
que pueden explotarse sin dificultad y cuyo empleo no requiere de operaciones industriales de
ningún tipo para su preparación. A este asfalto se le llama frecuentemente asfalto de lago, los
yacimientos más importantes de asfaltos naturales se encuentran en los lagos de Trinidad (foto
37
Anexos I
9) y el lago Bermúdez en Venezuela; el Lago Asfaltites, en Palestina; los pozos de alquitrán de
La Brea, en “Los Ángeles”, California; también se encuentran en depósitos de rocas asfálticas
o rocas impregnadas de asfalto, como en las Minas de Asfaltitas: “La Manuela” en el Mariel,
Provincia de La Habana; además de la gilsonita, que se encuentra en la cuenca del río Uinta,
al suroeste de Estados Unidos, y se utiliza en la fabricación de pinturas y lacas. La mayor parte
de los asfaltos naturales están impregnados con un alto porcentaje de arcilla o de arena muy
fina, recogidas durante el viaje del crudo hacia la superficie.
Foto 9. Lago de Asfalto Trinidad
2.2.6.1.2. Asfaltos Industriales
Estos asfaltos se obtienen artificialmente en el proceso de la destilación del petróleo
(Refinerías de Petróleo) como un subproducto del proceso de refinación, donde las cantidades
de asfalto residual varían según las características del crudo (10 – 70 %).
Estos representan más del 90 % de la producción total de asfaltos. A continuación se expone
un esquema muy simplificado:
Esquema 1. Proceso de destilación del petróleo en una Refinería
38
Anexos I
Existen dos procesos para producir asfalto después que se han combinado los crudos de
petróleo: destilación por vacío y extracción con solventes. La destilación por vacío consiste en
separar el asfalto del crudo mediante la aplicación de calor y vacío. En el proceso de
extracción con solventes, se remueven más gasóleos del crudo, dejando así un asfalto
residual.
El asfalto es una mezcla de hidrocarburos pesados combinados en proporciones muy
variables. Su composición química fundamental es: Carbono (80–85%), Hidrógeno (8–11%),
Oxígeno (1–4 %), Sulfuros (0.5–7 %), etc. Los compuestos básicos son los asfaltenos y los
maltenos (resinas y aceites) que forman en conjunto una estructura coloidal de la siguiente
forma:
Asfalteno
s
Resina
Maltenos
Aceites
Esquema 2. Componentes del asfalto
Lógicamente, las proporciones en que se encuentran estos componentes, determinan las
propiedades del producto.
Dentro de estos asfaltos industriales tenemos 3 grupos principales para la pavimentación de
las carreteras:
a) Cemento o betún asfáltico (“o asfalto simplemente”)
b) Asfaltos fluidificados o diluidos (“cut back”)
c) Emulsiones asfálticas.
2.2.6.1.2.1. Cemento o betún asfáltico
Es una sustancia negra de consistencia sólida o semisólida a temperatura ambiente, obtenida
por un proceso de destilación del petróleo, en el cual se elimina la mayor parte de los aceites
pesados del petróleo (posee tres componentes: aceites, resinas y asfáltenos). Estos cementos
se utilizan para mezclas asfálticas, las cuales se emplean en capas de base y superficie de
pavimentos flexibles. Se designan por la palabra: asfalto seguida de 2 cifras que son los límites
mínimos y máximos de penetración (medida en décimas de milímetros).
39
Anexos I
Ejemplo: Asfalto 50–70, 100–150, etc.
2.2.6.1.2.2. Asfaltos Diluidos (Cut Back)
Son materiales asfálticos obtenidos como producto de la mezcla del cemento asfáltico con un
disolvente, también derivado del petróleo.
Atendiendo al solvente empleado se pueden dividir en tres tipos:
1.) De curado rápido (disolvente Gasolina) “rapid curing”(RC)
2.) De curado medio (disolvente Kerosene) “médium curing”(MC)
3.) De curado lento (disolvente Aceites) “slow curing”(SC)
Atendiendo a la cantidad de disolvente añadido pueden estos asfaltos diluidos prepararse con
diferentes viscosidades para una misma temperatura. Debido a esto existen diferentes grados
como son:
1.) RC (0, 1, 2, 3, 4,5)
2.) MC (0, 1, 2, 3, 4,5)
3.) SC (0, 1, 2, 3, 4,5)
La clasificación anterior es la antigua, sin embargo es la que más se utiliza en Cuba.
Actualmente en el Mundo existe una nueva clasificación de estos asfaltos:
1) RC (30, 70, 250, 800, 3000)
2) MC (30, 70, 250, 800, 3000)
3) SC (30, 70, 250, 800, 3000)
A medida que aumenta el grado aumenta la consistencia, la viscosidad del asfalto y disminuirá
la cantidad de solvente.
Como ejemplos se pueden citar:
Un RC-0 tiene un 45 % de solvente y 55 % de cemento asfáltico
Un RC-5 tiene un 15 % de solvente y 85 % de betún
Un RC-70 requiere aproximadamente de un 40 % de solvente; mientras que un RC-3000
requiere aproximadamente de un 15 %.
Principales usos a que pueden destinarse los Asfaltos Diluidos (Cut Back):
 Fabricación de mezclas asfálticas en frío.
 Tratamientos asfálticos por penetración invertida.
 Tratamiento de sellado.
 Riegos antipolvo.
40
Anexos I
 Estabilizaciones de suelos (suelo-asfalto).
 Relleno de grietas, para el curado de subbases y bases con suelo-cemento y suelo-cal.
2.2.6.1.2.3. Emulsiones Asfálticas
Son dispersiones coloidales de betún asfáltico puro o fluidificado en agua (entre 2 y 5
micrones), conteniendo una pequeña cantidad de agente emulsificante o emulgente, que
puede ser jabones resultantes del tratamiento de ácidos grasos o resinas con bases fuertes
(usados para la fabricación de emulsiones aniónicas) o los resultantes de la acción de los
ácidos minerales sobre compuestos amínicos (usados para la elaboración de emulsiones
catiónicas). Las primeras emulsiones asfálticas aparecen en Francia en 1920, siendo aniónicas
y en la década de los años 50 aparecen las emulsiones catiónicas.
Materiales constituyentes:
-
Asfalto: Este es el elemento básico de la emulsión y, en la mayoría de los casos,
constituye entre un 50 y un 75 % de la emulsión.
-
Los emulsificantes: son compuestos orgánicos de peso molecular relativamente elevado
(entre 100 y 300 g/mol); tienen como función:

Facilitar la dispersión de las partículas de betún

Evitar la posterior aglomeración de las partículas al cargarlas todas eléctricamente con
una misma polaridad

Facilitar la adhesividad con los áridos.
Para conseguir que el agua y el cemento asfáltico queden emulsionados es necesario reducir
el cemento asfáltico a pequeñas gotas de tal manera que queden flotando en el agua. Se
añade una fuerza electrostática de repulsión que impide la unión de unas con otras. El
emulsificante empleado carga electrónicamente a las pequeñas gotas con lo que se consigue
que haya repulsión entre ellas.
Figura 1. Representación de la emulsión aniónica y la catiónica.
41
Anexos I
En cuanto a las emulsiones asfálticas, estás se obtienen cuando el asfalto es mecánicamente
separado en partículas microscópicas y dispersadas en agua con un agente emulsivo. Las
pequeñas gotas del asfalto se mantienen uniformemente dispersas en la emulsión hasta el
momento en que ésta es utilizada. En la emulsión las moléculas del agente emulsivo se
orientan rodeando a las gotitas de asfalto. La naturaleza química del sistema emulsivo
(asfalto/agua) determina las características de la dispersión y la estabilidad de la emulsión,
cuando se utilizan las emulsiones en una obra, el agua se evapora, quedando el agente
emulsivo retenido en el asfalto.
Esquema 3. Fases de las emulsiones asfálticas
En las emulsiones ácidas o catiónicas se puede observar que las gotas del cemento asfáltico
están cargadas positivamente, por lo que se produce una gran afinidad por los materiales
pétreos cargados negativamente, como son los de alto contenido de sílice. Las emulsiones
aniónicas contienen gotas cargadas negativamente y tienen afinidad por los materiales pétreos
con superficies iónicas positivas, caso de las calizas. En el momento en que las partículas de
cemento asfáltico son atraídas por la superficie del material pétreo, la emulsión deja de
mantenerse estable y rompe, quedando el cemento asfáltico incorporado en forma de película
fina al material pétreo, evaporándose el agua posteriormente.
De acuerdo con el tipo de carga de los glóbulos asfalticos y la velocidad con que se produce el
rompimiento de la emulsión, estas se dividen en 6 tipos:
EAR emulsión aniónica rápida.
ECR emulsión catiónica rápida
EAM emulsión aniónica media.
ECM emulsión catiónica media
EAL emulsión aniónica lenta.
ECL emulsión catiónica lenta
42
Anexos I
Tabla 10. Contenidos de betún con diferentes % de fluidificante
EAR 0
contenido de betún
> 43%
hasta 7% de fluidificante.
EAR 1
contenido de betún
> 60%
hasta 7% de fluidificante.
EAR 2
contenido de betún
> 65%
hasta 7% de fluidificante.
EAM
contenido de betún
57%
hasta 10% de fluidificante
EAL 1
contenido de betún
> 55%
hasta 10% de fluidificante
EAL 2
contenido de betún
> 60%
hasta 10% de fluidificante
ECR 0
contenido de betún
43%
hasta 7% de fluidificante.
ECR 1
contenido de betún
57%
hasta 5% de fluidificante.
ECR 2
contenido de betún
62%
hasta 5% de fluidificante.
ECR 3
contenido de betún
66%
hasta 2% de fluidificante.
ECM
contenido de betún
> 59%
hasta 12% de fluidificante.
ECL 1
contenido de betún
55%
hasta 10% de fluidificante.
ECL 2
contenido de betún
57%
––
Las emulsiones presentan las siguientes ventajas:
- No contaminan, evitan el consumo de combustibles, ya que contiene del 35 % al 40 % de
agua como solvente, la cual es recuperable.
- Bajo costo de producción, permiten dosificaciones más exactas del ligante.
- Se emplean agregados pétreos locales, se puede trabajar con ellos húmedos.
- Mayor tiempo productivo en la obra.
- Mayor adherencia con los agregados, no necesita el empleo de activantes.
- Empleo de equipos más sencillos.
- Su manejo es sencillo y seguro, gracias a su baja viscosidad a temperatura ambiente.
- Se evitan problemas de sobrecalentamiento.
- Producto almacenable, puede ser almacenado por semanas o meses, debido entre otras
cosas a la proximidad que existe en la igualdad de las densidades de sus componentes.
Las emulsiones se aplican en trabajos de bacheo, tratamientos asfálticos superficiales, riegos
de penetración, elaboración de mezclas de HAF y en reciclado de pavimentos. En Cuba se
dificulta su empleo por el alto costo del emulgente por lo que tiene muy poca aplicación.
En cuanto a calidad, las principales pruebas que se realizan a las emulsiones son:
43
Anexos I
 Porcentaje de residuo asfáltico. Permite determinar el grado de homogeneidad que
conservan las emulsiones asfálticas durante períodos prolongados.
 Asentamiento. Depende de la viscosidad, el tamaño y distribución de la partícula, del
contenido de asfalto y de la diferencia de densidades agua/asfalto. Este ensayo detecta la
tendencia de las gotas de asfalto a asentarse durante el período en que la emulsión
permanece almacenada y es una alerta sobre la posible inestabilidad de las emulsiones.
 Viscosidad. Depende de la concentración del asfalto y de su dureza. Tiene como objetivo,
determinar es estado de fluidez del asfalto, en el rango de temperaturas que se usan
durante su aplicación.
 Retenido en malla No. 20. Indica si la emulsión ha sido fabricada correctamente, sirve
para detectar cuantitativamente el porcentaje de cemento asfáltico presente en las
emulsiones anticipando posibles problemas como asentamiento o taponamiento de los
tubos aspersores.
 Tamaño de partícula.
 Carga de la partícula. Indica el signo de la carga electrostático de las gotas y qué tan
rápido se desplazan cuando se hace pasar un campo eléctrico en el medio.
 Demulsibilidad. Es la capacidad de separar el agua agregada en forma higroscópica de las
partículas o gotas. El ensayo se realiza mezclando 40 ml de agua destilada con 40 ml de
aceite, agitarla a 54 ºC. El grado de demulsibilidad lo da el tiempo que se requiere para
volver a separar las dos fases (agua y asfalto).
2.2.6.1.3. Asfaltos Modificados
2.2.6.1.3.1. Generalidades. Objetivos. Beneficios
Hay casos en que las características de las mezclas asfálticas obtenidas con los cementos
asfálticos convencionales no son capaces de resistir la acción conjunta del tránsito y el clima,
por lo que resulta necesaria la utilización de ligantes modificados que presenten mejores
propiedades físico–mecánicas.
La modificación del asfalto con adiciones de determinadas sustancias es una nueva técnica
utilizada para lograr un aprovechamiento más efectivo de los asfaltos industriales en la
pavimentación de vías. Los asfaltos modificados son aquellos que presentan mejores
propiedades reológicas, un mayor grado de adherencia, mayor resistencia al envejecimiento y
menor susceptibilidad térmica, para una amplia gama de condiciones de temperatura y de
44
Anexos I
aplicación de cargas, adaptando el asfalto a las condiciones de trabajo. Estas propiedades se
logran mediante la adición de un material de características poliméricas, mediante un proceso
de deshidrogenización a altas temperaturas aplicando además una corriente de aire.
Los asfaltos modificados se emplean en la construcción de carpetas o capas de rodadura con
HAC denso para soportar altos volúmenes de tránsito, en mezclas semiabiertas y abiertas, en
morteros, en capas anti propagación de grietas, entre otros. Su costo debe considerarse
teniendo en cuenta los beneficios alcanzados.
Beneficios de la modificación del asfalto:
 Aumentar la rigidez a altas temperaturas de servicio mejorando la resistencia de las
mezclas a la deformación permanente.
 Reducir la rigidez a bajas temperaturas, previniendo la fisuración térmica.
 Aumentar la resistencia a la fatiga de las mezclas.
 Mejorar la adhesión con los agregados pétreos.
 Mejorar la cohesión, brindando mejor retención de los agregados en la vida inicial de los
tratamientos superficiales.
 Reducir el endurecimiento en servicio, brindando una vida superior a la mezcla, debido a la
retención de sus ventajas iniciales.
 Disminuir la susceptibilidad térmica en el rango de temperatura de servicio.
 Aumentar la viscosidad a bajas velocidades de corte, permitiendo mejores espesores de
capa en el agregado de las mezclas abiertas y reduciendo la exudación en tratamientos
superficiales.
2.2.6.1.3.2. Asfaltos Modificados con Polímeros
Los polímeros son sustancias formadas por la unión, de cientos o miles de moléculas
pequeñas, llamadas monómeros. La gran diversidad de materiales poliméricos hace que su
clasificación y sistematización sea difícil; pero atendiendo a su estructura y propiedades, se
clasifican para uso vial como se presenta a continuación.
Clasificación de los Polímeros:
Resinas Epoxi
Termoendurecibles
Poliuretanos
Poliésteres
45
Anexos I
Polietileno (PE)
Plastómeros
Polipropileno (PP)
E.V.A. (etileno-acetato de vinilo)
Termoplásticos
P.V.C. (policloruro de vinilo)
S.B.R. (estireno-butadieno)
Elastómeros
Cauchos Naturales: Isopreno
Cauchos Artificiales: Neopreno
S.B.S. (estireno-butadieno-estireno)
Los termoendurecibles, son polímeros formados por reacción química de dos componentes
(base y endurecedor), dando lugar a una estructura entrecruzada, por lo que no pueden ser
recuperados para volver a transformarse.
Los termoplásticos, son polímeros solubles que se reblandecen por acción del calor y pueden
llegar a fluir. Son, generalmente, polímeros lineales o ligeramente ramificados. Se dividen en
dos grupos:

Plastómeros: al estirarlos se sobrepasa la tensión de fluencia, no volviendo a su longitud
original al cesar la solicitación. Tienen deformaciones pseudo plásticas con poca
elasticidad.

Elastómeros o cauchos: son polímeros lineales amorfos, generalmente insaturados, que
sometidos al proceso de vulcanización adquieren una estructura parcialmente reticulada,
que le confiere sus propiedades elásticas.
Los asfaltos modificados con polímeros están constituidos por dos fases, una formada por
pequeñas partículas de polímero hinchado y la otra por asfalto. En las composiciones de baja
concentración de polímeros existe una matriz continua de asfalto en la que se encuentra
disperso el polímero; pero si se aumenta la proporción de polímero en el asfalto se produce una
inversión de fases, estando la fase continua constituida por el polímero hinchado y la fase
discontinua corresponde al asfalto que se encuentra disperso en ella. Esta micromorfología
bifásica y las interacciones existentes entre las moléculas del polímero y los componentes del
asfalto parecen ser la causa del cambio de propiedades que experimentan los asfaltos
modificados con polímeros.
46
Anexos I
Las interacciones y cambio de propiedades producidas, dependerán de los siguientes factores:

Composición y estructura molecular del polímero incorporado (peso molecular,
composición química, temperatura de transición vítrea, polaridad).

Composición química y estructura coloidal del asfalto.

Proporción relativa de asfalto y polímero.

Proceso de incorporación (modo de fabricación, temperatura, tiempo de mezclado).
Compatibilidad
Para que los asfaltos con polímeros consigan las prestaciones óptimas, hay que seleccionar
cuidadosamente el asfalto base (es necesario que los polímeros sean compatibles con el
material asfáltico), el tipo de polímero, la dosificación, la elaboración y las condiciones de
almacenaje.
Los polímeros compatibles producen rápidamente un asfalto estable; teniendo en cuenta que
existe variedad de polímeros, con composición química y propiedades diferentes, es necesario
que estos cumplan las siguientes características:

Cadena general suficientemente larga.

Baja polaridad.

Peso molecular elevado pero no excesivamente alto, para disminuir riesgos por
excesiva viscosidad y problemas de dispersión.

Baja temperatura vítrea, para permitir mejorar los problemas de deformación a bajas
temperaturas.
Teniendo en cuenta lo anterior, las dos familias más utilizadas son los plastómeros (E.V.A) y
los elastómeros (S.B.S). A continuación se muestra un panorama general de las mejoras
obtenidas al modificar los asfaltos con las diferentes clases de polímeros compatibles.
Tabla 11. Panorama de las mejoras producidas en las propiedades de los asfaltos por
tipos de polímeros (Montejo Fonseca, 2008)
Resistencia
Polímeros
A la
deformación
permanente
Adhesión
Resistencia al Incremento
a los
Al
envejecimiento del costo
agotamiento agregados
Termoendurecibles
+++
++
+
+
Muy alto
Plastómeros
++
++
+
0/+
Medio alto
47
Anexos I
Elastómeros
-
+
0
0
Medio
medio
Caucho de
neumáticos
0
+
0
0
Medio
+++
++
+
0
muy efectivo
mejora sustancial
mejora significativa
poca o ninguna mejora
Los polímeros termoendurecibles producen asfaltos con propiedades muy superiores, pero
resultan muy costosos y difíciles de elaborar y aplicar. Los asfaltos con niveles significativos de
elastómeros (SBS) mejoran sustancialmente la resistencia a la deformación y al fisuración
térmica y por fatiga, mejoran la adhesividad con los agregados y también favorecen la
resistencia al envejecimiento. Los asfaltos que contienen plastómeros como el EVA, mejoran la
resistencia a la deformación permanente, pero tienen menor efecto sobre las demás
propiedades, por último el comportamiento con caucho de neumáticos son muy variables,
dependiendo del tipo y porcentaje de caucho y de las condiciones de procesamiento. Para
general los beneficios indicados en la tabla se requieren incorporar entre 8–20 % de caucho.
Como el caucho no se logra licuar al calentarlos, se le adiciona a los betunes en la etapa de
mezclado de las mezclas asfálticas modificadas.
Ventajas y desventajas de los asfaltos modificados con polímeros
Con los A.M.P. se obtienen mezclas más rígidas a altas temperaturas de servicio reduciendo el
ahuellamiento o roderas. Se obtienen mezclas más flexibles a bajas temperaturas de servicio
reduciendo la fisuración, lo que conlleva a las siguientes ventajas:
1. Disminuye la exudación del asfalto: por la mayor viscosidad de la mezcla, su menor
tendencia a fluir y su mayor elasticidad.
2. Mayor elasticidad: debido a los polímeros de cadenas largas.
3. Mayor adherencia: debido a los polímeros de cadenas cortas.
4. Mayor cohesión: el polímero refuerza la cohesión de la mezcla.
5. Mejora la laborabilidad y la compactación: por la acción lubricante del polímero o de los
aditivos incorporados para el mezclado.
6. Mejor impermeabilización: en los sellados bituminosos, pues absorbe mejor los esfuerzos
tangenciales, evitando la propagación de las fisuras.
48
Anexos I
7. Mayor resistencia al envejecimiento: mantiene las propiedades del ligante, pues los sitios
más activos del asfalto son ocupados por el polímero.
8. Mayor durabilidad: los ensayos de envejecimiento acelerado en laboratorio, demuestran su
excelente resistencia al cambio de sus propiedades características.
9. Mejora la vida útil de las mezclas: menos trabajos de conservación.
10. Fácilmente disponible en el mercado.
11. Permiten mayor espesor de la película de asfalto sobre el agregado.
12. Mayor resistencia al derrame de combustibles.
13. Reduce el costo de mantenimiento.
14. Disminuye el nivel de ruidos: sobre todo en mezclas abiertas.
15. Aumenta el módulo de la mezcla.
16. Permite la reducción de hasta el 20 % de los espesores por su mayor módulo.
17. Mayor resistencia a la flexión en la cara inferior de las capas de mezclas asfálticas.
18. Permite un mejor sellado de las fisuras.
19. Buenas condiciones de almacenamiento a temperaturas moderadas.
20. No requieren equipos especiales.
Desventajas:
1. Alto costo del polímero.
2. Dificultades del mezclado: no todos los polímeros son compatibles con el asfalto base
(existen aditivos correctores).
3. Deben extremarse los cuidados en el momento de la elaboración de la mezcla.
4. Los agregados no deben estar húmedos ni sucios.
5. La temperatura mínima de distribución es de 145 ºC por su rápido endurecimiento.
Evidente que la mayor desventaja de los A.M.P. es el alto costo inicial del asfalto modificado,
sin embargo, si se hace un análisis del costo a largo plazo (es decir, considerando la vida útil
de la vía); se puede concluir que el elevado costo inicial queda sobradamente compensado por
la reducción de los trabajos de conservación a realizar en el pavimento al experimentarse el
alargamiento de la vida de servicio del pavimento.
49
Anexos I
2.2.6.1.3.3. Otros modificadores
En muchas obras los ingenieros han experimentado con éxito la utilización de otros
modificadores que influyen en las propiedades del asfalto, estos son:

Llenante inerte: Consiste en polvo de caliza, no reacciona con el asfalto ni tiene efecto
sobre sus propiedades químicas. Eleva el punto de ablandamiento y reduce la
penetración del asfalto. No produce ventajas de comportamiento respecto a un asfalto de
igual penetración.

Llenantes reactivos:
a) Cal hidratada: Reduce el riesgo de deformaciones plásticas (stropping), mejora la
adherencia entre el árido y el asfalto. Permite controlar mejor la rigidez, disminuye la
velocidad de envejecimiento en servicio. Se usa en cantidades de 1–3 % del peso total
de áridos.
b) Cemento: Mejora las mismas propiedades que la cal hidratada, pero con resultados
superiores, pero son más costosos. En Cuba se utilizó en la producción de las mezclas
colocadas en la Terminal de Contenedores del Mariel.
c) Negro de humo: Incrementa la viscosidad del ligante y reduce la susceptibilidad
térmica. Aumenta la resistencia a la deformación permanente de las mezclas. Reduce
la velocidad de envejecimiento de partículas delgadas del ligante. Se usa en proporción
de 5–10 %.

Ceras: Reduce la viscosidad del asfalto por encima de su punto de fusión. Afectan
desfavorablemente la adhesión con los agregados.

Fibras minerales:
a) Asbesto: Rigidiza el asfalto y modifica sus propiedades de flujo. Causa problemas en
la salud.
b) Fibras de vidrio: Rigidiza el asfalto y modifica sus propiedades de flujo. Ocasiona baja
adherencia con el asfalto y elongación a la rotura.
c) Lana mineral: Aumenta la estabilidad, reduce la deformación permanente y aumenta
la resistencia a la tensión de las mezclas.

Fibras elastoméricas y plastoméricas: Causa el mismo efecto que con las fibras
minerales. Existe limitaciones en la temperatura de mezclado por la posibilidad de
degradación.
50
Anexos I

Fibras de celulosa: Causa el mismo efecto que con las fibras minerales. Es un producto
muy variable de acuerdo con su procedencia. Tiene gran afinidad por el agua.

Gilsonita y asfalto duro: Aumenta la rigidez y disminuye la susceptibilidad térmica. Se usa
en proporciones hasta el 30 % respecto al peso del asfalto.

Alquitrán: Mejora la adhesividad y aumenta la resistencia a la degradación por aceites.

Azufres: Actúan como llenantes moldeables. Las propiedades del asfalto cambien con el
tiempo debido a que la cristalización es retardada por el asfalto, esto implica un retardo en
alcanzar la estabilidad ultima.
2.2.6.1.3.4. Aplicaciones de los asfaltos modificados
Los asfaltos modificados se deben aplicar, en aquellos casos específicos en que las
propiedades de los ligantes tradicionales son insuficientes para cumplir con éxito la función
para la cual fueron encomendados, es decir, en mezclas u hormigones para pavimentos que
están sometidos a solicitaciones excesivas, ya sea por el tránsito o por otras causas como:
temperaturas extremas, agentes atmosféricos, tipo de pavimento, etc.
Los campos de aplicación más frecuentes son:
 Mezclas drenantes: Estas tienen un porcentaje muy elevado de huecos en mezcla (superior
al 20 %) y una proporción de árido fino muy baja (inferior al 20 %), por lo que el ligante
debe tener una muy buena cohesión para evitar la disgregación de la mezcla. Además el
ligante necesita una elevada viscosidad para proporcionar una película de ligante gruesa
envolviendo los áridos y evitar los efectos perjudiciales del envejecimiento y de la acción
del agua (dado a que este tipo de mezclas es muy abierta).
 Mezclas resistentes y rugosas para capas delgadas (microaglomerados):
La utilización de polímeros en este tipo de mezclas es para aumentar la durabilidad de las
mezclas. Tienen su aplicación sobre los pavimentos estructuralmente buenos en los que se
le busca restaurar la resistencia al deslizamiento y mejorar la comodidad de la circulación
garantizando bajos niveles de sonoridad. Estos tipos de mezclas de pequeño espesor
surgen dada a la rapidez de aplicación, lo que reduce al mínimo los tiempos de cortes de
tráfico. Estas se utilizan para trabajos de conservación de las vías urbanas, que exigen
mezclas con alta resistencia y con una buena textura superficial.
 Mezclas densas: En tramos de gran intensidad de tráfico pesado, se requiere que las
mezclas de HAC tengan una alta resistencia a las deformaciones plásticas (ahuellamiento),
y a la fatiga. Al mismo tiempo, el material debe poder ser mezclado, extendido y
51
Anexos I
compactado a temperaturas normales y no se debe volver frágil cuando la temperatura del
pavimento descienda.
 Tratamientos superficiales mediante el riego con gravilla: Los asfaltos modificados con
polímeros (A.M.P) y las emulsiones fabricadas con los mismos, son adecuados para
efectuar riegos en carreteras de fuerte intensidad de tráfico y/o en zonas climáticas con
temperaturas extremas, porque el ligante debe tener una buena cohesión en un amplio
intervalo de temperaturas y una buena susceptibilidad térmica, con el fin de evitar
exudación del ligante durante el verano, así como la pérdida de gravilla en el invierno.
 Lechadas asfálticas: En carreteras de fuerte intensidad de tráfico y/o con climas con
temperaturas extremas se deben utilizar emulsiones asfálticas modificadas con polímeros
para evitar la exudación del ligante y para proporcionar la cohesión que evite el
desprendimiento de los áridos.
 Membrana absorbente de tensiones: Estas membranas tienen como misión mediante el
recape, retardar la propagación o recalcado de las fisuras de un pavimento existente a un
nuevo refuerzo, por lo que deben estar fabricadas con A.M.P para mejorar su resistencia
mecánica, resiliencia y flexibilidad para absorber las tensiones provocadas por el
movimiento de las fisuras del pavimento fisurado existente.
2.2.6.1.4. Asfalto Espumado. Generalidades
Probablemente sea verdad la afirmación de que: “el asfalto espumado no es un invento”, ya
que cualquier asfalto caliente que entre en contacto con el agua formará espuma y su volumen
aumentará rápidamente, facilitándose el recubrimiento de los áridos o del suelo a tratar con el
asfalto. Su origen o surgimiento se remonta al año 1956 por el Dr. Ladis H. Csanyi; es una
técnica que permite elaborar mezclas asfálticas con procesos constructivos especializados de
muy alto rendimiento y con apreciable ahorro energético, incluso pueden usarse en el reciclado
en frío de pavimentos asfálticos y en la estabilización de suelos.
2.2.6.1.4.1. Obtención del asfalto espumado
La tecnología del asfalto espumado ha evolucionado desde los años 60, en que la expansión
del asfalto era un proceso inestable y poco práctico, hasta la tecnología actual en que el
proceso de espumado se produce en cámaras de expansión (figura 2). Se obtiene mediante un
proceso en el cual se inyecta una porción de agua (1 al 2 % del peso del cemento asfáltico) y
aire comprimido a una masa de asfalto caliente (160 a 180 °C), dentro de una cámara de
52
Anexos I
expansión. Se produce un intercambio de energía entre el asfalto y el agua, lo que eleva la
temperatura de las gotas de agua hasta los 100 ºC, lo que se traduce en una expansión
instantánea del vapor de agua saturado. Las burbujas de vapor son forzadas a introducirse en
la fase continua del asfalto bajo la presión de la cámara de expansión, quedando
encapsuladas, debido a la cual el volumen se multiplica de 15 a 20 veces. El asfalto junto con
el vapor de agua encapsulado es liberado de la cámara a través de una válvula y el vapor de
agua encapsulado se expande formando burbujas de asfalto contenidas por la tensión
superficial de éste, que recubren con mayor eficacia la superficie de los áridos.
Figura 2: Proceso de espumado en cámara de expansión
Ninguna reacción química está involucrada en esta técnica; únicamente las propiedades físicas
del asfalto son temporalmente alteradas. Cuando el agua fría entra en contacto con el asfalto
caliente, se convierte en vapor, el cual es atrapado por miles de diminutas burbujas de asfalto.
Sin embargo, este no es un estado permanente: después de algunos minutos, el asfalto
retoma sus propiedades originales.
Para la producción de mezclas con asfalto espumado, el agregado debe ser incorporado
mientras el asfalto se encuentra en estado de espuma. Al desintegrarse la burbuja en
presencia del agregado, las pequeñas gotas de asfalto aglutinan las partículas más finas
(especialmente la fracción menor a 0,075 mm), produciendo una mezcla de asfalto y agregado
fino (dispersión del asfalto). Esto produce una pasta de filler y asfalto que actúa como un
mortero entre las partículas gruesas.
Las mezclas con asfalto espumado pueden ser producidas tanto en el terreno o “in situ”, como
en una planta centralizada.
53
Anexos I
 La tecnología en el sitio requiere de un equipo fresador-mezclador (existente en Cuba), en
el cual el material es removido desde la superficie, triturado, mezclado con el asfalto
espumado. La inyección del asfalto espumado en el agregado se realiza simultáneamente
a través de varias cámaras de expansión individuales. Dependiendo de los aditamentos del
equipo de reciclado la mezcla puede quedar acordonada, extendida o extendida y nivelada.
En este último caso se puede prescindir de motoniveladora.
 En la tecnología en planta el material es fresado, retirado y transportado hasta una planta
de asfalto, donde se incorpora el asfalto espumado y se homogeniza la mezcla, también se
utilizan áridos vírgenes. Luego la mezcla se transporta hasta el frente de trabajo. Los tipos
de plantas utilizadas permiten su instalación en lugares inmediatos al frente de trabajo.
Esto, permite reducir significativamente las distancias de transporte de materiales, además
la tecnología en planta permite un mejor control de calidad de la mezcla mediante un
control de su dosificación.
2.2.6.1.4.2. Propiedades del asfalto espumado
El asfalto espumado se caracteriza por dos propiedades principales que determinan la calidad
de este; la relación de expansión y la vida media.
1)
Relación de Expansión o Tasa de Expansión: Se define como la relación entre el máximo
volumen de la espuma relativo a su volumen original (entre 15 y 20 veces). Es una medida
de la viscosidad de la espuma para determinar la dispersión del asfalto en la mezcla. La
tasa de expansión indica la trabajabilidad de la espuma y su capacidad de cubrimiento y
mezclado con los agregados.
2)
Vida Media: Es el tiempo transcurrido en segundos (entre 5 y 10 segundos) que tarda la
espuma en sedimentarse (reducir su volumen) hasta la mitad del VMÁX obtenido, una vez
terminado el espumado. La vida media es un índice de la estabilidad de la espuma y da
una idea del tiempo disponible para mezclar el asfalto espumado con los agregados antes
de que colapse la espuma.
La relación de expansión y la vida media son propiedades que dependen de muchos factores,
siendo los principales la temperatura del asfalto y la dosis del agua, entre otros:
 Temperatura del asfalto: Las propiedades de la espuma mejoran con temperaturas más
altas, a mayores temperaturas, mayor tasa de expansión y mayor vida media. Espumas
aceptables se consiguen con temperaturas sobre 149 ºC.
54
Anexos I
 Dosis de agua inyectada: Generalmente la Relación de Expansión aumenta, con un
incremento en la cantidad de agua inyectada, mientras la Vida Media decrece.
 Presión bajo la cual el asfalto es inyectado en la cámara de expansión: Bajas presiones
afectan negativamente tanto a la Relación de Expansión como a la Vida Media.
 Uso de agentes anti-espumantes, tales como compuestos de silicona, en el asfalto virgen.
2.2.6.1.4.3. Ventajas del asfalto espumado
La técnica del asfalto espumado permite expandir el asfalto y producir mezclas de un modo
muy diferente y con mayor eficacia respecto a los sistemas tradicionales, presentando
numerosas ventajas frente a las mezclas convencionales, especialmente del tipo energéticas
ambientales, al reducirse la energía necesaria para su empleo. La principal ventaja referida al
ahorro energético, ha transformado a esta técnica en una excelente alternativa para la
conservación de pavimentos asfálticos y la construcción de caminos económicos.
Ventajas:
1. Reduce los costos de transporte. Para un mismo volumen de asfalto residual, el transporte
del asfalto en forma de emulsión, requiere transportar adicionalmente un volumen de 35 a
40 % de agua. En la producción de asfalto espumado se añaden comparativamente
cantidades pequeñas de betún y agua.
2. Admite mayor tolerancia en la especificación de agregados; es posible emplear asfalto
fresado, material escarificado alquitranoso, grava mineral o hasta suelos marginales con
alta plasticidad.
3. Los procesos constructivos son de muy alto rendimiento.
4. Menores costos en el proceso de elaboración.
5. El material tratado permanece trabajable por mayores períodos de tiempo y puede ser
usado en condiciones climáticas adversas.
6. Al emplear betún espumado como ligante, las variaciones de la humedad intrínseca de los
aglomerados son de menor importancia, ya que es posible dosificar selectivamente la
cantidad de agua añadida.
7. El material tratado con asfalto espumado puede ser colocado, compactado y abierto al
tráfico en un menor tiempo después del mezclado.
8. La estabilización con asfalto espumado requiere de un reducido consumo de energía en
comparación con el método tradicional de mezcla en caliente. Se han medido ahorros de
55
Anexos I
energía de más de 80 % sobre los métodos tradicionales, en tramos experimentales de
estabilización con asfalto espumado (para soluciones estructuralmente equivalentes).
9. Para la producción de asfalto espumado se puede utilizar betún o cemento asfaltico
usualmente empleado. De este modo se asegura un alto grado de disponibilidad.
10. Al emplear betún espumado como ligante, no es necesario considerar ni tiempos de
ruptura, ni tiempos de fraguado.
11. La producción de asfalto espumado se efectúa de manera rápida y sencilla directamente
en la fresadora - mezcladora. No se requieren equipos adicionales.
12. La mezcla en frío, producida empleando betún espumado como ligante, dispone de
excelentes propiedades para el almacenamiento.
2.2.6.1.4.4. Empleo del asfalto espumado en la construcción de carreteras
Existen principalmente dos tipos de aplicaciones para el asfalto espumado: el reciclado en frío
de pavimentos asfálticos y la estabilización de suelos. La primera consiste en recuperar un
pavimento asfáltico, por ejemplo mediante un equipo fresador o fresadora de pavimentos, el
cual es mezclado con asfalto espumado, aditivos y agregados pétreos nuevos (si es
necesario), para formar una mezcla asfáltica en la construcción de las bases de las carreteras
nuevas o para la rehabilitación de los pavimentos en mal estado en carreteras existentes. La
segunda aplicación consiste en recuperar agregados de un camino como las capas de base de
grava, para estabilizar suelos marginales finos y producir bases asfálticas de bajo costo y
características similares a una base asfáltica convencional. El material estabilizado con
espuma parece no contener ningún betún, pero cuando el material es compactado, la
superficie se va sellando y oscureciendo. Una de las ventajas más importantes de la
estabilización de suelos con asfalto espumado es su aplicabilidad en materiales granulares con
un amplio rango de granulometrías, lo que permite estabilizar directamente en terreno varios
tipos de suelos. A diferencia de los asfaltos emulsionados, el material sólo necesita uno o dos
días de curado, después de lo cual puede colocarse la capa asfáltica superficial.
2.2.6.2. Propiedades de los Asfaltos para su utilización en los
Pavimentos
Asfaltos para Mezclas u Hormigones Asfálticos.
Los Asfaltos deben ser: “materiales homogéneos, libres o desprovistos de agua, debiendo
poseer una consistencia que en un intervalo razonable de temperatura sean lo suficientemente
56
Anexos I
fluidos para garantizar el cubrimiento total de la superficie de los áridos, pero a la vez lo
suficientemente viscosos como para garantizar la cohesión necesaria entre los áridos y con
ello la estabilidad del esqueleto mineral de la mezcla”, tal como se había afirmado
anteriormente.
Propiedades Principales de los Asfaltos:

Consistencia.

Durabilidad (resistencia al intemperismo o “envejecimiento”).

Velocidad de Curado.

Resistencia ante la acción del agua.
1. Consistencia:
Varía entre dos extremos: Líquida (poco más denso que el H2O: Cut Back Grado 0; hasta un
Sólido (Cemento Asfáltico de baja penetración).
Se ha comprobado que la viscosidad de los asfaltos varía de forma inversa con la temperatura,
es decir, a mayores temperaturas menores viscosidades y viceversa.
A manera de orientación, en caso de no contar con las curvas para el material asfáltico en
cuestión, se brinda la Tabla 12, donde se plantean los intervalos de temperaturas mínima y
máxima de los tipos de asfaltos más usuales, para lograr viscosidad y consistencias
adecuadas.
El conocimiento de los valores de viscosidad en los asfaltos serán los criterios para la
selección de la temperatura de calentamiento del asfalto para el mezclado y otras operaciones.
La temperatura de calentamiento del asfalto durante el proceso de fabricación de la mezcla
está condicionada por dos factores:
a) La temperatura más apropiada para conseguir el recubrimiento perfecto de los áridos por
ligante.
b) La temperatura más adecuada para conseguir una buena extensión y compactación en
obra.
La temperatura más adecuada para el recubrimiento de los áridos depende de:
a) Tipo y consistencia del ligante asfáltico.
b) Tipo de mezcla.
c) Característica de la instalación o de la planta.
57
Anexos I
La temperatura más adecuada para la puesta en obra de la mezcla asfáltica depende de los
siguientes aspectos:
a) Tipo y consistencia del ligante asfáltico.
b) Tipo de mezcla.
c) Condiciones climatológicas, en especial la temperatura y el viento.
d) Distancia de tiro o de transporte.
e) Tipo de compactador disponible.
De acuerdo con estos criterios, las temperaturas de calentamiento que se aconsejan son las
siguientes (según anexo B de la NC 253: 2005):
Tabla 12a. Todas las mezclas que tengan menos del 10 % de huecos.
Temperatura de
recubrimiento
C.A. 40/50
C.A. 60/70
C.A. 85/100
Ligante o betún
160 – 170 ºC
150 – 160 ºC
140 – 150 ºC
Áridos
150 – 165 ºC
140 – 150 ºC
135 – 150 ºC
180 ºC
175 ºC
165 ºC
Calentamiento
máximo (áridos)
Tabla 12b. Todas las mezclas abiertas con más del 10% de huecos.
Temperatura de
envuelta
C.A. 40/50
C.A. 60/70
C.A. 85/100
Ligante o betún
130 – 140 ºC
120 – 130 ºC
115 – 125 ºC
Áridos
130 – 140 ºC
120 – 130 ºC
115 – 125 ºC
145 ºC
135 ºC
130 ºC
Calentamiento
máximo (áridos)*
* A estas temperaturas los áridos deben estar secos.
Las viscosidades más altas del rango señalado son normalmente más adecuadas
para mezclas con áridos gruesos, y las más bajas para mezclas con áridos finos.
De forma empírica se ha logrado establecer que la Viscosidad Saybol-Furol de los Asfaltos se
puede emplear como se indica en la tabla 13.
La viscosidad Furol consiste en determinar el tiempo (en segundos) que 60 cm3 de un asfalto
fluidificado fluye a través de un orificio de un tamaño dado, a una temperatura específica. Para
asfaltos con mayor viscosidad, como los cementos asfálticos los que son semisólidos a
58
Anexos I
temperatura ambiente, se emplea el Ensayo de Penetración como criterio de consistencia (en
décimas de mm).
Para asfaltos cuya penetración sea superior a 300 se emplea el Ensayo de Flotación.
Tabla 13. Viscosidades recomendadas para el proceso de elaboración del HAC y para su
colocación en obra. (Según NC 253:2005)
Lugar
Operación
Cst
SSF
Temp. Aprox. ºC
60 – 70
Bombeo
Riego
1000 - 2000
460 - 920
115 - 125
40 - 50
18 - 23
205 - 195
Planta
HAC Fino o Denso
100 - 250
46 - 115
150 - 175
de
HAC
HAC grueso, poco denso
250 - 400
115 - 185
140 - 150
HAC Poroso o Drenante.
600 - 800
275 - 370
125 - 140
Obra
Compactación
300
140
145
NOTA: Para obtener la viscosidad cinemática de Cst a Saybolt SSF se utiliza el factor:
0,458
La experiencia ha demostrado que la viscosidad de un betún asfáltico en el momento de
emplearse en la mezcla debe estar entre 75–150 SSF y en el caso de riego entre 25–100 SSF.
Esto trae como resultado valores máximos y mínimos de temperatura para los diferentes tipos
de cemento asfáltico, tanto para el riego como para la mezcla.
2. Durabilidad (Resistencia al Intemperismo o al Envejecimiento).
Los asfaltos usados en pavimentación deben permanecer “plásticos”, sin embargo al
someterse a la intemperie durante un tiempo van perdiendo su plasticidad, se van
endureciendo, se vuelven rígidos, debido a procesos físico - químicos que suceden a la
intemperie. Este proceso de “envejecimiento” provoca la aparición de fisuras y posteriormente
de grietas por las que puede penetrar el agua, provocándose la destrucción de la capa
superficial de pavimento.
El intemperismo en los pavimentos se manifiesta mediante la oxidación y volatilización del
asfalto, lo cual se agrava cuando existen altas temperaturas y posibilidades de filtración del
agua, condiciones muy propicias y presentes en Cuba en época de verano (Mayo–
Septiembre).
3. Velocidad de Curado
El curado es el aumento continuo de la consistencia de un asfalto diluido o fluidificado (“Cut
Back”) por la evaporación progresiva de su disolvente. El tiempo que se requiere para que un
59
Anexos I
Asfalto Fluidificado adquiera la consistencia necesaria para su función como aglomerante es
una importante propiedad de este material.
Factores que afectan el tiempo de curado:
1. Velocidad de evaporación (volatibilidad) del disolvente (nafta o gasolina, kerosene, y
aceites lubricantes).
2. Cantidad de disolvente contenido en un asfalto diluido (o “cut back”).
3. Penetración de la base asfáltica (es decir, de la consistencia del Cemento Asfáltico usado
para hacer el Asfalto Diluido).
Existen factores externos que afectan el tiempo de curado, estos son:
1. La temperatura (a mayor temperatura implica menor tiempo de curado).
2. Relación Área-Volumen expuesta (a mayor relación A vs V menor tiempo de curado).
3. La velocidad del viento a nivel de la superficie (a mayor velocidad implica menor tiempo de
curado).
4. Resistencia a la Acción del Agua:
Depende en gran medida de la capacidad del Asfalto de adherirse a los áridos en presencia de
agua. Esto puede estar dado por 2 motivos: baja adherencia del asfalto, lo cual se puede
mejorar añadiendo aditivos con esta finalidad; o por problemas con los áridos (áridos
hidrofílicos) por lo que en la elaboración de HAC los áridos se secan antes de elaborar la
mezcla (se calientan para así garantizar la adherencia de éstos con el asfalto).
Para comprobar el cumplimiento de las propiedades de los asfaltos se realizan numerosos
ensayos. Solo mencionaremos los principales, y más directamente relacionados con las
propiedades antes señaladas.
2.2.6.3. Ensayos a realizar a los Materiales Asfálticos
1. Penetración (según NC 401: 2005).
2. Ductilidad (según NC 515: 2007)
3. Punto Ablandamiento (según NC 516: 2007).
4. Punto Inflamación (según NC ASTM D 92: 2007).
5. Peso específico.
6. Solubilidad en tricloroetileno.
7. Pérdida por calentamiento en película delgada.
8. Penetración retenida.
60
Anexos I
1- Penetración: (Según la NC 401: 2005)
La penetración define la consistencia de un material asfáltico y se expresa como la distancia
que una aguja normalizada penetra verticalmente dentro de una muestra, bajo las condiciones
especificadas, tiempo y temperatura. Cuando las condiciones de prueba no son
específicamente mencionadas, la carga, tiempo y temperatura serán de 100 g, 5 seg. y 25 °C
(77 °F ), respectivamente, las unidades de penetración indican centésimas de centímetro o
décimas de milímetro. La carga se define como el peso total móvil de la aguja y sus uniones.
Equipos y utensilios:
Penetrómetro:
Estará constituido por un mecanismo que permita el movimiento vertical sin rozamiento
apreciable, de un vástago o soporte móvil al que se puede fijar firmemente por su parte inferior
la aguja de penetración y que permita, además la colocación sobre el mismo de diferentes
cargas suplementarias, el aparato deberá estar calibrado para dar directamente la lectura en
unidades de penetración.
Aguja:
Será una varilla cilíndrica de acero inoxidable endurecido y templado, tendrá unos 50 mm de
largo y entre 1.00 y 1,02 mm de diámetro con uno de sus extremos simétricamente aguzado
formando un cono.
La aguja irá montada rígida y coaxialmente en un casquillo cilíndrico de bronce o acero
inoxidable de 3.2 ± 0.05 mm de diámetro y 38 ± 1 mm de largo debiendo quedar una longitud
libre de aguja entre 40 y 45 mm para penetraciones desde 50 mm como mínimo y hasta 350
mm.
Recipiente:
Será de metal o vidrio, de forma cilíndrica y con fondo plano. El recipiente que se use para
material con penetración 200 mm o menos tendrá una capacidad de unos 85 g, con
dimensiones interiores de 55 mm de diámetro y 35 mm de profundidad.
Para muestras de material con una penetración sobre los 200 mm, tendrá una capacidad
nominal de 175 g con dimensiones interiores de 70 mm de diámetro y 45 mm de profundidad.
Baño de agua termostático:
Baño termostático mantenido a una temperatura de 25 °C y que no variará de ± 0.1 °C. El
volumen de agua no será menor de 10 litros. La muestra será sumergida en el baño a una
61
Anexos I
profundidad no menor de 10 cm y será soportada sobre un anaquel perforado a una distancia
no menor de 5 cm desde el fondo del baño.
Cronómetro:
Si se emplean penetrómetros manuales, el tiempo del ensayo se puede medir con un reloj
eléctrico, un cronómetro u otro mecanismo cualquiera graduado en 0.1 seg o menos. En los
penetrómetros automáticos, el dispositivo de tiempos estará igualmente calibrado para
proporcionar el tiempo de ensayo con una exactitud de ± 0.1 seg.
Preparación de la Muestra:
La muestra se calienta con cuidado, evitando los sobrecalentamientos locales y agitándola
constantemente en cuanto su consistencia lo permita, hasta que alcance la suficiente fluidez
para permitir su vertido en los recipientes para muestra. Cuando se ensaya un betún, la
temperatura de calentamiento estará comprendida entre 80 y 90 ºC por encima de su punto de
reblandecimiento, y entre 50 y 60 ºC igualmente por encima de su punto de reblandecimiento si
se trata de un alquitrán. En cualquier caso, el tiempo total de calentamiento no excederá de 30
min, evitándose en todo momento la inclusión de burbujas de aire durante la agitación. A
continuación se llena el recipiente para la muestra, calentado previamente a una temperatura
análoga a la del material bituminoso, hasta una altura que, medida a la temperatura del
ensayo, sea superior al menos en 10 mm a la penetración esperada. Se prepararán un total
de dos recipientes por cada muestra o ensayo de iguales características. El recipiente y su
contenido serán cubiertos cuidadosamente para protegerlos contra el polvo y puestos a enfriar
al aire a una temperatura entre 15 y 30 ºC, durante un tiempo comprendido entre una hora y
dos horas en dependencia del tamaño del recipiente.
Procedimiento:
Al hacer el ensayo la muestra se colocará en el baño auxiliar, lleno con agua del baño de agua
de suficiente profundidad, para cubrir completamente el recipiente que contiene la muestra. La
aguja cargada se aproxima cuidadosamente hasta que su punta toque justamente la superficie
de la muestra, pero sin penetrar en la misma. Se pone en cero la lectura del penetrómetro y se
dispara seguidamente el mecanismo liberador de la aguja durante el tiempo especificado.
Finalmente se lee y anota la distancia, expresada en décimas de milímetro, que ha penetrado
la aguja en la muestra. En el caso de que el recipiente con la muestra se mueva durante la
penetración, se anula el resultado.
Se realizarán al menos tres penetraciones en cada recipiente, en diferentes puntos de la
superficie de la muestra y separados como mínimo 10 mm entre sí y de las paredes del
62
Anexos I
recipiente. Después de cada penetración saca la aguja y se limpia cuidadosamente. Cuando
las penetraciones obtenidas sean superiores a 200, las agujas no se sacarán después de cada
penetración, hasta haber completado el número de las mismas.
La penetración reportada será el promedio de por lo menos 3 pruebas, cuyos valores no
difieran más de 4 unidades entre el máximo y el mínimo.
2. Ductilidad (según NC 515: 2007)
Propiedad que representa la elasticidad del producto bituminoso, el cual posee la capacidad de
sufrir alargamientos sin disgregación de su masa y se cuantifica como la distancia máxima
(cm) que se estira una probeta hasta el instante de la rotura.
Equipos y utensilios:
Ductilímetro
Constará de un tanque de agua donde las probetas a ensayar queden totalmente sumergidas
durante la ejecución del ensayo y tendrá un mecanismo de arrastre que asegure sin
vibraciones la velocidad especificada para la separación progresiva de los 2 extremos y donde
la tolerancia máxima admisible será del 5 %.
Moldes:
Los moldes o briquetas serán similares al diseño mostrado en la NC 515: 2007. Serán de
bronce y contarán con 2 tipos de abrazaderas.
Placa de apoyo
Baño de agua:
El baño de agua será capaz de mantener la temperatura especificada del ensayo con una
variación máxima permisible de 0.1 ºC. El volumen de agua será de 10 litros como mínimo.
Termómetros
Durante la realización del ensayo se utilizará uno o dos termómetros de inmersión total para
controlar la uniformidad de la temperatura especificada para el ensayo.
Preparación de las muestras
Una vez colocados los moldes sobre la placa, se agita el asfalto que se calienta, para evitar así
calentamientos locales, haciéndolo sólo por una vez hasta que éste posea la fluidez adecuada
para ser vertido en el área de la briqueta.
63
Anexos I
Se pasa la muestra a través del tamiz No. 50, y después de homogenizarla completamente se
procede al llenado del molde con un aparente ligero exceso, evitando durante el proceso
mover las piezas de la briqueta y no incluir burbujas de aire en la masa del ligante.
Las probetas protegidas del polvo se dejan enfriar entre 30 min y 40 min a temperatura
ambiente, para después sumergirla en el baño de agua a la temperatura de ensayo durante
30 min, finalmente se corta con una espátula recta caliente el exceso de material hasta lograr
el perfecto enrase de la probeta. Luego se introducen nuevamente en el baño por un tiempo
entre 85 min y 95 min. Se concluye retirando la placa del molde y quitando las piezas laterales
dando comienzo al ensayo.
Procedimiento
Las probetas se montan en el ductilímetro y a continuación se pone en funcionamiento el
mecanismo de arrastre a la velocidad constante especificada hasta el momento de la rotura
inminente, instante en que se detiene el ensayo y se mide la distancia en centímetros que se
han separado las 2 abrazaderas extremas.
Durante el ensayo se va formando un hilo cada vez más fino, el cual en todo momento deberá
estar sumergido sin aproximarse ni a la superficie ni al fondo.
Resultados
Se ensayarán 3 probetas por muestras y el valor medio obtenido se dará como resultado de la
ductilidad. El valor individual será expresado en centímetros y equivaldrá a la distancia que se
han separado las 2 abrazaderas desde la posición inicial hasta que se produce la rotura.
Tabla 14. Especificaciones que debe cumplir el Cemento Asfáltico para la elaboración
del H. A. C (NC 253: 2005)
Parámetro
U/M
Mín
Máx
Mín
Máx
Mín
Máx
Penetración
mm/10
40
50
50
70
60
70
Ductilidad
cm
100
-
100
-
100
-
Pto. Ablandamiento
ºC
52
60
51
58
50
58
Pto. Inflamación
ºC
230
-
230
-
230
-
1
-
1
-
1
-
Peso específico
g/cm
3
Solubilidad en tricloroetileno
%
99.5
-
99.5
-
99.5
-
Índice de penetración
-
-1
+1
-1
+1
-1
+1
Pérdida x calentamiento en
película delgada
%
-
0.5
-
0.5
-
0.5
Penetración retenida
%
75
-
75
-
70
64
Anexos I
Incremento del punto
ablandamiento A/B
de
ºC
-
8
-
10
-
10
NOTA 1: Podrá mejorarse el ligante elegido mediante la adición de activantes como
caucho, asfalto natural o cualquier modificador sancionado por la investigación y la
experiencia. La dosificación y homogeneización de la adición será requisito indispensable
y se basará en los resultados de ensayos previamente realizados.
NOTA 2: Para cementos asfálticos obtenidos por soplado con penetración hasta 85, la
ductilidad mínima podrá ser el valor máximo del rango de penetración.
Los principales ensayos que se le realizan a los asfaltos fluidificados o cut back son:
 Punto de inflamación.
 Viscosidad (Saybolt-Furol).
 Contenido de Agua.
 Destilación.
 Residuos de la Destilación.
 Peso específico.
 Ductibilidad.
 Solubilidad
2.2.6.4.
Usos de los Materiales Asfálticos empleados en los
Pavimentos
Estos se emplean de dos formas fundamentales:
 En mezclas
 En riegos
A modo de orientación y resumiendo el uso de los diferentes Materiales Asfálticos se expone la
siguiente Tabla.
Tabla 15. Uso y Selección de los Asfaltos.
Tipos de Asfaltos
Asfaltos de
Penetración
<100
Si
>100
Si
Asfaltos Fluidificados
Utilización
RC
MC
SC
Emulsiones
-
-
-
-
Mezclas en Caliente
65
Anexos I
-
Si
Si
Si
Si
Si
Mezclas en Frío
-
Si
-
-
-
-
Macadam Asfáltico por
Penetración
-
Si
Si
Si
-
Si
Tratamiento Superficiales
-
-
-
Si
Si
Si
Estabilización Suelo-Asfalto
-
-
-
Si
Si
Si
Riegos de Impregnación o
Imprimación
-
-
Si
-
-
Si
Riegos de Adherencia entre capas
Nota: La selección final del tipo de material asfáltico adecuado será realizada luego de un
análisis donde se considere la granulometría de los áridos, la eficiencia del proceso de
mezclado y las condiciones climáticas y atmosféricas prevalecientes.
Para elaborar mezclas en Caliente (H.A.C) se usarán Asfaltos de Penetración 40–50 hasta
120–150 y los Asfaltos Fluidificados (Cut Back) tipos MC-30; RC, MC, SC–70; RC, MC,
SC–250; RC, MC, SC–800 y RC, MC, SC–3000, con rangos de temperaturas establecidas por
la Tabla 13 para garantizar la debida viscosidad.
Para Mezclas en Frío (H.A.F.) se usarán Asfaltos con Penetración mayor a 100, Asfaltos
Fluidificados y Emulsiones Asfálticas (estas últimas se fabrican en el país de manera muy
limitada).
2.2.6.5. Áridos para mezclas asfálticas
Los áridos como material de construcción poseen una serie de cualidades y características que
inciden en menor o mayor cuantía en su comportamiento en dependencia del uso o destino
que se le dé, por lo que para el caso que nos ocupa, la utilización de los áridos para
hormigones o mezclas asfálticas, se deben conocer las propiedades y características más
importantes que son dos:
I.
Características de la Roca y/o de las partículas aisladas.
II. Propiedades de los áridos en su conjunto, en estado suelto o formando un esqueleto
mineral compactado.
Los áridos para mezclas asfálticas provienen de un material mineral procedente de rocas que
se encuentran desintegradas en estado natural o precisan de trituración mediante procesos
industriales. Las dimensiones son diferentes, varían desde 0,149 mm hasta un tamaño máximo
especificado. Lo más usual es que los áridos en las mezclas asfálticas trabajen siempre
66
Anexos I
formando un “esqueleto mineral compacto y resistente”, no obstante existen algunas
características importantes a considerar en las partículas aisladas que no deben obviarse.
I. Características de la Rocas y/o Partículas de Áridos.
1. Forma (ser angulosas, no deben poseer forma plana y alargada).
2. Propiedades de su superficie (rugosidad y polaridad).
3. Alta resistencia al desgaste o abrasión.
4. Baja absorción.
5. Limpieza.
6. Resistencia al intemperismo.
7. Resistencia al pulimento o pulido.
8. Tamaño máximo (adecuado al uso).
9. Peso Específico (alto preferiblemente).
10. Resistencia a Compresión (alta preferiblemente).
II. Propiedades de los áridos en su conjunto y/o del esqueleto mineral.
11. Granulometría (distribuida).
12. Fricción Interna (Ф).
13. Resistencia a Compresión.
14. Peso Volumétrico (  ).
15. Porcentaje de Huecos (H %).
16. Cohesión (c).
17. Resistencia a Cortante (

)
El agregado constituye entre el 90 y 95 % en peso y entre el 75 y 85 % en volumen en la
mayoría de las estructuras de pavimento. Esto hace que la calidad del agregado usado sea un
factor determinante para que los pavimentos sean seguros, económicos y duraderos.
En general los áridos usados en mezclas asfálticos deben ser: antideslizantes, poseer una alta
resistencia al desgaste, ser resistentes al agrietamiento y resistentes a las deformaciones;
granulometría y forma adecuada, etc. Deben reunir estas propiedades para ser utilizados en
las mezclas asfálticas usadas en los pavimentos flexibles de las carreteras.
Otro aspecto muy importante a considerar en los áridos es su dosificación. Para lograr la
distribución granulométrica requerida para los distintos tipos de mezclas asfálticas (densas,
semidensas o abiertas) es necesario mezclar los áridos en proporciones determinadas,
67
Anexos I
generalmente mezclando de 2 a 4 áridos diferentes, lo cual se hace por el mismo
procedimiento de mezclas de materiales.
 Mezclas abiertas: Incrementan la laborabilidad y la flexibilidad.
 Mezclas densas: Generalmente son las preferidas ya que incrementan la estabilidad, la
durabilidad, la resistencia a la fatiga y la impermeabilidad.
Los tipos de áridos y calidad influyen en la estabilidad y laborabilidad de las mezclas. Se
prefieren áridos duros y angulosos producto del machaqueo y de superficie áspera, ya que
aumentan la estabilidad aunque disminuye la laborabilidad. Los áridos naturales redondeados
deben machacarse para proveerlos de algunas caras angulosas.
Los áridos que no se adhieren fácilmente al asfalto o que pueden desintegrarse con el tiempo,
producen mezclas de baja estabilidad y poca durabilidad.
Los áridos muy absorbentes, si son duros, provocan mezclas costosas, ya que el asfalto
absorbido es inerte, o sea, no trabaja en el proceso de adherencia.
Las rocas usadas usualmente para producir áridos en la construcción de pavimentos asfálticos
son las calizas duras, el basalto y otras rocas duras de origen ígneo, la escoria de alto horno
triturada y escombros de elementos estructurales de hormigón hidráulico reciclados.
Tabla 16. Tipos de áridos más usados según su tamaño
No.
Nombre
Limites nominales
Máx.(mm)
1
Rajón
2
Mín.(mm)
--
152
Rajoncillo
152
76
3
Macadam
76
38,1
4
Piedra de hormigón
38,1
19,1
5
Gravilla
19.1
9.52
6
Granito
9,52
4.76
7
Arena
4,76
0.15
8
Filler
--
Menor que 0,074
Para todos los tipos de mezclas asfálticas consideradas, los áridos deberán cumplir los
siguientes requisitos generales:
- Los áridos gruesos procederán de la trituración y clasificación de piedra de cantera o de
grava natural, se aproximarán a la forma cúbica, tendrán aristas definidas y superficie
68
Anexos I
rugosa, estarán limpios, poseerán adecuada afinidad con el asfalto, serán resistentes, de
uniformidad razonable y estarán exentos de arcilla u otras materias extrañas.
- En el caso de áridos redondeados que se sometan a un proceso de trituración, se exige que
aquellos retenidos en el tamiz 4 tendrán al menos el 75 % en peso con 2 o más caras de
fractura.
- Los áridos finos serán arenas procedentes de la trituración de la roca (polvo de piedra) o una
mezcla de éste con arena natural (el proyecto de mezcla definirá el % máximo de arena
natural a emplear en la mezcla), serán granos limpios, sólidos resistentes, de uniformidad
razonable, exentos de arcilla y de materias extrañas o nocivas.
- El árido fino que proceda de la trituración de la roca se obtendrá de materiales cuyo valor de
desgaste cumpla con las condiciones exigidas al árido grueso.
- El filler de aportación se compondrá de partículas muy finas de caliza dura con más del 70 %
de CaCO3, u otro material mineral aprobado de naturaleza no plástica.
Tabla 17. Requisitos de calidad para el árido grueso en función del lugar que ocupa la
mezcla en el pavimento (NC 759: 2010)
Capa del
Propiedades
Valores
Pavimento
Pérdida abrasión Los Ángeles (valor máx.)
30 %
Seco
15 %
Húmedo
25 %
Índice de trituración
Partículas planas y alargadas (4:1) (valor máximo)
Rodadura
Absorción de Agua
10 %
0.8–2.0 %
Partículas de Arcilla (valor máximo)
0%
Material más fino que el tamiz 200 (valor máximo)
4%
Resistencia a los sulfatos
Sulfato de Sodio
≤ 12 %
(5 ciclos) (valor máximo)
Sulfato de Magnesio
≤ 18 %
Pérdida abrasión Los Ángeles (valor máx.)
35 %
Partículas planas y alargadas (4:1) (valor máximo)
15 %
Intermedia
Absorción de Agua
Partículas de Arcilla (valor máximo)
0.8–2.5 %
0%
69
Anexos I
Material más fino que el tamiz 200 (valor máximo)
4%
Pérdida abrasión Los Ángeles (valor máx.)
40 %
Partículas planas y alargadas (4:1) (valor máximo)
20 %
Inferior
Absorción de Agua
0.8–2.5 %
Partículas de Arcilla (valor máximo)
0%
Tabla 18. Requisitos de calidad para el árido fino en función del lugar que ocupa la
mezcla en el pavimento (NC 759: 2010)
Capa del Pavimento
Propiedades
Valores
Absorción de Agua
0.8 – 2.0 %
Impurezas orgánicas
≤ Placa 3%
Rodadura
Equivalente de arena (min.)
55 %
Plasticidad del fino
IP < 4 y LL < 25
Absorción de Agua
0.8 – 2.5 %
Impurezas orgánicas
≤ Placa 3%
Intermedia
Equivalente de arena (min.)
Inferior
50 %
Plasticidad del fino
IP < 6 y LL < 25
Absorción de Agua
0.8 – 2.5 %
Impurezas orgánicas
≤ Placa 3%
Equivalente de arena (min.)
50 %
NOTA 1: Los áridos con absorciones fuera del rango establecido pueden afectar la calidad de
la mezcla, por lo que su empleo estará sujeto a evaluaciones previas en el laboratorio de su
comportamiento en la mezcla asfáltica.
NOTA 2: Los áridos gruesos o la fracción más gruesa del árido para su uso en mezclas para
capas de rodadura, deberá conocerse que poseen una adecuada resistencia a la pulimentación
ante el tráfico previsto.
Manejo, almacenamiento y acondicionamiento de las zonas de producción
El fabricante adoptará las medidas necesarias para mantener la calidad del producto durante
su manejo y almacenamiento. Estas medidas deberán tener en cuenta la contaminación del
70
Anexos I
producto, la segregación y la limpieza de los equipos de manejo y de las zonas de
almacenamiento.
Los áridos deberán almacenarse de manera que queden protegidos de una posible
contaminación por el ambiente especialmente por el terreno. Las distintas fracciones
granulométricas no deben mezclarse de forma incontrolada. Para evitar que lleguen a
mezclarse las diferentes pilas de áridos, estarán lo suficientemente alejados uno del otro o
separados entre sí por paredes colocadas con tal propósito. Durante el almacenamiento y el
transporte deben tomarse las precauciones necesarias para eliminar en lo posible la
segregación.
2.2.6.5.1. Ensayos de laboratorio a los materiales pétreos empleados
en los pavimentos flexibles
Ensayos para los áridos gruesos:
1. Abrasión Máquina “Los Ángeles” (NC 188:2002)
Se basa en la determinación del desgaste en peso del árido grueso con una granulometría
determinada al ser sometido a la máquina de Los Ángeles con una carga abrasiva.
Aparatos y utensilios
-
Máquina de Los Ángeles
La máquina para el ensayo de desgaste Los Ángeles consiste en un cilindro hueco de acero,
cerrado en ambos extremos, con un diámetro interior de 711,2 mm y una longitud interior de
508 mm. El cilindro está montado en pivotes que acoplan con sus extremos pero que no
penetran en él. Está montado de tal manera que pueda girar con su eje en posición horizontal.
Figura 3. Máquina de Los Ángeles
El cilindro está provisto de una abertura para introducir la muestra que se desea ensayar. La
71
Anexos I
abertura se cierra mediante una tapa con una junta fijada por tornillos que impide la salida del
polvo. La tapa debe mantener el contorno cilíndrico interior, a no ser que el entrepaño se
coloque de modo que la carga no caiga sobre la tapa durante el ensayo ni se ponga en
contacto con ella en ningún momento.
La máquina lleva montado un travesaño removible de acero, que sobresale radialmente en una
longitud de 88,9 mm dentro del cilindro y que se extiende a toda su longitud, a lo largo de una
generatriz en la superficie interior del cilindro.
El travesaño tiene un espesor tal que permite montarlo por medio de tornillos u otros medios
apropiados, de forma que quede instalado de un modo firme y rígido. La distancia del
travesaño a la abertura, medida a lo largo de la circunferencia del cilindro y en el sentido de la
rotación será mayor de 1 270 mm.
NOTA: Debe usarse un travesaño de acero resistente al desgaste, de sección rectangular y
montada independientemente de la tapa. No obstante, se puede usar una sección de angular
montada adecuadamente en la parte inferior de la tapa, teniendo en cuenta la dirección de
rotación, para que la carga sea movida por la cara exterior del ángulo.
-
Tamiz: Tamiz con abertura de malla cuadrada de 1,68 mm (No. 12).
-
Carga abrasiva: La carga abrasiva consistirá en esferas de acero de aproximadamente
47,6 mm de diámetro y con un peso unitario de 390–445 g.
La carga abrasiva a utilizar depende de la granulometría elegida para la muestra que se va a
ensayar, de acuerdo a lo establecido en la Tabla 19.
Tabla 19. Determinación de la carga abrasiva
Grados
Nº de esferas
Peso de la carga (g)
A
12
4 975 – 5 025
B
11
4 559 – 4 609
C
8
3 310 – 3 350
D
6
2 985 – 2 515
-
Estufa: Estufa capaz de mantener uniformemente una temperatura de 105–115 ºC
-
Balanza: Balanza de 20 Kg. de capacidad y sensibilidad de 1 g.
Preparación de la muestra
La muestra consiste en árido limpio por lavado, desecado en estufa entre 105–110 ºC hasta
peso constante y compuesto por los grados que se indican en la Tabla 20.
72
Anexos I
Tabla 20. Grado de la muestra de árido para el ensayo.
El grado usado deberá ser el que más se aproxime a la granulometría real del material
suministrado para la obra.
Procedimiento
- La muestra y la carga abrasiva correspondiente se colocan en la máquina de Los Ángeles. Se
hace girar el cilindro a una velocidad comprendida entre 30–33 rpm hasta 500 rpm.
- La máquina se moverá de manera uniforme para mantener una velocidad periférica
prácticamente constante. Si se emplea un angular como travesaño, la máquina girará en el
sentido que permita que la carga sea recogida por la superficie exterior del angular.
- A continuación se descarga el material del cilindro y se hace una separación preliminar del
mismo, tamizándolo por un tamiz de abertura mayor que la del tamiz de 1,68 mm (No. 12)
- El material que pasa se tamiza después empleando el tamiz de 1,68 mm (No.12), siguiendo
en el procedimiento todo lo indicado en la NC 178.
- La totalidad del material retenido en el tamiz de 1,68 mm (No. 12) se lava, se deseca en
estufa entre 105–110 ºC hasta peso constante y se pesa con precisión de 1 gramo.
NOTA: Se llama la atención sobre el hecho de que se puede obtener cierta información sobre
la uniformidad de la muestra que se está ensayando, determinando la pérdida después de 100
revoluciones. Cuando se realice esta determinación se procurará evitar la pérdida de muestra.
La muestra total, incluido el polvo que se ha producido, se vuelve a introducir en la máquina
para terminar el ensayo.
Método de cálculo
La diferencia entre el peso inicial (PI) y el peso final (PF) de la muestra de ensayo se deberá
expresar como un porciento del peso inicial.
Este valor deberá reportarse como el porciento de desgaste (% D), es decir, determinado por
73
Anexos I
la expresión: % D 
PI  PF
100
PI
Aproximación de los resultados: Los resultados de los ensayos se aproximan hasta una cifra
decimal
El informe del ensayo debe tener el siguiente contenido:
 Identificación de la muestra ensayada
 Referencia a la presente norma
 Peso inicial de la muestra
 Peso final de la muestra
 Por ciento de desgaste
 Resultados del ensayo
 Identificación del técnico que realiza el ensayo
 Fecha de realización del ensayo.
2. Índice de trituración (NC 190: 2002)
Se basa en la determinación del índice de triturabilidad de la porción de árido grueso sometida
a esfuerzo de compresión constante.
Aparatos y utensilios:
- Prensa hidráulica: Prensa hidráulica con capacidad de carga de 0 a 1 000 kN (o a 100 ft)
- Balanza: Balanza técnica de 0 a 20 Kg y valor de división de 0,1 Kg.
- Estufa: Estufa capaz de mantener uniformemente una temperatura de 105–115 ºC
- Tamices: Tamices con aberturas de malla cuadrada de 38.1 mm, 19.1 mm, 9.52 mm, 4.76
mm, 2.38 mm y 1.19 mm
- Varilla de compactación: Varilla metálica lisa y recta, con una sección circular de 16 mm de
diámetro y 450 mm de longitud, con el extremo para compactar en forma semicircular.
- Depósitos: Depósitos consistentes en dos cilindros de 150 mm y 75 mm de diámetro con
fondos desmontables y pistones según el diámetro
Preparación de la muestra
El árido grueso que constituye la muestra de ensayo se pasará por tamices de abertura igual al
tamaño máximo y mínimo de la fracción en cuestión.
La muestra del árido grueso a ensayar será secada en la estufa durante un tiempo no mayor
de 24 horas y a un intervalo de temperatura de 105–110 ºC. Concluido el secado, la muestra
74
Anexos I
se enfriará a la temperatura ambiente del laboratorio.
Procedimiento
Preparación de la porción de ensayo
De la muestra de árido grueso a ensayar que ha sido tamizada, secada y enfriada se toma una
porción no menor de 6 kg, ésta a su vez se divide en dos partes iguales con el fin de realizar
dos ensayos paralelos.
Se coloca el cilindro sobre el fondo desmontable, se pesa para conocer su masa y se
comienza a verter en el mismo la porción de árido grueso a ensayar en tres capas, dejando
caer el material desde una altura de 50 mm, compactando uniformemente la superficie de cada
capa con la varilla de compactación. Esta acción se hará dejando deslizar la varilla entre los
dedos de la mano, la cual caerá por su propio peso. Posteriormente se nivela la superficie de
manera tal que la misma quede a 15 mm del borde superior del cilindro. De no cumplirse esto,
se procede a añadir o quitar partículas de la porción de árido grueso a ensayar hasta alcanzar
la altura requerida.
Después se pesa el cilindro con la porción del árido grueso a ensayar que contiene, para
conocer su masa por diferencia de masa.
A continuación se coloca sobre la superficie nivelada el pistón del equipo triturador y éste se
centra entre los platos de la prensa hidráulica, se aplica una carga de 200 kN (20 toneladas
fuerza) durante 2 minutos aproximadamente, contados a partir del inicio de la aplicación de la
carga para la trituración. Transcurrido este tiempo, se retira el cilindro y se sostiene, quitándole
el fondo sobre una bandeja limpia. Se extrae el material contenido en el cilindro golpeando las
paredes del mismo con un martillo de goma adecuado hasta que las partículas sueltas caigan
sobre la bandeja. El resto de las partículas y el polvo adherido al fondo del pistón y a las
paredes interiores del cilindro serán desprendidos de ambos utilizando una brocha de cerdas.
Posteriormente, el contenido de la bandeja será tamizado por el tamiz de control según el
límite de las fracciones del árido grueso (véase la Tabla 21). El tamizado será interrumpido
cuando durante un tiempo aproximado de un minuto, no pase más del 1% de la masa del árido
grueso triturado.
NOTA: Para el ensayo por vía húmeda, se seguirá el mismo procedimiento de preparación de
la muestra que se aplica para el ensayo por vía seca, con la salvedad de que la muestra a
ensayar se sumerge en agua a temperatura ambiente durante 24 horas.
75
Anexos I
Tabla 21. Definición de los tamices de control para el ensayo
Límite de las fracciones del
árido grueso, mm
Tamices de control,
mm
38,1–19,1 mm
4,76
19,1–9,52 mm
2,38
9,52–4,76 mm
1,19
Método de cálculo:
El índice de triturabilidad (IT) se calcula de acuerdo a la siguiente fórmula:
IT 
m1  m2
100
m1
(%)
Donde:
m1: Masa de la porción de árido grueso a triturar (g)
m2: Masa de la porción de árido grueso triturada y retenida en el tamiz de control (g)
El índice de triturabilidad de una fracción de árido grueso se calcula de acuerdo a la siguiente
fórmula:
m11  m21
m12  m22
)(
)
m
11
m
12
ITF 
100
2
(
(%)
Donde:
m11: Masa de la porción de árido grueso a triturar correspondiente al primer ensayo (g)
m21: Masa de la porción de árido grueso triturada y retenida en el tamiz de control
correspondiente al primer ensayo (g)
m12: Masa de la porción de árido grueso a triturar correspondiente al segundo ensayo (g)
m22: Masa de la porción de árido grueso triturada y retenida en el tamiz de control
correspondiente al segundo ensayo (g)
El índice de triturabilidad de una mezcla se calcula de acuerdo a la siguiente fórmula:
i
ITM 
 ITF  m
n 1
n
100
n
(%)
76
Anexos I
Donde:
ITFn: Índice de triturabilidad de cada una de las fracciones de árido grueso que componen la
mezcla.
mn: % de cada una de las fracciones de árido grueso que componen la mezcla.
Aproximación de los resultados: Los resultados se aproximarán hasta las centésimas.
Casos especiales:
 Si el árido grueso está compuesto de dos o más fracciones, el índice de triturabilidad se
determina con la media ponderada de los valores de ITF que corresponde a cada una de
las fracciones que componen la mezcla.
 El árido grueso de tamaño máximo mayor que 38,1 mm que se desee ensayar debe
triturarse previamente y obtener las fracciones 38.1–19.1 mm y 19.1–9.52 mm.
 Si se desea conocer el índice de triturabilidad de la fracción 63.0–38.1 mm y la
composición petrográfica de la fracción 38.1–19.1 mm es igual a la anterior, se admite
caracterizar la resistencia a la triturabilidad de la primera por los resultados de los ensayos
de la segunda.
 En los casos en que la muestra sea insuficiente para realizar el ensayo, como ocurre en
general con las muestras geológicas obtenidas durante la etapa de búsqueda de
yacimientos en las investigaciones geológicas o cuando se quiere controlar la
homogeneidad de la producción de áridos gruesos en una cantera, se puede obtener el
índice de triturabilidad de la roca utilizando la fracción 9.52–4.76 mm con el cilindro de 75
mm de diámetro.
El informe del ensayo debe tener los siguientes datos:
• Identificación de la muestra ensayada
• Fracción del árido grueso analizado
• Referencia a la presente norma
• Índice de triturabilidad de la fracción
• Índice de triturabilidad de la mezcla
• Resultados del ensayo
• Identificación del técnico que realiza el ensayo
• Fecha de realización del ensayo.
77
Anexos I
3. Partículas planas y alargadas (NC 189: 2002)
Se obtienen las partículas planas y alargadas contenidas en los áridos por medio de la
separación de la muestra en fracciones, separación de las partículas planas y alargadas y
determinación del por ciento que representan del peso del árido.
Aparatos, utensilios y medios de medición:
- Estufa: Estufa capaz de mantener uniformemente una temperatura de 105–115 ºC.
- Balanza: Balanza técnica con sensibilidad de 1 g.
- Tamices: Tamices con aberturas de malla de 76.2 mm; 63.5 mm; 50.8 mm; 38.1mm; 25.4
mm; 19.1mm; 12.7 mm; 9.52 mm; 4.76 mm.
- Medios de medición: Pie de rey universal con escala hasta 200 mm y precisión de 0,1 mm
Preparación de la muestra
Las muestras deberán secarse hasta peso constante a una temperatura de 105–110º C.
El árido grueso para este ensayo se separará de acuerdo a las masas de las partículas que se
establecen en la Tabla 22 para los diferentes tamaños de partículas presentes en las
proporciones de 5 % o más, para lo cual es necesario hacer un ensayo de granulometría a la
muestra, para conocer el por ciento retenido parcial de cada tamaño o fracción.
Tabla 22. Determinación de la masa de las partículas de cada fracción que deben
tomarse para el ensayo
Intervalo (mm)
Masa de las partículas que se deberán
tomar de cada fracción (g)
76,2
63,5
7 000
63,5
50,8
6 000
50,8
38,1
5 000
38,1
25,4
4 000
25,4
19,1
1 000
19,1
12,7
700
12,7
9,52
300
9,52
4,76
250
Procedimiento
Después de separadas las cantidades de partículas a ensayar se depositan en bandejas
perfectamente identificadas a fin de evitar que se mezclen los diferentes tamaños o fracciones.
Se extenderá sobre una superficie limpia el contenido de una de las bandejas y por simple
inspección visual se separarán las partículas planas y alargadas que no ofrezcan dudas de sus
78
Anexos I
formas y dimensiones. De la misma forma se procederá con las partículas que no sean planas
y alargadas.
Las partículas que no hayan podido ser determinadas en la inspección visual serán medidas
con el pie de rey, determinándose la relación existente entre sus dimensiones.
El procedimiento anterior se repite para cada una de las partículas que no pudieron ser
determinadas por la inspección visual.
Se determinará la masa de las partículas planas y alargadas halladas en cada muestra
ensayada.
Método de cálculo
1- Determinación del por ciento de partículas planas y alargadas:
Se calculan los porcentajes de partículas planas y alargadas halladas en cada muestra
ensayada aplicando la fórmula:
PPA 
A
100
B
Donde:
PPA: Por ciento en masa de partículas planas y alargadas
A: Masa de las partículas planas y alargadas halladas en cada muestra ensayada (g)
B: Masa de la muestra ensayada (g)
2- Determinación del % corregido de partículas planas y alargadas:
% corregido de partículas planas y alargadas 
PPA  RP
100
Donde:
PPA: % en masa de partículas planas y alargadas
RP: % retenido parcial de la fracción de la muestra ensayada
3- Determinación del porcentaje total de partículas planas y alargadas:
El valor final del resultado del ensayo se dará como la suma total de los porcentajes corregidos
obtenidos.
Aproximación de los resultados: Los resultados del ensayo serán aproximados hasta las
décimas.
79
Anexos I
En el informe del ensayo se incluirán los siguientes datos:
• Identificación de la muestra ensayada
• Referencia a la presente norma
• Por ciento retenido parcial de cada tamaño o fracción (tamiz) obtenido en la granulometría
inicial de la muestra
• Masa de las muestras o cantidades que se toman para cada tamiz (g)
• Por ciento de partículas planas y alargadas con relación a las muestras de ensayo.
• Por ciento corregido de partículas planas y alargadas.
• Por ciento total de partículas planas y alargadas.
• Resultados del ensayo
• Identificación del técnico que realiza el ensayo
• Fecha de realización del ensayo
En la tabla siguiente se muestra un ejemplo de la forma de registrar los resultados del ensayo.
Tabla 23. Registro de los resultados del ensayo
4. Peso específico y absorción del agua (NC 187: 2002)
Se determinan los pesos específicos y la absorción de agua en los áridos gruesos por medio
de pesadas.
Aparatos, utensilios y condiciones del local
- Balanza: Balanza con capacidad no menor de 5 kg y una sensibilidad de 0,1 g
- Estufa: Una estufa capaz de mantener uniformemente una temperatura de 105–110 ºC
- Cesto de alambre o cubo metálico
En caso de usar el cesto, este debe estar hecho con malla metálica de 4,76 mm de abertura en
todo su perímetro.
Si se usa el cubo metálico, este debe tener una dimensión aproximada de 200 mm de diámetro
80
Anexos I
y 200 mm de altura, con una malla metálica de 4,76 mm de abertura en todo su perímetro.
- Recipiente de tamaño apropiado para poder sumergir el cesto o el cubo metálico
Dispositivo para colgar el cesto o el cubo metálico en el centro del platillo de la balanza.
Condiciones ambientales del local para el ensayo
El local para este ensayo debe estar cerrado y mantener una temperatura de 15–25 ºC y una
humedad relativa de 50–70 %.
Preparación de la muestra
Se selecciona por el método de cuarteo una muestra de 5 kg del árido, separando todo el
material que pasa por el tamiz de 9,52 mm. Si la calidad del material es homogénea, podrá
emplearse para el ensayo el retenido en el tamiz de 25,4 mm.
Procedimiento
Después de haber lavado bien el árido, para quitarle el polvo o cualquier otro material adherido
a la superficie de las partículas, se seca la muestra hasta peso constante a una temperatura de
105–110 ºC.
NOTA 1: Cuando se vayan a utilizar los valores del peso específico y la absorción de agua
para el proyecto de mezcla de hormigón hidráulico con áridos empleados normalmente en
estado húmedo, se puede prescindir del secado hasta peso constante.
NOTA 2: Los valores de absorción de agua y de peso específico pueden ser mucho mayores
para áridos que no hayan sido secados a peso constante antes de sumergirlos, en
comparación con los valores alcanzados en áridos tratados.
Se sumerge la muestra en agua a temperatura ambiente durante 24 horas.
Después del período de inmersión en agua, se secan las partículas rodándolas sobre una tela
absorbente hasta que se haya eliminado toda la película de agua visible, aunque su superficie
aparezca todavía húmeda. Se tomarán todas las precauciones que se juzguen necesarias para
evitar que durante la operación se produzca evaporación en las partículas cuya superficie haya
sido secada. La muestra se pesa en el aire.
Una vez pesada, la muestra saturada y superficialmente seca se coloca inmediatamente en el
cesto de alambre o en el cubo metálico y se determina su peso dentro del agua.
La muestra se seca en la estufa hasta peso constante a una temperatura de 105–110 ºC, se
deja enfriar a temperatura ambiente y se pesa en el aire.
81
Anexos I
Método de cálculo:
1- Peso específico corriente: Es el peso específico de las partículas desecadas, incluyendo en
el volumen los poros accesibles al agua y los no accesibles. Se calcula aplicando la fórmula
siguiente:
Peso específico corriente 
A
B C
Donde:
A: Peso en el aire de la muestra secada en estufa (g)
B: Peso en el aire de la muestra saturada y superficialmente seca (g)
C: Peso en el agua de la muestra saturada (g)
El resultado se expresará con dos cifras decimales.
2- Peso específico saturado: Es el peso específico de las partículas saturadas de agua y con la
superficie seca. Se calcula aplicando la fórmula siguiente:
Peso específico saturado 
B
BC
Donde:
B: Peso en el aire de la muestra saturada y superficialmente seca (g)
C: Peso en el agua de la muestra saturada (g)
El resultado se expresará con dos cifras decimales
3- Peso específico aparente: Es el peso específico de las partículas secadas en estufa,
incluyendo en el volumen sólo los poros inaccesibles al agua. Se calcula aplicando la fórmula
siguiente:
Peso específico aparente 
A
AC
Donde:
A: Peso en el aire de la muestra secada en estufa (g)
C: Peso en el agua de la muestra saturada (g)
El resultado se expresará con una sola cifra decimal.
Reproducibilidad del ensayo
Para un 95 % de probabilidades de determinaciones por duplicado no se diferenciarán en más
82
Anexos I
de las siguientes cantidades:
• Para las determinaciones de los pesos específicos: 0,01 g/cm
• Para las determinaciones de la absorción de agua: 0,13 %
El informe del ensayo debe tener el siguiente contenido:
• Identificación de la muestra a ensayar
• Referencia a la presente norma cubana
• Peso en el aire de la muestra secada en estufa (g)
• Peso en el aire de la muestra saturada y superficialmente seca (g)
• Peso en el agua de la muestra saturada (g)
• Resultado del ensayo
• Identificación del técnico que realiza el ensayo
• Fecha de realización del ensayo
5. Partículas de arcillas (NC 179: 2002)
Se obtienen las partículas de arcilla contenidas en los áridos por medio de una selección, y se
determina el porciento que representan del peso del árido.
Aparatos y utensilios
- Estufa: La misma deberá ser capaz de mantener una temperatura constante entre
105–115 ºC.
- Recipiente: Sus dimensiones deberán permitir la extensión, en su fondo, de las muestras de
áridos en capas delgadas
- Tamices: Tamices de 38.1 mm; 19.1 mm; 9.52 mm; 4.76 mm; 2.38 mm; 1.19 mm y 0.84 mm
- Balanza: Su capacidad deberá ser no menor de 5 kg y sensibilidad de 0,1 g
Preparación de la muestra
Las muestras deberán obtenerse por cuarteo o con un separador mecánico de una muestra
representativa tomada del material que se quiere ensayar. Las mismas serán tratadas de
manera tal que no se rompan las partículas de arcilla que puedan estar presentes.
Las muestras deberán secarse hasta peso constante a una temperatura de 105–110 ºC.
Las muestras de áridos finos estarán formadas por las partículas retenidas en el tamiz con
abertura de malla de 1,19 mm (No. 16) y su peso no será menor de 100 g.
Las muestras de áridos gruesos deberán separarse en diferentes tamaños usándose los
siguientes tamices: 38,1 mm (1 ½″) - 19,1 mm (3/4″) - 9,52 mm (3/8″) - 4,76 mm (No.4). El
83
Anexos I
peso de la muestra no será menor del indicado en la Tabla 24.
Tabla 24. Peso mínimo de la muestra para el ensayo
Tamaño de las partículas
Peso mínimo de la muestra (g)
Mayor o igual de 38,1 mm
5000
38,1 – 19,1 mm
3000
19,1 – 9,52 mm
2000
9,52 – 4,76 mm
1000
En el caso de mezclas de áridos finos y gruesos, el material deberá separarse en dos tamaños
por medio del tamiz de 4,76 mm (No. 4) y las muestras de áridos finos y gruesos habrán de
separarse.
Procedimiento
Extiéndase la muestra en una capa delgada en el fondo del recipiente y examínese para
descubrir las partículas de arcilla. Cualquier partícula que pueda dividirse finamente con los
dedos deberá clasificarse como partícula de arcilla. No se deberán presionar contra una
superficie dura.
Después de haberse pulverizado todas las partículas de arcilla, sepárese el residuo de las
mismas usando los tamices que se prescriben en la Tabla 25.
Tabla 25. Relación entre el tamaño de las partículas de la muestra y el tamaño del tamiz
de ensayo
Tamaño de las partículas que
conforman la muestra
Tamaño de tamiz para separar los
residuos de las partículas de arcilla
Mayor o igual a 38,1 mm
4,76 mm (No. 4)
38,1 – 19,1 mm
4,76 mm (No. 4)
19,1 – 9,52 mm
4,76 mm (No. 4)
9,52 – 4,76 mm
2,38 mm (No. 8)
Árido fino retenido en el tamiz de
1,19 mm (No. 16)
0,84 mm (no. 20)
Método de Cálculo
Se calcula el porcentaje de partículas de arcilla con aproximación de 0,1 %, tal como sigue:
L
W R
 100
W
Donde:
L: Porcentaje de partículas de arcilla en la muestra
84
Anexos I
W: Peso de la muestra (g)
R: Peso de la muestra después de separarle las partículas de arcilla (g)
El informe del ensayo debe tener el siguiente contenido:
• Identificación de la muestra ensayada
• Referencia a la presente norma
• Peso de la muestra (g)
• Peso de la muestra después de separarle las partículas de arcilla (g)
• Porcentaje de partículas de arcilla en la muestra
• Resultados del ensayo
• Identificación del técnico que realiza el ensayo
• Fecha de realización del ensayo
6. Determinación del material más fino que el tamiz Nº 200 (NC 182: 2002).
El procedimiento se basa en separar mediante lavados y tamizados sucesivos, las partículas
finas existentes en los áridos. Entendiéndose por finos las porciones que pasan a través del
tamiz (No. 200).
Aparatos y utensilios
- Estufa: La misma deberá ser capaz de mantener una temperatura constante entre
105-110 ºC.
- Recipiente metálico o plástico: Su capacidad deberá ser suficiente para mantener la
muestra cubierta de agua.
- Tamices: Dos tamices de agujeros cuadrados: Uno de 0,074 mm (No. 200) y otro con
abertura mayor de aproximadamente 1,19 mm (No.16).
- Frasco lavador: Frasco lavador de 500 ml de capacidad.
Preparación de la muestra
La muestra se homogeneiza con suficiente humedad para evitar la segregación del árido
objeto del análisis, procurando evitar que en este proceso se pierda alguna porción fina. Se
pone en un recipiente y se deseca en la estufa hasta peso constante a una temperatura que no
exceda de 105–110 ºC.
El peso de la muestra para el ensayo se tomará según la Tabla 26, cuando esté a temperatura
ambiente y después de cuarteada.
85
Anexos I
Tabla 26. Peso de la muestra para el ensayo
Tamaño nominal de las
partículas mayores
Peso de la muestra (kg)
Hasta 4.76 mm
0,5
Mayores de 4,76 mm y
menores de 38 mm
2,5
38 mm o mayor
5,0
Procedimiento
La muestra después de pesada se coloca en el recipiente y se le añade agua hasta cubrirla
para poder mezclar y agitar convenientemente sin que se produzcan pérdidas, tanto de áridos
como de agua.
Se agita vigorosamente con el fin de poner en suspensión las partículas finas que pasan por el
tamiz de 0,074 mm (No. 200) hasta obtener su separación de las partículas gruesas.
Inmediatamente después se vierte el agua que contiene las partículas en suspensión en los
dos tamices colocados con el tamiz más grueso encima, evitando en lo posible la decantación
de las partículas gruesas de la muestra.
El proceso de lavado se repite tantas veces como sea necesario hasta que el agua utilizada
salga completamente limpia y clara.
Todo el material retenido en los tamices se une a la muestra lavada. El árido lavado se deseca
hasta peso constante o durante 24 horas a una temperatura que no exceda 105–110 ºC.
Método de cálculo
Se calculará el porciento de material fino que contiene el árido con arreglo a la fórmula:
Porcentaje de material que pasa por el tamiz (No. 200) 
ab
 100
a
Donde:
a: peso de la muestra original seca
b: peso de la muestra seca después de lavada
Aproximación de los resultados
Los resultados se expresarán con una aproximación de una sola cifra decimal cuando el valor
encontrado sea superior al 1 % y con dos cifras decimales cuando el valor sea inferior al 1 %.
El informe del ensayo debe tener el siguiente contenido:
• Identificación de la muestra ensayada
86
Anexos I
• Referencia a la presente norma
• Peso de la muestra original seca
• Peso de la muestra seca después de lavada
• Porciento de material que pasa por el tamiz de 0,074 mm (No. 200)
• Resultados del ensayo
• Identificación del técnico que realiza el ensayo
• Fecha de realización del ensayo
7. Resistencia a los sulfatos de sodio y de magnesio (NC 183: 2002)
El método de ensayo consiste en determinar la resistencia a la desintegración que presentan
los áridos sometidos a ciclos sucesivos de inmersión en soluciones saturadas de sulfato de
sodio o de magnesio y su posterior secado, debido a la expansión ocasionada por la
acumulación progresiva de cristales de dichos sulfatos en el interior de los poros de los áridos.
Aparatos, utensilios y medios de medición
- Balanzas
 Balanza técnica con LSP no menor de 500 g y precisión de 0,1 g.
 Balanza técnica con LSP no menor de 5 kg y precisión de 1 g.
- Estufa: Estufa capaz de mantener una temperatura de 105–110 ºC.
- Recipientes
Los recipientes para sumergir las muestras de áridos en la solución tendrán perforaciones que
permitan la entrada de la solución, su contacto con las muestras y el drenaje de la solución sin
pérdida del árido.
El volumen del recipiente estará en dependencia del volumen fijado de la solución en la que se
sumergen las muestras y será no menor de 5 veces el volumen de la muestra sumergida.
- Tamices: Se utilizarán tamices de ensayos según la norma NC 54-173 con aberturas de
mallas siguientes:
1. Tamices para la serie fina:
• 4,76 mm (No. 4)
• 0,59 mm (No. 30)
• 2,38 mm (No. 8)
• 0,295 mm (No. 50)
• 1,19 mm (No. 16)
• 0,149 mm (No. 100)
87
Anexos I
2. Tamices para la serie gruesa:
• 63,5mm (No. 2 ½″)
• 19,1mm (No. ¾″)
• 50,8mm (No. 2″)
• 12,7mm (No. ½″)
• 38,1mm (No. 1 ½″)
• 9,52mm (No. 3/8″)
• 25,4mm (No.1″)
Reactivos y soluciones
1- Solución saturada de sulfato de sodio
Se podrá preparar tomando como base la sal en forma anhídrida (Na2SO4) o en la forma
hidratada: Na2SO4 H2O
La solución debe prepararse no menos de 48 horas antes de usarse y mantenerse a una
temperatura de 20–22 ºC. Cuando se vaya a utilizar, se romperá la película de sal formada, se
agitará convenientemente y se comprobará que su densidad se mantenga en el rango de
1,151– 1,174 g/ml.
2- Solución saturada de sulfato de magnesio
Esta solución se podrá preparar tomando como base la sal anhidra MgSO4 o en la forma
heptahidratada MgSO47H2O
La solución debe prepararse no menos de 48 horas antes de usarse y mantenerse a una
temperatura de 20–22 ºC. Cuando se vaya a utilizar, se romperá la película de sal formada, se
agitará convenientemente y se comprobará que su densidad se mantiene en el rango de
1.295–1.308 g/ml
Preparación de las muestras
A cada uno de los tipos de áridos (fino y grueso) se le realizará un ensayo granulométrico de
acuerdo a la NC 178 para determinar su composición.
Se realizará el ensayo de estabilidad a la acción de los sulfatos de sodio o de magnesio a los
tamaños de las fracciones que representan el 5 % o más del peso total de la muestra. La
preparación de las muestras se realizará de la forma siguiente:
- Muestra de árido fino
El procedimiento para tomar y preparar la muestra de árido fino será el siguiente:
• La muestra de árido fino se pasará por un tamiz de abertura de malla de 9,52 mm (3/8″),
desechando todo el retenido en el mismo.
• La muestra debe ser de un tamaño tal que una vez tamizada queden no menos de 100 g de
88
Anexos I
árido retenido en cada uno de los tamices que se relacionan en la Tabla 27.
Tabla 27. Tamices de control para la preparación de la muestra de árido fino.
Pasado por el tamiz
Retenido en el tamiz
9,52 mm (3/8″)
4,76 mm (No. 4)
4,76 mm (No. 4)
2,38 mm (No. 8)
2,38 mm (No. 8)
1,19 mm (No. 16)
1,19 mm (No. 16)
0,59 mm (No. 30)
0,59 mm (No. 30)
0,295 mm (No. 50)
• La muestra se lavará perfectamente sobre un tamiz de 0,295 mm (No. 50) y se secará hasta
peso constante a una temperatura de 105–110 ºC.
• La muestra seca se pasará por los tamices especificados en la Tabla 1, pesando 100 g de
cada una de las fracciones, teniendo cuidado de no usar las partículas de árido adheridas a las
mallas de los tamices.
• Cada una de las fracciones de 100 g se colocarán en recipientes separados.
- Muestra de árido grueso
El procedimiento para tomar y preparar la muestra de árido grueso será el siguiente:
• La muestra de árido grueso se comprobará por un tamiz de 4,76 mm (No. 4), desechando
todas las partículas pasadas por el mismo.
• La muestra debe ser de un tamaño tal que una vez tamizada quede retenido no menos de la
masa especificada para cada uno de los tamices relacionados en la Tabla 28.
Tabla 28. Masa especificada para cada uno de los tamices de control para la preparación
de la muestra árido grueso.
89
Anexos I
• La muestra se lavará perfectamente y se secará a peso constante a una temperatura entre
105 y 110 ºC.
• La muestra seca se separará por medio de tamizado en las diferentes fracciones
especificadas en la tabla anterior.
• Se obtendrá la cantidad requerida para cada fracción, se determinará su masa y se
colocarán en recipientes separados.
• En el caso de las fracciones mayores de 19,1 mm (3/4″), se contará además el número de
las partículas.
Procedimiento
Inmersión de la muestra en la solución
• La muestra se sumerge en las soluciones de sulfato de sodio o de sulfato de magnesio
durante un periodo de tiempo comprendido entre 16 y 18 horas, de manera tal que el nivel
de la solución quede 1,5 cm por encima del nivel de la muestra.
• El recipiente con la muestra se tapará para evitar la evaporación y la contaminación
accidental con sustancias extrañas.
• La muestra sumergida en la solución se mantendrá a una temperatura de 20–22 ºC.
• Cuando se ensayen áridos muy ligeros, la muestra se puede cubrir con parrillas de
alambres con contrapesos para que quede completamente sumergida.
Secado de la muestra después de la inmersión
• Después del período de inmersión, la muestra se saca de la solución, dejándola escurrir y
se introduce en la estufa, regulando previamente la temperatura de la estufa entre
105–110 ºC.
• Se deberá tener cuidado de evitar pérdidas de partículas de áridos.
• Durante el periodo de secado de la muestra, y para asegurar que la muestra alcance un
peso constante, se debe sacar de la estufa, enfriarla a temperatura ambiente y pesarla a
intervalos de tiempo no menores de 4 horas ni mayores de 18 horas. Se puede considerar
que se ha alcanzado un peso constante cuando dos determinaciones sucesivas de una
muestra difieren en menos de 0,1 g en el caso de árido fino y en menos de 1 g en el caso de
árido grueso.
• Una vez alcanzado un peso constante, la muestra se deja enfriar a temperatura ambiente y
se sumerge de nuevo en la solución.
90
Anexos I
Número de ciclos de inmersión y secado
El proceso de inmersión y de secado de la muestra se prosigue hasta completar no menos de
5 ciclos, aunque este número puede variar de acuerdo a los intereses del ensayo.
Examen cuantitativo
• El examen cuantitativo se realizará de la forma siguiente:
• Después de terminado el último ciclo de inmersión y secado, y con la muestra a temperatura
ambiente, se lava para eliminar el sulfato de sodio o de magnesio. Mediante una adición de
cloruro de bario (BaCl) en el agua de lavado puede comprobarse si la muestra está libre de
sales.
• Después de ser eliminado el sulfato de sodio o de magnesio, se seca cada fracción de la
muestra hasta peso constante a una temperatura de 105–110 ºC y se determina su masa.
• Se tamiza el árido fino en los mismos tamices en que fue retenido antes del ensayo.
• Se pesan las partículas retenidas en cada uno de ellos y se anota su masa.
• El árido grueso se tamizará para cada tamaño de fracción a través del tamiz que se indica
en la Tabla 29.
Tabla 29. Tamices especificados para el ensayo de control del árido grueso
Límites nominales de las
fracciones
Tamiz usado para
determinar la pérdida
9,52 mm (3/8”) – 4,76 mm (No. 4)
4,00 mm (N0. 5)
19,1 mm (3/4”) – 9,52 mm (3/8”)
7,93 mm (5/16”)
38,1 mm (1 ½”) – 19,1 mm (3/4”)
15,9 mm (5/8 “)
63,5 mm (2 ½”) – 38,1 mm (1 ½”)
31,75 mm (1 ¼”)
• Además, puede conseguirse una mayor información si se examina visualmente cada
fracción, para observar si hay o no un excesivo cuarteado de las partículas.
• También puede ser de interés, si después de haber pesado cada fracción como se describe
anteriormente, se juntan todas las fracciones, incluidos los residuos de cada una de ellas, y
se determina la granulometría total con los tamices necesarios para determinar el módulo de
finura de la muestra. El resultado del ensayo granulométrico se dará en porciento
acumulativo retenido por cada tamiz.
Examen cualitativo
Las fracciones de muestras mayores de 19,1 mm (3/4″) se examinan cualitativamente después
de terminar el ensayo.
91
Anexos I
El examen cualitativo y el registro deberán contar de dos partes:

Observación del efecto de la acción de la solución de sulfato de sodio o de magnesio y la
naturaleza de dicha acción.

El número de partículas afectadas.
NOTA 1: Se pueden esperar muchos tipos de acción. En general, se pueden clasificar como
desintegración, cuarteaduras, agrietamiento, desmoronamiento, exfoliación y otras.
NOTA 2: Aunque sólo se requiere que se examinen cualitativamente las partículas con tamaño
mayor de 19,1 mm (3/4″), se recomienda hacer el examen de los tamaños menores, para
determinar si hay evidencias de cuarteaduras excesivas.
El informe del ensayo debe tener el siguiente contenido:
• Identificación de la muestra ensayada
• Referencia a la presente norma
• Masa de cada muestra antes del ensayo.
• En cada fracción de la muestra, material más fino que el tamiz en el cuál la fracción fue
retenida antes del ensayo, expresado como el porcentaje en masa de la fracción.
Ensayos para los Áridos finos:
1. Peso específico y absorción del agua (NC 186: 2002)
Se obtienen los pesos específicos y la absorción de agua por medio del pesaje de la arena en
estado seco y saturado en agua.
Aparatos, utensilios y condiciones ambientales del local
- Balanza: Balanza con capacidad de 1 kg o más y una sensibilidad de 0,01 g.
- Frasco: Un frasco volumétrico (matraz) graduado de 500 ml de capacidad.
- Molde cónico: Molde metálico en forma de cono truncado de 73 mm de altura. Los
diámetros serán de:
• 38 mm ± 1 mm en la parte superior
• 89 mm ± 1 mm en la base
- Varilla de compactación: Una varilla metálica cilíndrica de 25 mm ± 3 mm de diámetro y un
peso de 340 g con sus extremos terminados en forma plana para el apisonado
- Secador de arena: Un secador de arena que proporcione una corriente de aire caliente de
velocidad moderada
92
Anexos I
- Estufa: Una estufa capaz de mantener uniformemente una temperatura de 105–110 ºC
- Condiciones ambientales del local
El local para el ensayo debe ser cerrado y mantener:
• una temperatura de 20 ºC ± 5 grados Celsius
• una humedad relativa de 60 % ± 10%
Preparación de la muestra
Se obtendrán por cuarteo 1 000 g de la muestra colocándolos en una bandeja. En caso de
suciedad en la arena, se debe hacer un lavado por decantación de la misma
Después de desecados a una temperatura de 105 ºC a 110 ºC hasta peso constante, se
cubren con agua y se dejan sumergidos durante 24 horas.
NOTA 1: Cuando la absorción y el peso específico se utilicen para el proyecto de mezclas de
hormigón hidráulico con arena, usada normalmente en estado húmedo, se puede prescindir del
requisito de secarla hasta peso constante. Los valores de absorción y de peso específico,
pueden ser bastante mayores para arenas que no hayan sido secadas a peso constante antes
de ser sumergidas, en comparación con la misma arena tratada como se indica anteriormente.
Después del período de inmersión se extiende la muestra sobre una superficie plana y se
comienza la operación de desecar la superficie de las partículas dirigiendo sobre ella una
corriente de aire caliente moderada mientras se agita constantemente con el objeto de que la
desecación sea uniforme.
La desecación de la superficie de la arena se realiza hasta que fluyan libremente las partículas,
sin adherirse entre sí. Para comprobar esto se llena el molde tronco cónico con la muestra
suelta sin comprimir. Se apisona ligeramente la superficie dando 25 golpes con la varilla de
compactación e inmediatamente se levanta el molde verticalmente. Si aún existe humedad
superficial, el cono de arena mantendrá su forma. Continúe la operación de secado revolviendo
constantemente y pruebe a intervalos frecuentes hasta que el cono de arena se derrumbe
ligeramente al quitar el molde. Esto indica que la arena ha alcanzado una condición de
superficie seca.
NOTA 2: El procedimiento descrito anteriormente se hace con la intención de garantizar que la
primera determinación de prueba se realice con un poco de agua superficial en la muestra. Si
la arena se desmorona en la primera prueba quiere decir que ha sido secada más allá de la
condición de saturación con superficie seca. En este caso, mezcle unos pocos mililitros de
agua con la muestra y déjela reposar durante 30 minutos en una bandeja. Luego comience el
93
Anexos I
nuevo proceso de secado y de prueba de la condición de fluidez
Procedimiento
Se introducen inmediatamente en el frasco volumétrico 500 g de la muestra preparada como
se indica anteriormente y añadiendo agua destilada hasta un poco por debajo de la marca del
enrase del frasco. Para eliminar las burbujas que hayan podido quedar pueden aplicarse los
siguientes métodos de operación:
a) El frasco se somete al baño de maría y se mantiene en ebullición durante 2 horas
aproximadamente hasta que sean expulsadas todas las burbujas.
b) Se coloca el frasco volumétrico sobre una superficie plana, se inclina unos 30º y se hace
rodar con rapidez sobre la misma, sujetándolo por la boca hasta que sean expulsadas
todas las burbujas.
Después se coloca en un baño de agua durante una hora aproximadamente, hasta alcanzar la
temperatura ambiente. Al final de ese tiempo se añade agua destilada hasta alcanzar la marca
de enrase y determina el peso total con un error menor de 0.01 g.
A continuación se extrae la arena del frasco volumétrico y se deseca a peso constante en una
estufa cuya temperatura esté comprendida entre 105 ºC y 110 ºC Se deja enfriar a la
temperatura ambiente y se pesa con un error menor de 0.01 g.
Método de cálculo:
1. Peso específico corriente: El peso específico de las partículas desecadas incluyendo en el
volumen los poros accesibles al agua y los no accesibles, se calcula aplicando la fórmula
siguiente:
Peso específico corriente 
A
C  B  C1
Donde:
A: Peso en gramos de la muestra secada en la estufa
B: Peso en gramos de la muestra saturada con superficie seca
C: Peso en gramos del frasco lleno con agua
C1: Peso en gramos del frasco con la muestra y agua hasta la marca del enrase
Aproximación de los resultados: El resultado se expresa con una aproximación de dos cifras
decimales
2. Peso específico saturado: El peso específico de las partículas saturadas de agua y con la
superficie seca, incluyendo en el volumen los poros accesibles al agua y los no accesibles,
94
Anexos I
se calcula aplicando la formula siguiente:
Peso específico saturado 
B
C  B  C1
Donde:
B: Peso en gramos de la muestra saturada con superficie seca
C: Peso en gramos del frasco lleno con agua
C1: Peso en gramos del frasco con la muestra y agua hasta la marca del enrase
Aproximación de los resultados: El resultado se expresa con dos cifras decimales
3. Absorción: El porciento de agua absorbida por la arena seca, se calculará aplicando la
fórmula siguiente:
% de absorción 
B A
 100
A
Donde:
A: Peso en gramos de la muestra secada en la estufa
B: Peso en gramos de la muestra saturada con superficie seca
Aproximación de los resultados: El resultado se expresa con una aproximación de dos cifras
decimales
Reproducibilidad del ensayo
Para un 95 % de probabilidades, las determinaciones por duplicado no se diferenciarán en más
las siguientes cantidades:
- Para los pesos específicos: 0,03 g/cm
- Para la absorción de agua: 0,45 %
El informe del ensayo debe tener el siguiente contenido:
• Identificación de la muestra a ensayar
• Referencia a la presente norma cubana
• Peso en el aire de la muestra secada en la estufa en gramos
• Peso en el aire de la muestra saturada con superficie seca en gramos
• Peso del frasco lleno con agua en gramos
• Peso del frasco con la muestra y agua hasta la marca del enrase en gramos
• Peso específico corriente, saturado y aparente
95
Anexos I
• % de absorción
• Resultado del ensayo
• Identificación del técnico que realiza el ensayo
• Fecha de realización del ensayo
2. Determinación de impurezas orgánicas (NC 185: 2002)
Se basa en la comparación colorimétrica de la solución obtenida en el ensayo conteniendo las
materias orgánicas presentes en la arena con una solución patrón.
Aparatos y utensilios

Balanza con LSP no menor de 500 g y precisión de 0,1 g

Probeta graduada de 200 cm
Reactivos y soluciones
- Solución de hidróxido de sodio: Se disuelven 3 partes en peso de hidróxido de sodio en 97
partes de agua.
- Patrón primario de comparación de color
Para la comparación del color se preparan cinco soluciones de cantidades variables de polvo
puro de dicromato de potasio (Cr 2 O 7 K 2 ) disuelto en ácido sulfúrico puro (H 2 SO 4 ) con una
densidad 1,84 g/l. Cada solución se prepara según las cantidades señaladas en la Tabla 30. Si
es necesario se aplicará una temperatura baja para lograr la solución del dicromato de potasio.
Tabla 30. Formas de preparación de las soluciones de comparación de color
- Soluciones permanentes:
Debido a que la solución de dicromato de potasio debe hacerse en el momento de la
comparación del color, es más conveniente comparar las muestras con una serie de
soluciones permanentes, las que se obtienen de las siguientes soluciones:
1- Solución de cloruro férrico: Se disuelven 5 partes en peso de Cl 3 Fe 6H 2 O en 1,2 partes de
96
Anexos I
HCI.
NOTA: La solución de cloruro férrico debe de igualarse colorimétricamente a una solución de
dicromato de potasio compuesta de 3 g de Cr 2 O 7 K 2 en 100 ml de ácido sulfúrico con una
densidad 1,84 g/l, añadiendo sal férrica o ácido clorhídrico según sea necesario. Después de
igualadas ambas soluciones se desecha la solución de dicromato de potasio.
2- Solución de cloruro de cobalto: Se disuelve una parte en peso de cloruro de cobalto
Cl3Fe6H2O en tres partes de ácido clorhídrico HCl
3- Solución de ácido clorhídrico
Preparación de la muestra:
Mediante cuarteo se prepara una muestra representativa de 500 g del material que se desea
ensayar.
Procedimiento
- En una probeta graduada de 200 cm se vierten 100 cm de arena.
- Se añade la solución de hidróxido de sodio al 3 % hasta completar 150 cm.
- Se tapa la probeta y se agita vigorosamente.
- Se deja en reposo durante 24 horas.
Método 1
Después de transcurridas 24 horas se llena una probeta con 70 cm de la solución patrón,
señalada con la Placa No. 3 en la Tabla 30 (0,250 g de dicromato de potasio en 100 ml de
ácido sulfúrico) preparada con no más de 2 horas de anticipación.
Se compara el color del líquido que sobrenade por encima de la muestra con el color de la
solución patrón, manteniendo ambas probetas una al lado de la otra y mirando a través de
ellas. El resultado será satisfactorio si el color de la muestra ensayada es más débil que el
color de la solución patrón.
Método 2
Para definir más precisamente el color del líquido que sobrenade la muestra se compara éste
con el color de las 5 soluciones preparadas según la Tabla 30, clasificándolo con la placa
correspondiente.
Expresión de los resultados
Los resultados se expresan como el número de placa que expresa la coincidencia del color de
la solución de la muestra con la solución – patrón.
97
Anexos I
El informe del ensayo debe tener el siguiente contenido:
• Identificación de la muestra a ensayar.
• Referencia a la presente norma cubana.
• Resultado del ensayo.
• Identificación del técnico que realiza el ensayo.
• Fecha de realización del ensayo.
3. Análisis Granulométrico (NC 178: 2002)
El procedimiento se basa en la determinación de las fracciones granulométricas de los áridos,
por medio de un movimiento lateral y vertical del tamiz, acompañado de una acción de
sacudida de manera que la muestra se mueva continuamente sobre la superficie de los
tamices.
Aparatos y utensilios
- Estufa: Deberá ser capaz de mantener una temperatura constante entre 105–110 ºC.
- Balanza: Su sensibilidad será de 0,01 g.
- Vibrador mecánico de tamices: Vibrador que someta a las partículas a movimientos de
caídas, sacudidas y vueltas en la superficie de los tamices.
- Tamices: Juego de tamices de agujeros cuadrados.
- Brochas: Brochas de cerdas de nylon de 2,5 cm o de 5 cm.
Preparación de la muestra
Las muestras se obtendrán por el sistema de cuarteado o con la cuarteadora mecánica, de una
muestra representativa del material que se ensaya.
El peso de la muestra representativa, una vez seca, no será menor que lo indicado en la Tabla 31.
Tabla 31. Peso mínimo de la muestra representativa para el ensayo
Serie
Fina
Gruesa
Tamaño nominal máximo
Peso mínimo de la muestra
de las partículas (mm)
representativa (kg)
2.00 mm (No. 10)
0.1
4.76 mm (No. 4)
0.5
9.52 mm (3/8 pulg)
1
12.7 mm (1/2 pulg)
2.5
19.1 mm (3/4 pulg)
5
98
Anexos I
25.4 mm (1 pulg)
10
38.1 mm (1 ½ pulg)
15
50.8 mm (2 pulg)
20
65.5 mm (2 ½ pulg)
25
76.2 mm (3 pulg)
30
88.0 mm (3 ½ pulg)
35
En el caso de estar mezclados los áridos finos y gruesos, el material debe ser separado en dos
tamaños por el tamiz 4,76 mm (No. 4) y las muestras de árido fino y más grueso así formados
se analizarán de acuerdo con lo especificado anteriormente.
El peso de la muestra para ensayo debe ser como se expresa en la Tabla 32.
Tabla 32. Peso de la muestra para ensayo
Serie
Fracciones de áridos (mm)
Fina
4.76 – 0.149
25 – 4.76
38 – 25
76 – 38
Gruesa
Peso de la muestra para
ensayo (kg)
500
1000
1500
2000
NOTA: Esta tabla es la más usada en los ensayos realizados comúnmente en laboratorios de
áridos.
Antes de comenzar el ensayo, las muestras deben secarse a peso constante a una
temperatura de 105 °C a 110 °C.
Procedimiento
La muestra se separa en una serie de tamaño usando para ello aquellos tamices que sean
necesarios de acuerdo con las especificaciones para el uso del material que se ensaya.
La operación de tamizado se llevará a cabo por medio de un movimiento lateral y vertical del
tamiz, este movimiento estará acompañado de una acción de sacudida, de manera que la
muestra se mueva continuamente sobre la superficie del tamiz.
En el caso que una de las fracciones se retenga en exceso en un tamiz, de forma tal que
impida un tamizado eficiente, se dividirá el retenido de ese tamiz en tantas partes como sea
necesario.
En ningún caso se emplearán las manos para cambiar de posición o hacer pasar a través del
tamiz partículas de áridos.
Esto es aplicable tanto para el tamizado manual como para el mecanizado.
99
Anexos I
En aquellas porciones retenidas en el tamiz de 4,76 mm (No. 4), el procedimiento descrito para
fijar la terminación del tamizado debe hacerse con una sola capa del material.
Cuando se tamice mecánicamente, la eficiencia del tamizado se comprobará usando el método
manual arriba descrito.
El peso de las cantidades retenidas en cada tamiz se determinará por medio de la balanza, la
que debe cumplir lo establecido anteriormente.
Expresión de los resultados
Los porcentajes se calcularán sobre la base del peso total de la muestra, incluido el material
retenido en el fondo de la serie de tamices
Los resultados se expresarán con aproximación al número entero correspondiente.
El informe del ensayo debe tener el siguiente contenido:
• Identificación de la muestra ensayada
• Referencia a la presente norma
• Porcentaje total que pasa por cada tamiz
• Porcentaje retenido en cada tamiz
• Porcentaje retenido en dos tamices consecutivos
• Resultados del ensayo
• Identificación del técnico que realiza el ensayo
• Fecha de realización del ensayo
2.2.7. Mezclas asfálticas usadas en la pavimentación de carreteras
Las mezclas asfálticas o bituminosas se pueden definir como una combinación de
determinados tipos de asfalto y de agregados pétreos minerales. Las proporciones relativas de
estos minerales determinan las propiedades físicas de la mezcla y, eventualmente, el
desempeño de la misma como mezcla terminada para un determinado uso.
Cuando se emplean en capas superficiales, las mezclas asfálticas sirven para soportar
directamente las acciones de los neumáticos y transmitir las cargas a las capas inferiores,
proporcionando unas condiciones adecuadas de rodadura. En las demás capas se consideran
como un material con resistencia estructural o mecánica.
100
Anexos I
Las Mezclas Asfálticas pueden ser de dos tipos:
1. Hormigones Asfálticos en Caliente (HAC): Producto resultante de la combinación en
caliente de un ligante asfáltico con una estructura pétrea previamente establecida, ambos
se dosifican en proporciones definidas y constantes bajo estrictas regulaciones de
temperatura y tiempos de mezclado.
Clasificación según el lugar que ocupa en el pavimento:
 Carpeta inferior: Mezcla de HAC que constituye la primera carpeta que se coloca a
continuación de la capa de base del pavimento y que generalmente es una mezcla
gruesa y de tamaño máximo elevado.
 Carpeta intermedia: Es una mezcla de unión o enlace y puede estar compuesta por una o
más carpetas entre la primera colocada sobre la capa de base y la última o de superficie,
en muchas ocasiones cumple objetivos de nivelación y se acostumbra a emplear las
mezclas de tipo semidenso.
 Carpeta superficial o capa de rodadura: Es la mezcla con la que termina el espesor de
HAC y proyectada para el rodamiento vehicular, se denomina capa de rodadura y se
emplean las mezclas de HAC de tipo denso.
Clasificación según el tipo H.A.C:
- Densos (D): Aquella cuyo % de vacíos es igual o mayor de 3 y menor de 5
- Semidensos (SD): Aquella con % de vacíos mayor o igual a 5 y menor de 8
- Poco denso (PD): Presenta % de vacíos igual o mayor de 8 % y menor de 13 %
- Abiertos (A): Presenta vacíos superior al 13 %.
- Permeable (P): Presenta vacíos entre el 20 % y 30 %
Campo de Aplicación:
- Para los Tratamientos Superficiales por Penetración Invertida.
- Macadam Asfáltico (para Bases de Pavimentos Flexibles).
- Pavimentos flexibles de hormigón asfáltico (base y capa de superficie de pavimentos
flexibles).
2. Hormigones Asfálticos Fríos (HAF): Producto resultante de una dosificación de áridos
gruesos y finos adecuadamente graduados con la adición o no de filler mineral, mezclados
con un cemento asfáltico fluido, todo el proceso se lleva a cabo a temperatura ambiente.
101
Anexos I
Clasificación de HAF según la NC XX: 2009:
1) El tipo de asfalto utilizado:
- Con emulsión, es producida con asfalto que ha sido emulsionado en agua antes de
mezclarlo con el agregado. En este estado de emulsión el asfalto es menos viscoso y la
mezcla es más fácil de trabajar y compactar. La emulsión romperá luego de que suficiente
agua se haya evaporado y la mezcla en frío comienza a tener una buena resistencia. Se
utiliza comúnmente como material para trabajos de Recape y/o bacheo en vías de baja
intensidad de tránsito.
- Con asfalto fluidificado, es producida con asfalto fluidificado del tipo MC, antes de
mezclarlo con el agregado. Luego de que la mezcla es colocada hay que esperar a que la
fracción volátil se evapore, este HAF se utiliza en el reciclado de pavimentos oxidados y/o
envejecidos.
2) El tipo de método de mezclado
- Mezclas en planta central, permiten un control más riguroso desde la producción hasta la
dosificación de los materiales durante el mezclado.
- Mezcla in situ, se producen en el lugar de pavimentación por medio de plantas móviles o
equipos de mezclado in situ.
3) El tipo de estructura granulométrica y porcentaje de vacíos:
- HAF Denso: Cuando el % de vacíos está entre 4 % y 6 %.
- HAF Semidenso: Cuando el % de vacío está entre el 6 % y 12 %.
- HAF Abierto: Cuando el % de vacío es mayor de 12 %.
4) El tipo de actuación de mantenimiento vial:
- De uso inmediato después de su elaboración con emulsiones asfálticas de distinto tipo, se
utilizan para la ejecución de carpetas bituminosas.
- De almacenamiento con plazos mayores a 6 meses, con materiales vírgenes o incluyendo
materiales recuperados de pavimentos asfálticos (RAP). Se mantienen trabajables sin
tener que ser calentadas. Se forma una capa delgada en la superficie del material, pero
debajo de este, la mezcla mantiene sus características.
- En bacheos de emergencia, su duración es corta y sirve para evitar que el daño se
extienda a capas subyacentes o el deterioro aumente su tamaño. Se aplican en climas
secos y húmedos, lo cual las hace muy versátiles.
102
Anexos I
Campo de Aplicación:
El campo de aplicación de estas mezclas debe ser determinado sobre la base de un análisis
de factibilidad tecnológica de los diferentes tipos de mezclas de que se disponga, acompañado
del
correspondiente
análisis
económico.
Al
poseer
menor
calidad
se
emplean
fundamentalmente en trabajos de reparación y mantenimiento de carreteras de menor
categoría.
2.2.7.1. Propiedades generales de las mezclas asfálticas
Antes de entrar a definir las propiedades de las mezclas asfálticas, se debe tener claro que no
es posible proyectar una mezcla que satisfaga plenamente todas las propiedades, debido a
que algunas de ellas son contrapuestas y porque la importancia de unas u otras depende de la
funcionalidad y estructura a realizar. Para conseguir que prevalezcan unas determinadas
propiedades, se deberá considerar las cualidades de los materiales constituyentes, su
dosificación y las condiciones de fabricación y puesta en obra de la mezcla.
Propiedades generales de las mezclas asfálticas:
1. Resistencia estructural o estabilidad.
2. Resistencia a la fatiga
3. Flexibilidad
4. Rigidez
5. Resistencia al deslizamiento o adherencia.
6. Impermeabilidad
7. Resistencia a agentes externos o durabilidad
8. Resistencia a los cambios de temperaturas
9. Laborabilidad.
10. Económicas.
Resistencia estructural o Estabilidad.
La primera propiedad que debe cumplir una mezcla asfáltica es soportar las cargas impuestas
por el tráfico y resistir las tensiones que se originan sin deformaciones apreciables. La
acumulación de estas cargas con el tiempo produce una deformación permanente que se
manifiestan en la superficie del pavimento y que pueden causar que éste deje de cumplir sus
funciones, independientemente de que las deformaciones no hayan conducido a un colapso
estructural propiamente dicho.
103
Anexos I
La estabilidad o carga de rotura se mide mediante ensayos basados en la experiencia, siendo
los más conocidos:
a) Ensayo Marshall (para mezclas gruesas).
b) Ensayo Hubbad-Field (para mezclas finas).
Dado el comportamiento “visco-elasto-plástico” de las mezclas asfálticas ante el efecto de las
cargas que impone el tráfico y el intemperismo, sobre todo cuando existe altas temperaturas y
bajas velocidades, se originan deformaciones plásticas.
En casos extremos, si la mezcla no posee las características reológicas adecuadas puede
originarse la fluencia del material, se originan surcos o roderas en los carriles de circulación de
las carreteras.
El efecto anterior se puede evitar efectuando un buen diseño de la mezcla y utilizando los
materiales en cantidades y cualidades requeridas, así como realizando una correcta
compactación.
En determinados lugares como: paradas de ómnibus, en las intersecciones semaforizadas, en
zonas con pendientes fuertes, etc. el pavimento a veces se comporta como una “alfombra
arrugada” al existir esfuerzos tangenciales muy fuertes debido a las fuerzas de frenado o de
arranque, lo cual puede deberse a inadecuada dosificación o mal diseño de la mezcla y
también a mala adherencia con la capa subyacente o ambas cosas, por lo que este efecto
también es evitable, siendo lo más usual en este caso el uso del pavimento rígido.
Resistencia a la Fatiga:
Cuando las temperaturas son bajas y las velocidades de circulación son altas las mezclas
asfálticas se comportan tendiendo a ser elásticas, la frecuencia de paso de las cargas
generalmente inferiores a la de rotura va produciendo un agotamiento progresivo por fatiga del
material. La fatiga se traduce en un aumento de las deformaciones elásticas en la superficie, y
cuando se llega a un avanzado estado de la misma se pueden observar agrietamientos
generalizados denominados comúnmente piel de cocodrilo.
La propiedad de las mezclas de resistir un elevado número de repeticiones de esfuerzos de
flexión se denomina “resistencia a la fatiga”. La determinación de la resistencia a la fatiga se
hace en laboratorio sometiendo a las probetas a ensayos con cargas repetidas, trabajando a
escala bilogarítmica.
104
Anexos I
Flexibilidad
Si las mezclas asfálticas se extienden en capas de poco espesor (≤ 10 cm) o sobre bases o
subbases flexibles, han de tener también la suficiente flexibilidad para que no se rompan o
fatiguen rápidamente. Es la propiedad que le garantiza al Hormigón Asfáltico deformarse y
acomodarse a las pequeñas deformaciones diferenciales de las capas inferiores de la
subrasante, sin perder su integralidad estructural, sin agrietarse y manteniendo su capacidad
soportante”, de ahí el nombre de los pavimentos flexibles.
Rigidez
Es la capacidad soportar esfuerzos sin adquirir grandes deformaciones o desplazamientos. La
rigidización de la mezcla asfáltica puede ser producida por pérdida de flexibilidad debido a un
exceso de polvo mineral, o al envejecimiento del asfalto.
Resistencia al Deslizamiento o Adherencia
Las mezclas asfálticas deben ser antideslizantes en la mayor parte del período de diseño, para
ello los áridos deben ser angulosos y que la macrotextura de la mezcla sea rugosa pero no
tanta, para que no se produzca demasiado ruido al circular los vehículos. Esta característica
tiene influencia directa en la seguridad del conductor, garantizando una adecuada fricción entre
los neumáticos y el pavimento, esto permite reducir la distancia de frenado y mantener, en todo
momento, la trayectoria deseada del vehículo aun cuando éste se encuentre mojado. Esta
propiedad es medida con el denominado coeficiente de fricción, el cual se cuantifica
físicamente relacionando factores como la fuerza de fricción y el peso del neumático.
Impermeabilidad
Normalmente las mezclas bituminosas de las capas superiores del pavimento deben proteger
a las capas inferiores (base y subbase) frente a la acción del agua y otras sustancias que caen
sobre la calzada y que puede infiltrase. No obstante esta permeabilidad no tiene porque estar
confiada únicamente a la capa de rodadura o intermedia de HAC denso o semidenso, siendo el
el polvo mineral o filler (material granular que pasa por el tamiz No. 200), el responsable
principal al llenar los vacíos del esqueleto formado por agregados gruesos y finos.
También se le puede asignar esta función a las denominadas mezclas porosas o drenantes.
Ya que las mismas consiguen la inmediata eliminación del agua superficial por infiltración, lo
cual favorece la seguridad de circulación vial al eliminar el agua de la superficie de rodadura.
La impermeabilidad en este caso se garantiza mediante la capa inferior de base la que
105
Anexos I
evidentemente deberá estar protegida en su superficie con geotextil u otro material
impermeable.
Resistencia a los Agentes Externos o Durabilidad:
Se define como la capacidad para soportar durante la vida útil a la que ha sido proyectada, las
condiciones físicas y químicas a las que está expuesta, y que podrían llegar a provocar su
degradación.
Las mezclas asfálticas de los pavimentos se ven sometidas a diversos agentes externos y al
intemperismo; siendo los principales agentes externos para las condiciones cubanas:
 El tránsito.
 La radiación solar.
 La oxidación del ligante o su “envejecimiento”
 El derrame de aceites, lubricantes, combustibles y otras sustancias agresivas.
Todos estos factores afectan la conservación de sus propiedades en el tiempo. Este fenómeno
de “envejecimiento” debido al intemperismo ya ha sido analizado para los asfaltos y se debe al
desencadenamiento de procesos físico-químicos alguno de los cuales son irreversibles, lo cual
se manifiesta en microfisuras y hasta grietas, migraciones del ligante, arranque del árido
grueso, que originan baches, superficies arrugadas, peladuras, etc., en la superficie del
pavimento, una mezcla bien diseñada y construida debe conservar sus cualidades ante la
acción de estos agentes externos.
Es importante conocer bien estas propiedades para diseñar mezclas que cumplan todas las
exigencias planteadas, es decir, para lograr que estas sean duraderas, antideslizantes y
económicas; también para poder realizar la reparación y mantenimiento adecuado de éstos.
Un pavimento flexible de HAC puede tener una vida útil entre 20–25 años sobre una
explanación, siempre y cuando ambos elementos estén bien diseñados y construidos.
Resistencia a la fractura dada por cambios severos de temperatura.
En la actualidad uno de los problemas con mayor incidencia en el deterioro de las vías
asfaltadas, es la presencia de fisuras y los cambios severos de temperatura. Cuando se
produce el endurecimiento del asfalto, éste se torna frágil y propenso a fisuras bajo esfuerzos
de decrecimiento de la temperatura de la capa asfáltica, dicha variación no solo crea esfuerzos
de tensión debido a la contracción térmica, sino también incrementa su rigidez, aumentando
las fallas ocasionadas por el tránsito.
106
Anexos I
Laborables:
Deben poseer una temperatura y consistencia que facilite su colocación uniforme en obra por
medios mecánicos.
Económicas:
Estas deben cumplir con todas las propiedades anteriores con el menor consumo y costo de
los materiales componentes, garantizando la calidad necesaria y adecuada acorde con la
importancia de la vía.
2.2.7.2. Diseño de las mezclas asfálticas en caliente
2.2.7.2.1. Composición Volumétrica
Las propiedades volumétricas de las mezclas asfálticas compactadas forman parte
fundamental en la selección del contenido óptimo de asfalto. Los parámetros más importantes
son; los vacíos de aire, vacíos en el agregado mineral, vacíos llenos con asfalto y densidad,
estos proporcionan una indicación del probable funcionamiento de la mezcla asfáltica y son
determinantes para alcanzar un comportamiento satisfactorio del pavimento a largo plazo.
Toda probeta compactada está formada por tres componentes principales:
aire (h), asfalto (b), áridos (a)
Ahora para poder proporcionar adecuadamente las cantidades de árido y asfalto será
necesario determinar las relaciones de Peso–Volumen de las probetas compactadas.
107
Anexos I
Vm  Vh  Va  Vb
Vb 
Wb
Gb
Va 
Ga = peso específico de los áridos
Wa
Ga
Gb = peso específico del asfalto.
Densidad Aparente o Real (Da):
Es la relación entre el peso de la probeta a 25 ºC y el volumen total que ocupa. La densidad
relativa se calcula por medio de la siguiente expresión:
Da 

Para mezclas con HM > 6 % se calcula por la siguiente expresión:
Da 

A
Vp
A
 D  A
(D  E)  

 F 
Para mezclas con HM ≤ 6 % se calcula por la siguiente expresión:
Da 
A
BC
Donde:
Da: Densidad Relativa aparente de la mezcla.
A: Peso de la muestra a temperatura ambiente en el aire.
Vp: Volumen de la probeta.
B: Peso en el aire de la muestra saturada sin agua superficial.
C: Peso de la muestra sumergida en el agua.
D: Peso de la muestra en el aire recubierta en parafina.
E: Peso de la muestra en el agua con parafina.
F: Peso específico de la parafina.
Peso específico de los áridos combinados (PEcomb):
Con el objeto de facilitar los cálculos de huecos, se determina el valor de esta densidad, cuya
expresión teórica es el cociente entre la suma de las masas de todos los componentes áridos
de la mezcla y la suma de las masas de volúmenes respectivos iguales de agua.
108
Anexos I
PEcomb 
100
P3
P1
P2


 ...
PEC1 PEC 2 PEC 3
Donde:
P1; P2; P3 = Porcentaje de los áridos 1,2,3,... con relación al peso total de áridos.
PEC1; PEC2; PEC3= Peso específico corriente de los áridos 1,2,3... (g/cm3).
Absorción de asfalto, referida al peso de los áridos (Ab)
Ab 
PEE  PEcomb
 100
PEE  PE comb
Donde:
PEE: pesos específico efectivo
De no contarse con los valores del peso específico efectivo, se puede asumir la absorción de
asfalto como el 50 % de la absorción del agua en los áridos calizos y del 30 % para los áridos
de origen ígneo.
Proporción de asfalto absorbido (Pba):
Pba 
Ab  Pa
100
Proporción de asfalto efectivo (Pbe): Pbe = Pb - Pba
Máxima densidad teórica de las muestras compactadas (DMT):
Teóricamente esta densidad es la que se obtendría si al compactar una mezcla asfáltica se
consiguiera una masa formada por áridos y ligante en la que no existiesen huecos. Se obtiene
a partir de la siguiente expresión:
DMT 
100
 A P 
Pa
P
 b   b a 
PE comb PEb  100  PEb 
Donde:
Pa = Porcentaje de áridos referidos al peso de la mezcla.
Pb = Porcentaje de asfalto total referido al peso de la mezcla.
PEb =Peso específico del asfalto, en g/cm3.
Pa + Pb =100%
Pa =100-Pb
109
Anexos I
Porcentaje de huecos en los áridos compactados (HA).
Los huecos en los áridos compactados representan la diferencia entre el volumen aparente de
la mezcla compactada y el volumen teórico ocupado por los áridos compactados en dicha
mezcla. El tanto por ciento de huecos en los áridos, será por consiguiente:
HA  100 
Pa * Da
PE comb
Por ciento de huecos en la mezcla compactada (HM)
Los huecos de una mezcla compactada representan la diferencia entre el volumen aparente de
la mezcla y el volumen teórico ocupado por el asfalto y los áridos, siendo calculado mediante la
expresión:
HM  100 
100 * Da
DMT
Es el contenido de aire en la mezcla o contenido de vacíos en la probeta expresado en % del
volumen total.
H
Vh
*100 (%)
Vm
H
Vm  Va  Vb 
*100 (%)
Vm
Vh = Vm - (Va + Vb)
HM % = 100 - R (%)
Contenido de huecos en el árido o esqueleto mineral (HAr)
No es más que el % del volumen no ocupado por los áridos con respecto al volumen total.
HAr 
Vm  Va
Wm
*100 (%), donde: Vm 
Vm
G
HAr 
Vb  Vh
*100
Vm
HA  100 
Wa * G
(%)
Ga
HAr  100 
y
Va 
Wa
Ga
100  Wb * G
Ga
Nota:

Los áridos uniformes presentan valores de HA= 35 %

Los áridos bien graduados presentan valores de HA= 20 %
110
Anexos I

Normalmente con probetas bien graduadas y algún contenido de filler, se obtienen valores
de HAr alrededor del 15 % obteniéndose mezclas de elevada densidad.
Por ciento de Huecos Rellenos con Asfalto (HRA):
Es el % de huecos en los áridos (esqueleto mineral) que se encuentran rellenos con asfalto.
HRA 
HA  H
*100 (%).
HA
2.2.7.2.2. Métodos de diseño de mezclas asfálticas
Los métodos de formulación de mezclas asfálticas se han desarrollado en los últimos cuarenta
años como respuesta a la evolución de diferentes factores como el aumento de las
solicitaciones debidas al tránsito de vehículos, el tener en cuenta la seguridad, la durabilidad, y
el mantenimiento, entre otros.
A continuación se presenta una breve definición de los métodos más utilizados para la
conformación y diseño de mezclas asfálticas dentro de los que se encuentran: Pruebas de
Comprensión Axial, Marshall y SUPERPAVE.
2.2.7.2.2.1. Determinación del Contenido Óptimo de Asfalto por Pruebas de
Compresión Axial
 No Confinada:
El equipo de prueba será: un molde metálico de 4" de diámetro interior y 7" de altura, previsto
de una base metálica removible y una placa circular para compactar, de diámetro ligeramente
menor que el diámetro interior del cilindro, que pueda sujetarse a la cabeza de aplicación de
carga. Este molde se utiliza cuando el tamaño máximo del agregado es menor de 3/8".
Un molde metálico de 12.7 cm (5") de diámetro interior y 21.5 cm (8.5") de altura, provisto de
una base metálica removible y una placa circular para la compactación, con el diámetro
ligeramente menor que el diámetro interior del cilindro, que se pueda sujetar a la cabeza de
aplicación de la carga. Este molde se emplea cuando el tamaño máximo del agregado es
mayor de 9.5 mm (3/8"). Una máquina de compresión para hacer lecturas a cada 10 kg. Una
varilla metálica de 1.9 cm (3/4") de diámetro y 30 cm de longitud con punta de bala para el
picado del material en el molde.
Un pisón metálico de metálico de 2.5 kg de peso con superficie circular de apisonado de
5.08 cm (2") de diámetro, provisto de una guía tubular de lámina de 35 cm de longitud.
Una cucharada de albañil, charolas de lámina, una balanza de 10 kg de capacidad con
111
Anexos I
sensibilidad de (1) gramo. Una balanza con sensibilidad de un centésimo (0.01) de gramo. Un
horno con temperatura controlable. Un termómetro con variación de 10 a 150 ºC. Vasos de
precipitado.
a) Elaboración de la mezcla:
Fijada la granulometría de la mezcla asfáltica, se determinará el porcentaje en peso de los
siguientes tamaños en que ha sido separado previamente el material pétreo.
Material retenido en malla de 1/2"
Material retenido en malla de 1/4" y que pasa la malla de 1/2"
Material retenido en malla # 10
y que pasa la malla de 1/4"
Material retenido en malla # 40
y que pasa la malla # 10
Material que pasa la malla # 40
Si el tamaño máximo del agregado es mayor de 3/8", se requerirán 4 kg de material pétreo
para elaborar cada uno de las seis especímenes de prueba. Se tomarán de cada uno de los
tamaños mencionados la cantidad de muestra que resulte de multiplicar el porcentaje en peso
de cada fracción por el peso total de la muestra (4 kg). Las fracciones ya pesadas se mezclan
previamente a la adición del producto asfáltico. Para mezclas con tamaño máximo igual o
menor de 3/8" se procederá en forma semejante, debiendo ser de 2 kg la cantidad total del
agregado pétreo para cada espécimen. La cantidad de producto asfáltico que deberá
agregarse a cada una de las seis muestras, se calculará sobre la base del contenido mínimo
de asfalto, (expresado como cemento asfáltico) que se determinó por el método en el inciso
anterior.
Estas cantidades de producto asfáltico deberán corresponder a los siguientes contenidos de
cemento asfáltico, expresados como porcentajes del peso del material pétreo.
Contenido calculado - 0.5 %
Contenido calculado + 1.0 %
Contenido calculado neto
Contenido calculado + 1.5 %
Contenido calculado + 0.5 %
Contenido calculado + 2.0 %
A cada una de las muestras de material pétreo se incorporará la cantidad calculada de
producto asfáltico, más un pequeño exceso correspondiente al producto que quede adherido a
la charola, que puede llegar a ser de medio por ciento (0.5 %) de producto. Terminadas estas
operaciones, se colocará una tarjeta de identificación que indique el porcentaje de asfalto que
corresponda a cada muestra, y se determinará prácticamente dicho porcentaje por el
procedimiento que se indica más adelante.
112
Anexos I
b) La compactación de los especímenes se llevará a cabo por cualquiera de estos dos
procedimientos: Con carga estática o por medio de impactos. Se considera que difícilmente
pueden reproducirse en el laboratorio las condiciones de compactación que se tienen en la
obra, por tener el material menor libertad de acomodo al confinarse en un cilindro para su
compactación. Este efecto queda contrarrestado al compactar con el mismo sistema todos los
especímenes de un mismo material. En términos generales puede decirse que la
compactación con carga estática no es adecuada para materiales angulosos de difícil
acomodo para los cuales se recomienda la compactación por impactos. Para decidir cuál
método es el que debe ser utilizado, deberán compactarse por ambos procedimientos dos
muestras elaboradas con el contenido de asfalto calculado por el procedimiento indicado en el
inciso anterior y elegir aquel que dé especímenes con mayor peso volumétrico y menor
número de partículas fracturadas.
Si la compactación de los especímenes es con carga estática, inmediatamente después de
determinada la mezcla, se procederá a su compactación utilizando el molde que le
corresponda, de acuerdo con el tamaño máximo del agregado.
Se colocará el material en el molde, previamente calentado, en tres capas de igual espesor,
dando a cada capa un picado de 25 golpes con la varilla para facilitar el acomodo del material.
En seguida se procederá a aplicar con la máquina una compresión de 40 kg/cm2. La carga
deberá aplicarse lentamente, de forma continua y una vez alcanzada la presión especificada,
se mantendrá ésta por un período de dos minutos.
La relación altura-diámetro del espécimen ya compactado deberá ser aproximadamente de
1.25, admitiéndose una discrepancia máxima de 5 mm en las alturas de los especímenes
elaborados con el mismo material. Se dejará transcurrir el tiempo necesario para que adquiera
la temperatura ambiente con el objeto de probar todos los especímenes a una misma
temperatura. Es indispensable que todos los especímenes tengan la misma temperatura para
lograr resultados concordantes, condición tan importante como el control de la consistencia de
la mezcla en la elaboración de los especímenes.
Si la compactación de los especímenes es con impactos, inmediatamente después de haber
terminado de elaborar la mezcla, se procederá a la compactación de ellos en el molde
correspondiente, de acuerdo con el tamaño máximo del agregado.
La compactación se hará en tres capas del mismo espesor aproximadamente. A cada capa se
le dará un picado de 25 golpes con la varilla metálica para facilitar el acomodo del material y se
compactará con 25 golpes de pisón sin el cilindro es decir 10.2 cm (4") de diámetro o con 40
113
Anexos I
golpes si el diámetro es de 12.7 cm (5"). La altura de cada caída deberá ser de 30 cm y el
pisón no deberá golpear directamente sobre la mezcla, para evitar romper el agregado pétreo.
Para el efecto, se revestirá el pisón con una camisa de cuero o bien se colocará un disco de
hule de unos 2 mm de espesor sobre la superficie que se va a apisonar. Una vez compactada
ésta y antes de colocar la capa siguiente de mezcla, se procederá a escarificar la superficie
con la varilla metálica para obtener una buena liga entre ambas capas.
Terminada la compactación de la última capa por medio del pisón, se aplicará lentamente con
la máquina de compresión una carga suficiente para producir una superficie horizontal y
uniforme, sin que se provoque fractura del agregado pétreo. La carga unitaria para este efecto
podrá ser de cuarenta a sesenta (40 a 60) kilogramos sobre centímetro cuadrado, debiéndose
mantener durante un período de 2 minutos. La carga que se aplique deberá ser la misma para
todos los especímenes elaborados con el mismo material.
Se dejará enfriar el espécimen con el molde, se extraerá de éste y se mantendrá a la
temperatura ambiente el tiempo necesario para que adquieran dicha temperatura todos los
especímenes elaborados.
La relación altura-diámetro de los cilindros de prueba deberá ser de 1.25 aproximadamente,
admitiéndose una discrepancia máxima de 5 mm en la altura de los especímenes
compactados con un mismo material.
c) Prueba de los especímenes. El espécimen ya frío compactado por cualquiera de los dos
procedimientos anteriormente indicados, se probará a la compresión sin confinar, aplicando la
carga uniforme y lentamente hasta alcanzar la de ruptura.
Se calculará la resistencia unitaria para la carga máxima registrada en cada uno de los
especímenes probados y con estos datos se formará una gráfica en cuyas ordenadas se
anotarán las resistencias obtenidas y en cuyas abscisas se anotarán los contenidos de asfalto
expresado sobre la base de cemento asfáltico y referidos al peso del agregado pétreo tal y
como se indica en el gráfico que sigue. El contenido óptimo se localiza dentro de la curva
ascendente correspondiente al 2do. Máximo. El contenido de asfalto a emplearse en bases
asfálticas se localiza al centro de la rama descendente del primer máximo, tal como puede
apreciarse en el gráfico 2:
114
Anexos I
Gráfico 2. Gráfica de Resistencia vs Contenido de cemento
2.2.7.2.2.2. Diseño de las Mezclas Asfálticas en Caliente por el Método
Marshall
En la actualidad existen diversos métodos para llegar a la consecución óptima de una fórmula
que represente los efectos ocurridos durante la vida de servicio del pavimento, un método
representativo de este propósito es el Marshall, por tal razón es el más aplicado mundialmente.
Esta técnica fue diseñada por Bruce Marshall siendo parte del cuerpo de ingenieros del ejército
de los Estados Unidos, este método es un experimento de laboratorio dirigido al diseño de una
adecuada mezcla asfáltica por medio del análisis de su estabilidad, fluencia, densidad y
vacíos.
El propósito de este método es determinar el contenido óptimo de asfalto para una
combinación específica de agregados. El método también da información sobre propiedades
de las mezclas asfálticas en caliente y establece densidades y contenidos óptimos de vacío
que deben ser cumplidos durante la construcción del pavimento. Una de las virtudes de este
método es la importancia que se asigna a las propiedades densidad/vacíos del material
asfáltico. Este análisis permite garantizar que las proporciones volumétricas de los
componentes de la mezcla estén dentro de los rangos adecuados para asegurar una mezcla
durable, desafortunadamente su gran desventaja es que es un método de compactación de
laboratorio el cual se realiza por impacto, el que no simula la densificación de la mezcla que
ocurre bajo tránsito en un pavimento real.
Proceso de Diseño de Mezclas Asfálticas por el Método Marshall:
El procedimiento de diseño racional de una mezcla asfáltica por este método es el siguiente:
115
Anexos I
1. Selección de la granulometría de los áridos.
2. Selección de los áridos.
3. Determinación de los pesos específicos de la combinación de áridos y del material
asfáltico.
4. Cálculo de la proporción de áridos de cada tipo necesario para producir la granulometría
dada.
5. Preparar muestras con diversos contenidos de asfaltos (con incrementos del 0.5 %).
6. Determinar la densidad aparente de cada probeta compactada.
7. Determinación de la estabilidad y fluencia de las probetas compactadas.
8. Calcular las relaciones de peso y volumen de las probetas compactadas, % de huecos en
el esqueleto mineral (HAr.) y el % de huecos rellenos con asfalto si es necesario (H.R.A.).
9. Seleccionar con la ayuda de los valores obtenidos el contenido óptimo de asfalto (C.O.A.).
1.- Selección de la Granulometría:
Esta se selecciona según el tipo de mezcla que se va a fabricar, ya sea para la capa de
rodadura, intermedia e inferior, en igualdad de condiciones se debe tomar el mayor tamaño
máximo posible, lo que implica mayor estabilidad, menor contenido de asfalto y mayor
economía.
El tamaño máximo de los áridos de una capa debe estar dentro del rango siguiente:
Tamaño Máximo de Áridos: 1/5 h ≤ T. Máx. ≤ 2/3 h.
Donde: h = espesor de la capa compactada, m.
2.- Selección de los Áridos.
La selección de los áridos debe satisfacer los siguientes requisitos.
a). Cumplimiento de las exigencias de calidad (ver tabla 33 y 34)
b). Que se obtengan económicamente, seleccionando los más cercanos a la Planta Productora
para reducir los costos de transportación.
c). Que tengan una granulometría tal que permitan ser mezclados, obtener la granulometría
deseada, acorde al tipo de H.A.C (fina, intermedia o gruesa).
d). Que sean el menor número posible, con vista a garantizar un control más fácil del proceso
de producción.
Normalmente se mezclan áridos de dos o tres fracciones pudiendo también en algunos casos
adicionar independientemente “Filler”.
116
Anexos I
Tabla 33. Tipos de tráfico (NC 253:2005)
Tabla 34. Exigencias de calidad para los áridos.
117
Anexos I
NOTA: La densidad aparente de los áridos será mayor de 2,60 g/cm en capas de rodadura y
de 2,50 g/cm en el resto de las capas.
(*) En caso de fracciones individuales este % podrá aumentarse en 5 %. Áridos con absorción
menor a 0,8 % serán objeto de evaluación en el laboratorio
3.- Determinación de los Pesos Específicos de la Combinación de Áridos y del Betún Asfáltico.
Los pesos específicos y absorción de los áridos se determinan según las normas cubanas
vigentes.
 Árido grueso (NC 187: 2002).
 Árido fino (NC 186: 2002).Debido a la influencia que tienen los pesos específicos de los
materiales componentes de la mezcla en el cálculo de las relaciones de peso y volumen es
conveniente detallar las diferentes definiciones del peso específico para el caso de los
áridos, se emplean tres tipos de pesos específicos:
a).- Peso Específico Corriente
b).- Peso Específico Aparente
c).- Peso Específico Efectivo.
a).- Peso Específico Corriente:
 
aap
Es la relación entre el peso del árido seco con respecto a su volumen (Va):
 a (ap) =
ws
vs  vpi  vpp
Va = Vs + Vpi + Vpp.
Donde:
Vs = Volumen del Sólido.
Vpi = Volumen de los poros impermeables.
Vpp = Volumen de los Poros permeables.
Este se determina de la forma siguiente:
1. Se seca la muestra de áridos en la estufa a 110 ºC durante 24 horas y se pesa
obteniéndose Ws.
2. Se satura en agua durante 24 horas y se pesa después de eliminar la humedad superficial
se obtiene: W 2.
3. Se pesa el árido saturado y secado superficialmente en una balanza hidrostática, es decir,
sumergida en el agua y se obtiene W 3.
118
Anexos I
Entonces: Va = Vs + Vpi + Vpp = W 2 – W 3.
Pudiéndose calcular el peso específico aparente como:
 a (ap) =
Ws
Ws
=
Va
W2  W3
b).- Peso específico Aparente  as  .
Es la relación entre el peso del árido seco, con respecto a su volumen (Va) se considera que:
Va = Vs + Vpi.
El procedimiento de determinación es el mismo que en el caso anterior, pero ahora se tiene
que:
Va = W s – W 3.
Y por tanto:
 as = Ws
Va
=
Ws
Ws
=
Vs  Vpi
Ws  W3
c) Peso Específico Efectivo:
 aE 
Dado que el árido utilizado para fabricar el Hormigón Asfáltico tiene poros y que el betún por su
consistencia es capaz de rellenar totalmente los poros, el volumen que aparentemente tiene el
árido en las mezclas no es ni el a) ni el b) sino que toma valores intermedios.
Por lo tanto para el diseño de mezclas es necesario definir un nuevo peso científico, el peso
específico efectivo  aE  , el cual se toma como el valor promedio entre los dos pesos
específicos anteriores.
El peso específico de la combinación de áridos se determina como el peso del total de áridos
con respecto a la suma de los volúmenes ocupados por cada una de las fracciones.
 aE
=
Wa
Va1  Va2  ...  Van
Expresando los volúmenes en función de los pesos y los pesos específicos tenemos:
 aE =
Wa
Wa1 Wa2
Wan

 .... 
 a1
 a2
 an
119
Anexos I
Si el peso de la combinación de áridos se hace Wa = 100 % de los pesos de cada fracción
pueden expresarse en % en peso que ocupen en la mezcla de áridos.
  aE
=
100
Wa1 Wa2
Wan

 ... 
a1  a 2
 an
4.- Cálculo de la Proporción de Áridos de cada tipo necesario para producir una granulometría
dada.
Este cálculo se efectúa por medio de los procedimientos tradicionales conocidos para mezclas
de dos y tres materiales.
El Método Marshall es aplicable para el diseño de H.A.C. donde se emplea cemento asfáltico
como ligante y el tamaño máximo de los áridos empleados debe ser menor de 25,4 mm.
Método Marshall. Ejemplo de diseño.
Los pasos que siguen a continuación dan continuidad a los del epígrafe anterior y son
específicos del Método Marshall:
5. Preparación de las probetas:
1). Se preparan muestras con contenidos de asfalto diferentes, con incrementos de 0,5 %
debiendo obtenerse como mínimo dos puntos por encima y dos puntos por debajo del óptimo
estimado que se obtenga como resultado.
Donde:
A= % de áridos mayores de 10 mm
B= % de áridos entre 5–10 mm
C= % de áridos entre 0.3–5 mm
D= % de áridos entre 0.075–0.3 mm
F= % de áridos menores de 0.075 mm
S= Superficie específica de los áridos combinados (m2/kg)
P = % asfalto teórico referido al total de áridos.
120
Anexos I
La proporción de agregado en las mezclas está formulada por los resultados del análisis
granulométrico.
Los valores se toman alrededor del punto medio del rango probable del contenido de asfalto
para cada granulometría, como aparecen en la última columna de la Tabla 35.
Tabla 35. Tipos de mezclas u hormigones asfálticos.
2). Se confeccionan 6 probetas como mínimo para cada contenido de asfalto: tres probetas
para el ensayo de estabilidad - deformación y tres probetas para el ensayo densidad–huecos.
Por ejemplo, el estudio de una mezcla asfáltica para una serie de probetas con 6 contenidos
de asfalto diferentes, exige la confección de 36 probetas como mínimo. Cada probeta necesita
normalmente unos 1200 g de áridos y por ello la cantidad mínima de mezcla de áridos será de
unos 44 kg y es suficiente emplear 8 litros de asfalto.
3).- Las mezclas se preparan calentando por separados los áridos y el asfalto.
 Áridos: entre 170 y 190 ºC.
 Asfalto: entre 145 y 160 ºC.
4).- Se mezclan los áridos y el asfalto mecánicamente o a mano, tan rápidamente como sea
posible, hasta conseguir una mezcla de composición homogénea; poniendo 1200 g de la
121
Anexos I
mezcla en el interior del molde normalizado. Las probetas obtenidas después de la
compactación tendrán un diámetro de 101.6  0,25 mm, con una altura de 63.5  3,2 mm.
5).- En el momento de la compactación la mezcla debe tener una temperatura de 125  5 ºC,
una vez compactada con un número de golpes por cada cara se sumerge la probeta y el molde
en agua durante 2 minutos y se deja enfriar a temperatura ambiente, recomendándose ensayar
a las 24 horas.
6.- Determinación de la densidad aparente de cada probeta.
1) La probeta ya fría a temperatura ambiente se pesa en el aire, luego se parafina y se
vuelve a pesar en el aire, se pesa la muestra parafinada en el agua y se calcula la
densidad aparente por la expresión.
G=
W¨ w
Wmp  Wmp¨ Wnp  Wn
p
2) Una vez calculada la densidad aparente se raspa o elimina la parafina y se sumerge en un
baño termostático a 60  5 ºC de 20 a 30 minutos.
7.- Determinación de la estabilidad y fluencia de las probetas.
Se extrae del baño y se seca colocándola en la Prensa del Ensayo Marshall, determinándose
los valores de estabilidad y fluencia Marshall.
 Estabilidad Marshall: Es la máxima carga en kilogramos que es capaz de resistir la
probeta a 60 ºC cuando se comprime (Carga de rotura).
 Fluencia: Es la variación de diámetro que como consecuencia de la plasticidad sufre la
probeta en el ensayo de estabilidad, entre el instante de aplicación de la carga y el
momento de la ruptura, medida en mm.
8. - Cálculo de las relaciones Peso–Volumen de las probetas.
En este Método Marshall, se denominan las siguientes relaciones:
1.- % de huecos de la Mezcla (H).
2.- % de huecos en el agregado mineral (HAr).
3.- % de huecos rellenos de asfalto (HRA), si es necesario.
Nota: Los cálculos según las expresiones antes expuestas
9. - Selección del contenido óptimo del asfalto.
Para la determinación del contenido óptimo del asfalto se realizan los siguientes pasos:
122
Anexos I
 Determinación de la densidad de cada probeta.
 Cálculo del promedio de densidades de cada juego de tres probetas.
 Ploteo o trazado de la curva de mayor ajuste de densidad (G en g/cm3) vs. contenido de
Asfalto en %.
 Obtener las densidades ajustadas mediante la curva para contenido de asfalto.
 Para los valores de densidades obtenidos es que se calcula el % de huecos rellenos con
asfalto con los cuales se plotean curvas de estos parámetros con respecto al % de asfalto.
Además se plotea la curva de HA vs. % de asfalto.
 Corrección de la Estabilidad.
La estabilidad se define para probetas normadas de altura 63.5  3,2 mm. Como la
estabilidad varía con la altura de la probeta, durante la realización del ensayo esta
magnitud obtenida es variable, la estabilidad medida debe corregirse, esta se calcula por la
expresión.
Estabilidad Corregida = Estabilidad Medida * Cc
Donde:
Cc: es el coeficiente de corrección, obteniéndose de una tabla en función de la altura o el
volumen. Se promedian los valores de estabilidad corregidas por cada grupo de tres probetas y
se plotea la curva de estabilidad corregida vs % de asfalto.
 Se promedian los valores de fluencia para cada grupo de tres probetas y se plotea una
curva de fluencia vs % de Asfalto.
 Se comparan los valores de las exigencias que debe cumplir la mezcla de hormigón
asfáltico (ver Tabla 36).
123
Anexos I
Tabla 36. Exigencias a cumplir por las mezclas (NC 253: 2005)
Con los resultados ploteados en las curvas se obtiene el contenido óptimo de Asfalto
(C.O.A.).procediéndose de la forma siguiente:
a) Determinar el Contenido de Asfalto para máxima Densidad (Pa).
b) Calcular el Contenido de Asfalto para máxima Estabilidad (Pb).
c) Calcular el Contenido de Asfalto para el valor medio de la exigencia de % de huecos en la
mezcla (Pc).
d) Determinar el Contenido de Asfalto para el valor medio de la exigencia de % de huecos
rellenos de Asfalto (Pd).
Seguidamente se explica cómo determinarlo:
En los siguientes gráficos se entra con el valor máximo por el eje vertical y se baja a buscar el
valor desconocido en el eje horizontal.
124
Anexos I
Gráfico 3 y 4. Gráfica de Densidad vs % Asfalto y Estabilidad vs % Asfalto.
En los siguientes gráficos se entra con el valor medio (del rango de valores máximo y mínimo
que está especificado en la tabla 36) por el eje vertical y se baja a buscar el valor desconocido
en el eje horizontal.
Gráfico 5 y 6. Gráfica de Huecos en la mezcla vs % Asfalto y Huecos rellenos de asfalto
vs % Asfalto.
Se promedian los cuatro valores de % de asfalto obtenidos y a este valor se le denomina:
Contenido Optimo de Asfalto (C.O.A.):
C.O.A. =
Pa  Pb  Pc  Pd
, %.
4
Para comprobar se hace el gráfico Fluencia vs. % Asfalto donde se entra con el C.O.A. por el
eje horizontal y se busca el valor de la fluencia por el eje vertical, comprobando si esta cumple
con el rango de exigencia establecido en la Tabla 36.
125
Anexos I
Gráfico 7. Gráfica de Fluencia vs. % Asfalto.
Cuando las mezclas no cumplen con las exigencias indicadas se llevan a cabo modificaciones
de los componentes y se comienza de nuevo el proceso.
A manera de guía se puede plantear los aspectos que deben modificarse en función de los
parámetros incumplidos.
Ajustes de las mezclas durante el Proceso de Diseño Marshall:
I.- Estabilidad satisfactoria:
A. El contenido de los huecos (H %) es inferior al mínimo especificado:
1. Reducir el porcentaje de filler o de asfalto o ambos.
2. Cambiar las proporciones de áridos gruesos y finos para producir un mayor HAr.
B. Contenido de Huecos (H %) es superior al mínimo especificado:
1. Aumentar el porcentaje de filler o de asfaltos o ambos.
2. Cambiar las proporciones de áridos finos y gruesos para producir un valor inferior de HAr.
II.- Estabilidad demasiado baja:
a) Contenido de huecos inferiores al mínimo especificado.
1. Aumentar el porcentaje de filler y reducir el porcentaje de asfalto.
2. Aumentar el % de áridos gruesos.
b) Contenido de hueco mayor al máximo especificado.
1. Aumentar el porcentaje de filler.
2. Cambiar las proporciones de áridos finos y gruesos para producir el valor inferior de HAr.
126
Anexos I
c) Contenido de huecos (H %) entre los límites especificados.
1. Si el porcentaje de asfalto se halla próximo al límite superior hay que incrementar el
porcentaje de áridos gruesos y reducir el asfalto (betún) a añadir.
2. Si el porcentaje está próximo al límite inferior puede ser que los áridos resulten
inestables ante sí y puede ser necesario buscar áridos de otro origen.
III.- Estabilidad demasiado alta:
Esta puede deberse a:
1. Estabilidad propia de los áridos debido al ángulo de fricción entre las partículas, este tipo
de estabilidad es muy deseable.
2. Alta estabilidad obtenida sobre la base de una densidad excesivamente alta y porcentaje
de huecos muy bajo de los áridos compactados, este tipo de alta estabilidad es indeseable
pues da lugar a firmes quebradizos (poco flexibles).
Ejemplo de Dosificación de Mezclas Asfálticas por el Método Marshall.
En la tabla 37 se presentan los resultados de un proyecto de mezcla. En las columnas 1, 2, 3,
12, 13, 14, y 15 se presentan los resultados de las pruebas de laboratorio. De las columnas 5
hasta la 11 aparecen los cálculos necesarios para el ploteo de las curvas y la determinación
del contenido de asfalto.
Determinar el contenido óptimo de asfalto, si la mezcla ensayada será utilizada en la capa de
superficie de una carretera, la cual se espera soportará un tráfico por el carril más cargado de
75 ejes de 8.2 t/día por el carril de diseño durante el período de diseño NTD=75.
El tamaño máximo del árido empleado es 19.1 mm (3/4 ″).
El procedimiento de trabajo es el siguiente:
1. Con los valores de densidad promedio de las probetas a 25 ºC (columna 3). Se plotea el
gráfico de la figura 1.1.a. (Densidad vs % asfalto). Luego con cada valor de % de asfalto se
entra en la curva ajustada y se registran en la columna 4 de la tabla 37. Estos valores de
densidad son los que se utilizarán en los cálculos siguientes.
2. Se calculan la densidad máxima teórica (DMT), ejecutando el cálculo según se indica en las
columnas 5, 6 y 7.
127
Anexos I
3. Se calcula el por ciento de huecos para cada por ciento de asfalto, ejecutando el cálculo
según se indica en las columnas 8 y 9. Con los valores de (H), registrados en la columna 9,
se plotea el gráfico de la figura 1.1.b.(H vs % asfalto)
4. Se calcula el por ciento de huecos en el árido (HA), ejecutando el cálculo según se indica en
la columna 10.
5. Se calcula el por ciento de huecos del árido rellenos del asfalta (HRA) ejecutando el cálculo
según se indica en la columna 11. Con los datos de (HRA) registrados en esta columna se
plotea el gráfico de la figura 1.1.d (HRA vs % asfalto).
6. Con los valores de las columnas 13 y 15 de la Tabla 10 se plotean los gráficos de las figuras
1.1.c (Estabilidad vs % asfalto) y 1.e (Fluencia vs % asfalto).
7. Para el tipo de mezcla que se ensaya (mezcla de superficie) y para el tráfico previsto,
NTD = 75 (tráfico medio), la mezcla debe seguir las siguientes exigencias:

Estabilidad Marshall > 7 KN

Fluencia o deformación 2 a 4 mm

Huecos en la mezcla (HM) 3 a 5 mm.

Huecos en los Áridos (HA): mayor de 13 %
Estas exigencias son obtenidas de la Tabla 36.
El rango de contenidos de asfaltos en la mezcla que satisface cada parámetro se obtiene
entrando en los gráficos de la figura 1.1 con el rango de las especificaciones.
Rango de % asfalto.
5,4------------7,5
6,25----------7,5
5,0------------7,5
6,1------------7,5
Esta mezcla cumplirá todas las exigencias dentro de un rango de contenidos de asfalto de 6,25
a 7,5 %.
Tabla 37. Tabulación para determinar y ordenar los parámetros.
% de
Asfalto
Dens.
Real a
25 ºC
Da
(g/cm3)
Dens.
Prom
G
(g/cm3)
Dens.
(leída
en
curva)
G
curva
1
2
3
4
Vol.
ocupado
por
Asfalto
Vb=
Wb
gb
5
Vol.
ocupad
o
por
áridos
Va=
Go
(g/cm3)
100
Va  Vb
R (%)
Gcurva
 100
Go
Wa
ga
6
7
8
128
Anexos I
2.076
5
2.088
2.085
2.060
4.89
38.31
2.315
88.98
2.107
2.110
5.38
38.10
2.300
91.73
2.126
2.160
5.87
37.90
2.285
94.52
2.205
2.192
6.36
37.70
2.270
96.56
2.157
2.186
6.85
37.50
2.255
96.94
2.172
2.172
7.34
37.30
2.240
96.96
2.091
2.106
5.5
2.103
2.113
2.120
6
2.123
2.134
2.191
6.5
2.197
2.227
2.159
7
2.161
2.151
2.178
7.5
2.165
2.174
Tabla 37: Continuación.
H (%)
HAr
100R
100 
9
HRA
Gcurva
 Wa
ga
10
Estabilidad
HAr  H
 100 corregida
HAr
(Kg)
11
12
Estabilida
d
promedio
(Kg)
13
502
11.02
8.27
5.48
3.44
21.08
19.60
18.13
17.36
47.74
57.8
70
80
470
Fluen- Fluencia
cia
promedio
media
(mm)
(mm)
14
3.9
500
3.45
428
3.97
645
3.77
619
652
4.2
691
3.8
678
3.75
723
712
4.3
734
4.20
827
3.90
835
15
830
4.05
3.78
3.92
4.08
4.03
129
Anexos I
3.06
3.04
18.02
18.99
83
84
829
4.15
826
4.20
780
784
4.25
746
3.80
634
4.25
678
759
690
4.20
4.08
4.28
4.40
8. Determinación de contenido óptimo de asfalto (C.O.A.).
Se obtienen los por cientos de asfalto para satisfacer las siguientes condiciones:
a) Máxima densidad = 6.7 %
b) Rango medio de % de huecos = 6.4 %
c) Máxima estabilidad = 6.5 %
d) Rango medio de % de HRA = 6.8 %
El contenido óptimo de asfalto será:
COA 
6.7  6.4  6.5  6.8
 6.6%
4
Luego:
COA  6.6%
Entrando en las curvas del gráfico 6 (a, b, c, d, e) se observa que este contenido de asfalto
satisface en todas las exigencias a la mezcla.
Gráfico 8. Curvas para la determinación del C.O.A.
a)
(b)
(c)
(d)
130
Anexos I
(e)
En el gráfico 8.e se comprueba como al entrar con el C.O.A. y encontrar la fluencia esta se
encuentra en el rango de exigencia por lo que se concluye que está bien.
2.2.7.2.2.3. Diseño de las Mezclas Asfálticas en Caliente por el Método
SUPERPAVE (Superior Performing Asphalt Pavement)
Esta novedosa tecnología se desarrolló en los Estados Unidos desde 1987, nace como
repuesta a la percepción que tenía la industria caminera norteamericana, en relación con la
calidad de asfalto utilizado en la construcción de pavimentos estaba llegando a niveles
inaceptables en su comportamiento en los pavimentos de las carreteras. Dicha percepción era
avalada por las fallas prematuras que se estaban presentando en numerosas carreteras de
dicho país.
Es así como en Octubre de 1987 hasta Marzo de 1993 se invirtieron más de 50 millones de
dólares en investigaciones, para desarrollar nuevas formas de ensayar y caracterizar ligantes y
mezclas asfálticas dando lugar a nuevas especificaciones técnicas basadas en el
comportamiento en el terreno del asfalto.
Durante el desarrollo de este proyecto se hicieron numerosas investigaciones destinadas a
comprender las propiedades químicas y físicas de este material. El énfasis en los estudios
químicos estuvo dirigido a medir y entender las numerosas interacciones entre los
constituyentes moleculares del asfalto.
En los estudios de las propiedades físicas, el énfasis estuvo en la caracterización del
comportamiento visco-elástico en función de la temperatura y el tiempo de aplicación de la
carga.
SUPERPAVE representa una tecnología que entrega un nuevo concepto y formalidad para
caracterizar, clasificar y evaluar cemento asfáltico y sus combinaciones de áridos; desarrollar
diseños de mezclas asfálticas; analizar y establecer predicciones del desempeño del
131
Anexos I
pavimento. En este sistema, el asfalto y las mezclas son evaluados a través de sus
propiedades reológicas y en base a consideraciones volumétricas ampliamente aceptada en el
ámbito internacional.
La característica clave en las especificaciones SUPERPAVE es que el criterio de la
especificación permanece constante, pero las temperaturas a las cuales el criterio es
alcanzado cambian para los diferentes grados de asfalto.
Las nuevas especificaciones para asfaltos y asfaltos modificados desarrolladas por el
Programa Estratégico de investigaciones en Caminos SHRP de los EEUU, permiten establecer
un sistema de clasificación y selección del ligante en función de las condiciones climáticas del
lugar. Dichas condiciones expresadas en rangos de temperaturas de diseño del pavimento
permiten calcular las propiedades de flujo y deformación de los ligantes para unas condiciones
de carga y temperatura adecuadas al proyecto en cuestión.
Estas especificaciones relacionan las propiedades físicas de los asfaltos con principios
ingenieriles de manera que por primera vez se está en condiciones de relacionar
características reológicas del ligante (elasticidad, plasticidad, viscosidad, hidráulica) con el
comportamiento del mismo en servicio, propiedad ésta de suma trascendencia a fin de prever
la durabilidad del asfalto.
En las especificaciones SHRP para ligantes el valor del parámetro es siempre constante pero
medido a distintas temperaturas. Con ello se logra que se establezca un valor crítico constante
de la propiedad a analizar variando la temperatura del ensayo para la cual el valor es
alcanzado. Se especifican así diferentes ligantes para diferentes climas a fin de alcanzar un
comportamiento adecuado en todos los climas.
Los ensayos que se realizan en cumplimiento con las nuevas especificaciones SHRP
contenidas en el SUPERPAVE se basan en medir propiedades fundamentales de los asfaltos,
esto es, aquellas que pueden relacionar tensiones y deformaciones en el material. Los
módulos complejos y rigidez del asfalto son medidos (no estimados) a las temperaturas de
ensayo. Asimismo la deformación a baja temperatura y la viscosidad rotacional a alta
temperatura son parte del conjunto de ensayos utilizados.
Con la información de viscosidad rotacional, módulo complejo, módulo de rigidez y
deformación a la rotura medida a temperaturas críticas de servicio, se tiene un espectro de
características del ligante que permiten confiar en ensayos realizados bajo condiciones que
132
Anexos I
simulan tres etapas críticas por las que pasa el asfalto en servicio: deformaciones
permanentes, fatiga y fisuración térmica.
Según los investigadores del programa SHRP, las propiedades medidas por medio de los
ensayos para ligantes asfálticos en SUPERPAVE, pueden ser relacionados directamente con
su comportamiento en el campo por principios de ingeniería. Los ensayos son conducidos
también a temperaturas que son encontradas en los pavimentos asfálticos en servicio, para
proveer mejor comportamiento del mismo en regiones climáticas especiales. Básicamente la
estructura del pavimento, el diseño de la mezcla y las propiedades de la carpeta tal como fue
construida junto con las propiedades del ligante, determinan el comportamiento del pavimento
durante su vida útil.
Para los ensayos, el asfalto es sujeto a condiciones que simulan las tres condiciones críticas
durante la vida del ligante asfáltico. SUPERPAVE intenta mejorar el comportamiento de los
asfaltos limitando el potencial del ligante de contribuir a producir en los pavimentos
deformaciones permanentes, grietas por fatiga y grietas por bajas temperaturas.
Este método ha logrado racionalizar importantes propiedades físicas del asfalto, tales como el
comportamiento reológico no-newtoniano y la termo dependencia de la viscosidad, entre otras.
La oxidación del asfalto en el tiempo, se explica por la formación de moléculas polares, como
resultado de la reacción con el oxígeno y volatilización de componentes que en su mayor parte
son neutros y de bajo peso molecular.
Otro producto importante de esta investigación, que forma parte de las bases teóricas de las
especificaciones SUPERPAVE para ligantes asfálticos, ha sido el desarrollo de un modelo
reológico que describe y caracteriza completamente las propiedades visco-elásticas del asfalto
en función de la temperatura y el tiempo de carga.
Los esfuerzos focalizados en desarrollar un procedimiento de laboratorio para simular el
envejecimiento durante la vida útil de diseño y poder utilizarlo en el control de calidad de los
ligantes dieron como resultado la mitología de envejecimiento PAV.
Identificación de los modos de fallas en el pavimento.
Uno de los objetivos primordiales de las especificaciones SHRP para ligantes asfálticos, es
verificar el comportamiento del ligante frente a los diferentes modos de falla en los pavimentos
los cuales son:
1. Deformación permanente.
2. Agrietamiento térmico.
133
Anexos I
3. Agrietamiento por fatiga.
Deformación permanente
La deformación permanente en los pavimentos es el resultado de la acumulación de
deformaciones no recuperables (deformaciones plásticas), que se manifiestan cada vez que
una carga es aplicada sobre el camino. El efecto final es el ahuellamiento o roderas causado
por el paso de los autos. Las roderas pueden tener muchas causas (debilitamiento de la capa
del pavimento por daños, humedad, abrasión exceso de tráfico etc.), pero las principales son
solamente dos. Una asociada a la subrasante y/o capas granulares y la otra asociada a las
capas de asfaltos.
Agrietamiento térmico
Es un tipo de falla causado por condiciones climáticas rigurosas más que por causas del
tráfico. Se caracterizan por ser fisuras transversales intermitentes, perpendiculares a la
dirección del tráfico, espaciadas en formas casi constante a lo largo del camino, también se
presentan como polígonos de gran dimensión.
Este agrietamiento puede ser el resultado de un solo descenso de la temperatura hasta la
temperatura crítica de agrietamiento como también puede ser causado por varios ciclos de
ascenso y descenso de la temperatura. Esta última condición es la que se conoce como fatiga
térmica.
Agrietamiento por fatiga
Los esfuerzos repetidos los cuales son insuficientes en magnitud para provocar la falla por sí
mismo, inducen un daño en el material en cada ciclo. Estos daños se acumulan hasta que
finalmente producen la falla. Este tipo de falla es la que se conoce como falla de fatiga.
Propiedades y Ensayos que caracterizan a los ligantes asfálticos asociados a los modos
de Falla Críticos.
Otra parte importante del proceso SHRP, fue el diseño y desarrollo de nuevos equipos para
ensayar los ligantes asfálticos. Es así como se desarrolló el Reómetro de Corte Dinámico, el
cual mide el módulo complejo y ángulo de desfase en el rango de temperaturas medias y altas.
Para caracterizar los ligantes en el rango de temperaturas bajas se desarrollaron el Reómetro
de Viga de Flexión y el ensayo de Tracción Directa.
Por otro lado para simular el envejecimiento del asfalto a largo plazo, es decir, durante su vida
útil de servicio, se desarrolló el ensayo de Envejecimiento a Presión: PAV, (Pressure Agina
Vessel); de este modo, el asfalto es sometido a los ensayos antes mencionados antes y
134
Anexos I
después del ensayo PAV. Para simular el envejecimiento a corto plazo, es decir, durante la
etapa de confección y colocación de la mezcla, se utiliza el ya tradicional ensayo de Horno de
Película Delgada Rotatoria (RTFOT).
También se adoptó el uso del viscosímetro rotacional para asegurar que el asfalto tenga una
adecuada viscosidad a las temperaturas de bombeo, manipuleo, mezclado y colocación.
Propiedades asociadas a los modos de Falla Críticos.
Como ya se mencionó los modos de falla críticos en los pavimentos asfálticos según SHRP
son: la deformación permanente (roderas), el agrietamiento por fatiga y el agrietamiento
térmico.
De acuerdo a las mediciones de las roderas realizadas en terreno y en laboratorio a través del
ensayo de rueda cargada, se determinó su módulo, el cual, se calcula como G*/sen δ, donde:
G* es el módulo complejo y δ es el ángulo de desfase.
Usando una representación vectorial se puede deducir que sólo con el módulo complejo G* no
es suficiente para determinar el comportamiento del asfalto frente al ahuellamiento, ya que los
asfaltos con igual G* pero diferente ángulo δ, tienen comportamientos muy diferentes; de este
modo, δ nos da el tamaño del aporte viscoso (deformación no recuperable) y el aporte elástico
(deformación recuperable), es decir, mientras mayor sea G*/sen δ, el asfalto se comporta más
como un sólido elástico.
El agrietamiento por fatiga en pavimentos asfálticos bien diseñados y construidos, por lo
general ocurre al final de la vida útil de éstos; por lo tanto el asfalto a ensayar para los
requerimientos de fatiga debe ser previamente envejecido en RFTO y PAV.
De acuerdo a los estudios realizados durante el desarrollo de las especificaciones se
determinó que los asfaltos con mayor capacidad para disipar y transmitir los esfuerzos y
tensiones internas, se comportan mejor frente a la fatiga; es así como se definió el factor de
agrietamiento por fatiga como G*/sen δ. De la misma representación vectorial se deduce que
un valor menor que G*/sen δ se traduce en un mejor comportamiento a la fatiga. Es por esta
razón que en las especificaciones se limita este factor a un máximo de kPa.
Finalmente, para controlar el agrietamiento térmico, falla que ocurre a bajas temperaturas de
servicio, se utiliza el módulo de rigidez (S (t)) y la pendiente de la curva log (S (t)) v/s log (t)
(m), ambos obtenidos a través del ensayo en el reómetro de viga de flexión.
135
Anexos I
Ensayos de Caracterización SUPERPAVE para Ligantes Asfálticos.
-
Reómetro de Corte Dinámico (Dynamic Shear Rheometer, DSR).
El DSR es usado para medir el módulo visco-elástico del asfalto en un modo de carga
sinusoidal (oscilatorio). Las medidas pueden ser obtenidas a diferentes temperaturas, para
distintos valores de tensión-deformación y varias frecuencias.
El ensayo DSR evalúa la capacidad del ligante para resistir deformaciones permanentes. Para
controlar el agrietamiento por fatiga, el ensayo se realiza en el ligante con envejecimiento corto
y largo, a la temperatura promedio.
El DSR es usado en las especificaciones SUPERPAVE, para medir el módulo complejo (G*) y
el ángulo de desfase (δ) de los ligantes asfálticos a temperaturas de servicio altas y medias y a
una frecuencia de 10 rad/s, en donde el módulo complejo es aproximadamente 10 MPa o más.
El rango típico de medición de estos equipos va desde 1 Pa hasta 100 MPa.
Además de medir el módulo complejo y el ángulo de desfase a una frecuencia dada, el DSR
puede ser usado también sobre un rango de frecuencias para determinar la dependencia del
módulo del asfalto con el tiempo de carga (frecuencia); por lo tanto, este equipo puede ser
usado para determinar la superposición tiempo-temperatura y así poder construir la curva
maestra para un ligante dado. De hecho, esta fue la metodología para obtener dichas curvas
durante el desarrollo del proyecto SHRP.
-
Reómetro de Viga de Flexión (Bending Beam Rheometer, BBR).
El BBR es utilizado para medir el comportamiento a la flexión a bajas temperaturas de los
ligantes asfálticos, incluyendo parámetros como rigidez a la fluencia y pendientes de la curva.
El aparato aplica durante 4 minutos una carga constante en el centro de una pequeña viga del
betún previamente envejecido y enfriado a la temperatura de ensayo (entre -36 y 0 ºC), la
deformación producida se mide continuamente calculando la resistencia del ligante a la acción
de la carga y su velocidad de variación. Los valores obtenidos se relacionan con la resistencia
a la fisuración térmica de las mezclas bituminosas.
-
Ensayo de Tracción Directa (Direct Tension Test, DTT)
Este evalúa la elongación a bajas temperaturas calculando deformaciones y esfuerzos de falla
bajo la aplicación de ciertas cargas. En el DTT, una muestra de ligante es sometida a tracción
hasta la rotura, también se puede determinar el desplazamiento vertical y la deformación
horizontal del diámetro de la probeta. Esto se realiza con el objetivo de analizar el tipo de falla
(frágil-dúctil) a bajas temperaturas de servicio; si el asfalto presenta una deformación unitaria
136
Anexos I
menor al 1 % al momento de la rotura, se dice que este falla en forma frágil. El equipo consiste
básicamente en dos tiradores, los cuales son los encargados de aplicar la tracción. El tirador
inferior permanece fijo mientras el superior se desplaza a una velocidad constante de
1,00 mm/min.
En las especificaciones se limita la deformación unitaria mínima al 1%, asegurando un
comportamiento más o menos dúctil a bajas temperaturas de servicio.
-
Ensayo de Envejecimiento en Recipiente Presurizado (PAV)
El PAV es utilizado para simular los cambios en las propiedades físicas y químicas de los
ligantes asfálticos producto del envejecimiento por oxidación a largo plazo durante su vida útil.
Es importante señalar que en este ensayo no se toman en cuenta las variables de la mezcla,
como por ejemplo: contenido de huecos, tipo de árido o absorción del agregado.
El ensayo consiste en colocar una muestra de ligante dentro de un recipiente a una elevada
temperatura, presurizándolo a una presión de 2,10 + 0,10 MPa durante 20 horas. La
temperatura de ensayo varía dependiendo de la temperatura del lugar en donde se va a utilizar
el asfalto y va desde los 90 ºC para climas fríos, hasta los 110 ºC para climas cálidos.
El equipo consiste básicamente en: un horno, en el cual se mantiene la temperatura constante
durante el ensayo; un sistema controlador de la temperatura; un recipiente para presurización;
una fuente de aire a presión limpio y seco; y un set de bandejas normalizadas, cada una con
capacidad para 50 g de ligante, lo cual permite tener un espesor de las muestras de 3,18 mm.
Caracterización y Clasificación de los Asfaltos por SUPERPAVE.
1. SUPERPAVE usa propiedades fundamentales del material para clasificarlo.
2. SUPERPAVE define primero los requisitos mínimos del asfalto en cuanto a sus
propiedades reológicas y ellos se verifican a las temperaturas reales de terreno.
3. SUPERPAVE considera en sus ensayos la condición dinámica a través de establecer
diferentes frecuencias y tiempos de aplicación de la carga.
4. SUPERPAVE considera dos métodos para simular el envejecimiento con el tiempo. Uno
que representa las etapas de confección y colocación de las mezclas en caliente (RTFOT)
y el otro (PAV) que lo hace para representar los cambios de constitución interna a largo
plazo (durante la vida en servicio).
5. SUPERPAVE puede aplicarse a todos los tipos de asfalto.
137
Anexos I
6. La viscosidad a alta temperatura, que es importante en los procesos de bombeo del ligante
y mezclado, colocación y compactación de las mezclas, se mide en SUPERPAVE con el
viscosímetro rotacional (viscosidad dinámica).
Los requisitos SUPERPAVE para áridos.
En SUPERPAVE se consideran como criticas ciertas características de los materiales, las
cuales son llamadas de “consenso” y de la “fuente de origen”. Las propiedades de los
materiales representan un factor crítico en diseño de mezclas asfálticas, ya que una mala
selección de los materiales pétreos puede ser la diferencia entre el éxito y el fracaso de un
proyecto.
Los de consenso difieren de las especificaciones actuales:
- Granulometría del árido. Se especifica tomando como base una gradación de máxima
densidad y basándose en una representación gráfica de la potencia 0.45, en la cual se
restringe un bulbo para evitar segregaciones (en la especificación actual no hay tal bulbo).
- Se agrega una restricción para la angularidad del fino (arena) con un ensayo especial
asociado a su densidad suelta (en lo actual no hay restricción en este sentido). Esta prueba
tiene como objetivo asegurar un alto grado de fricción interna entre los agregados y por lo
tanto evitar la formación de roderas.
- La angularidad del árido grueso se amplía para una y dos caras fracturadas (actualmente
solo se especifica para dos caras fracturadas).
- Forma de la partícula (ASTM D 479199): Esta prueba tiene como objetivo evitar el uso de
agregados que pueden presentar problemas de fractura durante el manejo, construcción y
vida útil. Las fallas que trata de prevenir son deformaciones permanentes y grietas por
fatiga.
- Equivalente de arena (ASTM D241995): Limita la cantidad de arcilla en el agregado para
asegurar un buen contacto agregado–asfalto. Con el objeto de evitar el desgranamiento de
la mezcla por pérdida de adherencia.
Las propiedades que dependen del origen de agregado especificadas en SUPERPAVE son:
- Abrasión (desgaste de los Ángeles): Estima la resistencia a la abrasión y a la degradación
mecánica del agregado grueso durante el manejo, construcción y vida útil. Es una
condicionante para evitar fallas como: formación de baches y desgranamiento.
138
Anexos I
- Durabilidad (intemperismo acelerado): Estima la resistencia del agregado al intemperismo
para tratar de evitar desgranamiento y formación de baches.
- Material deletéreo: Es el porcentaje en peso de los materiales contaminantes tales como:
arcilla, madera, limo, etc.
Los requisitos restantes son similares a otros métodos, (Equivalente de Arena, Resistencia al
Desgaste, Durabilidad por el Método de los Sulfatos y Material Nocivo).
Varios requisitos del árido se especifican diferentes según la profundidad de la capa en que se
usará y los niveles de tránsito.
Diseño de la Mezcla por el Procedimiento SUPERPAVE.
El primer producto SUPERPAVE-SHRP entregó en esa oportunidad (1993) tres niveles para el
diseño de mezclas, que se denominaron Niveles 1, 2, y 3. Posteriormente, por algunos
inconvenientes de resultados no confiables en los primeros trabajos reales y por la alta
complejidad de los equipos de ensayo se dejó sólo el método del Nivel 1 que se denominó:
„‟Diseño de Mezclas Asfálticas Densas en Caliente por Análisis Volumétrico. ‟‟
Fabricación de Probetas.
Las diferencias en los métodos de dosificación de mezclas asfálticas no se deben únicamente
al método de evaluación utilizado, sino que
también influye el método de compactación
empleado en la fabricación de probetas en laboratorio. El objetivo principal de la fabricación y
compactación de probetas experimentales, es duplicar razonablemente las condiciones del
material in situ, incluidas composición, densidad, y propiedades mecánicas.
La prueba del viscosímetro rotacional (foto 9) se utiliza para determinar las temperaturas de
mezclado y compactación de la mezcla asfáltica en el laboratorio. Se determinan las
viscosidades a distintas temperaturas, y se construye una carta de viscosidad en donde se
seleccionan las temperaturas de mezclado y compactación correspondientes a los rangos de
viscosidades de 0.17 ± 0.02 y 0.28 ± 0.03 Pa*s respectivamente.
139
Anexos I
Foto 10. Viscosímetro Rotacional
Al realizar un diseño, el grado de comportamiento de los asfaltos (PG) se selecciona
considerando la región geográfica y las temperaturas a las cuales estará sometido el
pavimento (a partir de registros históricos de temperaturas del aire, deben ser utilizadas bases
de datos de estaciones climáticas, con registros de temperatura ambiente por más de 20 años
(como mínimo). Para cada año deben ser determinados:
• El promedio de las temperaturas máximas de los 7 días consecutivos más calurosos del año.
• La temperatura mínima del día más frío del año
SUPERPAVE también establece un criterio para asegurar el fácil manejo y bombeo del asfalto
en planta, especificando un valor de viscosidad a la temperatura de 135 ºC. En la elaboración
de mezcla asfáltica en planta, se deberán tomar las medidas necesarias para lograr
temperaturas que permitan un adecuado manejo, fabricación y compactación de la mezcla.
Proceso de Mezclado (AASHTO T-283).
Las mezclas asfálticas utilizadas para la fabricación de las probetas, son acondicionadas
durante 2 horas dentro de un horno a la temperatura de compactación (las temperaturas de
mezclado y compactación se determinan igual que en el método de diseño tradicional, en
función de la viscosidad del asfalto). Ello permite simular el envejecimiento de “corto plazo” que
se produce durante el almacenamiento y transporte de la mezcla asfáltica, dando tiempo
además al agregado para absorber el asfalto.
Existe un ensayo moderno que se ajusta más a las condiciones del diseño SUPERPAVE
cuantificando la adhesividad. Este ensayo es el AASHTO T-283 (ASTM D-4123), conocido
también como "Lottman", el cual permite determinar la resistencia a la tracción de los
especímenes, midiendo la pérdida de cohesión de una mezcla compactada como resultado de
los efectos de saturación acelerada en agua. Este ensayo mide el comportamiento de la
mezcla en conjunto (árido fino, árido grueso y ligante). También permite predecir la
140
Anexos I
susceptibilidad de desprendimiento de las mezclas asfálticas y evaluar el efecto de los
complementos de adherencia que se agregan al cemento asfáltico sí es líquido, y al agregado
mineral sí es en polvo. Este proceso nos permite mayor confiabilidad para establecer la
adhesividad en las mezclas asfálticas, ya que ensaya el material tal como se va usar en obra.
Compactación.
La compactación de las probetas se efectuará con el equipo denominado “Compactador
Giratorio” (Superpave Gyratory Compactor, SGC).
La base del SGC fue el compactador giratorio de Texas modificado para aplicar los principios
de compactación del compactador giratorio francés. Los investigadores de SHRP modificaron
el dispositivo de Texas, que cumplía con los objetivos de
densificación realista de los
especímenes, reduciendo el ángulo y velocidad de giro y adicionando un registro en tiempo
real de la altura. En este proceso, una probeta cilíndrica es sometida a presión constante
mientras gira con un ángulo y velocidad determinada, alrededor de un eje vertical, tomando
registros de densidad a partir de la altura y correlacionándola con el número de giros.
El SGC utiliza moldes de 6 pulgadas de diámetro, una presión de confinamiento de 600 kPa y
un ángulo de inclinación de 1.25 grados para la rotación que compactará los especímenes de
laboratorio.
El compactador cumple las siguientes condiciones:
 Compacta la mezcla a la densidad que alcanzará en terreno bajo el clima y tránsito a que
estará expuesta.
 Es capaz de acomodar y densificar mezclas con áridos grandes.
 A través del proceso de la compactación del SGC se puede detectar el comportamiento de
la mezcla y eventuales problemas en el proceso.
 El equipo más reciente es relativamente fácil de transportar para poder realizar controles en
terreno.
141
Anexos I
Figura 4. Funcionamiento del compactador giratorio.
Los mecanismos de carga se apoyan en el marco rígido y aplican carga al pisón lo que
produce una presión de compactación en el espécimen. El calibrador de presión controla que
la presión ejercida por el pisón de carga se mantenga constante durante la compactación. La
base del SGC rota a una velocidad de 30 rpm durante la compactación y el ángulo de
inclinación del molde es de 1.25º durante la compactación. Además, hay un dispositivo que
permite medir en todo instante la altura de la probeta. Con la altura de la probeta, diámetro
interior del molde y el peso del material en el molde (probeta) se puede estimar la densidad
durante la compactación.
Los niveles de compactación se dividen en tres, Nini (número inicial de giros), Ndes (número de
giros de diseño), Nmáx (número máximo de giros). Los cuales son explicados de forma detallada
para una mejor comprensión de los mismos.
Nini: Es un indicador del comportamiento del agregado y de las propiedades del ligante.
Tomando en cuenta que una rápida consolidación a un bajo número de giros es un indicador
de que se trata de una mezcla inestable.
Ndes: Es la densidad de diseño (compactación de rodillo + tráfico) determinada por el número
de ejes equivalentes, los cuales van de 50-125.
Nmáx: es considerado un factor de seguridad el cual es utilizado para garantizar que la mezcla
no tenga una densificación que produzca un deterioro en el pavimento tomando en cuenta que
el Nmáx varía de 75 - 205 (al menos 2 * Ndes).
142
Anexos I
Las relaciones entre los Ndis, el Nmáx y el Nini son:
Log Nmáx = 1.10 Log Ndis
Log Nini = 0.45 Log Ndis
Se debe destacar que el método de diseño SUPERPAVE busca obtener mezclas poco o nada
susceptibles al ahuellamiento; esta pretensión conlleva a mezclas con esqueletos minerales
con elevado ángulo de fricción interna, situación que se refleja plenamente en el resultado de
los módulos dinámicos.
Selección del Ligante Asfáltico.
Los ensayos de ligantes son directamente relacionadas con el comportamiento en el campo. El
ligante es ensayado para tres condiciones: durante la preparación: transporte, almacenamiento
y manipulación; con
envejecimiento “corto” luego de la producción y con envejecimiento
“largo” durante su vida de servicio. El envejecimiento es la pérdida de las propiedades del
asfalto por oxidación de sus componentes más sensibles.
Los ensayos del ligante se han desarrollado con la finalidad de controlar los tres tipos de fallas
típicas que sufren las carpetas asfálticas: deformación permanente (“rutting”), agrietamiento
por fatiga y agrietamiento térmico.
En varios países que actualmente diseñan y construyen sus pavimentos usando SUPERPAVE
han encontrado que, en general, la resistencia al ahuellamiento de las mezclas tiende a ser
adecuada. Esto debe ser esperado ya que debido a los requisitos volumétricos y propiedades
de los materiales, las mezclas SUPERPAVE tienden a tener un fuerte esqueleto
granulométrico. Adicionalmente, al usar ensayos de ahuellamiento en laboratorio para aceptar
las mezclas, la resistencia a la deformación permanente es aún mejorada.
Diseño de la Estructura del Árido.
Una vez aprobado el árido de acuerdo a los requisitos indicados anteriormente, se procede a
diseñar su estructura intentando una mezcla ideal de las fracciones disponibles. La evaluación
preliminar de la mezcla de áridos incluye las propiedades de consenso, las densidades real
seca y aparente y algunas propiedades de origen.
Determinación de las Propiedades Volumétricas.
Para determinar estas propiedades se analizan varias mezclas compactadas variando el
contenido de asfalto. Normalmente se grafican contenidos de huecos de aire, vacíos del
agregado mineral y vacíos llenos de asfalto y luego de su estudio en relación a las
143
Anexos I
especificaciones para esas relaciones volumétricas se elige el % de asfalto de la mezcla y las
densidades inicial, de diseño y máxima.
Determinación del contenido de asfalto.
La práctica actual del diseño volumétrico de mezclas asfálticas, recomienda como primer
criterio de selección elegir aquel contenido de asfalto correspondiente al 4 % de vacíos de aire
(Va), y verificar después que los parámetros volumétricos restantes se encuentren dentro de
los rangos establecidos por el método.
Como último aspecto a tratar de la tecnología SUPERPAVE es lo relacionado con las
especificaciones técnicas basadas en el comportamiento en el terreno del asfalto de la
AASHTO y que a continuación se detallan:
a) Las temperaturas del pavimento pueden ser calculadas partiendo de las temperaturas del
aire mediante un algoritmo incluido en el software hechos por SUPERPAVE o pueden ser
provistas por el organismo vial de especificación.
b) Esta exigencia puede ser obviada a discreción de la agencia de especificación si el
proveedor garantiza que el ligante asfáltico puede ser adecuadamente bombeado y
mezclado a temperaturas que pueden cumplir todas las normas de seguridad.
c) Para el control de la calidad de la producción de cemento asfáltico sin modificar, la
medición de la viscosidad del cemento asfáltico original puede reemplazar a las mediciones
de corte dinámico (G*/sen δ) a las temperaturas para las cuales el asfalto se comporta
como un fluido Newtoniano. Cualquier ensayo normalizado adecuado de medición de la
viscosidad puede ser empleado, incluyendo viscosímetros capilares o rotacionales
(AASHTO T 210 o T 202).
d) La temperatura de envejecimiento en PAV se basa en condiciones climáticas simuladas y
es 90 ºC, 100 ºC y 110 ºC. Para PG 58 y grados superiores de temperaturas es 100 ºC,
excepto en climas desérticos, para los cuales es 110 ºC.
e) El endurecimiento físico–TP 1 se ejecuta sobre una viga de asfalto de TP 1, con la
salvedad de que el tiempo de acondicionamiento se extienda a 24 horas ± a 10 minutos a
10 ºC por encima de la misma temperatura de trabajo. La rigidez y el valor m se reportan
sólo por propósitos de información.
f)
Sí la rigidez en creep es superior a 300 MPa, el ensayo de tracción directa no es necesario,
sí la rigidez en creep está entre 300-600 MPa el requerimiento para la deformación
144
Anexos I
específica en falla por tracción puede al requerimiento de la rigidez en creep. El valor m
debe ser cumplido en ambos casos.
2.2.8. Tecnologías de elaboración de mezclas asfálticas en
caliente (HAC) y en frío (HAF)
Aquí se analizarán los aspectos principales sobre la Tecnología de Producción de Mezclas
Asfálticas en Caliente y en Frío, las que se deben conocer para asegurar que se produzcan
grandes volúmenes con la requerida calidad de estos materiales, para construir y conservar los
pavimentos de carreteras.
2.2.8.1. Proceso tecnológico de producción del HAC
2.2.8.1.1. Plantas de Asfaltos
En Cuba predomina la utilización de las mezclas asfálticas en la construcción de carreteras,
por lo que la mayoría de éstas poseen pavimentos flexibles. Para la producción de las mezclas
se emplean las denominadas: Plantas de Asfalto. (Plantas Móviles o Centralizadas de
Producción de Mezclas Asfálticas en Caliente y Frío).
En Cuba existen más de 60 Plantas de Asfalto de varios países de origen: Soviéticas,
Francesas, Norteamericanas y también Cubanas hechas por el SIME, con una capacidad de
producción nominales de hasta 90 t/h (la mayoría, el 50 %, poseen capacidades  25 t/h; el
37 % entre 26 y 70 t/h y solo el 13 % alcanza más de 70 t/h), en Villa Clara hay varias Plantas,
la más cercana la “Giraldo Pacheco” perteneciente a la ECOING # 25, está aproximadamente
en el 3 Km de la Carretera de Santa Clara a Sagua La Grande, con una capacidad teórica de
producción de 60 t/h, existe otra en Guajabana al este de la ciudad de Caibarién.
Existe un bajo nivel de explotación de las capacidades instaladas en las Plantas de Asfalto por
su estado técnico y antigüedad. Para tratar de aminorar estos efectos se ha priorizado la
extracción de Asfaltos Naturales (Asfaltita) en varios lugares, principalmente en la Mina: “La
Manuela” en la zona del Mariel, provincia La Habana; así como se trata de sustituir el polvo de
piedra por materiales naturales como por ejemplo: Arena Fina (Granodiorita) procedente del
préstamo “El Chambelón” en Sancti Spíritus, más un porciento de filler; el uso de los crudos
extraídos en los pozos de petróleo de Varadero para labores de sellado de grietas en los
pavimento.
145
Anexos I
En el 2007 el MICONS adquirió Plantas de Asfalto y maquinarias de pavimentación
(Pavimentadoras y Compactadores) por un monto superior a los 50 millones de USD, que han
contribuido a revertir la situación antes descrita.
Además de las limitaciones de producción de las mezclas por carencia de asfalto, también se
carece de áridos por falta de combustible para operar las Canteras y para su transportación,
pero además de estos factores objetivos nuestras Plantas de Asfalto poseen problemas
subjetivos que deben conocerse y tratar de mejorarse, siendo los principales los siguientes:
1. Patios de acopios de áridos desordenados.
2. Carencia de pirómetros para controlar la temperatura del asfalto en cisternas.
3. Áridos con características inadecuadas para esta finalidad.
4. Personal poco calificado para operar las plantas.
5. Violaciones de las técnicas en el proceso de elaboración de la mezcla.
6. Falta o poco control de la calidad de producción realizada.
7. Afectaciones al medio ambiente
Todo ello hace que las mezclas asfálticas que se producen en el País posean baja calidad, lo
que limita su durabilidad y daña la economía nacional, aspecto sobre el cual debemos tratar de
incidir en su solución los Ingenieros Civiles.
Clasificación de las Plantas de Asfalto
Se emplean varias clasificaciones, las más usuales son:
-
Plantas Móviles (Foto 11)
-
Plantas Fijas o Estacionarias (Foto 12)
Esta se hace atendiendo al grado de movilidad. En la actualidad la tendencia mundial es el
diseño y construcción de Plantas Móviles con Capacidades de Producción (en t/h) de medios a
altas desde 80–540 t/h.
Foto 11. Planta de Asfalto Móvil
Foto 12. Planta de Asfalto Fija
146
Anexos I
Otra clasificación se hace de acuerdo a las características del proceso tecnológico de
producción siendo de dos tipos:
- Plantas Continuas: Proceso continuo de elaboración de mezclas. La dosificación de los
áridos se realiza calibrando el caudal de cada granulometría que debe llegar al mezclador,
para el asfalto también hay que calibrar el caudal, teniendo especial cuidado en su
temperatura, pues la cantidad que entrega la bomba varía según la viscosidad del mismo.
Esta calibración es muy complicada y si no se logra, puede conducir a la inexactitud en la
elaboración de las mezclas.
- Plantas Discontinuas: Proceso continuo de elaboración de mezclas en la cual la
dosificación se realiza por peso de cada material, logrando mayor exactitud en las
proporciones de los materiales.
Entre ambos tipos hay pocas diferencias en el proceso tecnológico, siendo la tendencia
mundial la fabricación del tipo de plantas discontinuas y móviles, dadas las ventajas siguientes:
- Mayor homogeneidad y uniformidad de la mezcla asfáltica elaborada.
- Menor costo de explotación.
- Menor cantidad de inversión inicial.
Otra forma de clasificación se hace atendiendo al tipo de mezcla producida:
- Tipos de Plantas de Hormigón Asfáltico Caliente (HAC).
- Tipos de Plantas de Hormigón Asfáltico Frío (HAF).
Fundamentación Técnico–Económica de la Ubicación de las Plantas de Asfalto.
La ubicación de las Plantas de Asfalto en relación a las obras u obra a acometer es muy
importante realizarla correctamente atendiendo a dos aspectos básicos que son:
1. La Calidad de la mezcla.
2. Los costos de producción (de fabricación, transporte y colocación de la mezcla).
Ambos aspectos están íntimamente relacionados entre sí, por lo que debemos siempre tratar
que la ubicación o ubicaciones escogidas garanticen: la adecuada calidad de producción con
costos de producción razonables pequeños o menores posibles.
Entre los principales elementos a considerar en la Ubicación de una Planta de Asfalto están:
1. La capacidad de producción de ésta (recordar que estas varían entre 10 y 90 t/h en Cuba y
entre 10 y 540 t/h en el Mundo).
2. La movilidad de la planta (si es Fija o Móvil).
147
Anexos I
3. Longitud de la vía a construir (lo que demanda generalmente varios traslados sucesivos de
la Planta (solicitar el servicio de otras existentes).
4. Las capacidades de carga de los Medios o Equipos de Transportación en relación con los
equipos de colocación, es decir, de las Pavimentadoras.
5. La ubicación de las fuentes de materia prima (áridos y asfalto).
6. Las condiciones para usar los posibles emplazamientos.
7. La existencia y condiciones de las vías de acceso de las fuentes de materia prima a la
Planta y también de la Planta hasta la Obra.
8. La electricidad y el agua disponible a utilizar sin que se afecte la población cercana.
Por lo general se presentan tres casos o situaciones que se enumeran seguidamente:
1. Utilizar Plantas de Asfalto existentes en la zona.
2. Instalar en un lugar conveniente una Planta Fija, que sea capaz de producir toda la mezcla
necesaria para la obra (y otras que se construirán en las cercanías).
3. Utilizar Planta o (Plantas) Móviles, con ubicaciones sucesivas a lo largo del trazado (obras
de gran extensión).
Las partes principales componentes de las plantas de asfalto son:
1. Patio de Áridos o “Estrella de Áridos” (donde mediante una Jaiba, Dragalinas o Cargadores
se alimentan las tolvas).
2. Tanques o Cisternas para el Almacenaje del Asfalto.
Está diseñado de tal modo que pueda controlar el calentamiento del asfalto efectivamente y
precisamente. El calentamiento puede realizarse con el vapor del agua, corriente eléctrica o las
demás fuentes de calentadores aprobados, con la condición de que no hay el contacto directo
entre el recipiente y el fuego.
La capacidad total de los contenedores debe suministrar asfalto en 10 horas continua a los
mezcladores. Si se utiliza más de un contenedor, ellos deben estar unidos por un sistema de
transporte que uno no afecte al otro.
3. Unidad Alimentadora al cilindro de secado (formada por tolvas, elevadores de Cangilones o
cintas transportadoras de áridos fríos).
Debe transportar los materiales al cilindro secador de una forma constante para garantizar la
conformidad del producto en cuanto a la granulometría y con una temperatura uniforme y
adecuada. Todos los equipos de suministro de materiales deben ajustarse a una velocidad
adecuada.
148
Anexos I
4. Unidad Secadora y Calentadora
Formada por un cilindro, un soplete o quemador y un sistema extractor de gases y colector de
polvo, así como un elevador de áridos calientes.
Se exige que deba utilizarse cilindro de secado del tipo que rota y tiene capacidad de secar y
calentar materiales a las temperaturas exigidas.
5. Sistema de Tamizado de Áridos
Son Zarandas o Cribas Vibratorias que clasifican los áridos como mínimo en tres tamaños
diferentes.
Los resultados del tamizado deben garantizar que las partículas que se quedan en cada tamiz
no deben ser mayores que el 7 % de los granos máximos que sobrepasen las dimensiones
(mayor o menor que lo exigido).
6. Sistema Dosificador
 Plantas Discontinuas: Compuestos por dispositivos que permiten medir las cantidades
correctas de áridos y asfalto según la dosificación. Debe disponer de los equipos de control
de la cantidad o la proporción del material asfáltico que fluye al mezclador, estos equipos
pueden ser de forma giratoria según el fluido.
 Plantas Continuas: Compuestos por depósitos con aberturas que permitan graduar el
caudal de salida de los materiales, la bomba de asfalto graduará el caudal de salida.
7. Unidad Mezcladora
Compuesta por dos ejes con paletas que giran en sentido contrario para producir la mezcla
uniforme de áridos y asfalto.
El mezclador debe tener contenedores que contengan los materiales suficientes para
suministrar al mezclador cuando ellos activan toda la capacidad.
8. El equipo para medir de la temperatura
Un termómetro con envoltura de hierro y con la escala de los grados que pueda medir la
temperatura de 100 ºC hasta 200 ºC. Es colocado en los tanques de almacenamiento y trabajo
del asfalto en un lugar adecuado, en la salida del tambor secador y cerca de la válvula de
salida del mezclador.
9. El equipo recogedor del polvo
En el mezclador debe montarse un equipo para recoger el polvo que pueda coger y devolver
totalmente los polvos o una parte de material desechado al cilindro del mezclador caliente para
que no desechar los polvos tóxicos al aire.
149
Anexos I
10. Monitoreo del tiempo de mezclado
En el mezclador debe haber un equipo para monitorear el tiempo de mezcla, exactamente para
controlar las acciones de un período de mezclado. Este equipo tiene la tarea de cerrar el
contenedor después de echar materiales al mezclador hasta que se cierra la puerta que
termina un período y a la vez se cierra la entrada del tubo de asfalto durante todo el tiempo de
mezclado húmedo o seco.
11. Los equipos para pesar y medir
Debe tener el grado de exactitud hasta 0,5 % del peso exigido y el grado de variación respecto
a la mitad del peso de los materiales no debe ser mayor que 3,5 kg.
En la balanza para pesar asfalto, el valor mínimo de cada división no debe ser mayor que 1 kg.
La escala numérica de la balanza que se utiliza para pesar asfalto no debe tener el límite
mayor que 2 veces el peso del asfalto que se pesa.
12. La instalación para pesar los camiones de transporte de los materiales
Se debe utilizar balanzas que se puedan montar directamente en las entradas y salidas,
suministrando enseguida los datos del peso total de los camiones de transporte del hormigón
asfáltico.
Para garantizar que la Planta de Asfalto produzca al máximo de capacidad y con la calidad
requerida de la mezcla hay que asegurar el cumplimiento de las medidas siguientes:
1. Un correcto almacenaje y manipulación de los áridos en el Patio de Almacenaje, evitando
que éstos sufran segregación, degradación, se contaminen y se mantengan con baja
humedad (un correcto drenaje), así como existan los volúmenes suficientes.
2. Un correcto almacenaje del Asfalto tratando que en todo momento posea la viscosidad que
se exige mediante el control de su temperatura (uso de pirómetros que deben oscilar entre
135 ºC y 165 ºC) y que se posean reservas o volúmenes iguales o mayores que su
consumo en 10 horas de trabajo ininterrumpida.
3. Exista un funcionamiento correcto de sus elementos o partes principales, así como la
adecuada coordinación entre estos para garantizar su puesta en marcha y la explotación
máxima de la capacidad instaladora (rendimiento máximo de la línea de producción).
4. Exista la adecuada seguridad y protección en su operación.
5. Debe satisfacer las exigencias de proteger el medio ambiente.
6. Control estricto de la temperatura de los áridos y el asfalto.
150
Anexos I
2.2.8.1.2. Producción del HAC
Al describir los elementos o partes de una Planta de Asfalto se puede tener una idea del
proceso tecnológico que se sigue para producir mezclas asfálticas, que en esencia consiste en
efectuar los pasos siguientes:
1. Alimentación de áridos (a la Unidad Alimentadora).
2. Secado y calentamiento de los áridos (en Unidad-Secadora-Calentadora).
3. Graduación o clasificación de los áridos (en la Unidad de Graduación).
4. Dosificación de los áridos mediante el pesaje o graduación del caudal de salida de las
cantidades requeridas y aporte del “Filler” en caso necesario (en el Sistema Dosificador).
5. Dosificación e inyección del asfalto en la cámara de mezclado, por peso o graduación del
caudal de salida según dosificación (en el Sistema Dosificado).
6. Mezclado de los áridos con el asfalto hasta lograr una mezcla homogénea (en la Unidad
Mezcladora por templas preferiblemente, si son plantas discontinuas).
7. Descarga de la mezcla sobre los equipos de transporte.
Operación de las plantas de asfalto:
A).- Puesta en Marcha de una Planta de Asfalto:
Para la puesta en marcha o arranque de una Planta con el fin de cumplir con el proceso
tecnológico de producción hay que cumplimentar las secuencias de operaciones siguientes:
1. Chequeo de la humedad de los áridos, temperatura del asfalto y calibración de las tolvas
de alimentación si es una planta continua.
2. Arranque de la Bomba de Asfalto que hace circular el asfalto de los Tanques a la Planta
para ir recirculando este material.
3. Arrancar la Zaranda o Criba Vibratoria de la Unidad de Graduación.
4. Poner en funcionamiento el Elevador de Cangilones de Áridos Calientes y seguidamente
la Unidad-Secadora–Calentadora.
5. Pasados dos o tres minutos de haber conectado el Soplete en el Secador se comienza
alimentar este con áridos fríos procedentes del Elevador de Cangilones o la Cinta o Banda
Transportadora encargada de tal función (Ventilador del Sistema Colector de Polvo).
6. Una vez realizada la dosificación de áridos y asfalto en el Sistema Dosificador se pondrá a
funcionar el mezclador o Unidad Mezcladora hasta que la mezcla asfáltica esté
uniformemente mezclada.
151
Anexos I
B).- Parada de la Planta de Asfalto.
Se deben evitar las paradas innecesarias, en casos estrictamente necesarios en la
paralización o parada de la Planta se debe seguir la secuencia siguiente:
1. Parar el Elevador de Cangilones o Cinta Transportadora que alimenta con áridos fríos a la
Unidad–Secadora–Calentadora.
2. Apagar el Soplete pasando un tiempo prudencial dejando funcionar la Unidad-SecadoraMezcladora en cierto tiempo para que se vacíe y enfríe, evitando así deformaciones
debidas al calor.
3. Parar la Zaranda o Criba Vibratoria y vaciar los depósitos de áridos calientes haciéndolos
pasar por el mezclador, lo cual sirve para limpiar el mismo.
4. Una vez enfriada la Unidad Secadora–Mezcladora se desconecta el ventilador del sistema
conector de polvo.
5. Parar la Bomba de Asfalto una vez finalizada la operación del mezclado (como elemento
independiente esta puede pararse en algún momento).
6. Acometer labores de limpieza de los elementos susceptibles de acumulación de residuos
que entorpezcan las operaciones al nuevamente poner en marcha la Planta.
2.2.8.1.3. Control de la Calidad de Producción de las Mezclas
Asfálticas Calientes
Para contribuir a garantizar la continuidad de la producción, es decir, aprovechar al máximo la
capacidad de la planta para tratar de alcanzar su Capacidad Nominal (en t/h), con la calidad
especificada de la mezcla asfáltica es necesario acometer la Inspección y Control de los
siguientes aspectos:
1. En el Patio de Almacenaje:
 Organización y compartimentación del almacenaje de los áridos.
 Limpieza adecuada.
 Buen drenaje.
 Qué no se produzca segregación en su manipulación.
 Qué exista un volumen de reserva adecuado.
2. En los Tanques de Asfalto:
 Que funcionen los pirómetros y que la temperatura del asfalto oscile entre 135 y 165 ºC.
152
Anexos I
 Que exista una reserva adecuada (mínima capacidad que garantice 10 horas
ininterrumpidas de trabajo).
3. En la Unidad Alimentadora–Calentadora:
 Funcionen bien las compuertas de las Tolvas de Áridos para garantizar la dosificación
exacta.
 Estén bien calibradas las compuertas de las tolvas de áridos.
 Funcione correctamente el Elevador de Cangilones o Cinta Transportadora de
alimentación de áridos fríos.
4. En la Unidad Secadora–Calentadora:
 El correcto funcionamiento del Soplete Quemador
 El correcto funcionamiento del Pirómetro.
 El correcto funcionamiento del mecanismo de rotación del cilindro.
 El correcto funcionamiento del Sistema Colector del Polvo (filtro), importante para no
dañar el medio ambiente.
5. En la unidad de Graduación de Áridos:
 Dimensiones, grado de desgaste y limpieza de las Zarandas o Cribas Vibratoria.
6. Tolvas de Áridos Calientes:
 Limpieza.
7. Sistema Dosificador:
 Funcionamiento correcto.
 Calibración.
8. Unidad Mezcladora:
 Desgaste y ajustes de las paletas.
 Funcionamiento de la Compuerta.
 Revestimiento.
 Sí existe posible “sobrecarga”; evitar las “sobrecargas”.
9. Estado General de Seguridad y Protección de la Planta:
 Se debe disponer de escaleras a los pisos del mezclador y las escaleras con barandas
seguras de protección.
 Seguridad de los protectores de poleas, engranes, etc., de los mecanismos.
153
Anexos I
 Los pasillos dentro y alrededor de la zona de carga y descarga de los materiales deben
ser anchos y no tener obstáculos y mantenerlos de tal forma que los materiales de la
mezcla no caigan sobre ellos.
 Visibilidad de las áreas de tránsito.
 Adecuado control de acceso a la planta.
La calidad de la producción se asegura comprobando el Estado Técnico de la Planta según la
inspección a los aspectos antes enumerados, así como realizando el control riguroso de:
 El Proceso de Producción.
 La calidad de la mezcla producida
Indicadores para el Control de la Calidad de la Mezcla.
1. Temperatura de la Mezcla (entre 135 ºC y 165 ºC a la salida de la Mezcladora).
2. Homogeneidad.
3. Estabilidad-Fluencia (Equipo Marshall).
4. Granulometría (la requerida según la mezcla).
5. Contenido del Asfalto (según Método de Marshall), en el Laboratorio de la Planta.
Con relación a toma de muestras se recomiendan las siguientes:
 De los Áridos Fríos: varias veces al mes (cuando se entienda necesario).
 En las Tolvas de Áridos Calientes: 2 muestras diarias.
 Áridos Calientes Mezclados: 2 muestras/día.
 Filler mineral: varias veces al mes (cuando se entienda necesario).
 Mezcla Asfáltica: 2 muestras al día (mínimo).
 Asfalto: varias muestras al día.
Como resultado final del proceso de producción de mezclas asfálticas en Cuba se obtienen 3
tipos de Hormigón Asfáltico en Caliente:
 Mezclas Densas (bajo % de huecos), en capas de rodadura o superficie.
 Semidensas (valor medio del % huecos), capas de base de Pavimentos Flexibles e
intermedias en capas de superficie.
 Abiertas (alto valor del % de huecos), capas de base de Pavimentos Flexibles e
intermedias en capas de superficie.
Cada uno de estos tipos tiene un empleo específico en la construcción de pavimentos
asfálticos, los densos en la capa de la rodadura y las semidensas y abiertas en capas de base.
154
Anexos I
Un caso particular de mezclas abiertas es el Macadam Asfáltico, empleado en capas de base
de pavimentos flexibles.
2.2.8.2. Producción de las Mezclas Asfálticas en Frío (HAF)
La tecnología de pavimentación con HAF ofrece una elevada gama de soluciones para
trabajos de conservación de vías urbanas y rurales de baja categoría por poseer menos
calidad, donde ésta logra un comportamiento satisfactorio, aunque lógicamente no se puede
comparar con las mezclas en caliente que poseen alta calidad.
Como ventaja de este tipo de mezclas está su versatilidad, pues permite utilizar una gran
variedad de agregados y tipos de emulsiones, además, pueden ser utilizadas en condiciones
ambientales diversas, ya que uno de los requerimientos es cumplir con una temperatura
ambiente mayor de 10 ºC, condición térmica que se puede cumplir en el país.
A nivel internacional se han observado buenos resultados al emplear este tipo de mezclas en
las distintas capas que conforman la estructura del pavimento, como la subbase, base o capa
de rodadura. Cuando se trata de capas de rodamiento, las mezclas en frío de graduación
densa se utilizan típicamente para tránsitos medianos y livianos, pero las de graduación abierta
se han utilizado con éxito para tránsitos pesados.
Debido a estas razones es importante profundizar en el conocimiento de esta tecnología, en
sus posibles usos y especificaciones para poder aplicarla correctamente en nuestro medio.
También es necesario realizar una revisión de los ensayos de laboratorio que se utilizan para
el diseño y caracterización de desempeño de estas mezclas, tanto para los componentes como
para la combinación de los mismos.
La decisión del uso de estas mezclas, dependerá de algunas consideraciones tales como: la
comparación técnica-económica, la magnitud y lugar de emplazamiento de la obra, el tránsito,
las condiciones climáticas predominantes, entre otras.
En general, las mezclas en frío se clasifican dependiendo del ligante que se utilice, la manera
de mezclado, por su granulometría, si se utiliza material reciclado y finalmente por período de
almacenamiento.
155
Anexos I
2.2.8.2.1. Materiales utilizados
Asfaltos:
Los materiales asfálticos utilizados para estos tipos de mezclas son los asfaltos diluidos (Cut
Back) y emulsiones asfálticas. En el caso de asfaltos diluidos pueden ser utilizados los tipos
MC-4 y RC-4 si el tamaño máximo es de 25 mm y la fracción menor que el tamiz 10 es menor
del 40 %, si esta fracción sobrepasa al 40 % entonces deberá usarse un RC-3 o MC-3
utilizando pequeñas cantidades de agua del 3 al 4 % para facilitar el mezclado, y con ello
asegurar la rotura de la emulsión.
La norma cubana NC XX: 2009 recomienda la utilización de RC-2 y RC-3, los cuales cumplirán
con las especificaciones de calidad establecidas en la NC 33–30, estos tendrán que calentarse
previamente: Para el caso: RC-2 la temperatura debe de estar entre 25 ºC a 52 ºC y para el
caso RC-3 entre 50 ºC y 80 ºC.
En el caso de la utilización de emulsiones asfálticas en la producción de estas mezclas, se
pueden utilizar emulsiones catiónicas o aniónicas. Las emulsiones asfálticas contienen
pequeñas cantidades de solventes, que generalmente producen el mejor resultado para las
mezclas en frío, utilizadas para bacheo. La mezcla se rigidiza cuando el solvente se evapora.
Deben presentar un bajo contenido de agua (alrededor del 30 %) y una elevada viscosidad
para permitir que esta envuelva el árido con una película de espesor suficiente. A la hora de
dosificar el agua dentro de la mezcla, se debe tomar en cuenta el tiempo con el que se dispone
para abrir el tránsito nuevamente.
Estas emulsiones deben ser suficientemente estables para conseguir una envuelta total del
árido, mínimo un 80 %, pero por otro lado la estabilidad no debe ser tan alta que provoque una
tardanza excesiva en la rotura de la emulsión que puede ocasionar fenómenos como de
descubrimiento del árido por efectos de la lluvia.
Para mezclas densas se utilizarán emulsiones anioníacas o catiónicas de rotura lenta, donde el
asfalto residual sea un asfalto de penetración puro sin fluidificar, de acuerdo con el clima, el
tráfico y la rigidez necesaria podrán ser: 40/50, 60/70 o 80/100. El tipo de emulsión en estos
casos pudiera ser: MS - 1, MS - 2, MS - 2h, SS - 1 y SS - 1h; CMS - 2, CMS - 2h, CSS - 1,
CSS - 1h.
Para mezclas semidensas y abiertas se utilizarán emulsión de rotura media, fabricadas con
una mezcla de asfalto y fluidificante específico.
156
Anexos I
Las mezclas abiertas tienen muy poco árido fino, por lo que no se forman morteros ni
mastiques asfálticos, debido a lo anterior las emulsiones con que se ejecuten no pueden ser
fluidas en este tipo de hormigón asfaltico, se indican las emulsiones tipos: MS–2, MS–2h,
CMS–2 y CMS–2h. La utilización de las emulsiones catiónicas o aniónicas se elegirá en
función de la naturaleza del árido. Las emulsiones aniónicas únicamente pueden usarse con
los áridos de tipo básico, como por ejemplo calizas. Las emulsiones catiónicas pueden
emplearse en cualquier tipo de árido.
Para el caso de ese tipo de mezcla en frío que utilice emulsión asfáltica no se pueden
almacenar, sino que cuando se produce la mezcla esa debe ser empleada de inmediato.
Áridos:
Los áridos a utilizar van a ser producto de la trituración de las piedras y de forma
aproximadamente cúbica, poseer aristas vivas y tener una adecuada afinidad con el asfalto.
Cuando se utilicen áridos naturales redondeados estos han de someterse a trituración hasta
que al menos el 75 % de sus partículas presenten como mínimo dos caras con aristas vivas,
no serán susceptibles a ningún tipo de meteorización o alteración físico-química apreciable
bajo las condiciones más desfavorables que puedan caracterizar la zona del emplazamiento
vial.
Para las mezclas permeables y abiertas es necesario una calidad y regularidad superior,
especialmente en lo referente a la limpieza del árido, la calidad del filler, la dureza del árido
(pues trabajan por fricción interna) y su sequedad, (cuando se elaboran con asfaltos diluidos),
además presentarán adecuados niveles de adhesividad con el asfalto con valores mínimos de
afinidad del 90 % en capas de base e intermedias y del 95 % en capas de rodadura, tanto con
los asfaltos diluidos como con las emulsiones.
Tabla 38. Requisitos granulométricos de los áridos gruesos (NC XX: 2009)
Abertura de los tamices en mm y % pasados por cada tamiz
Fracción
(mm)
50.8
38.1
25.4
19.1
38.1 a 19.1
100
90-100
20-55
0-15
38.1 a 12.7
100
98-100
25.4 a 12.7
19.1 a 9.52
12.7 a 4.76
9.52 a 2.38
100
12.7
9.52
0-5
35-70
0-5
0-5
90-100
20-55
0-10
0-5
100
90-100
20-55
0-15
100
90-100
40-70
100
90-100
157
Anexos I
Tabla 39. Requisitos granulométricos de los áridos finos (NC XX: 2009)
Tamiz
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
9,5 mm
100
No. 4
95 – 100
100
80 – 100
No. 8
100 – 100
95 – 100
65 – 100
No. 16
40 – 80
85 – 100
40 – 80
No. 30
20 – 65
65 – 90
20 – 65
No. 50
7 – 40
30 – 60
7 – 40
No. 100
2 – 20
5 – 25
2 – 20
No. 200
0 – 10
0–5
0 – 10
100
Tabla 40. Requisitos granulométricos del filler (NC XX: 2009)
Granulometría recomendada
Tamiz
% Pasado
30
100
100
90
200
70
Si entre los componentes uno de los áridos finos es arena natural, se recomienda no exceder
del 10 % para evitar inestabilidades o docilidad excesiva en el hormigón
Tabla 41: Vacíos en el agregado mineral según su tamaño máximo
Tamaño máximo (mm)
9.5
12.7
19.1
25.4
38.1
Huecos en los áridos
(% MÍN)
16
15
14
13
12
Diseño de las Mezclas de HAF.
Para el diseño del HAF, se empleará en el caso de los asfaltos fluidificados el procedimiento
Marshall específico para este tipo de asfalto según aparece descrito en el anexo E de la NC
XX: 2009 y en el caso de las emulsiones se empleará el procedimiento específico para los
asfaltos emulsionados que se detalla en el inciso F de la misma norma; en ambos casos se
determina la fluencia plástica del hormigón asfáltico y la estabilidad correspondiente.
158
Anexos I
Tabla 42. Especificaciones de calidad de las Mezclas.
Especificaciones de calidad
Tipo de
H. A. F.
Estabilidad
Deformación
Vacíos
V.A.R.A.
Estabilidad
(kg)
(mm)
(%)
(%)
Retenida
2–4
4–6
65 – 75
75
2 – 4.5
6 – 12
65 – 75
70
3–5
> 12
60 – 70
60
Denso
Semidenso
Abierto (*)
600
800
550
700
500
600
La correcta producción de la mezcla de HAF exige la realización de las siguientes etapas
o pasos:
I. Etapa: dosificación:
1. Selección de los Áridos (Ídem al HAC)
2. Selección de la Emulsión o Asfalto fluidificado.
3. Determinación de las proporciones de la mezcla.
4. Fabricación de las Probetas.
5. Ensayos a la Mezcla:
-
Estabilidad Marshall.
-
Deformación Marshall.
-
% de Vacíos de la Mezcla (H %).
-
% de Vacíos Rellenos (H.R.A. %).
II. Etapa: Puesta en obra.
6. Una vez determinado el por ciento de ligante asfáltico a utilizar, está se mezcla en obra de
dos formas:
-
Mezclado sobre la vía.
-
Mezclado en Planta.
2.2.8.2.2. Ensayos a las mezclas de HAF
A continuación se mencionan los ensayos que se realizan directamente a las mezclas
asfálticas en frío y tienen el propósito de establecer el diseño de la mezcla antes de la
aplicación del material, para poder seleccionar los materiales apropiados y obtener una mezcla
donde los agregados y la emulsión sean compatibles, así como, el asfalto diluido.
159
Anexos I
Tipos de ensayos:
 Muestreo
 Especificación en mezclas asfálticas en frío para su colocación
 Procedimiento para el diseño de mezcla Marshall
 Porcentaje de vacíos de aire
 Estabilidad y flujo Marshall a 22.2 °C
 Procedimiento para el diseño de mezcla Hveem
 Estabilidad Hveem Rt a 23 °C
 Estabilidad Hveem S a 60 °C
 Valor de cohesión C a 23 °C
 Valor de cohesión C a 60 °C
 Centrifugado equivalente de Keroseno (C.K.E.)
 Recubrimiento de las partículas
 Módulo resiliente a 23 °C
2.2.9. Maquinarias para la construcción de pavimentos
flexibles
En la construcción de Pavimentos Asfálticos se emplean una amplia gama de máquinas, ya
que se ha logrado la mecanización total de estas labores en el Mundo y también en Cuba,
como son: Las Motoniveladoras, los Camiones o Semirremolques de Volteo, los
Compactadores, Máquinas de Estabilización de Suelos. No obstante deben conocerse las
máquinas especialmente diseñadas para el extendido o colocación de las mezclas de suelo y
asfalto usadas en la pavimentación, las denominadas: Pavimentadoras Asfálticas (foto 12), así
como los llamados Equipos Auxiliares, integrados por:
 Las Barredoras Mecánicas.
 Las Cortadoras de Pavimentos.
 Camiones Cisternas Regadoras de Asfalto.
 Las Pavimentadoras Asfálticas (PAV)
160
Anexos I
Foto 13. Pavimentadora colocando una capa de rodadura con HAC
En las últimas décadas las Pavimentadoras Asfálticas han contribuido a la construcción de
grandes redes viales en todo el Mundo, en Cuba también, al emplearse en la pavimentación de
la Autopista Nacional, las Circunvalaciones de Grandes Ciudades como el Primer Anillo de la
Habana, Circunvalación de Ciudad Matanzas, de Santa Clara, Camagüey y otras del país, las
Autopistas Habana–Pinar del Río, Habana–Melena del Sur, Aeropistas de los principales
aeropuertos del país.
Estas máquinas son autopropulsadas sobre esteras y sobre neumáticos y se ocupan del
extendido o colocación en capas de espesor uniforme de materiales estabilizados; de mezclas
asfálticas en caliente y en frío, tanto para la construcción de capas de base y de superficie en
pavimentos de suelo y asfálticos (principalmente de estos últimos), en carreteras, autopistas,
pistas de aterrizaje en aeropuertos, parqueos, plazas, etc. También se usan para la colocación
o extendido del hormigón hidráulico en la construcción de pavimentos rígidos.
Sus partes principales componentes son:
1. La Tolva Receptora.
2. Cintas o Bandas Transportadoras del material.
3. Maestra reguladora del espesor.
4. Sistema regulador de la altura de la Maestra.
5. Barra o placa apisonadora vibratoria.
6. Tornillos “sin fin”.
7. Elementos de control para la alineación.
8. Sistema de calentamiento.
9. Sistema de marcha (Sobre estera o sobre neumáticos).
161
Anexos I
El rendimiento Nominal o Capacidad de Colocación o Extendido de las mezclas:
Con este equipo se depende directamente del ancho de faja de colocación y de su velocidad
de desplazamiento principalmente, este se calculará por las expresiones siguientes.
Seguidamente se exponen diferentes expresiones para el cálculo de sus rendimientos
nominales:
a) Rendimiento Nominal (en m2/h)
RNPAV = 60 * B * V
Donde:
RNPAV = Rendimiento Nominal o Capacidad Teórica de la Pavimentadora (m2/h).
B = Ancho de la capa colocada (m).
V = Velocidad de deslizamiento de la Pavimentadora (m/min). Generalmente ésta oscila entre
2 y 10 m/min, llegando en algunos modelos hasta 20 m/min.
b) Rendimiento Nominal (en m3/h):
RNPAV = 60 * B * V * e
Donde:
e = espesor de la capa colocada (m).
c) El Rendimiento Nominal (en t/h):
RNPAV = (60 * B * V * e) *
 H . A.C
Donde:
 H . A.C :
es el peso específico del HAC, entre: 2.1 y 2.3 t/m3
Para hallar su Rendimiento o Capacidad Real de Producción será: RRPAV = RNPAV * Kup
En estos equipos generalmente se adopta un Kup:

Equipos con Regular Estado Técnico con Kup = 0.60.

Equipos con Bueno Estado Técnico con Kup = 0.70.

Equipos con Excelente Estado Técnico con Kup = 0.75.
Los equipos auxiliares usados en los trabajos de pavimentación son:
- Barredoras Mecánicas.
- Cortadoras de Pavimentos.
162
Anexos I
- Camión Cisterna “Regadora de Asfalto”.
Las Barredoras Mecánicas:
Como se conoce no son más que un simple rodillo cilíndrico o escoba que rota, dispuesto
horizontalmente y con una ligera inclinación respecto al eje de la vía, por un tractor sobre
neumáticos.
Foto 14. Barredoras mecánicas
La capacidad teórica o rendimiento nominal de esta máquina se determina por:
RNBM = (B – a) * V * 1000 (m2/h)
Donde:
RNBM = Capacidad Nominal o Teórica del Equipo, en m2/h de superficie barrida.
V = Velocidad de desplazamiento (de trabajo) del Camión, km/h.
B = Largo efectivo del rodillo, B = L sen  , L: Longitud del rodillo (m),  : ángulo inclinación
respecto al eje longitudinal del Equipo.
a: solapo entre fajas contiguas, oscila: (0,10-0,20 m) según pericia del operador
Esquema 4.
163
Anexos I
El Rendimiento Real se determina por la expresión:
RRB = RNB * Kup
Se asume un Kup = 0.6-0.75 (en dependencia del Estado Técnico del Equipo).
Cortadora de Pavimentos Flexibles (de las juntas longitudinales y transversales).
No es más que un disco rotatorio que se acopla mediante un dispositivo a un equipo de la
obra; lo más usual en Cuba es el empleo de la Motoniveladora para realizar estos trabajos que
en particular consisten en la ejecución de juntas transversales y de las juntas longitudinales
especialmente en la últimas capas del pavimento con una correcta alineación y verticalidad de
las mismas, cumpliendo en los cortes con las profundidades establecidas en el proyecto y las
normas vigentes.
Foto 15. Cortadora de Pavimentos
Camión Cisterna Regadora de Asfalto:
Como es conocido son Camiones Cisternas que permiten realizar riegos asfálticos (de
imprimación y de adherencia) con barras de riego y sopletes para el calentamiento del material
(ver foto 5)
164
Anexos I
Compactadores:
Los Equipos de Compactación que se emplean en la realización de este trabajo en la
pavimentación no difieren de los utilizados para la compactación de terraplenes, aunque
evidentemente existen especificidades que son necesarias destacar y conocer:
Para la Compactación Inicial: Se emplearán Cilindros Triciclos de Llantas Metálicas Lisas o
Tipo Tándem de 2 o 3 cilindros. En ambos casos con un peso igual o menor que 10 t
acometiendo la compactación estática. La presión de la llanta trasera debe oscilar entre 25 y
45 Kg/cm de ancho de dicha rueda. El ancho de los Cilindros o Rodillos en el caso de los
Cilindros Tándem debe oscilar entre 0,70 m y 1,20 m.
Para la Compactación Intermedia: Donde debe lograrse que la densidad lograda sea ≥ 98 % de
la Densidad Marshall, se pueden emplear 2 tipos de Compactadores:
1. Los Compactadores Sobre Neumáticos de 7 o 9 ruedas (generalmente de 7) con un peso
con lastre entre 16 y 35 t, los que deben tener una presión de inflado de los neumáticos
entre 3,5 y 5,5 kgf/cm2 y velocidades de trabajo que oscilen entre 3,2 y 15,4 km/h que
garanticen que la presión de contacto sea no menor de 4,2 kgf/cm2.
2. Cilindros Vibratorios de Llantas Lisas con pesos entre 6 y 14 t que combinen además del
peso propio el efecto vibratorio, que para compactar el HAC deben trabajar con una
frecuencia vibratoria de 2100–3300 vib/min (35–55 Hz) con una amplitud que varíe entre
0,4 y 0,8 mm, con velocidades de desplazamiento o trabajo entre 4 y 6 km/h (máximo
7 km/h).
La Compactación Final: debe realizarse con Cilindros Tándem que pueden ser ligeros (6-8 t)
con baja presión lineal, para dar el acabado final a la capa de rodadura eliminando marcas.
El Rendimiento Nominal de los Compactadores se calcula por las expresiones siguientes en
dependencia de la unidad de medida en que se desee expresar su rendimiento:
RN C 
B  b*V *1000
n
; (m2/h)
 B  b *V *1000 
RN C  
* e ; (m3/h)

n


 B  b  * V *1000 
RN C  
 * e *  H . A.C
n

;
(t/h)
165
Anexos I
Donde:
V = Velocidad de operación de trabajo (km/h), son generalmente bajas entre los 4 y 7 km/h.
B = Ancho de faja efectiva del Compactador (m).
b = Solapo entre franjas contiguas (mínimo: igual a la mitad del ancho de la rueda exterior o
0,30 m).
N = # de pasadas sobre la misma franja (4–6 pasadas).
e = Espesor de la capa de pavimento a compactar (m).
 H . A.C = Peso Específico del HAC (t/m3, generalmente su valor es entre 2,1–2,3 t/m3
Todas estas máquinas conforman la Brigada de Pavimentación la cual tiene que acometer un
trabajo acoplado, aspecto que veremos seguidamente una vez conocida la técnica de
construcción de Pavimentos de HAC.
2.2.10. Técnica de Construcción o Puesta en Obra del
Hormigón Asfáltico Cliente
Una vez hecho el diseño de la mezcla asfáltica y elaborada la fórmula de trabajo en la Planta,
lo que resta es su correcta puesta en obra, es decir, realizar la transportación, extendido y
compactación de ésta para que desempeñe el papel que le corresponde en un Pavimento
Flexible de Hormigón Asfáltico Caliente.
Antes de proceder a la colocación de material alguno es necesario elaborar un plan de
pavimentación que considere los siguientes factores:

Tipo de juntas (frías o calientes) a realizar

Velocidad de pavimentación.

Ancho o combinación de anchos de las bandas; o franjas a pavimentar

Plan de los riegos de imprimación o de adherencia a acometer.

Cantidades de materiales a consumir.

Verificación del estado técnico del equipamiento disponible en la brigada.

Realización inicial de un tramo de prueba.
Una vez elaborado el Plan de Pavimentación se procede a la puesta en obra del hormigón
asfáltico caliente, teniendo en cuenta la siguiente secuencia de operaciones:
1. Preparación de la superficie existente.
2. Transporte de la mezcla desde la Planta de Asfalto hasta el tramo o faja de trabajo.
166
Anexos I
3. Colocación o extendido de la mezcla.
4. Compactación.
5. Control de calidad.
1. Preparación de la Superficie:
Se pueden presentar dos casos básicos:
a.) Que la mezcla se vaya a depositar sobre un pavimento antiguo, ya existente.
b.) Que la mezcla se vaya a depositar sobre la capa de base o mejoramiento del terraplén de
la carretera.
a.) En el primer caso, sobre un pavimento viejo existente hay que proceder así:
1. La limpieza o barrido de su superficie con la Barredora Mecánica.
2. Realizar un levantamiento de todos los deterioros que tenga la vía, realizando el bacheo,
sellaje de grietas, etc., según sea el caso.
3. Se aplicará un Riego de Adherencia con Asfalto Fluidificado (Cut back) tipo Rapid Cured
(RC–0 o RC–1) o emulsiones aniónicas o catiónicas de rotura rápida. La dosificación
oscilará entre 0,4 l/m2 y 1,0 l/m2 uniformemente. Solamente se tratará la superficie que va
a ser pavimentada en la jornada de trabajo.
4. Garantizar el tiempo y las condiciones para un adecuado curado:
- Si el riego es con asfalto diluido, puede considerarse terminado el curado cuando la
mayor parte del diluente se ha evaporado y deja una película altamente viscosa y
pegajosa, lo cual tomará varias horas, recomendándose esperar como mínimo 24 horas.
- Si el riego se produce con emulsión, hay que esperar que se produzca la rotura y la
eliminación total del agua.
A veces es necesario en el caso de existir grandes desniveles o deformaciones se echará una
capa de nivelación, rellenando principalmente los baches y las deformaciones más notables.
b.) En el caso sobre capa de base o mejoramiento:
1. Realizar un chequeo o control sobre la resistencia del terraplén
2. Efectuar el correcto perfilado del terraplén según lo exigido por el proyecto de la vía.
3. Se debe humedecer la superficie de la base, horas antes de la extensión del ligante para
favorecer la imprimación.
4. Hacer un Riego de Imprimación con Asfalto Fluidificado (o Cut back) tipos MC-0 o MC-1 o
una emulsión de rotura media o lenta apropiada. La dosificación oscilará entre 0,8 l/m2 y
167
Anexos I
2,0 l/m2, de acuerdo a la menor o mayor porosidad y capacidad absorbente de la base. Si
es sobre material de mejoramiento se aconseja usar 0,9 l/m2.
5. Esperar 24 horas para permitir la penetración y el curado.
2. Transporte de la Mezcla de HAC
Se procede una vez producido el H.A.C. en las Plantas de Asfalto a su transportación en
Camiones de Volteo de mediana o gran capacidad de carga (de 10-12 m3) y en Semi
Remolques de Volteo (de 15 m3). Se transportará al lugar de colocación en camiones de modo
que, en el momento de descargarla en la extendedora mantendrá las mismas condiciones que
tenía al salir del mezclador y con una temperatura en el rango en que pueda ser compactado,
preferiblemente entre 135 °C y 165 °C. La mezcla deberá protegerse con lonas o cobertores
adecuados durante el recorrido y la espera para ser descargada. A su llegada a la obra, el
responsable del control deberá aceptar la mezcla antes de ser descargada en la tolva de la
pavimentadora. En ningún caso el material será extendido a una temperatura inferior a 120 °C.
3. Colocación o Extendido del HAC
Las mezclas calientes deberán tenderse cuando las condiciones del tiempo sean las
adecuadas, sobre bases secas. Puede procederse al tendido algunas horas después de
finalizada la lluvia, cuando sólo queden algunas trazas de humedad, pero no agua estancada.
La extensión de la mezcla debe efectuarse con distribuidores mecánicos (pavimentadoras)
siempre que las condiciones lo permitan y asegurando con los medios adecuados, la perfecta
alineación de ambos bordes en toda la banda extendida.
Extensión a mano:
El tendido a mano se efectuará sólo en aquellas áreas donde la pavimentadora no pueda
trabajar; en los refuerzos y reparaciones poco extensas; y en los cruces o pequeñas obras, en
las superficies que requieran transversalmente varias banda para su pavimentación, se
comenzará desde la parte más alta hacia la parte más baja para evitar la acumulación de agua
en caso de lluvia.
La colocación se hará mediante palas, para lo cual deberá voltearse la pala en vez de deslizar
el material o “lanzarlo”, y mediante el uso de rastrillos asfalteros se distribuirá y uniformará el
espesor y perfil señalados en el proyecto.
En el tendido manual hay que prever un espesor no compactado ligeramente superior al que
se hace con la pavimentadora. Como guía, y siempre que no se haya determinado el
verdadero valor, la capa extendida de forma manual se dejará más alto que una capa
168
Anexos I
adyacente tendida a máquina y no compactada en proporción de 1,15 veces el espesor de
esta última. Si la capa adyacente está compactada, esta proporción será de 1,4 veces el
espesor de esta última.
La operación de extendido se efectuará con palas y rastrillos calientes y muy rápidamente con
el fin de poder compactar la capa antes de un enfriamiento excesivo, para lo cual es
imprescindible que el material aportado esté en proporción a la velocidad de colocación y
distribución, existiendo un balance adecuado de todos los factores. A espesores menores, será
menor el tiempo de compactación disponible, el cual se hará más crítico según las condiciones
climáticas propias del lugar (bajas temperaturas, viento fuerte).
Si durante la operación con el rastrillo asfaltero se produjera alguna segregación en la
superficie, los áridos más gruesos o los elementos aislados de los mismos serán retirados
antes de proceder al cilindrado.
Extensión con Pavimentadora
El tendido se efectuará en forma continua para lo cual se ajustará la velocidad de la
extendedora en proporción al suministro de mezcla, teniendo en cuenta el tipo de HAC y
espesor de la capa asegurando que con esa velocidad el tendido sea satisfactorio. Los
camiones descargarán en el centro de la tolva, evitando sobrecargarla, mientras son
empujados por la pavimentadora que deberá recibir un flujo continuo y estable de mezcla, la
cual se distribuirá uniformemente sobre las cadenas transportadoras.
En la tolva deberá mantenerse material suficiente para suministrar a los tornillos helicoidales
extendedores la mezcla necesaria y cubrir al menos dos tercios de su profundidad hasta sus
extremos. La cantidad de material transportada por los tornillos debe fluctuar lo menos posible.
La extendedora se regulará de tal forma que la superficie de la capa extendida quede lisa y
con un espesor pre-compactado tal, que una vez totalmente compactada se ajuste a la sección
transversal, rasante y perfiles incluidos en los planos, a menos que se oriente otra cosa, la
colocación comenzará a partir del eje de la calzada en las zonas a pavimentar con sección
bombeada o en el lado superior en las secciones con pendientes en un solo sentido.
La mezcla se colocará en bandas de ancho apropiado para realizar el menor número de juntas
longitudinales y para conseguir la mayor continuidad en la operación de extendido, teniendo en
cuenta el ancho de la sección las características de la pavimentadora y la producción de la
planta.
169
Anexos I
Sobre la superficie donde se extenderá la mezcla se dispondrá de una línea de guía
longitudinal, cuando sea posible se extenderá en todo el ancho a pavimentar trabajando con
dos o más pavimentadoras desfasadas, o en caso contrario, después de haber extendido y
compactado la primera banda se extenderá la lateral como segunda banda y siguiente.
La pavimentadora trabajará con la mayor continuidad posible, lo ideal es que no tenga que
detenerse por falta de camiones, en caso de colocación intermitente se comprobará que la
temperatura de la mezcla sin extender en el equipo, debajo de éste o colocada y no
compactada justamente detrás de la pavimentadora no baje a temperaturas fuera de lo
establecido, de suceder será necesario cortar la banda con una junta transversal hasta donde
la franja fue correctamente compactada.
Se vigilará la superficie extendida para corregir algunas fallas; pero siempre se tendrá en
cuenta que la superficie dejada por la extendedora debe tocarse lo menos posible, las
acciones de boleo sobre la superficie quedan prohibidas en especial en capas de rodadura y
mezclas con áridos mayores a ⅜" o 10 mm. El material sobrante (grueso) de los trabajos de la
junta no se admitirá que se incorpore a la superficie del paño y deberán ser eliminados o
sacados fuera
Compactación:
Se acometerá una compactación Inicial y Final con los Compactadores antes explicados,
tratando que el HAC alcance densidad mínima del 98 %. La temperatura mínima en la mezcla
será de 120 ºC preferiblemente entre 135 ºC y 165 ºC.
La compactación se hará, en general con el orden siguiente:
1. De los bordes de la vía hacia el eje y de los puntos bajos a los altos en tramos rectos, y
en curvas de la parte superior del peralte hacia la inferior, progresando mediante el
solape en sucesivas pasadas.
2. Juntas Transversales.
3. Juntas Longitudinales.
Debe asegurarse al compactar el cumplimiento de una serie de especificaciones planteadas en
la NC 160: 2002 vigente:
 Cuando se compacta un borde libre, la rueda del Compactador debe sobresalir en ancho
unos 10 cm del borde hacia fuera.
 El solape a lograr será como mínimo la mitad del ancho de la rueda del Cilindro.
170
Anexos I
 Los Compactadores se mantendrán en movimiento mientras estén sobre material caliente
y no podrán parar sobre de una mezcla fresca, excepto cuando vaya a ejecutar una junta
transversal.
 Cuando sea necesario parar el compactador se llevará sobre pavimentos firmes, y de
modo que no queden marcas o acanaladuras en la superficie del pavimento.
 La reversión de movimientos se realizará suavemente y sin demora, fundamentalmente
en la compactación inicial.
 Usar compactadores ligeros para compactar zonas de difícil acceso.
 Que exista una cantidad tal de Compactadores que no limite el trabajo de extendido ni de
producción de la mezcla en planta.
Rendimiento del Conjunto y trabajo coordinado de las máquinas de la Brigada de
Pavimentación:
Una Brigada Constructora típica para la pavimentación de HAC debe poseer los equipos
siguientes:
 1 Barredora Mecánica.
 1 Motoniveladora.
 1 Camión Cisterna Regadora de Asfalto Caliente.
 Los Camiones de Volteo.
 La Pavimentadora Asfáltica
 Los Compactadores.
 Cortadora de pavimentos
(Además de La Planta de Asfalto)
Además de los equipos antes relacionados debe poseer también los siguientes Equipos
Auxiliares e instrumentos de Trabajo:
 1 Camión Plancha para el traslado del personal y de instrumentos de trabajo.
 1 Camión Cisterna o Pipa de Agua.
 Extractora de testigos.
 Carretillas (para trasiego de pequeñas cantidades de mezcla y recoger mezcla sobrante).
 Palas Cuadradas (para espaciar o extender la mezcla, recoger mezcla sobrante).
 Rastrillos (para espaciar o extender la mezcla, recoger mezcla sobrante).
 Tablones (para auxiliar a la Pavimentadora en el riego o extendido del espesor uniforme
de capa).
171
Anexos I
 Niveles de Cordel (para correr niveles y garantizar bombeo del pavimento).
Durante la ejecución debe existir un trabajo coordinado o de conjunto de las máquinas para
ello debe coordinarse las 4 operaciones fundamentales:
 La Producción de la Mezcla en la Planta
 El Transporte o transportación de ésta de la Planta hasta la Obra.
 La Colocación o extendido de la mezcla.
 La Compactación correcta de la mezcla.
No se consideran las actividades que se ejecutan en la preparación de la superficie (perfilado,
barrido, riegos asfálticos) porque generalmente los rendimientos de las máquinas que realizan
estas actividades poseen una magnitud tan grande que no limitan el Rendimiento de la
Máquina Principal o del Conjunto.
En principio debemos lograr la armonización de la ejecución mecanizada de las cuatros
labores antes citadas tratando de que se obtenga un Rendimiento del conjunto máximo, para
ello:
RC = RR PLANTA (máquina principal)
Por tal razón:
El RR máq. secundarias > RR PLANTA
Generalmente sucede que a cortas distancias la Pavimentadora se convierte en el equipo o
máquina limitante, es decir: RC = RRPAV. A grandes distancias los Camiones de Volteo se
convierten en las máquinas limitantes, es decir: RC = RRCV
Debe existir una cantidad tal de Camiones de Volteo que el RR
RR
Grupo CV
> RR
PAV
así como que RR
COMP
> RR
PAV,
Grupo CV
> RR
PLANTA
y también
lo cual garantizará la adecuada
armonización entre estas máquinas y la obtención del RC máximo en la construcción de un
pavimento de hormigón asfáltico caliente, evidentemente debe existir un límite máximo en
estas desigualdades que debe oscilar entre un 10–15 % para evitar así la posesión o uso de
equipos innecesarios que elevan injustificadamente los costos de la actividad y se crean
cuellos de botellas en la descarga del HAC en la Tolva de Alimentación de la Pavimentadora
(aunque esto último puede tener solución empleando una Pavimentadora con mayor
rendimiento o aumentando la cantidad de éstas, de forma tal de armonizar lo más posible
ambos rendimientos).
172
Anexos I
Es bueno señalar que estos conceptos, principios, medidas se deben considerar en la práctica
para lograr la armonización y el RC máximo pero en la generalidad de los casos es muy difícil
lograr que el conjunto de máquinas labore armónicamente a máxima capacidad, pues la
distancias de trabajo varían constantemente, por lo que esta actividad requiere del Ingeniero
Civil la máxima atención por su incidencia en la duración y los costos de construcción de la
obra vial.
Cálculo del número o cantidad de Camiones de Volteo necesarios para garantizar un flujo o
transportación ininterrumpida de la Planta de Asfalto a la Obra:
nCV 
tc
t ca
o
RRPLANTA
RRcamiónvolteo
RR CV = # viajes / h * Capacidad Nominal del Camión, en m3/h
El valor de ncv se aproxima al entero inmediato superior durante el ciclo de trabajo, el estado
técnico de los equipos de transporte, condiciones del tránsito y de las vías y camiones
existente, etc. Un valor o margen lógico es incrementar ncv entre un 10–15 % más (es decir,
multiplicando el entero por 1,10 o 1,15) atendiendo a lo antes señalado.
El número o cantidad de Compactadores se hallará relacionando el Rendimiento Real de la
Pavimentadora con el Rendimiento Real del Compactador.
nc 
RR PAV
RR COMP
Se aproximará nc al entero inmediato superior y se añadirá 1 más de reserva, para asegurar
que la actividad de colocación no se vea limitada por la de compactación.
4. Control de la Calidad.
Es muy importante realizar y mantener un estricto control para asegurar la calidad del trabajo
realizado. Este control debe efectuarse en 3 Etapas:
 Previo al inicio de la Pavimentación: En la Planta de asfalto se realiza los controles de
granulometría, % de asfalto, estabilidad, durabilidad y deformación cada 100 a 120
toneladas.
 Durante la Pavimentación
 Después de concluido este trabajo.
173
Anexos I
Se realizarán los siguientes controles:
-
Análisis visual de las características de la mezcla recibida de la planta en cada camión
antes de ser descargado en la pavimentadora.
-
Verificación de todas las temperaturas de la mezcla, en planta, en la recepción del
material sobre camión y en obra, y de la capa tendida en las diferentes fases de la
compactación.
-
Extracción de testigos para controlar los espesores, estabilidad, durabilidad y deformación
alcanzada en la compactación.
-
Comprobación del cumplimiento de los planes de compactación y pavimentación.
-
Ensayo de estabilidad y fluencia Marshall sobre probetas elaboradas con la mezcla en el
momento del tendido, al menos una vez por día.
-
Determinación de la composición granulométrica y del contenido de asfalto de la mezcla
cuando se noten irregularidades en los resultados de los ensayos Marshall o cambio en el
color de la mezcla.
-
Determinación de la densidad y nivel de compactación de la mezcla compactada, cada
vez que se produzcan cambios en las dosificaciones y de todas las veces que lo considere
la Dirección de la obra para su mejor control.
El constructor verificará si en cada etapa de la ejecución y antes de ejecutar la siguiente, se ha
cumplido con lo establecido en la NC 160: 2002, para lo cual efectuará los controles que se
indican:
1. Replanteo. (Referencias, líneas guía)
2. Superficie de apoyo. (Condiciones de acabado)
3. Riego de imprimación o adherencia. (Uniformidad y dosificación).
4. Tiempo de rotura o curado. (Emulsión bituminosa o asfalto fluidificado)
5. Recepción y tendido de mezcla. (Homogeneidad y temperatura)
6. Continuidad en el ciclo de transporte y extendido. (Continuidad del proceso)
7. Compactación. (Temperatura, compactadores y número de pasadas)
8. Control de calidad. (Densidad, espesor, lisura).
174
Anexos I
2.2.11. Técnica de Construcción o Puesta en Obra del
Hormigón Asfáltico Frío
Se procederá a realizar las siguientes labores:
a.) Mezclado sobre la vía o in situ:
El mezclado sobre la vía puede realizarse por diferentes medios:
 Mediante mezcladora móvil.
 Mediante Motoniveladora.
-
Mezclado con mezcladora móvil
Las mezclas fabricadas con mezcladoras móviles resultan económicas pero con algunos
inconvenientes cuando se deben mezclar distintos materiales. Las mezcladoras móviles son de
diversos tipos.
-
Mezclado con Motoniveladoras:
Se pueden mezclar con Motoniveladoras. Para lograr resultados satisfactorios con estos
equipos se requiere que el árido esté extendido en camellones uniformes y hacer varias
aplicaciones de asfalto (emulsiones) después de cada una de los cuales los materiales son
removidos hasta obtener la homogeneidad necesaria.
Este proceso de mezcla es menos eficiente que el anterior y en consecuencia requeriría más
tiempo y también de materiales menos viscosos. En este caso los asfaltos pueden ser
Emulsiones o Asfaltos Fluidificados (Cut Back) como se mencionó anteriormente. En ambos
casos las mezclas deben ventilarse antes de la compactación ya que el alto contenido de
solventes y agua que son beneficiosos para la mezcla resulta perjudicial para la compactación.
En virtud de esto la ventilación debe extenderse hasta que el contenido de solvente de agua no
exceda el 2 %.
b.) Mezclado en Planta:
Existen dos variantes:
 Mezclado en Caliente y colocado en frío
 Mezclado en Frío y colocado en frío.
175
Anexos I
-
Mezclado en Caliente en Planta y Colocado en Frío.
Una vez hecha la mezcla de HAF este puede ser colocado de forma inmediata o se puede
almacenar, siendo su uso más común el bacheo de los pavimentos de las carreteras.
La granulometría y el diseño de la mezcla son los mismos que las mezclas en caliente, sin
embargo se diferencian en cuanto al tipo de betún asfáltico que debe ser mayor penetración y
a la temperatura de mezcla de 77 ºC y 115 ºC. Este consiste en calentar el árido, luego
enfriarlo hasta los 80 ºC donde se le hace un riego de imprimación
(MC-0 o MC-30) en una
proporción de 0,75 %, añadiéndose un activante para asegurar la posterior adherencia áridoasfalto.
A continuación se le añade agua y betún asfáltico de alta penetración; la cantidad de agua
depende del uso que se dará, si es inmediato el 2 % y se almacenará el 3 %. La temperatura
final de la mezcla debe ser del orden de las 76 ºC ± 5 ºC y el contenido de agua del 0.75 % si
es de uso inmediato o el 1% si se almacenará.
Mezclado en Frío y Colocación en Frío.
Son diferencias marcadas entre este tipo de mezcla y las anteriores, el empleo de asfalto
fluidificado y emulsionado y la temperatura de la mezcla, en este caso la temperatura
ambiente. El grado de asfalto a emplear estará dado principalmente por la granulometría de los
áridos y el uso a que se destina, antes señalado
Problema:
Se desea construir una capa de rodadura de 5 cm de un pavimento flexible con HAC en un
tramo de 2 km de carretera de 2 carriles que posee un pavimento flexible, el HAC se producirá
en una Planta de Asfalto Discontinua. Esta capa se colocará sobre una base de macadam
asfáltico por penetración la cual posee 20 cm de espesor. La carretera es de II Categoría y
posee un ancho carril de 3,50 m. La Brigada Constructora dispone del parque de máquinas
siguiente:
1 Barredora Mecánica; velocidad de trabajo V= 20 km/h y largo del cepillo = 3,70 m
1 Pavimentadora DS – 126; capacidad de tolva = 6 m3 y ancho máx. = 3,70 m; Kup = 70 %
5 Camiones de Volteo “BERLIET”, capacidad efectiva = 10 m3, cuya norma horaria desde la
Planta hasta la obra es 1 viaje/hora, Vm ida = 50 Km/h y Vm reg = 60 Km/h
1 Cilindro Triciclo Rumano R–12–M de 8 t de peso, ancho total de cilindros = 2 m y Kup = 55 %
2 Cilindros Triciclos “Máster Pavior” de 10 t de peso, ancho = 2.20 m, Kup = 60 %
176
Anexos I
2 Cilindros Vibratorios “BOMAG”, modelo BW 211; ancho trabajo =2,13 m; 10,6 t y Kup = 70 %
1 Planta de Asfalto Discontinua; Capacidad Teórica de Producción = 60 t/h, Kup = 80 %
1 Regadora Asfalto S/Camión “Berliet” que riega a razón de 0,6 l/m 2 un Cut Back tipo RC – 0
usado para el riego de adherencia.
Datos adicionales:
- Distancia media de la Planta a Obra = 5 km
- Velocidad de la Pavimentadora = 5 m/min, con un Estado Técnico BUENO
- Peso Específico del HAC denso = 2,3 t/m3
En base a lo antes planteado diga:
a) La técnica constructiva que asegura la puesta en obra con calidad de la capa de HAC con
los equipos disponibles.
b) El tiempo de duración de la colocación en el tramo de la capa de rodadura.
Solución:
a) La Técnica Constructiva mecanizada será:
1. Preparación de la superficie existente (de la superficie de la base de macadam asfáltico): Se
efectúa un barrido usando la barredora mecánica y el camión cisterna de asfalto para hacer
el riego de adherencia del RC-0 a razón 0,2 l/m2 - 0,6 l/m2
2. Producción del HAC denso en la Planta distante 5 km y transporte hasta el tramo de
carretera (conservando la temperatura como mínimo a 135 ºC).
3. Colocación en obra de la capa de rodadura de 5 cm de espesor con HAC denso con
Pavimentadora Asfáltica disponible (asegurando que llegue con temperatura mínima de
120 ºC).
4. Compactación de la capa de rodadura con los compactadores idóneos (garantizando que la
densidad que se obtenga en obra ≥ densidad mín.= 98 %).
5. Control de la calidad de los trabajos: densidad en obra ≥ densidad mínima (98 %); del
bombeo; de la uniformidad de la capa colocada con desniveles ≤ 3 mm y de la alineación de
la capa de HAC que se coloca.
177
Anexos I
b) El tiempo de duración se determinará según:
Td = Vol. Trabajo = (L* a * e) de la capa de HAC__
Rc
Rend. Real del Conjunto
Vol. Trabajo: V = L * a * e = 2000 m * 7,00 m * 0,05 m = 700 m3 de HAC
700 * 2,3 = 1610 t de HAC
La brigada estará conformada por los equipos de pavimentación siguientes:
1 Planta de Asfalto
1 Barredora mecánica
1 Regadora de asfalto sobre camión Berliet
1 Pavimentadora
X camiones de volteo
Y compactadores
La máquina principal es la Planta de Asfalto, por lo que se comienza determinándole su
rendimiento o capacidad real de producción:
RR planta = (RN planta * Kup) = 60 t/h * 0,8 = 48 t/h
Expresándolo en t/min = _48 t/h_ = 0,8 t/min
60 min
Por lo tanto los restantes equipos deben poseer rendimientos superiores al de la Planta:
Pavimentadora:
RN pav. = (60 * B * V * e)
 H . A.C
(t/h)
B = 3,50 m ancho de un carril (se reajusta su ancho de 3,70 a 3,50 m)
V = 5 m/min (dato)
e = 0,05 m (dato)
 H . A.C
= 2,3 t/m3 (dato)
Sustituyendo valores:
RN pav = (60 * 3,5 * 5 * 0,05) 2,3 = 120.75 t/h
Luego:
RR pav = RN * Kup = 120,75 * 0,70 = 84.72 t/h
84,52 > 48 t/h “No limita”
178
Anexos I
Camiones de Volteo (CV)
El rendimiento de 1 C.V. desde dicha planta hasta el tramo se calculará así:
RR 1 CV = (Nv/h) * Cap. CV = 1 viaje/hora * 10 m3 = 10 m3/h
El rendimiento del Grupo de CV será entonces:
n
=
RR Planta
=
RR 1 cv
RR grupo = RR 1 CV * N (si: n > nd)
____48 t/h_____ ____48 t/h_ _ _48_ = 2.08 CV ≈ 3 CV
=
=
3
3
10 m /h *  H . A.C
10 m /h * 2,3
23
Entonces: RR grupo CV = 3 * 10 = 30 m3/h = 30 * 2,3 = 69 t/h
Como: 69 t/h > 48 t/h (Planta) “No limita”
Compactadores:
-
Compactación Inicial:
De los 2 C.I. Triciclos se elige el C.I. “M. Pavior” por poseer el peso requerido para esta etapa
(≤ 10 t) y además poseer mayor ancho y por tanto mayor rendimiento, luego:
RN CI = (B – b) Vm * 1000 * e *
 H . A.C
n
Donde: B = 2,20 m (dato)
Vm = 2 – 8 km/h
b = 0,30 m (recomendado)
luego: Vm = 4 Km/h
n = 4 – 6 pases:
n = 4 pases (suficiente en la compactación inicial)
e = 0,05 m (dato)
 H . A.C
= 2,3 t/m3 (dato)
Sustituyendo y efectuando:
RN CI = (2,20 – 0,30) * 4 * 1000 * 0,05 * 2,3 = 218,5 t/h
4
RR = RN * Kup = 218,5 * 0,60 = 131 t/h > 48 t/h
-
“No limita”
Compactación Final o Principal:
Se escoge el CIV (vibratorio): “BOMAG” de 10,6 t; ancho = 2,13 m por ser el idóneo para
alcanzar la máxima densidad y estabilidad:
179
Anexos I
RNciv = (B – b) * Vm * 1000 * e *
 H . A.C
n
B = 2,13
n = 6 pasadas vibrando
b = 0,30
e = 0,05
 H . A.C
= 2,3 t/m3
RNciv = 175,4 t/h
RR = RN * kup = 175,4 * 0,7 = 122,7 > 48 t/h “No limita”
En la etapa de Preparación Previa
Barrido (inclinando 30º el cepillo respecto al eje transversal)
RN Barredora = (B – a) * V * 1000
V = 20 km/h
cos 30º = √3/2
B = L * cos 30º = 3.7 m * √3/2 = 3,26 m
RN Barredora = (3,26 – 0.1) * 20 * 1000 = 60000 m2/h
Riego de Adherencia:
La Regadora de Asfalto riega el RC-0 a razón de 0,2 – 0,6 l/m2 y se supondrá que no limita el
trabajo de la Planta, pero requiere de un curado de 24 h (1 día).
Luego: como todas las máquinas secundarias deben tener RR mayor que el de la Planta de
Asfalto (máquina principal), entonces el RR conjunto = RR Planta.
RR conjunto = RR planta = 48 t/h = 0,8 t/min
Entonces el tiempo de duración de este trabajo será:
Td col. HAC = Vol. Trabajo = 1610 t = 33,5 h
RRc
48 t/h
Td total = Td col. HAC + t curado = 33,5 h + 8 h = 41,5 h = 5,18 jornadas laborales
8h
En resumen la Brigada de Pavimentación estará compuesta por:
Equipos
Trabajo que realiza
1 Barredora
barrido
1 Regadora
riego de adherencia
1 Planta de Asfalto
produce HAC
3 Camiones de Volteo
transporte del HAC
180
Anexos I
1 Pavimentadora
colocación del HAC
1 Cilindro Master Pavior
compactación inicial
1 Cilindro BOMAG vibratorio
compactación intermedia
1 Cilindro BOMAG vibratorio
compactación final
Respuesta:
Demorará aproximadamente 5 jornadas laborables para colocar una capa de rodadura de 5 cm
de espesor con HAC denso y compactarla correctamente.
2.2.12. Tratamientos Asfálticos Superficiales
Los tratamientos asfálticos superficiales consisten en “la aplicación de riegos alternos de
materiales asfálticos y áridos o en la aplicación de lechadas o suspensiones compuestas por
mezclas de material asfáltico, árido fino y agua o simplemente: realizar un riego asfáltico a una
superficie para mejorar sus propiedades, superficies que pueden ser desde una base recién
construida o pavimentos ya existentes o en explotación.
Los objetivos principales que se persiguen con la aplicación de los tratamientos asfálticos
superficiales son:
1) Impermeabilizar
2) Protección contra la erosión
3) Protección contra el polvo
4) Sellaje
5) Protección contra deslizamientos o patinaje
6) Proporcionar color a la superficie
7) Modificar la Lisura
Como se puede apreciar lo que se pretende lograr con estos tipos de tratamientos superficiales
es obtener una superficie de circulación cómoda, segura y económica en los pavimentos de las
carreteras.
Es importante destacar que con la aplicación de éstos tratamientos no se aumenta la
capacidad soportante de la estructura del pavimento, ya que los espesores de estas capas son
muy pequeños.
181
Anexos I
Tipos de Tratamientos Superficiales:
La capa superficial de las carreteras que son construidas con hormigón asfáltico caliente o frío,
tanto de las nuevas o en aquellas con varios años de explotación, presentan cambios que
limitan la capacidad de circulación vial, como pueden ser la disgregación de los áridos, la
pulimentación de éstos o la exudación del aglomerante hacia la superficie, perdiéndose de esta
forma la necesaria adherencia entre la superficie y los neumáticos de los vehículos.
Estas situaciones pueden ser resueltas mediante la aplicación de los tratamientos superficiales
y según sea el problema que se presente en la vía, así será la solución que se adoptará.
Teniendo en cuenta los objetivos que se persiguen se pueden citar los siguientes tipos de
tratamientos.
Tabla 43. Tipos de tratamientos superficiales
Riegos:
- en negro
Sin
Gravilla
asfálticos)
(riegos
- antipolvo
- de imprimación
- de adherencia
- de curado
Riegos
Con
Gravilla
o
“Penetración
Invertida”
(gravilla + asfalto)
- monocapa
- bicapa
- multicapa
Riegos sin gravilla (“Riegos Asfálticos”)
a)
“Riegos en negro”
Se realizan sobre superficies de rodadura pobres en ligante (“envejecidas”, “descarnadas”) por
pérdidas de gravilla y falta de impermeabilidad.
De esta forma se corrigen estos defectos y se rejuvenece la superficie del pavimento. Este
riego se hace con ligantes muy fluidos en proporciones entre 0,2 y 0,4 l/m2 usando Cut Back:
RC-0, RC-1, MC-0, MC-1.
b)
Riegos “antipolvo”
Consiste en la aplicación de un ligante sobre la superficie de un camino no pavimentado con el
objetivo de eliminar el polvo (polvareda). Además proteger estos firmes contra los efectos de la
erosión y de la humedad.
182
Anexos I
Suele ser conveniente barrer y regar con agua previamente la superficie antes de dar la
primera aplicación de ligante. Los ligantes recomendados son los Asfaltos Fluidificados o Cut
Back tipos RC y MC aunque también pueden utilizarse las Emulsiones Asfálticas.
c)
Riegos de “Imprimación”
Cuando la mezcla sea colocada sobre una base no tratada (suelo granular, piedra, macadam
hidráulico) se aplicará previamente un riego de imprimación.
El asfalto debe “penetrar” ligeramente en la superficie (varios milímetros) por capilaridad,
preparando así la superficie de apoyo logrando su impermeabilización o sellaje.
Se emplea una cantidad de ligante que suele fijarse como: “la que es capaz de absorber
1 kg/m2 de la superficie tratada en un período de 24 horas”, generalmente a razón de: 0,8 a
2,1 l/m2. Los ligantes más utilizados son las Emulsiones Asfálticas y los Asfaltos Fluidificados:
MC-0 y MC-I, también los RC–O y RC–I, a temperaturas entre los 15 ºC y los 50 ºC.
En zonas donde falte ligante se realiza una segunda aplicación y en la que sobre se procede a
extender una ligera capa de arena capaz de absorber el líquido en exceso.
d)
Riegos de Adherencia.
Consisten
en
la
aplicación
de
una
pequeña
cantidad
de
ligante
hidrocarbonato
2
(aproximadamente 0,5 kg/m o menos) sobre una superficie bituminosa o tratada, con el fin de
conseguir su unión con una capa bituminosa (HAC o HAF) que ha de ejecutarse
posteriormente.
Cuando la mezcla sea tendida sobre superficies pavimentadas se aplicará previamente un
riego de adherencia. Para ello se emplearán asfaltos fluidificados (Cut - Back) del tipo RC-0 o
RC-1 o emulsiones aniónicas o catiónicas de rotura rápida. La dosificación recomendada
oscilará entre 0,4 l/m2 a 1,0 l/m2.
El riego deberá ser uniformemente distribuido y se garantizará que forme una película muy
delgada de ligante ya que el incumplimiento de esta condición sería perjudicial para el proceso
ejecutivo y posterior comportamiento de la mezcla, antes de iniciar el mismo se colocarán
bandas de papel u otro material o se definirá el proceso de ejecución que asegure no exista
acumulación excesiva de ligante o solape tanto en la junta transversal como en la longitudinal.
El riego de adherencia cuando se trate de asfalto diluido se efectuará con la antelación
suficiente al tendido de la mezcla para permitir su tiempo de curado. Puede considerarse
terminado el curado cuando la mayor parte del diluente se ha evaporado y deja una película
183
Anexos I
altamente viscosa y pegajosa, lo cual tomará varias horas, recomendándose esperar como
mínimo 24 horas. Se prohibirá el paso sobre el riego de adherencia, de vehículos no
esenciales para la obra. Solamente se tratará la superficie que va a ser pavimentada en la
jornada de trabajo.
Si el riego se produce con emulsión entonces deberá humedecerse la superficie antes de regar
la misma. Para el tendido del HAC hay que esperar que se produzca la rotura y curado con la
eliminación total del agua.
e)
Riegos de “Curado”
Se utiliza para asegurar el fraguado adecuado de capas tratadas con conglomerantes
hidráulicos (suelo-cemento, grava-cemento, etc.) el objetivo es impermeabilizar la superficie de
la capa para evitar la pérdida de humedad por evaporación. Los ligantes deben ser poco
viscosos y de curado rápido: RC-0 y RC-1.
Riegos con Gravilla (“Tratamientos de Penetración Invertida”)
Este tratamiento superficial es el más utilizado en nuestro país y consiste en el riego de
cemento asfáltico seguido de la extensión de gravilla de tamaño uniforme para conseguir una
capa de rodadura de igual espesor que el tamaño máximo de la gravilla empleada. Finalmente
se compacta para lograr una adecuada introducción de la gravilla en el cemento asfáltico (“la
gravilla penetra en el asfalto” de ahí el nombre de este tipo de riego).
Si las extensiones del ligante y árido tienen lugar una sola vez se denominan riegos
“monocapas”, si se hacen varias aplicaciones con tamaño decrecientes de gravilla, se
denomina riegos “bicapas” o “multicapas” (dobles o múltiples).
Los riegos deben proporcionar una superficie de rodadura rugosa, no pulimentable,
impermeable y resistentes a los esfuerzos horizontales provocados por el tráfico. Por su baja
relación costo/durabilidad constituyen de hecho los pavimentos más utilizados en el mundo
para tráficos ligeros y medios, en carreteras secundarias con tráfico ≤ 400 veh/día, en desvíos
de carreteras que están en reparación, etc. La vida útil de una vía con este tratamiento debe
ser de 4 a 5 años.
184
Anexos I
Tratamiento por Penetración Invertida.
Materiales utilizados:
1)
ASFALTOS:
En estos tratamientos superficiales el cemento asfáltico que se emplee como ligante debe
satisfacer las siguientes condiciones:
 Al regarlo debe estar suficientemente fluido para lograr una aplicación uniforme, pero sin
que se escurra sobre la superficie del pavimento.
 Al extender la gravilla debe mantener una viscosidad suficientemente baja para cubrirla
rápidamente, asegurando una inmediata adhesividad inicial entre el ligante y la gravilla y
del ligante con la superficie sobre la que se aplica.
 El ligante residual debe ser lo suficientemente viscoso para retener el árido cuando se
abre la carretera al tráfico.
El tipo de ligante hidrocarbonado a emplear deberá estar incluido entre los que a continuación
se indican:
•
Asfaltos fluidificados de curado rápido RC- 250, RC- 800, RC- 3000 y curado medio
MC- 3000
•
Emulsiones bituminosas aniónicas de rotura rápida EARR- 1, EARR- 2
•
Emulsiones bituminosas catiónicas de rotura rápida ECRR- 1, ECRR- 2
•
Cemento asfáltico de penetración 120/150; 150/200 y 200/300
Tabla 44. Grados de asfaltos recomendados según el tamaño máximo (NC 830: 2011)
Tamaño nominal (mm)
Ligante asfáltico
MC- 3000; RC- 3000; EARR- 2;
25 a 12,5
ECRR- 2; 120/150; 150/200
MC- 3000; RC- 3000; EARR- 2;
19 a 9,5
ECRR- 1 y 2; 120/150; 150/200
MC- 3000; RC- 3000 y RC- 3000;
12,5 a 4,76
EARR - 2; ECRR- 1 y 2; 200/300
RC- 250 y RC- 800; EARR- 1 y 2;
9,52 a 2,36
ECRR- 1 y 2
RC- 250 y RC- 800; EARR- 1 y 2;
4,76 a 1,18
ECRR- 1 y 2
185
Anexos I
2)
ÁRIDOS.
La mayoría de los tratamientos superficiales están compuestos por una o varias capas de
áridos en los cuales no se superponen, se acomodan unas al lado de las otras, por lo tanto
esto exige que la granulometría de éstas sea sensiblemente uniforme, además como estos
áridos están en contacto directo con las ruedas de los vehículos también exige que estos
tengan determinada resistencia a la abrasión y a la trituración.
Otra cualidad que debe reunir los áridos es que resistan satisfactoriamente el paso de los
vehículos sin ser desprendidos, por lo tanto deben cumplir con los requisitos de limpieza y
contenido de partículas blandas.
El árido a emplear en estos tratamientos debe estar constituido por piedra seleccionada o
grava triturada, debe ser de calidad uniforme y estar limpio y libre de polvo. El material pétreo
seleccionado tendrá aristas vivas.
Tabla 45. Requisitos de calidad de los áridos a emplear para tratamientos superficiales
asfálticos (NC 830: 2011)
Propiedades
Valores
Abrasión Los Ángeles, (máx.)
30 %
Partículas planas y alargadas (máx.)
20 %
Terrones de arcilla
0%
Material más fino que el tamiz 200
1.5 %
Sodio ≤ 12 %
Magnesio ≤ 18 %
Resistencia a los sulfatos
Afinidad
árido - asfalto
Desprendimiento por
fricción (máx.)
25 %
Cubrimiento
asfalto (min.)
90 %
con
Tabla 46. Granulometría recomendada
Abertura
Riego Doble
(mm)
Riego
Simple
No. 1
No. 2
1
25,4
-
100
-
3/4
19,1
-
90 – 100
-
1/2
12,7
100
-
50 – 100
3/8
9,52
85 – 100
20 – 55
40 – 75
4
4,76
15 – 50
0 – 10
0 – 15
8
2,38
0 – 15
0–5
0–5
Tamiz
186
Anexos I
16
1,19
Dosificación Kg/m
2
0–5
-
-
18 – 23
27 – 32
27 – 32
Diseño o dosificación del tratamiento asfáltico superficial por penetración invertida. Simple.
La dosificación de los materiales para los tratamientos superficiales, tanto del árido como del
asfalto, suelen definirse por recomendaciones pero se han desarrollado diferentes estudios
para establecer procedimientos para determinar las dosificaciones (de forma empírica).

DOSIFICACIÓN DE LA GRAVILLA.
Los experimentos se desarrollaron sobre superficies poco irregulares y con partículas
aproximadamente cúbicas.
El procedimiento presupone que el árido se acomoda en la superficie a tratar cubriéndola
totalmente sin que se produzcan superposición de partículas.
Sea: “A” la dimensión media de las Partículas: A 
d D
2
Donde:
d = diámetro del tamiz por el que pasa el 10 %
D = diámetro del tamiz en que se retiene el 10 %
Sea: Vc el volumen del árido que se coloca en obra y Vf el volumen que finalmente queda
adherido a la superficie, después que el tráfico inicial desprendió aquellas partículas que no
estaban adheridas.
Los estudios realizados permitieron conocer las relaciones entre A y Vf y entre A y Vc y para
diferentes valores de A que se muestran en la tabla 47.
Tabla 47. Relaciones entre A y Vf y entre A y Vc
A (mm)
Vf (mm)
Vc (l/m2)
25
0,76 A
0,82 A
20
0,80 A
0,87 A
15
0,84 A
0,93 A
10
0,90 A
1,02 A
5
1,00 A
1,20 A
187
Anexos I
 DOSIFICACIÓN DEL ASFALTO (CEMENTO O BETÚN 150 – 200)
La cantidad de ligante apropiada es aquella que “sin producir un exceso que provoque
exudación del material al paso de los vehículos, garantice una firme adherencia de los áridos a
la superficie” se aconseja sea de 0,76 a 0,80 l/m2.
Las cantidades de material asfáltico deben ser incrementadas cuando son usados áridos
altamente absorbentes o porosos y para superficies muy envejecidas que estén secas, en aras
de considerar el material asfalto que se absorbe. Las cantidades de material asfáltico deben
ser disminuidas cuando el tratamiento se realice sobre una superficie existente rica en asfalto
en aras de compensar tales excesos.
El volumen de huecos de la gravilla varía con el grado de compactación y continúa
incrementándose una vez concluido con el paso de los vehículos.
Se ha determinado que para el cálculo del volumen de asfalto a emplear, el volumen de
huecos que debe considerarse es del orden del 10-15 % del volumen total de áridos.
Considerando que Vf es el volumen total final de los áridos tendremos que el volumen de
hueco será entonces:
Vh  (12,5%)Vf 
Vf
8
La experiencia ha demostrado que el volumen de huecos rellenos de asfalto es del orden del
50-70 %, fijada esta proporción en 2/3. El volumen de asfalto será:
 Vf 
Va  2  
3 8 
Va 
Vf
12
Por concepto de material absorbido por la superficie se añade una cantidad adicional que
puede considerarse de 0,20 l/m2, finalmente: Va 
Vf
 0,20 l/m 2
12
Como resultado se obtendrán los siguientes valores:
Tabla 48. Valores de Va para diferentes tamaños medios de las partículas
A (mm)
Va total (l/m2)
25
0.20 + 0.063 A
20
0.20 + 0.066 A
15
0.20 + 0.07 A
10
0.20 + 0.075 A
5
0.20 + 0.083 A
188
Anexos I
Los volúmenes de material asfáltico se fijan a 15,6 ºC, debido a su considerable coeficiente de
dilatación; cuando las temperaturas de aplicación sean diferentes se deberán hacer los ajustes
correspondientes para proveer el volumen deseado a la temperatura de 15,6 ºC.
Partiendo del contenido de solvente en diferentes materiales se ajustará la dosificación
obtenida según el solvente que se evapora.
Tabla 49. % de Solvente que se evapora
Tipo de Material
% de Solvente
(que se evapora)
RC – 2, MC – 2
33
RC – 3, MC – 3
27
RC – 4, MC – 4
22
RC – 5, MC – 5
18
Por lo general el solvente que no se evapora será del 2 %.
Otros elementos a tener en cuenta en la dosificación final del ligante es cuando la obra se
realiza en tiempo de frío y húmedo, ya que la evaporación es lenta y se corre el riesgo de que
el ligante fluye a la superficie cuando se compacte, ya que en esa condición el volumen de
huecos rellenos de asfalto llega hasta el 87 %.
En estos casos hay que considerar este % de huecos rellenos con asfalto, y no el que se utilizó
anteriormente (50–70 %).
Por lo tanto para este caso tenemos:
 Vf 
Va  2   (fórmula anterior)
3 8 
 Vf 
Nos quedaría de la siguiente forma: Va  1 

2
 8 
Va 
Vf
16
Según la Norma Cubana, en la Penetración Invertida Simple o Doble se emplean Cementos
Asfálticos de Penetración (150-200) con proporciones de 0,76-0,80 l/m2 y de 1,51-1,89 l/m2
respectivamente, la temperatura de aplicación será de 135–177 ºC y el punto de inflamación de
218 ºC con una solubilidad en tricloroetileno de Carbono del 99,5 %.
 DOBLE PENETRACIÓN: (ídem al anterior, se repite el tratamiento otra vez)
189
Anexos I
 Maquinarias utilizadas en un Tratamiento Superficial Simple:
Primera etapa: Condiciones previas:
 Motoniveladoras (perfilado de la subbase o base).
 Barredora Mecánica (barrido de la superficie si es necesario).
 Camión Cisterna Regadora de Asfalto (riego asfáltico de imprimación y riego asfáltico de
penetración).
 Cargadores Frontales Sobre Neumáticos (carga de gravilla).
 Camiones de Volteo (transporte de la gravilla).
 Regadora (Extendedora) de Gravilla acoplada a los Camiones de Volteo, Autopropulsada
(lo ideal) o con Camiones de Volteo (no aconsejable)
Compactación:
-
Cilindros Tándem de Llantas Lisas o Compactadores Sobre Neumáticos Autopropulsados
(compactación).
Tecnología de los Tratamientos Asfálticos Superficiales
Los Tratamientos Asfálticos Superficiales que se realizan a los terraplenes de las carreteras,
dado su naturaleza o características y sus espesores (generalmente 1–3 cm, máximo 6 cm) no
son capaces de incrementar significativamente la capacidad resistente de la subbase, ni de
modificar apreciablemente la conformación de la superficie sobre las que se aplican, solo
tienen la función de tratar la superficie de los mismos con diferentes finalidades u objetivos,
para ello requieren que las subbases o bases a las que se le aplicará estos tratamientos deban
cumplir 3 requisitos básicos:
1. Estar debidamente perfiladas (niveladas).
2. Poseer la adecuada resistencia o capacidad soportante (CBR y  d max . ) acorde al tráfico.
3. La adherencia suficiente.
1. El perfilado adecuado.
Debe realizarse previo a la realización del tratamiento superficial el perfilado o nivelación final
de la superficie, evitando la existencia de huecos u ondulaciones. Para ello la superficie
perfilada deberá tener “desniveles máximos de  6 mm, lo que se comprobará mediante
Niveles de Cordel o una Regla de longitud igual a 3 m aplicada tanto longitudinal como
transversalmente.
190
Anexos I
2. Adecuada resistencia:
El terraplén hasta subrasante debe cumplir los requisitos de CBR exigidos y también debe
compactarse cumpliendo:  dk 
 dmín . En caso de encontrase zonas flojas o inestables (los
denominados sapos) deben repararse realizando una pre-compactación y hasta en casos
extremos excavar y botar el material inadecuado y sustituirlos por otro con adecuada calidad,
hasta que se cumplan los requisitos de resistencia antes especificados.
3. Adherencia suficiente:
Esta se garantiza realizando el orden siguiente:
1) Una correcta limpieza (no deben existir demasiado polvo, basuras, etc.).
2) Un Riego Asfáltico de Imprimación.
1) La correcta limpieza:
La limpieza tendrá como objetivo eliminar todo material extraño y polvo suelto mediante un
barrido de la superficie mediante una Barredora Mecánica (foto 13), Camiones Especiales con
Sopladores de Turbina y en caso de no disponer de estos medios, se utilizarán escobillones de
forma manual para así cumplir este objetivo. La superficie debe estar libre de materiales
sueltos o ajenos a la vía.
2) El Riego Asfáltico de Imprimación:
Esta actividad se realiza para eliminar el polvo, proteger la capa tratada de cambios de
humedad y garantizar la adherencia entre la capa imprimada y la capa o capas del Tratamiento
Superficial a ejecutar.
Este riego debe efectuarse con Asfaltos Fluidos (“cut back”) tipos:
MC-0; MC-1; MC-2; con dosificaciones que oscilan entre 0,8 l/m2 y 2,1 l/m2, debiendo
realizarse un curado de 24 horas, tiempo en el cual todo el asfalto debe infiltrarse en el suelo.
Para favorecer o proporcionar lo anterior, si la superficie está muy seca, deberá aplicarse un
riego de agua ligero (humedecimiento previo). De los tipos anteriores de asfalto se recomienda
utilizar MC-0 con la dosificación antes citada.
 Se esperará 48 horas antes de aplicar el Cemento Asfáltico.
 La temperatura de aplicación debe oscilar entre 15–50 ºC.
191
Anexos I
2.2.12.1. Técnica de Construcción de Tratamientos Superficiales
Simples
El procedimiento constructivo para lograr la ejecución con calidad de estos trabajos es el
siguiente:
1. Creación de condiciones previas para acometer las labores.
2. Riego de Aglomerante Asfáltico.
3. Riego de Áridos (Gravillas).
4. Compactación.
1. Creación de condiciones previas:
 Comprobar que la subrasante, subbase o base a la cual se le aplicará el tratamiento
cumpla con los tres requisitos básicos antes mencionados.
 Acopio de los volúmenes de áridos (gravilla) que garanticen la dosificación proyectada o de
diseño.
 Acopio del volumen de asfalto necesario con la temperatura requerida en Calderas de poca
capacidad (en caso de requerirse bajos volúmenes) o en Camiones Cisternas
especialmente equipados con sistema de calentamiento propio (uno o dos quemadores de
fuel oíl) que permiten mantener la temperatura requerida, la cual no debe sobrepasar en
10 ºC la temperatura de utilización según el tipo de material asfáltico que se emplee.
 Revisión del parque de equipos disponible: Cantidad según tipo y estado técnico de estos y
de la fuerza de trabajo necesaria.
En resumen: crear condiciones previas para acometer los trabajos y adquirir y controlar los
recursos (materiales, equipos y fuerza de trabajo) necesarios para posteriormente efectuar:
1) El Replanteo: Delimitar el área de trabajo cada 20 m en rectas y cada 10 m en curvas.
2) El Barrido: Si es necesario inmediatamente antes de la imprimación.
3) El Riego Asfáltico de Imprimación: Se realiza con las Pipas o Camiones Cisternas
Regadoras de Asfaltos (capacidades entre 3000 y 6000 litros) cumpliendo que: En ambos
casos debe lograrse que se extienda en el área una película uniforme, continua y con la
dosificación diseñada. Para cumplir tal propósito la Barra de Riego del Camión debe estar
debidamente calibrada y ajustada para lo cual debe cumplirse con tres elementos o
aspectos fundamentales:
 La altura (h) requerida.
192
Anexos I
 El caudal de salida adecuado.
 La correcta velocidad de desplazamiento del Camión.
La altura de la barra de riego será aquella que garantice que se extienda una capa uniforme
donde cada punto de la superficie sea regado por una sola boquilla de la barra, es decir, que
no exista solapo excesivo ni zonas sin regar.
El caudal de salida y la velocidad de desplazamiento (V) del equipo deben ser aquellas que
garanticen la dosificación (l/m2) diseñada, evitando que se produzcan zonas con exceso de
asfalto u otras con cantidades menores que la diseñada para la cual usan Tacómetros con
quita rueda.
Los materiales asfálticos más usados en Cuba para los Riegos de Imprimación son el MC-0 y
cemento asfáltico de penetración 150-200, con temperatura de aplicación entre 15 ºC – 50 ºC y
135 ºC – 165 ºC respectivamente.
Riego asfáltico:
Después de esperar 48 horas de haber hecho la imprimación se procede al riego de cemento
asfáltico de penetración 150–200 a razón de 0,8–2 l/m2 respectivamente, cuya temperatura de
aplicación deberá oscilar entre 135–165 ºC quedando lista la superficie para el riego de áridos,
debe evitarse el solape entre franjas regadas (para evitar esto, se coloca al inicio y al fin de
cada franja un tramo de papel, el cual se retira finalmente y que se evita la zona en escaso de
asfalto).
Riego de los Áridos (Gravilla).
Este se procederá a realizar inmediatamente, como máximo dentro de los primeros 20 minutos
de efectuado el riego y se hará de dos formas:
a) Manual: Consiste en extender uniformemente la gravilla mediante vagones y palas a partir
de pilas distribuidas uniformemente en los laterales de la vía. Este procedimiento se hará
cuando no quede otra alternativa por la baja productividad que se alcanza y los altos
desperdicios de gravilla que surgen, por lo que se emplean en obras muy pequeñas y de baja
categoría.
b) Mecanizadamente:
 Directamente mediante la cama del Camión de Volteo (no aconsejable).
 Mediante una Regadora de Áridos que se acopla directamente a la culata de la cama del
camión (ver Foto 2)
193
Anexos I
 Mediante Regadoras Autopropulsadas (que poseen alto rendimiento y garantizan un
espesor uniforme) tal como se observa en la Foto 16
Foto 16. Regadora de Gravilla Autopropulsada.
En todos los casos los vehículos durante el riego se desplazarán de manera tal que sus ruedas
se desplacen sobre la capa de gravilla colocada, no sobre el asfalto, con dosificación entre
18–23 Kg/m2 de árido, lo ideal es usar Regadores de Áridos y en última instancia directamente
los Camiones de Volteo, usar tacómetro para asegurar dosificación.
La Compactación:
Se acometerá de manera inmediata al riego de áridos para propiciar la penetración de los
mismos en el cemento asfáltico, siempre desde los bordes hacia el eje o centro de la vía,
utilizando Cilindros de Llantas Lisas con pesos bajos (de 6–8 t) que no trituren o partan los
áridos, garantizando un solapo en cada franja de ancho igual a la mitad de la rueda tractora en
cada pasada.
Una vez efectuados de 4–6 pasadas en una franja, la gravilla que quede suelta se elimina
mediante un barrido, procediéndose a la compactación final con Compactadores Sobre
Neumáticos Autopropulsados (6–10 t), hasta lograr una superficie firme y uniforme
(generalmente 6–8 pasadas por cada franja).
Hecho esto, deberá esperar 48–72 h (48 generalmente) para abrir el tránsito sobre la misma y
limitar la velocidad máxima a 45 Km/h en los primeros 2–3 días de utilización (sobre todo en
las motocicletas).
Este procedimiento es el que debe usarse en los Tratamientos Superficiales Simples (mono
capa) y debe tratarse que la altura de la gravilla mojada por el ligante asfáltico sea de 2/3 del
diámetro total para asegurar la claridad del trabajo. Con menos ligante la gravilla se soltaría y
194
Anexos I
con más cantidad o exceso de ligante la superficie tendría “zonas negras” (con exceso de
asfalto) lo que provocaría que la superficie sea deslizante, lo cual es muy peligroso para la
seguridad vial.
Problema resuelto de un Tratamiento Superficial Simple
Para aumentar la capacidad del tránsito y la seguridad de circulación de una carretera
intermunicipal que accede a una gran ciudad, se ha decidido ampliar sus paseos a 2,50 m y
realizarle un tratamiento superficial simple por Penetración Invertida con espesor de 1 cm a
una capa de mejoramiento o rocoso calizo bien compactada.
Determine:
a) La dosificación de áridos y asfalto para ejecutar este trabajo.
b) Calcule la cantidad de materiales necesario considerando que el tramo a tratar posee una
longitud total de 6 Km.
c) Plantee la técnica constructiva mecanizada que debe cumplimentarse, brindando las
especificaciones que aseguren la ejecución con calidad de estos trabajos.
d) ¿Qué tiempo demorará en ejecutarse el trabajo si se dispone de la brigada constructora
siguiente?
Parque de máquinas:
1 Barredora mecánica, RR = 1000 m/h
1 Camión Cisterna Regadora de Asfalto con Bomba de Asfalto de caudal máximo 1600 l/min y
una barra de riego con una longitud de 2,50 m.
8 Camiones de volteo FIAT de 12 m3 con RR (c/u) de 30 m3/h en el suministro de áridos.
1 Cargador Frontal sobre neumáticos CALSA S-2000 de 2 m3 de cubo con RR = 120 m3 /h
2 Regadoras de áridos acopladas a los camiones de volteo modelo D-336 con RR = 800 m2/h
1 Cilindro Tándem R-12-M de 8 t con RR = 60 m3/h y ancho del Cilindro: 1,20 m
3 Compactadores sobre neumáticos autopropulsados (A. Badford) de10 t con RR = 800 m2/h
cada uno.
1 Motoniveladora Komatsu GD-37 con RR = 2000 m2/h.
195
Anexos I
Datos adicionales:
Tabla 50. Granulometría del árido (Gravilla) procedente de la cantera.
Tamiz
% que pasa
12.7 mm
100
9.52 mm
90-100
4.76 mm (No. 4)
10-30
2.38 mm (No. 8)
0-10
1.19 mm (No.16)
0-5
-Temperatura ambiental = 15.6 ºC
-Absorción del árido disponible: normal
-  d= 2500 Kg/m3 (Caliza dura)
Tipos de asfaltos disponibles:
- Para el riego de imprimación un asfalto fluidificado MC-O con dosificación de 0,9 l/m2 al
realizarse sobre una capa de mejoramiento compactado.
- Para el riego del aglomerante asfáltico se posee un cemento asfáltico de penetración (150200).
Solución:
a) Diseño de las dosificaciones:
-
Del árido:
1- Determinar la dimensión media de las partículas (A): A =
dD
(mm)
2
Donde:
d = Diámetro del tamiz (mm) por el que pasa el 10 %
D = Diámetro del tamiz (mm) en el que se retiene el 10 %
d = 2.38 mm (No. 8), según la granulometría dada como datos.
D = 9.52 mm.
A=
2.38mm  9.52mm
= 5.95 mm
2
2- Hallar Vf y Vc en la Tabla 47 de este trabajo:
Vf : Volumen del árido que se coloca en obra.
196
Anexos I
Vc: Volumen del árido que queda adherido a la superficie finalmente.
Entrando con A = 5,95 en la Tabla 47 e interpolando Vf = 0,98 A y Vc = 1,17 A
Vf = 0,98 * 5,95 = 5,72 l/m2
Vc =1,17 * 5,95= 6,96 l/m2 =0,00696 m3 /m2
Si la queremos expresar en kg/m3: habrá que multiplicar por el
 dde la roca en kg/m3: 0.00696 *
2500 = 17,4 kg/m2, esta es la cantidad de gravilla por metro cuadrado a colocar en obra
(ligeramente menor que el rango 18/23, luego O.K.).
-
Del Asfalto: (Cemento o betún asfáltico de penetración 150-200)
Calculando Va = Vf /12= 5,72/12 =0,47 l/m2
Añadiéndole 0,20 l/m2 por absorción (No se corrige por temperatura al ser ésta de 15,6 ºC)
Va = 0,47 + 0,20 = 0,67 l/m2
b) Los volúmenes de los materiales necesarios para la Penetración Invertida Simple
son:
Como el área a tratar es:
A = (6000 m * 2,50 m) * 2 = 30000 m2
- Longitud del tramo = 6000 m
- Ancho del paseo = 2,50 m
- El número de paseos = 2
- Cálculo del volumen total de asfalto fluidificado MC-O (Riego de Imprimación)
Como la dosificación recomendada es de 0,9 l/m2 (Dato para este caso).
Sí:
0.9 l………1 m2
X……... 30000 m2
X = 27000 litros de Cut Back MC-O
- Cálculo del volumen total de áridos:
Sí:
0.00696 m3………….. 1 m2
X……... 30000 m2
X = 208,8 m3 de gravilla
X = 210 m3 de gravilla (más el 10 % de desperdicios).
197
Anexos I
- Cálculo del volumen total del Cemento Asfáltico 150-200
Si:
0.67 l……..1 m2
X……30000 m2
X = 30000 m2 * 0,67 l = 20100 litros de Cemento Asfáltico 150-200.
c) Técnica de ejecución de un Tratamiento Superficial Simple (Monocapa).
I. Creación de condiciones previas para efectuar el tratamiento.
1- Aseguramiento de la posición de los materiales, equipos y fuerza de trabajo necesaria.
2- Perfilado de los paseos con la Motoniveladora (Con desniveles inferiores ± 6 mm)
3- Riego de Imprimación con el camión cisterna regadora de asfalto y curado a las 48 horas.
II. Riego del cemento asfáltico (150-200) a razón de 0.67 l/m2 (según el diseño) a una
velocidad del vehículo de:
V=
60  Q
(km / h)
1000 * q * l
Donde:
V = velocidad de operación de la regadora de asfalto para asegurar “q”, km/h.
Q = Capacidad o caudal de la bomba (l /min.). En este caso 1600 l/min. (Dato)
q = Dosificación del asfalto (l/m2) En este caso 0,07 l/m2 según el diseño del inciso a).
l = Longitud de la barra (m). En este caso l = 2,50 m
Sustituyendo los valores:
V=
60 *1600
 57km/ h . Demasiada alta (debe ser menor de 20 Km/h)
1000 * 0.67 * 2.50
Luego: Hay que disminuir el caudal de la bomba y la velocidad de aplicación:
Si Q = 400 l/min. (1/4 Q inicial)
V=
60 * 400
 14.4km/ h . Este es el valor correcto, ya que la velocidad de trabajo
1000 * 0.67 * 2.50
se encuentra entre (10-20 Km/h que es lo recomendable).
198
Anexos I
III. Riego de gravilla con camiones de volteo y regadora de áridos finos D-336, garantizando la
dosificación calculada de 17,4 kg/m2 y la requerida uniformidad en el espesor de la capa de
gravilla.
IV. Compactación:
- Compactación: Con Cilindros Tándem R-12-M que realizan de 4-6 pases sobre la cada
franja a baja velocidad de trabajo (4-6 km/h) o con Compactadores Sobre Neumáticos
Autopropulsados, dando 4-6 pasadas hasta obtener una superficie firme y uniforme a baja
velocidad de operación (4-6 km/h).
V. Terminación:
- Colocación de señales de prohibición del tránsito por los paseos como mínimo 48 horas y
el límite de velocidad de 45 km/h durante los tres primeros días.
- Barrido final del árido que quede libre o en exceso en la superficie de los paseos con la
Barredora Mecánica.
Pero en este caso debe observarse que los rendimientos de las máquinas están expresados
en distintas unidades de medida:

La Regadora de Asfalto, en km/h (máquina principal).

El Cargador y los Camiones de Volteo, en m3/h.

La Regadora de Áridos Finos, en m2/h.

El CI o el CNA, en m2/h.
Esto implica que debe transformarse todas a una misma unidad: “unidades de tiempo” para
poder compararlos y escoger el que más se demora.
Regadora de Asfalto: T Riego = Volumen de Trabajo
RR. Regadora de asfalto
Donde:

Vol. Trabajo = 12 km

 0.83horas = 50 min.
RR Rasfalto=14,4 km/h.
Grupo: Cargadores – Camiones de Volteo – Regadora de Áridos finos (Carga, transporte,
vertido, riego)
-Carga y transporte:
η=
RR Grupo CV = η * RR1 CV
RR. Cargador  120  4 η = 4 OK, ya que (4 < 8)
30
RR. 1 CV
199
Anexos I
td = Volumen de áridos
RR. Grupo Carg. + CV

210
 1.7horas
120
Donde:
RR Grupo CV = 4 * 30 = 120 m3/h
RR Grupo (Cargador + CV) = 120 m3/h
- Riego de áridos:
Las Regadoras D-336 riegan 800 m2/h, luego en 1 hora las 2 Regadoras regarán 1600 m2
(Datos).
Luego: Los 30000 m2 se regarán en =

30000
 18.7  19horas (Riego de gravilla).
1600
Compactadores:
(30000 * 0.01)m3
Volumen
de
Trabajo
T Compact. Inicial = TRiego =

 5horas
60m3 / h
RR. Compactador inicial
T Compact. final =
Volumen de Trabajo  30000  12.5horas
3 * 800
RR. Compactador S/NA
Como se aprecia anteriormente, las máquinas secundarias se demoran mucho más que la
máquina principal, la Regadora de Áridos (D-336) es la que más se demora (mínimo
rendimiento), luego el rendimiento del conjunto de equipos empleado en la ejecución del
tratamiento superficial estará dado por este equipo que es el limitante.
d) Tiempo de duración:
En este caso hay que hallar el tiempo de duración total de la siguiente manera:
Td Total = T Prep. Cond. Previas + T Tratamiento Superficial + T Curado
Donde:
- Prep. Cond. Previas = Tiempo de perfilado + Tiempo del riego de Imprimación.
- Trat. Superficial = Tiempo de duración del Tratamiento Superficial.
- Tiempo de curado = Tiempo de duración del curado del riego de Imprimación y
del Tratamiento Superficial.
1) Td perfilado = Vol. de Trabajo
RR. MN

30000m 2
 15horas
2000m 2 / h
200
Anexos I
2) Td imprimación = Volumen de Trabajo
RR. Riego de asfalto

6km* ( No. paseos)

V ( Km / h)
Calculando V en este caso:
V=
60 * (1600 / 4)
60 * Q
 10.6km/ h 
=
1000 * q * l 1000 * 0.9 * 2.50
TdImpimación =
12
 1.13horas
10.6
TdImprimación= 1.13 * 60 = 68 min.
3) TdTrat.Sup =
Volumen de Trabajo
=.18.7 ≈ 19 horas (casi 2,5 jornadas laborales)
RR. Conjunto maq. Trat. Sup.
El conjunto de máquinas a emplear está conformada por los equipos siguientes:
1 Camión cisterna regadora de asfalto con un caudal máximo 1600 l/min y una barra de riego
con una longitud de 2.50 m.
8 Camiones de volteo FIAT de 12 m3 con RR (c/u) de 30 m3/h en el suministro de áridos.
2 Regadoras de áridos acopladas a los camiones de volteo modelo D-336 (URSS) con
RR = 800 m2/h
1 Cilindro Tándem R-12-M de 8 ton con RR = 60 m3/h, ancho del cilindro 1.20m
3 Compactadores sin neumático, autopropulsado (A. Badford) de10 ton con RR= 800 m2/h
cada uno.
La máquina principal es la Regadora de Asfalto, para que exista un trabajo coordinado donde
el riego de áridos se haga como máximo 10 min después del vertido del asfalto y la
compactación comience al concluir el riego de gravilla y además se logre el máximo
rendimiento del conjunto, dado por la máquina principal:
R Máq. Secundaria > R Máq. Ppal.
Sólo falta determinar el tiempo de curado:
T Curado = Curado de Imprimación + Curado del Tratamiento Superficial
T Curado = 48 + 48 = 96 horas.
201
Anexos I
Entonces el tiempo de duración total será:
TdTotal = Td perfilado + Td imprimación + Td Trat.Sup + T Curado
TdTotal = (15 + 1.13) + 18.75 + 96) = 130.88 horas.
TdTotal =
130.88horas
 16.36  16.5 jornadas. (Respuesta)
8horas
2.2.12.2. Técnica de construcción de tratamientos superficiales
múltiples
Esto consiste en aplicar sucesivas capas de cemento asfáltico de penetración 100-150
décimas de mm y áridos, para lo cual se emplean los mismos equipos y técnicas constructivas
antes explicadas.
Es importante destacar algunos aspectos:
 En caso de tener áridos de diferentes tamaños máximos debe usarse el de mayor tamaño
máximo en la primera capa y así sucesivamente de mayor a menor.
Ejemplo: Si se poseen áridos de tamaños máximos de 6; 12; 25 y 30 mm, y se hará un
Tratamiento Múltiple o Multicapas (de 4 capas), el orden será el inverso al anterior, es decir, la
primera capa será con el árido de 30 mm (el máximo), la segunda capa con el de 25 mm, la
tercera con 12 mm, y la última con 6 mm (el menor). Esto garantiza una mayor densidad e
impermeabilidad.
 Otro aspecto importante a cumplir es el que antes de echar la siguiente capa debe
eliminarse todo material suelto sobre la capa anterior.
 Por último, debe esperarse como mínimo 24 horas para aplicar una capa sobre la anterior,
con la finalidad que los equipos de obra no dañen la capa recién concluida o fresca.
 Las dosificaciones de los Áridos y del Cemento Asfáltico son las establecidas en la
NC 830:2011.
2.2.12.3. Control de la Calidad de los Trabajos de Tratamiento
Superficial por Penetración Invertida
Para garantizar la calidad de ejecución de los trabajos serán objeto de control los aspectos
siguientes en tres etapas diferentes:
I Etapa: Creación de condiciones previas.
202
Anexos I
II Etapa: De ejecución de los trabajos.
III Etapa: Una vez terminados los trabajos.
Aspectos a inspeccionar por etapas:
I Etapa:
 Calidad de materiales a emplear (calidad de los áridos y del aglomerante asfáltico) y de
las condiciones de las zonas de acopio.
 Estado técnico de los equipos y cantidad disponible de cada tipo.
 Fuerza de trabajo disponible.
 Estado de la superficie sobre la cual se aplicará la penetración invertida.
 Calidad del replanteo realizado.
II Etapa:
 Tipo y Temperatura de aplicación del Cemento Asfáltico.
 Velocidad de aplicación del asfalto según dosificación proyectada por la Regadora de
Asfalto
 Dosificación y uniformidad en el riego o extendido de los áridos (uso del Tacómetro por la
Máquina de Riego autopropulsada o el Camión de Volteo con la Regadora acoplada a la
cama).
 Calidad de la Compactación realizada.
 Tiempo transcurrido entre el riego asfáltico y de áridos.
III Etapa:
 Uniformidad en la textura y color de la superficie tratada.
 Detectar zonas “negras” (exceso de aglomerante) y con exceso de gravilla las cuales hay
que corregir, sobre todo la primera.
2.3. Pavimentos Rígidos
Desde mediados del pasado siglo se comenzó la construcción en Europa de pavimentos
rígidos o de hormigón hidráulico, exactamente en Escocia (Invernees, 1856); en Edimburgo,
Inglaterra en 1872 y Grenoble; Francia 1876, donde se construyeron calles con hormigón
hidráulico, extendiéndose su empleo a los E.U.A. al construirse una calle en Ohio en 1892 y
otra en 1909 en Michigan; habiéndose construido ya en 1925 en dicho país aproximadamente
unos 600 millones de m2 de pavimentos rígidos de carreteras. Así sucesivamente, tanto en
Europa como en los E.U.A. y otros países se extiende la construcción de carreteras y
203
Anexos I
autopistas con este tipo de pavimento, abarcando también la construcción de pistas de
aterrizaje (aeropistas) en los Aeropuertos, aéreas de estacionamiento o parqueos, parques o
plazas, intersecciones y otras, progresando esta técnica de manera acelerada, estando esta
tecnología constructiva muy avanzada en la actualidad.
En Cuba esta técnica se ha empleado en la ejecución de carreteras, autopistas, zonas de
parqueo y otras aplicaciones desde mediados del pasado siglo. Su aplicación se ha visto
limitada por la producción de cemento que en su gran mayoría se destinó a la construcción de
obras sociales y económicas. No obstante, es importante que los Ingenieros Civiles conozcan
esta tecnología por su gran importancia en la ingeniería vial.
2.3.1. Bases para el apoyo de las losas en los Pavimentos
Rígidos
Hasta hace relativamente pocos años se pensaba que se podían construir pavimentos de
hormigón hidráulico sobre cualquier tipo de terreno, con la única exigencia que el perfilado de
la superficie de la subrasante asegurase la debida uniformidad y contenido de la superficie de
contacto, investigaciones realizadas recientemente y la propia práctica han demostrado la
necesidad de usar una base estable y resistente (empleando suelos granulares de excelente
calidad, como las gravas) cuyas funciones principales son:
1. Recibir las tensiones que genera el tránsito sobre la losa, soportarlas debidamente y
transmitirlas uniformemente sobre la capa de coronación hasta nivel de la subrasante.
2. Lograr la necesaria uniformidad en la sustentación de la losa.
3. Contribuir a que el coeficiente de rozamiento entre la losa del pavimento y la capa de base
sea el más bajo posible, para posibilitar que la losa se mueva con mayor facilidad cuando
cambia de longitud, producto de los cambios de temperatura.
4.
Evitar los efectos de sugerencia o bombeo (“pumping”) en caso de existir subrasantes de
grano fino.
5. Atenuar o disminuir los efectos de hinchamientos o contracciones, cuando la vía atraviesa
zonas con suelos arcillosos y limosos de grano fino.
Desde el punto de vista estructural el uso de la base granular trae como consecuencia un
incremento del módulo de soporte K (Kg/cm3) y por consiguiente una disminución en el
espesor de la losa de hormigón hidráulico del pavimento, aunque su influencia no es
significativa.
204
Anexos I
De lo anterior se deduce, que más que el aumento de resistencia de la explanación, la función
principal de la capa de base es mejorar la uniformidad de sustentación de la losa,
fundamentalmente por la calidad y mayor homogeneidad del material, así como por evitar
asentamientos diferenciales y la reducción del coeficiente de razonamiento o fricción entre la
losa y la base.
Por lo antes afirmado el espesor de dicha capa de base debe tener una magnitud que oscile
entre los: 0,10–0,15 m (mínimo = 0,10 m para poder asegurar la correcta compactación y un
máximo 0,15 m para lograr adecuada economía).
Los suelos que se empleen como base de pavimentos rígidos deben cumplir ciertos requisitos
de granulometría y plasticidad para ser estables bajo condiciones climáticas adversas y fuerte
tráfico. En caso de no cumplir con estos requisitos se emplean bases estabilizadas con
cemento o con asfalto.
En general estos suelos deben ser granulares, densamente graduados, con I.P  6 y limitados
valores de material más fino que pasa por el Tamiz # 200, generalmente deben ser A-1, A-2 o
A-3 (gravo arenosos con finos arcillosos y limosos).
2.3.2. Materiales y diseño de la mezcla
El diseño de las mezclas de hormigón hidráulico para la ejecución de las losas de este tipo de
pavimento, está suficientemente descrito en textos y normas técnicas vigentes, sugiriéndose el
empleo del Método de O‟Reilly, por tal razón en este libro no se aborda este aspecto.
2.3.3. Técnicas de construcción de pavimentos rígidos
La construcción de pavimentos rígidos se ha hecho empleando dos métodos fundamentales:
1. Métodos Semimecanizados (extendido, compactación y terminación es manual).
2. Métodos Mecanizados.
2.3.3.1. Técnica constructiva semi-mecanizada
Este es el método más usado en Cuba, el cual consiste en la elaboración de la mezcla en
Plantas (dosificación y mezclado del Hormigón), su transportación a la obra mediante
Camiones Hormigoneras (denominados “Trompos”); su extendido, compactación y terminación
de forma manual o también la realización de la mezcla “in situ” en Hormigoneras móviles que
205
Anexos I
vierten el hormigón entre los moldes que le dan alineación y nivel a la superficie y también el
extendido, compactación y terminación se hacen manualmente según NC vigente (259:2005)
Este método posee las siguientes ventajas y desventajas:
Ventajas:
1. No requiere el empleo de máquinas especiales para la realización de los trabajos.
2. Es el método adecuado para ejecutar pavimentos en obras con pequeños volúmenes
(parques, accesos viales de corta longitud, paradas de ómnibus, tramos de pavimentos
con forma irregular con ensanche, en curvas muy cerradas, etc.).
Desventajas:
1. Baja productividad en la realización de los trabajos, con gran consumo de fuerza de
trabajo y plazos de ejecución prolongados.
2. La calidad de la terminación no es la mejor al existir irregularidades en el espesor y la
superficie de las losas de los diferentes paños (paños alternos).
3. En la variante donde el Hormigón se fabrique “in situ” la calidad y la uniformidad de la
mezcla es muy difícil de controlar, afectándose la calidad de la misma.
4. La organización y el suministro de materiales se hace difícil al tener que ir colocando
estos a lo largo de la vía, originándose mayores pérdidas por desperdicios.
5. Para mantener el hormigón laborable y para facilitar su extendido y compactación
manual, hay que aumentar la relación agua/cemento lo que implica un aumento del costo
del hormigón para llegar a obtener la calidad requerida.
Técnica constructiva del Método Semimecanizado:
1. Replanteo.
2. Revisión de la capa de sustentación
3. Colocación de los moldes.
4. Construcción de las juntas.
5. Engrasado de los moldes.
6. Humedecimiento de la superficie de sustentación.
7. Preparación del Hormigón Hidráulico.
8. Toma de muestras y ensayos.
9. Vertido y vibrado del hormigón (en “paños alternos”).
10. Terminación de la superficie de la losa.
11. Curado del Hormigón.
206
Anexos I
12. Textura superficial
13. Acabado de los bordes
14. Revisión de la tolerancia
15. Desencofrado.
16. Sellado de las Juntas.
17. Limpieza del área y señalización.
18. Pausa tecnológica (21 días, a no ser que se empleen aditivos aceleradores).
19. Apertura del tránsito.
Método de ejecución:
1. Revisión de la capa de sustentación
Se verificará que la superficie de sustentación de la losa de hormigón esté completamente
terminada, y con la resistencia establecida en el proyecto ejecutivo. Todo material en exceso o
defecto en la superficie será excavado o agregado dejando la superficie de sustentación en las
condiciones especificadas. Todo material suelto será compactado y toda materia extraña será
retirada.
2. Colocación de los moldes o encofrados
Se colocarán de manera que descansen firmemente en toda su longitud en la capa de
sustentación, unidos fuertemente, y alineados y nivelados correctamente de acuerdo con lo
especificado. Los moldes de los bordes de la sección de la losa a construir tendrán una altura
igual al espesor de la misma.
La sección y el arriostramiento de los moldes serán capaces de contrarrestar la presión del
hormigón.
 Cuando los moldes sean de madera se hará la distinción siguiente:
a) Alineación recta. Se utilizarán como mínimo tablas de 25 mm (1") de espesor con las caras
cepilladas expuestas al hormigón, las que serán además planas y libres de deformaciones, y
arriostradas cada 50 mm.
b) Alineación curva. En las curvas se utilizarán como mínimo tablas de 13 mm (½") de espesor,
con las caras cepilladas expuestas al hormigón, siendo además planas y libres de
deformaciones y arriostradas convenientemente tanto para contrarrestar la presión del
hormigón hidráulico, como para producir la curvatura.
207
Anexos I
3. Construcción de las juntas
Las juntas de hormigonado de expansión o contracción se construirán con la forma y en el
lugar que indiquen los planos. Las juntas de construcción en losas de pavimentos pueden ser
longitudinales y transversales. Las primeras generalmente serán diseñadas, debiendo ser
consideradas en este caso como juntas de hormigonado. En caso de no estar concebidas en el
diseño y decidirse su construcción, las juntas longitudinales pueden realizarse de varias
clases, siendo una de ellas la que se ilustra en la figura 5, tal como se especifica en la NC 259:
Figura 5. Junta longitudinal
Como modificación de este tipo de juntas puede colocarse una lámina de papel de techo en la
zona de unión entre las dos losas, cuidando que dicha lámina quede bien adherida a la primera
losa hormigonada, por lo que resulta recomendable ponerla en el encofrado de esa primera
losa, retirando solamente el molde sin dañar el papel.
Cuando la construcción del pavimento de hormigón hidráulico se ejecute mediante una
fundición continua, las juntas transversales, se originarán con el serrado que se realice al
hormigón fundido, según la longitud de losa especificada en el diseño. En este caso el acero
de los pasadores así como el de las barras de amarre se colocará previamente, fijando el
primero mediante caballetes y el segundo al encofrado y los caballetes que sean necesarios.
Estos caballetes se pueden construir con varillas metálicas, las que deberán fijarse firmemente
a la subbase sobre la que se construirá la losa.
Cuando haya necesidad de detener el hormigonado se preparará y colocará el tablero, con los
tramos de barras de acero para conformar la junta transversal de construcción. Debe tratarse
que la suspensión del hormigonado coincida con una junta transversal de expansión o de
208
Anexos I
contracción, en cuyo caso se colocará la junta correspondiente. De no ser posible esto último,
se puede colocar una junta como la que se ilustra en la figura 6.
Figura 6. Junta transversal
NOTA: Las distancias acotadas con números están en milímetros.
Como variante pueden utilizarse casquetes metálicos de expansión, alternándolos a un lado y
a otro de la junta.
Tanto para las juntas transversales como longitudinales debe cuidarse que las barras de acero
tengan un arriostre tal que imposibilite el movimiento de las mismas mientras se esté
hormigonando.
Los aceros utilizados para pasadores y barras de amarre estarán limpios, sin óxido u otro tipo
de materias que dificulten su función a realizar en las losas de hormigón para pavimentos.
Los pasadores serán paralelos entre sí y perpendiculares al eje de la calzada y sus
desviaciones máximas con respecto a lo proyectado serán las siguientes:

1,5 mm en planta y elevación y la máxima diferencia entre las alineaciones de dos
pasadores consecutivos será también de 1,5 mm.

Las barras de amarre serán perpendiculares a la calzada, paralelas entre sí y se
mantienen los mismos criterios señalados para los pasadores
4. Engrasado de los encofrados.
Los encofrados serán cubiertos en su cara expuesta al hormigón con una película delgada de
grasa o aceite mineral, no soluble en el hormigón hidráulico, cuidando que no caiga sobre la
superficie de sustentación ni manche al acero de refuerzo. Si la superficie de sustentación se
encontrase seca se regará la cantidad de agua que fácilmente pueda absorber.
209
Anexos I
5. Preparación del hormigón hidráulico.
La arena, la piedra y el cemento serán dosificados preferiblemente por peso, de no ser posible
entonces se dosificarán por volumen. En ningún caso se permitirá depositar los áridos sobre la
superficie de sustentación, y los lugares en que sea autorizado su acopio deberán estar
preparados de antemano y en forma tal que puedan ser manipulados sin que se ensucien o
mezclen con materiales o sustancias perjudiciales.
El cemento y los áridos serán vertidos directamente en el depósito receptor de la hormigonera
y transportados en compartimientos separados para cada templa. La hormigonera ha de ser de
un tipo apropiado y su capacidad estará regida por el volumen de la obra a ejecutar. El
contenido total de la hormigonera ha de ser completamente extraído antes de depositar en ella
los materiales para la templa siguiente.
6. Toma de muestras y ensayos.
Para comprobar las características del hormigón colocado se tomarán y ensayarán muestras
que han de ser representativas de dicho hormigón. Para ello se seguirán las especificaciones
relativas al muestreo y ensayo establecidas en la NC 120: 2002.
7. Vertido y vibrado del hormigón.
Todo hormigón que no presente síntomas de haber comenzado a fraguar ni lleve más de 45
minutos extraído de la hormigonera, será depositado sobre la capa de asiento humedecida, de
forma continua y sin que se produzca separación entre el mortero y el árido grueso. Se
distribuirá el espesor deseado por el medio de un equipo mecánico o paleándolo
manualmente, no permitiéndose el uso de rastrillos.
El hormigón se compactará por medio de vibradores o por medio de cerchas adecuadas, las
que se ajustarán a la sección transversal aprobada. En las transiciones de las curvas podrán
emplearse pisones que produzcan el efecto necesario.
Se tratará que la operación de hormigonado termine en una junta de expansión o contracción;
si por causas imprevistas no pudiera ser así, se terminará en una junta de construcción, la cual
se construirá en ángulo recto con el eje de la vía y perpendicular a la superficie de
sustentación del pavimento.
8. Terminación de la superficie de la losa
La terminación se hará de acuerdo a los aspectos siguientes y se controlará dentro de las 24
horas, a partir de su ejecución:
210
Anexos I
 Que la losa sirva como superficie de rodamiento. En este caso se alisará con frota o rodillos,
la superficie enrasada. En esta operación no se permitirá agregar mortero para conseguir la
lisura. Una vez terminada la superficie, con una regla de 3,0 m se procederá a medir la
regularidad, no permitiéndose depresiones o abultamientos mayores de 3,0 mm. Los puntos
altos que incumplan esta tolerancia serán eliminados mediante métodos abrasivos, una vez
eliminados se volverá a pasar la regla, para comprobar las irregularidades.
 Que la losa reciba otra capa de desgaste de hormigón asfáltico. En este caso la terminación
final será dada por máquinas o por cerchas operadas con tolerancia de 10 mm tanto
transversal como longitudinalmente.
9. Curado el hormigón
Cuando la losa de hormigón vaya a sustentar una capa de desgaste de hormigón asfáltico, se
cubrirá tan pronto aparezcan los primeros síntomas de endurecimiento superficial, con una
capa de asfalto diluido en proporción no mayor de 0,40 l/m2.
En caso de no poderse contar oportunamente con el producto asfáltico o si el hormigón
hidráulico de la losa va a servir directamente como superficie de rodamiento, se realizará el
curado durante no menos de tres días, siendo recomendable siete días a partir del momento
en que surjan los primeros síntomas de endurecimiento superficial mediante cualquier
procedimiento que mantenga una humedad y temperatura adecuada en el hormigón.
No se permitirá que las losas recién construidas sean sometidas a la lluvia; por tal motivo se
habrán de cubrir convenientemente las losas si se prevé lluvia al terminarse el hormigonado.
10. Textura superficial
Se obtendrá mediante la aplicación, manual o mecánica, de un cepillo con púas de plástico,
alambre o cualquier otro material que se apruebe. Las estrías que este cepillo produzca serán
sensiblemente paralelas o perpendiculares al eje de la vía, según se trate de una textura
longitudinal o transversal.
Cuando la textura superficial se obtenga por ranurado, será transversal a la vía. Las ranuras
serán paralelas entre sí y con una profundidad y anchura entre 5 mm y 7 mm. La distancia
entre sus ejes será variable y comprendida entre 10 mm y 35 mm. La profundidad de la textura
se comprobará mediante el método del círculo de arena.
11. Acabado de los bordes
Después de terminadas las operaciones necesarias para obtener el acabado de la superficie
se redondearán cuidadosamente los bordes de las losas. El valor del radio de este redondeo
211
Anexos I
es de 12 mm. En los bordes cuando cualquier desplome sobrepase los 6 mm, excluyendo el
redondeo de este, se harán las debidas correcciones antes de que el hormigón endurezca.
12. Tolerancias
Regularidad superficial: Se controlará dentro de las 24 horas a partir de su ejecución
Espesor: La tolerancia a admitir será de 10 mm.
Desviaciones:
- Con respecto a la planta diseñada no serán mayores de 10 mm.
- El desnivel entre losas adyacentes, (juntas longitudinales), no será superior a 3 mm y en las
juntas transversales no será superior a 2,5 mm.
- Las losas no presentarán fisuras.
13. Desencofrado
Los encofrados no se retirarán antes de las 24 horas siguientes de haberse vertido el
hormigón, debiendo dejarse completamente lisas las superficies de hormigón que estaban en
contacto con los moldes.
14. Apertura al Tránsito
No se permitirá el tránsito de vehículos sobre la losa de hormigón hasta que el mismo adquiera
la resistencia exigida para soportar la carga máxima de tránsito. Tampoco se permitirá el paso
de peatones durante las primeras 24 horas de haberse hormigonado la losa.
En caso de que se fuere a colocar una capa superficial de hormigón asfáltico, la misma no se
colocará hasta tanto la losa haya adquirido la resistencia necesaria para soportar los esfuerzos
producidos por los equipos de colocación o compactación.
2.3.3.1.1. Máquinas utilizadas en la técnica semi mecanizada
Se emplean máquinas para realizar las siguientes operaciones principales en la construcción
de la losa de hormigón hidráulico:
1. Producción de hormigón.
2. Transporte.
3. Vertido y colocación.
4. Compactación del hormigón.
5. Terminación de la superficie de la losa.
212
Anexos I
Se enumeran a continuación las máquinas utilizadas en cada operación.
1.- Producción:
 Las
Plantas
Móviles
y
Centralizadas
de
Producción
de
Hormigón
Hidráulico
(preferiblemente las primeras) (algunas de estas se pueden especializar en la producción
de hormigones secos) (fotos 17a y 17b).
 En Hormigoneras. (foto 18).
Foto 17. Plantas para la producción de Hormigón Hidráulico.
a) Planta Mezcladora Dosificadora
Hormigón Hidráulico.
Foto 18. Hormigonera basculante.
b) Planta Mezcladora de Hormigón
Seco
Foto 19. Camión Hormigonera.
2.- Transporte:
 Camiones Hormigoneras (foto 19)
 Camiones de Volteo.
 Moto volquetas.
 Moto carretillas.
213
Anexos I
3.- Vertido y Colocación:
 Directo mediante canales de los Camiones Hormigoneras. (foto 19)
 Directo mediante canales procedentes de los Camiones de Volteo.
4.- Compactación:
 Con Vibradores de Plato o de Inmersión. (foto 20).
 Con Compactadores Vibratorios (Cilindros de Llantas Lisas Vibratorios)
Foto 20. Vibradores de Inmersión.
Variantes semimecanizadas:
1. Moto carretillas – Hormigoneras – Motovolquetas – Vibradores.
2. Planta Centralizada – Camiones Hormigoneras – Vibradores.
Estas variantes mecanizan la producción y el transporte del hormigón, quedando el extendido y
el acabado por hacer de forma manual. Aunque en realidad estas variantes son semimecanizadas, pero se les denomina manuales al realizarse a pie de obra las restantes
operaciones. Seguidamente se explican detalladamente las técnicas mecanizadas:
2.3.3.2. Técnicas constructivas mecanizadas
Estos métodos se han impuestos, pues con ellos se logra alta productividad, un mínimo
consumo de mano de obra, mejor calidad en las terminaciones y reducción significativa de los
plazos de construcción, lo cual origina una reducción apreciable de los costos de construcción.
En éstos todas las operaciones: producción, transporte, extendido, compactación y acabado de
la superficie del hormigón se realizan mecanizadamente usando máquinas especiales que
214
Anexos I
extienden, compactan, nivelan y dan acabado superficial a la losa de hormigón, de ello se
desprenden las siguientes ventajas:
Ventajas:
1. Aumento sustancial del rendimiento y la productividad de los trabajos, lo que trae como
resultado una disminución de aproximadamente el 50 % de la mano de obra.
2. Mejor compactación, terminación, calidad y uniformidad en la superficie del pavimento.
3. Reducción significativa del costo del m3 de pavimento terminado.
Desventajas:
1. La necesidad de usar máquinas especiales (Pavimentadoras de Encofrados Deslizantes)
para extender, compactar, nivelar y dar acabado superficial a la losa.
2. El requerimiento de un adecuado acople o armonización de los equipos que intervienen en
los trabajos, que asegure un avance sostenido, uniforme y con alta productividad de los
mismos.
3. La creación de juntas transversales de construcción al finalizar cada jornada laboral, donde
se hace difícil lograr la requerida uniformidad superficial.
Para mecanizar integralmente esta técnica, surgió inicialmente el denominado: “Tren de
Máquinas”, este equipo realiza todas las operaciones anteriores y modernamente la
denominada: Pavimentadora de Encofrados Deslizantes (“Slipform-Pavers”) (foto 21) que las
realiza también de forma integral pero con mayor rendimiento y calidad que la primera.
Foto 21. Pavimentadoras de Encofrados Deslizantes
Por lo tanto, se pueden conformar diferentes variantes de ejecución mecanizada de dichos
trabajos en dependencia de su disponibilidad.
215
Anexos I
A continuación se presenta una variante donde todas las operaciones (producción del
hormigón hidráulico, trasporte, colocación, compactación, terminación de la superficie y
serrado o corte de la losa) se efectúan mediante el empleo de equipos especializados.
Planta Centralizada – Camiones Hormigonera o de Volteo – Pavimentadora de
Encofrados Deslizantes – Cortadora de Pavimentos.
Esta es la variante de realización con más alto grado de mecanización de los trabajos y por
consiguiente con mayor rendimiento. En ésta se logra un incremento significativo en la
productividad de estas labores llegando a duplicarse el valor anterior, llegando a superar los
1000 m lineales de hormigonado en carreteras de 2 carriles por día de trabajo (1 km/día).
En esta variante de alto grado de mecanización se emplea para el transporte y vertido del
hormigón preferiblemente los Camiones de Volteo de cama circular (“palanganitas”) en un
radio desde 300 m hasta 5 Km, ya que los Camiones Hormigoneras de Tambor normal
(existentes en Cuba) se demoran mucho en el vertido, por lo que se requieren Camiones
Hormigoneras especiales de tambores a volteo.
Para evitar el “cuello de botella” que se originaba al emplear el Tren de Máquinas y lograr
aumentar el rendimiento surgen en 1962 unas máquinas especiales que se desplazan sobre
esteras u orugas denominadas: “SLIPFORM PAVER” o Pavimentadoras de Encofrados
Deslizantes antes enumerada. En este caso las esteras se apoyan directamente sobre la base
de la carretera, pudiéndose adaptarse el ancho de la máquina al del pavimento a construir. En
este equipo el hormigón se vierte delante entre los dos encofrados laterales que posee, la cual
se ocupa de extender, compactar y dar el adecuado acabado superficial, a velocidad de
desplazamiento de hasta 2 m/min. (generalmente entre 1 y 2 minutos) en dependencia de la
consistencia del hormigón y de la correcta coordinación entre el trabajo de está y la producción
y transporte del hormigón pudiendo llegarse a alcanzar en jornadas de 8 horas rendimientos
reales de hasta 1 Km de losa y colocar en obra hasta 4 carriles de una vez.
Esta máquina posee unos sensores electrónicos que permiten hacer una correcta alineación,
también logran un mejor acabado superficial.
En resumen: utilizando estas máquinas se alcanzan mayores rendimientos, se reduce
significativamente la mano de obra al no tener que ir colocando y alineando los moldes –
carriles, llegándose a disminuir hasta en un 50 % el número de obreros, todo lo cual hace que
el costo del m3 de pavimento terminado se reduzca sensiblemente, así como que se
incremente la calidad y uniformidad de la superficie.
216
Anexos I
Rendimiento de la Pavimentadora de Encofrados Deslizantes (SLIPFORM PAVER).
El rendimiento o capacidad real de colocación de estas máquinas se determinará por las
siguientes expresiones:
CPED = (60 * B * V) * Kup,
m2/h
Donde:
B = ancho de colocación de la losa de hormigón (m).
V = Velocidad de desplazamiento del equipo (en m /min.) generalmente entre 1 y 2 m/min en
dependencia de la consistencia del hormigón y de la coordinación existente en su
abastecimiento.
Kup: Coeficiente Utilización Horaria. Se adoptarán valores entre 0,60 y 0,75 en dependencia
del estado técnico de la máquina.
CPED = (60 * B * V * e) * Kup, m3/h.
Donde:
e: espesor de la losa de hormigón a colocar (m).
También mediante:
CPED = (60 * B * V * C *  Hgón ) * Kup, t/h
Donde:
 Hgón = Peso Específico del Hormigón Hidráulico utilizado, generalmente: 2,4 a 2,5 t/m3.
En la determinación de los rendimientos de los conjuntos de máquinas de estas variantes de
ejecución, se emplean los mismos conceptos y principios ya conocidos:
 El RRC debe ser el máximo, por ello debe estar regido por la máquina principal, lo que
implica que: RR Maq Sec.> RR Maq Ppal.
 En caso de no poderse cumplir con la anterior condición entonces:
RRC = RR Máquina Secundaria de mínimo rendimiento.
A continuación se especifica la técnica de construcción mecanizada de un pavimento rígido:
1. Acondicionamiento de la subrasante
Esta contempla a su vez las operaciones siguientes:
 Cilindrado de prueba para detectar zonas flojas o débiles (sapos) para en caso de existir
realizar el removido, reemplazamiento del material y compactación correcta del área (que
217
Anexos I
se cumpla que:
 dk   dmín
En este caso:
 dmín
es el 95 % de la máxima del Proctor
Modificado)
 Perfilado correcto que garantice un correcto drenaje y nivelación con desniveles  15 mm.
2. Construcción de la capa base.
Excavación, carga, transporte, riego, nivelación y correcta compactación del material de
mejoramiento usado en la base, en capa de 0,10–0,15 m (mínimo 0,10 m). En este caso
también el suelo debe ser compactado con las siguientes exigencias:
 dk  dmín
(Donde:
 mín = 95 % de la máxima del Proctor Modificado)
 dk  dmín (  mín = 100 % de la máxima del Proctor Estándar).
En caso de que la losa de hormigón se construya sobre un antiguo pavimento habrá que
realizar o nivelar su superficie antes construida con grava–cemento, grava–asfalto, hormigón
asfáltico, etc., garantizando un adecuado diseño y construcción de dicha capa con estos
materiales.
3. Tratamiento de la superficie.
Para evitar que la lechada o pasta del hormigón se infiltre en el terreno lo que provocará la
retracción y disminución de la resistencia, así como para disminuir el coeficiente de
razonamiento, se colocará sobre la base un papel grueso especial con resistencia a tracción
mínima de 60 N/cm2 en seco y de 50 N/cm2 después de 2 horas de estar inmerso en agua (que
además sea impermeable), también se emplea moderadamente la colocación de rollos de
láminas de plástico que colocan Maquinarias Especiales.
Una tercera variante seria realizar la impermeabilización de la superficie de las bases con un
tratamiento asfáltico superficial (riego de imprimación).
4. Elaboración, transporte y colocación en obra del hormigón hidráulico. Variantes de
mecanización
 El hormigón se elabora en plantas móviles (Batching Plant), plantas centralizadas y
hormigoneras móviles de gran capacidad, debiendo ser dosificado por peso y no por
volumen para garantizar altas resistencias a compresión (Rbk entre 300 y 350 Kg/cm2 o
30–35 MPa) a los 28 días, debiendo además poseer la laborabilidad y consistencia
adecuada, pues de esto dependerá en gran medida la calidad del trabajo realizado.
 La transportación debe realizarse tan rápido como sea posible tratando que esta no
produzca segregación, exudación, pre-compactación, (lo cual provoca consistencia no
218
Anexos I
uniforme y la evaporación del agua de amasado, asegurando su colocación antes de
iniciarse el fraguado.
Esta transportación puede realizarse mediante: Motovolquetas y Camiones de Volteo de
cama circular en caso de usarse hormigón fresco a distancias cortas y medias distancias. A
distancias largas se emplearán los Camiones Hormigoneras que pueden transportar los
materiales y proceder a elaborar la mezcla unos minutos antes de arribar a la obra.
 El extendido, la compactación y el acabado de la superficie se hará mediante las máquinas
especiales antes citadas o por medios manuales.
 En el extendido debe asegurarse que la capa de hormigón sobre la subbase sea del
espesor calculado y especificado en el proyecto.
 La compactación se hace por vibración mediante una viga vibratoria provista con motores
excéntricos, hasta lograr la compacidad requerida.
 El acabado o terminación consistirá en lograr una superficie uniforme con la debida
rugosidad, pero libre de mareas, oquedades y otros defectos que puedan haber dejado las
máquinas y se hará manualmente, debe asegurarse que no existan desniveles superiores a
 3 mm debajo de una regla de 3 m de largo colocada en cualquier dirección.
5. Curado de la losa del pavimento.
Una vez hormigonado el pavimento se realiza el desencofre el cual se hace entre 24 y 36
horas de haberse colocado.
La operación de curado es fundamental pues así se evitan los efectos negativos de la
retracción y pérdidas de resistencia que pueden llegar hasta 30 %. El curado debe hacerse
durante los primeros 7 días y sobre todo en las primeras 48 horas. Los métodos de curado a
emplear son costosos, los más usuales y económicos son los siguientes:
 Cubrir el Pavimento con sacos mojados.
 Riego de agua.
 Cubrir con paja o hierba húmeda
 Vertido de sales industriales (Cloruro de Calcio o Cl2Ca, el Silicato de Sodio o SiO3 y el
Oxicloruro de Calcio (o Cl2OCa).
 Cubrir la superficie con láminas o mantas de polietileno.
 Otras sustancias impermeabilizantes.
Debe esperarse 15 días para abrirse el pavimento al tráfico una vez hecho el hormigonado,
para garantizar la debida protección de la losa.
219
Anexos I
6. Construcción de las juntas
Las juntas de expansión o contracción se construirán con la forma y en el lugar que indiquen
los planos del proyecto. Estas se hacen con la Cortadora de Pavimentos. El corte debe
realizarse en el momento del endurecimiento del hormigón, que se considera se encuentra
entre 6 y 12 horas una vez extendido y compactado.
En caso de no estar concebido su diseño las juntas longitudinales se harán cumpliendo lo
establecido en la NC 259: 2005.
Cuando la construcción del pavimento de hormigón hidráulico se ejecute mediante una
fundición continua, las juntas transversales se originarán con el serrado hecho mediante la
Cortadora de Pavimentos que se realice al hormigón fundido, según la longitud de losa
especificada en el proyecto y cumpliendo con la NC 259: 2005.
7. Terminación de la superficie de la losa
La terminación se hará de acuerdo a los aspectos siguientes y se controlará dentro de las 24
horas a partir de su ejecución:
Para que la losa sirva como superficie de rodamiento se alisará con frota o rodillos. No se
permite agregar mortero para conseguir la terminación. Una vez acabada la superficie, con una
regla de 3 metros se procede a medir las irregularidades que puedan existir, no se admitirán
depresiones o abultamientos mayores de 3 mm. Los puntos altos que incumplan esta
tolerancia serán eliminados mediante métodos abrasivos y se volverá a pasar la regla para
comprobar si aún existen irregularidades intolerables.
Dado el caso que la losa de hormigón requiera una capa de desgaste de hormigón asfáltico
(técnica denominada “negro sobre blanco”), la terminación final será de forma mecanizada con
Pavimentadora Asfáltica, garantizando tolerancias de 10 mm tanto transversal como
longitudinalmente.
8. Curado del hormigón de la losa
Cuando la losa de hormigón vaya a sustentar una capa de desgaste de hormigón asfáltico, se
cubrirá tan pronto aparezcan los primeros síntomas de endurecimiento superficial, efectuando
previamente un riego de adherencia de asfalto diluido en proporción no mayor de 0,40 l/m2. En
caso de no poderse contar oportunamente con el producto asfáltico o si el hormigón hidráulico
de la losa va a servir directamente como superficie de rodamiento, se realizará su curado
durante no menos de tres días, siendo recomendable siete días a partir del momento en que
220
Anexos I
surjan los primeros síntomas de endurecimiento superficial mediante cualquier procedimiento
que mantenga una humedad y temperatura adecuada en el hormigón.
No se permitirá que las losas recién construidas sean sometidas a la lluvia; por tal motivo se
habrán de cubrir convenientemente las losas con mantas si se prevé que llueva durante o al
finalizar el hormigonado.
9. Textura superficial
Se obtendrá mediante la aplicación, manual o mecánica, de un cepillo con púas plásticas, de
alambre o cualquier otro material similar que se apruebe. Las estrías que este cepillo produzca
serán sensiblemente paralelas o perpendiculares al eje de la vía, según se trate de una textura
longitudinal o transversal.
Cuando la textura superficial se obtenga por rasurado, éstos se harán transversales a la vía.
Las ranuras serán paralelas entre sí y con una profundidad y anchura entre 5 mm y 7 mm. La
distancia entre sus ejes será variable y comprendida entre 10 y 35 mm. La profundidad de la
textura se comprobará mediante el método del círculo de arena.
10. Acabado de los bordes
Después de terminadas las operaciones necesarias para obtener el acabado de la superficie
se redondearán cuidadosamente los bordes de las losas. El valor del radio de este redondeo
es de 12 mm. En los bordes cuando cualquier desplome sobrepase los 6 mm, excluyendo el
redondeo de este, se harán las debidas correcciones antes de que el hormigón endurezca.
2.3.3.3. Control de calidad para la construcción semimecanizada
y mecanizada.
En la actualidad los trabajos de construcción de las losas de hormigón hidráulico de los
pavimentos rígidos deben cumplir con la NC 259: 2005 para asegurar la debida calidad en este
importante elemento componente de la estructura de este tipo de pavimento.
Recomendaciones para garantizar la calidad de los trabajos:
 Construir bases granulares compactadas a máxima densidad, de pequeño espesor (10 a
15 cm.) y bien perfiladas.
 En caso de usar la técnica de “paños alternos” construir moldes resistentes, engrasados
en sus caras interiores y bien niveladas que garanticen espesores de diseño.
 Controlar la magnitud de la resistencia a compresión del hormigón elaborado y colocado,
para comprobar si supera la de diseño.
221
Anexos I
 Garantizar un correcto vibrado del concreto con vibradores de inmersión si los espesores
superan los 20 cm. Usar vibradores con diámetro de aguja de 5–9 cm, con frecuencia
vibratoria 8000–1200 r.p.m, con amplitud 0,6 a 1,3 m: Los puntos de vibración deben
espaciarse aproximadamente a 5 ø de la aguja (Ej. 25–35 cm si se usan agujas con
ø = 5–7 cm), debiendo permanecer introducidas en la masa del hormigón entre 5–15
segundos, extrayéndose cuando el sonido o zumbido del vibrador se haga constante.
 Efectuar un correcto curado para garantizar máximas resistencias del hormigón a la flexión
y a la abrasión, así como las fisuras por retracción, debiendo aplicarse el método más
económico, como mínimo durante 7 días.
En estas variantes hay que velar siempre porque la calidad de elaboración del hormigón sea la
requerida (que posea la homogeneidad, la resistencia y laborabilidad exigida) y por qué se
pueda mantener la regularidad necesaria en el suministro de este material, lo que equivale a
decir que exista una correcta coordinación entre la producción, el transporte, extendido,
compactación y determinación del hormigón del pavimento. Solo así puede afirmarse que se
logra una correcta ejecución de estos trabajos, garantizando el máximo rendimiento en su
realización.
En la construcción de pavimentos de hormigón hidráulico se efectúan los siguientes controles:
- Materiales
- Dosificación
- Ensayo del cono de Abrams
- Transporte de la mezcla de hormigón
- Resistencia a la flexo tracción
- Regularidad superficial
- Acabado
- Textura
- Tolerancias
 Materiales
1. El cemento
El control del cemento a granel y en sacos, comienza con su recepción e identificación en la
planta o en la obra. La recepción consiste en recoger el certificado de conformidad y
comprobar que el cemento corresponde con el tipo, calidad y procedencia solicitados, así
como que el fabricante establezca claramente su conformidad con los requerimientos de las
222
Anexos I
normas correspondientes (NC 95: 2001; NC 96: 2001; NC 98: 2001; NC 99: 2001;
NC 100: 2001; NC 101: 2001).
El productor de hormigón tiene que muestrear cada lote de cemento, la muestra se guarda en
un recipiente tapado y suficientemente hermético, que se identifica con el tipo, calidad y
procedencia del cemento y la fecha de arribo del lote. Las muestras se guardan en un estante,
separadas del piso, no menos de 28 días después de agotado el lote y si los hormigones
producidos con este lote no han presentado dificultades, la muestra es desechada. Si los
hormigones producidos presentan caídas de resistencias, o afectaciones en sus propiedades
en general, la muestra es enviada a un laboratorio de tercera parte para efectuarle los ensayos
físico-mecánicos, de manera que si los resultados obtenidos no cumplen con las
especificaciones de calidad establecidas en las normas se pueda proceder a efectuar
reclamaciones legales al productor del cemento. El productor de hormigón debe muestrear
además algunos lotes de cemento para efectuar ensayos sistemáticos de control en su
laboratorio o en cualquier otro laboratorio independiente de tercera parte. Tanto los resultados
de los ensayos sistemáticos de control, como los de los ensayos contratados a laboratorios de
terceros para casos de litigios, deberán quedar adecuadamente documentados.
El cemento se almacena cumpliendo los requerimientos normativos, ya sea en sacos (en
almacenes cerrados), o a granel en silos herméticos, con filtros o sistemas anti-polvo. Antes de
ser utilizado un lote de cemento a granel, se debe comprobar que su temperatura no supera
los 50 °C, que es el valor máximo establecido en la norma NC 120: 2001. A temperaturas
superiores a los 50 °C el cemento se podrá utilizar, siempre que se compruebe (y se mantenga
un control sistemático) que la temperatura del hormigón al concluir el proceso de preparación
de la mezcla no exceda los 35 °C. La temperatura del cemento se mide en los conos inferiores
de los silos, empleando un termómetro industrial y su valor deberá quedar registrado.
2. Los áridos
El control de los áridos comienza también con su recepción e identificación en la planta o en la
obra. La recepción consiste en recoger el certificado de conformidad y comprobar que los
áridos corresponden con la fracción nominal y procedencia solicitados, así como que el
fabricante establezca su conformidad con las especificaciones especiales establecidas
mediante relaciones contractuales entre el productor y el usuario, siempre que estas no
afecten la calidad del hormigón producido. El recibidor de áridos en las plantas o centros
preparadores de hormigón se sube al equipo de transporte y por inspección visual determina si
las características del árido corresponden con la fracción y procedencia solicitadas, con su
223
Anexos I
visto bueno el árido puede ser descargado del transporte, sin unirlo aún a otros lotes
previamente almacenados. El lote descargado se muestrea según los requerimientos de la
norma vigente y se efectúa de inmediato el ensayo de determinación del porcentaje de material
más fino que el tamiz No. 200 (0,074 mm de abertura) por la NC 182: 2001 y sólo si el árido
cumple con el valor especificado en la norma actual (o con las especificaciones especiales
establecidas en las relaciones contractuales entre el productor y el usuario), se procede a
unirlo con otros lotes anteriores de igual fracción y procedencia dentro del patio de áridos.
Cada lote de áridos (de igual fracción y procedencia) tiene que muestrearse según la norma
vigente para efectuarle ensayos sistemáticos de control en el laboratorio del productor de
hormigón o en cualquier otro laboratorio acreditado. El productor de hormigón mantiene otra
muestra paralela almacenada hasta que los ensayos sistemáticos se hayan efectuado (durante
un período aproximado de 7 días) y si no se detectan “no conformidades” con los requisitos
establecido en la norma, se procede a desecharla. Si se detectan “no conformidades”, se
procede a enviar la muestra paralela a un laboratorio acreditado independiente, de tercera
parte y si se comprueban las mismas, se puede entonces efectuar la reclamación oficial al
productor de los áridos. Los áridos se almacenan en patios con pisos de hormigón, con
pendiente suficiente para garantizar su drenaje y por fracciones y procedencias, colocando
entre ellas muros partidores con la altura suficiente para evitar que se mezclen entre ellas. El
reapile en el patio de áridos solo puede efectuarse con equipos sobre neumáticos.
3- Los aditivos químicos y las adiciones minerales
La recepción de los aditivos químicos consiste en comprobar que la marca comercial y el
fabricante corresponden con lo solicitado y que la fecha de vencimiento y la garantía del aditivo
no han transcurrido aún. Por lo general no se les realizan ensayos de control de calidad en el
centro de producción del hormigón, salvo casos especiales de ensayos de caracterización, que
se le contratan un laboratorio químico especializado, lo que si es indispensable, es ensayar
previamente los comportamiento de los hormigones con el empleo de los aditivos, para
descartar cualquier caso de incompatibilidad con las materias primas utilizadas, en especial
con el cemento, también para descartar cualquier otro efecto secundario negativo y sobre todo
para comprobar que el aditivo que se va a emplear permite alcanzar los desempeños
deseados en el hormigón, aportándole el correspondiente valor agregado. Los aditivos se
almacenarán bajo techo y bien tapados. La recepción de las adiciones minerales se hace
comprobando su procedencia, marca comercial, fabricante, etc., con lo solicitado, o con las
especificaciones normativas si las hubiera. Al igual que a los aditivos químicos a las adiciones
224
Anexos I
minerales no se les realizan ensayos de control de calidad en el centro de producción, salvo
casos especiales de ensayos de caracterización en laboratorios químicos especializados. Es
indispensable que los hormigones con adiciones minerales se hayan ensayado previamente
para comprobar que se pueden alcanzar con ellas los desempeños deseados en el hormigón,
aportándole el correspondiente valor agregado.
Las adiciones minerales se almacenan en sacos en almacenes cerrados o a granel en silos
herméticos con filtros o sistemas anti-polvo.
4- El agua de amasado
Al agua de amasado del hormigón sólo se le efectúan ensayos químicos previos (en un
laboratorio químico acreditado) cuando no está certificada como agua potable, o existen dudas
sobre su procedencia o posible contaminación. El almacenaje del agua de amasado del
hormigón tiene que evitar su contaminación con cualquier tipo de sustancia orgánica e
inorgánica.
Control del diseño de la mezcla de hormigón
El responsable del diseño de la mezcla de hormigón es el productor de hormigón, salvo de que
mediante acuerdo previo con el usuario se haya establecido como válido el diseño elaborado
por el propio usuario o por otra entidad contratada por el mismo. El método empleado en el
diseño de la mezcla debe quedar debidamente fundamentado y documentado.
El diseño se verifica a escala de laboratorio a través de las mezclas de prueba, cuyos
resultados concretos y ajustes también deberán quedar documentados. La expresión final de
los diseños de mezcla a escala de laboratorio serán las tablas de dosificación preliminares,
que se someterán a las pruebas industriales en planta durante el tiempo requerido para
obtener no menos de seis valores de medias muestreales que permitan calcular las
resistencias características obtenidas.
Las pruebas industriales de los diseños de mezclas se efectuarán bajo la supervisión de los
especialistas del laboratorio, que serán los responsables de efectuar los ajustes
correspondientes. Como resultado de las pruebas industriales se obtendrán las tablas de
dosificación definitivas.
Las tablas de dosificación son documentos oficiales y deben tener la fecha final de obtención y
la firma del Jefe del Laboratorio certificando su validez. El período de validez de las tablas de
dosificación depende de la estabilidad de las materias primas (en especial los áridos y el
cemento) y de la tecnología prevista para su producción. Es recomendable revisarlas
225
Anexos I
anualmente, los ajustes sistemáticos que se le efectúen a los diseños de las mezclas,
atendiendo a los resultados estadísticos de los hormigones, deben quedar oficialmente
documentados y aprobados por el Jefe del Laboratorio.
Es indispensable que exista una adecuada correspondencia entre el diseño de la mezcla y el
método que después se empleará para el ajuste de las dosificaciones por la humedad de los
áridos en el proceso productivo.
Cuando en el diseño de la mezcla se utilizan los pesos específicos saturados y sin humedad
superficial de los áridos, el ajuste se deberá efectuar mediante la determinación de la humedad
superficial de las arenas empleando el frasco Chapman, según la NC 184: 2002 sólo en casos
en que no se disponga temporalmente del frasco Chapman se admite el empleo de una
probeta graduada de 500 ml. Cuando en el diseño de la mezcla se utilizan los pesos
específicos corrientes de los áridos, el ajuste se efectuará mediante la determinación de la
humedad total de los áridos, ya sea mediante métodos de campo o mediante sensores de
humedad por microondas, moderación de neutrones, capacitiva o infrarroja.
Un parámetro muy importante a verificar en el diseño de la mezcla que se va a utilizar en una
estructura, es el tamaño máximo nominal del árido empleado, de manera que el hormigón
pueda atravesar sin dificultades a través de las armaduras de acero y también entre la
armadura y el encofrado para conformar el recubrimiento del acero.
El diseño de las mezclas de hormigón responde al cumplimiento del desempeño que deben
cumplir las estructuras en sus condiciones de servicio. Estos desempeños son básicamente
por resistencias mecánicas y por durabilidad.
Como los requerimientos de desempeño por durabilidad de los hormigones se establecen
normalmente mediante métodos determinísticos, se considera que el hormigón cumple con las
especificaciones, si en el diseño de la mezcla se tuvieron en cuenta las exigencias normativas
de:
- Relación agua/cemento máxima
- Contenido mínimo de cemento
- Resistencia mínima a compresión del hormigón que se establecen en la NC 120: 2001 para
cada tipo o combinación de ambientes agresivos a que va a quedar expuesta la estructura
durante su vida en servicio.
226
Anexos I
 Ensayo del Cono de Abrams. (Ver las NC 174: 2002 y NC 120: 2002)
Este método de ensayo se basa en determinar la consistencia del hormigón fresco, a través de
la comprobación de la disminución de la altura de una porción de la mezcla fresca de hormigón
que ha sido moldeada y compactada en un recipiente en forma de cono trunco.
Características que debe cumplir el ensayo:
1) El asentamiento dependerá del método constructivo.
2) Si se usan máquinas este estará entre 10 mm y 40 mm.
3) Cuando la ejecución sea manual este no será mayor de 90 mm.
 Transporte de la mezcla de hormigón
En el proceso de preparación del hormigonado deberá garantizarse el acceso de los equipos
de transporte a distancia de la mezcla, las plazoletas de ubicación de los equipos principales y
auxiliares de hormigonado y sus posibles movimientos durante el proceso de vertido de la
mezcla.
Las básculas de las plantas preparadoras de hormigón deben ser calibradas cada tres meses y
verificadas una vez al año por el órgano metrológico nacional. Aspecto que debe quedar
adecuadamente documentado.
Para las mezclas elaboradas a pie de obra, en hormigoneras estacionarias (o remolcables) y
empleando la medición de los materiales por volúmenes, será obligatorio contar con la
parihuela típica para la calibración del volumen básico empleado (por ejemplo un vagón). La
parihuela típica tendrá el volumen aproximado de un saco de cemento vertido sin compactar.
En estos casos se ajustará la dosificación empleada teniendo en cuenta la humedad de la
arena, por el método del entumecimiento de la arena. Los resultados de este ensayo serán
también registrados.
En el transporte a distancia de la mezcla fresca, juega un papel decisivo el mantenimiento de
las propiedades de la mezcla y muy especialmente el control de las variaciones de su
consistencia con el tiempo y su restauración mediante un acomodo (retempering) controlado
sin alteración de la relación agua/cemento de diseño. El responsable del transporte a distancia
de la mezcla responderá por la realización de un acomodo (retempering) controlado de la
mezcla, si este resulta necesario, de manera que no se afecte su relación agua/cemento en el
proceso. Quedan terminantemente prohibidas las adiciones de agua o de aditivos químicos no
controladas para retornar el valor del asentamiento de la mezcla a su valor inicial. El método y
los resultados del acomodo de la mezcla quedarán adecuadamente registrados.
227
Anexos I
 Resistencia a la flexo-tracción
Se controlará la resistencia establecida en el diseño, siguiendo los requisitos que plantea el
Reglamento Técnico de la Construcción No. 1, punto 9.
La resistencia característica con la que se diseñan los hormigones hidráulicos para ser
utilizados en carreteras y aeropuertos tiene un valor entre 4,2 MPa y 5,2 MPa al flexo-tracción,
el valor normalmente usado es de 5,0 MPa y las edades para su control en las obras que se
chequearán son las siguientes:
Carreteras
7 y 28 días.
Aeropuertos
7, 28 y 90 días.
A los 7 días los valores serán aproximadamente de un 80 % del requerido a los 28 días para el
caso de las carreteras, en el caso de los aeropuertos no deben estar por debajo de lo
requerido a los 90 días.
 Acabado
Es lo mismo que en la parte de ejecución
 Textura
Es lo mismo que en la parte de ejecución
 Tolerancias
Es lo mismo que en la parte de ejecución
2.3.4. Tecnología de refuerzo de hormigón hidráulico sobre
pavimentos de hormigón asfáltico. White Topping (WT)
228
Anexos I
White Topping es una técnica de rehabilitación de pavimento flexible con daños superficiales,
la que consiste en colocar encima del pavimento existente una sobre-carpeta de concreto
hidráulico, aumentando con ello la vida útil de esta estructura. Es una técnica que se ha
desarrollado y empleado en varios países desarrollados, la cual permite la recuperación del
índice de servicio de las carreteras a bajo costo y de forma rápida.
Esta técnica asume el pavimento existente como una base, aprovechando de esta forma su
capacidad resistente utilizando hormigones normales, lo que se denomina White Topping
Convencional (W.C). Cuando se utilizan hormigones de alta resistencia reforzados con mallas
de acero se le denomina Ultra Thin White Topping (U.T.W).
Para su empleo no se necesita la realización de excavaciones ni de otros trabajos de
movimientos de tierra, generalmente solo debe realizarse un ligero tratamiento superficial
(bacheo y limpieza de la capa de superficie del pavimento asfáltico) y colocar o construir la
losa de concreto sobre el mismo. Aunque en algunas ocasiones, dado el mal estado de la capa
de rodadura, sea necesario retirar la misma con una Fresadora dejando la base granular, con
lo cual se logra una mayor unión entre ambos elementos y por lo tanto una mejor transferencia
de cargas del tránsito.
Figura 7: Estructura típica de rehabilitación por la técnica de Whitetopping
Existen varios tipos de White Topping, los cuales se clasifican según su espesor:

Convencional: el espesor de la losa es superior a 20 cm.

Delgado: el espesor de la losa oscila entre 10 a 20 cm.

Ultradelgado: el espesor de la losa oscila entre 5 a 10 cm.
Para que sea viable la rehabilitación de una vía mediante la técnica de Whitetopping, esta
debe cumplir con ciertas condiciones:

El deterioro de la carpeta asfáltica sea superficial, esto quiere decir, que no tenga una
afectación evidente en su estructura.
229
Anexos I

El espesor del asfalto existente después de fresado no sea menor de 7,5 cm.
2.3.4.1. Ventajas de la tecnología White Topping
1. Se puede aplicar sobre pavimentos asfálticos que exhiban cualquier condición de deterioro
superficial, tanto en los que requieran una mínima reparación como un bacheo, así como
los que necesiten eliminación total de la capa de rodadura, previo a la construcción de la
losa de concreto.
2. El concreto ofrece una superficie más fuerte y duradera y donde las cargas pesadas no
forman roderas ni ondulaciones, se mantienen elevados niveles de rozamiento entre el
vehículo y el pavimento, evitando así peligrosos deslizamientos que pudieran originar
accidentes.
3. Mejora el drenaje al eliminar los defectos de los pavimentos flexibles que tienden a
acumular agua, lo cual produce una superficie más segura para la circulación vial.
4. Su costo total es menor que la rehabilitación con concreto asfáltico, considerando el ciclo
de vida completo (construcción más conservación), aunque la inversión inicial es mayor.
5. La vida útil del pavimento se incrementa en 15 o 20 años, prácticamente sin costos de
mantenimiento.
6. Se incrementa la visibilidad del pavimento en condiciones adversas, originándose incluso
reducción de los gastos de iluminación nocturna.
7. La losa de concreto es capaz de soportar mejor y con amplios márgenes de seguridad las
cargas típicas del tráfico de diseño, en caso de aumentar el mismo.
8. La rigidez de estos pavimentos y su inalterabilidad ante combustibles y lubricantes, los
hace especialmente confiables para mantener una superficie de rodadura en correctas
condiciones, durante todo el tiempo de explotación da la carretera.
9. Es una solución ideal para las zonas de peaje, ramales de enlaces, en intersecciones
semaforizadas, paradas de ómnibus, áreas de aparcamiento de aviones en aeropuertos, en
zonas de carga en los Puertos, en general en aquellas donde el tráfico está arrancando y
parando con gran frecuencia, donde los vehículos pesados están estacionados largas
horas, evitándose ondulaciones y otras deformaciones indeseables.
10. Después de una abundante lluvia es posible realizar la construcción del pavimento de
hormigón mediante esta tecnología, lo cual no es factible usando los procedimientos
tradicionales con hormigón asfáltico caliente.
230
Anexos I
11. Es una técnica que puede tener una ejecución más rápida que la tradicional.
2.3.4.2. Principales campos de aplicación
Las principales áreas de utilización de la tecnología White Topping son:
- Las Carreteras.
Tanto las rurales como las urbanas.
- Intersecciones.
En intersecciones de todo tipo, donde se originan molestias al usuario por deterioros del
pavimento existente.
- Zonas de estacionamientos.
Principalmente en parqueos de áreas comerciales, industriales, portuarias y estacionamientos
de ómnibus.
- En los Aeropuertos:
Se utiliza para construir o reparar áreas de parqueo de los aeropuertos de aviones de poco
porte, como los de fumigación, de paseo, etc.
2.3.4.3. Materiales utilizados en la tecnología White Topping
- Áridos:
Deben cumplir con las características y exigencias para su empleo en la superficie del
pavimento de una carretera, sobre todo en cuanto a la dureza, la resistencia a la trituración y al
desgaste, así como en la rugosidad.
En un concreto para su uso en pavimentos de carreteras, es deseable utilizar los áridos de
mayor tamaño máximo compatible con la producción y la realización en la obra, evitando
siempre la segregación de los agregados gruesos.
Las ventajas de los agregados gruesos son numerosas, principalmente porque:
 Mejoran la transferencia de cargas por una mejor trabazón en los bordes de las juntas.
 Se puede reducir el contenido de cemento en la proporción de
d / 40 .
Donde:
d: tamaño máximo del agregado (expresados en mm).
231
Anexos I
Por ejemplo, para d = 60 mm, se tiene una reducción del 10 % del cemento respecto a
d = 40 mm.
 En materia de costos y energía se logran economías.
De todas maneras, conviene supervisar durante la producción del concreto el buen
funcionamiento de las tolvas que contienen los áridos y en el caso de mezclas en obra, vigilar
los riesgos de acumulación de agua o bolsas de aire en la superficie interior de estos
agregados.
En ningún caso se permitirá depositar los áridos sobre la superficie de sustentación y los
lugares en que sea autorizado su acopio, estarán preparados de antemano de forma tal que
puedan ser manipulados los mismos sin que se contaminen o mezclen con materiales
perjudiciales.
- Cemento:
El cemento será el Portland P-350.
En lo concerniente a los concretos para pavimentos, hay necesidad de que el fraguado inicial
se demore para permitir el transporte y la colocación en la obra, exigiéndose una resistencia
bastante alta a compresión. Sin embargo, a menos que se necesite dar al servicio la vía en un
plazo corto, se trata de buscar una retracción y un calor hidratación lo más bajo posible, así
como una gran regularidad en la calidad de fabricación.
Se deben definir ciertas características y valores admisibles para las clases de cemento que se
emplearán, tales como:
 Contenido potencial de aluminato tricálcico (C3A) del clinker constitutivo del cemento: su
máximo está fijado en el 80 %, salvo si la velocidad de retracción, de hidratación del
cemento sea inferior o igual a 1.10-5.
 El tiempo de fraguado: se ha fijado en 3 horas a 20 ºC y en 2 horas a los 30 ºC.
Las características del Cemento Portland son conocidas, pero la selección de su proveniencia
también es muy importante, la cual se debe determinar antes del comienzo de la
pavimentación. La selección del tipo de cemento debe exigirse en el estudio que se haga con
anterioridad a la licitación de la obra. Si la realización de la obra se hace en épocas muy
distintas, el cemento puede provenir de orígenes diferentes. En este caso, el estudio debe
mostrar que los concretos hechos con diferentes cementos tienen las mismas características
mecánicas exigidas.
232
Anexos I
- Agua:
La calidad del agua utilizada para hidratar el concreto debe ser muy controlada, la cantidad de
sales disueltas debe ser inferior a 1 gramo por litro, de las cuales menos de medio gramo
deben ser cloruros (expresados como CaCl2) y la concentración de materias en suspensión
debe ser inferior al 0.5 %.
Por otra parte, es necesario estudiar el origen del agua y su modo de almacenamiento en la
planta, para evitar los riesgos de contaminación accidental (con detergente, materias
orgánicas, arcillas, materias azucaradas o saladas, sulfatos, etc.). Por lo tanto, no conviene
utilizar agua de mar, de pantanos, turbias o de desechos de fábricas.
La temperatura del agua no debe ser muy elevada. En particular, sí por razones de suministro
el agua se debe almacenar en tanques, es conveniente protegerla de los rayos del sol sobre
todo en el verano.
En el caso de las plantas grandes donde el plazo de distribución es muy corto, se debe tener
en cuenta un suministro y reserva de agua de emergencia.
También se puede pensar en dos tipos de abastecimiento; uno para la mezcla y transportación
del concreto y otro para todas las operaciones anexas como corte de las losas, lavado de los
camiones, humedecimiento de la subrasante conformada, etc., pero naturalmente se debe
tener precaución para evitar cualquier clase de mezcla entre los diversos tipos de agua.
- Aditivos:
Son productos que se incorporan en pequeñas cantidades dentro del concreto o del mortero en
el momento de su mezcla o extendido sobre la superficie de los mismos cuando están aún
frescos, provocando modificaciones inherentes a sus propiedades habituales o a su
comportamiento. Su empleo no debe deteriorar a largo plazo las características del concreto,
sin embargo, una ligera disminución de algunas características se puede aceptar
eventualmente.
Se trata, en general, de productos químicos muy activos, que se deben emplear en dosis
mínimas. Las normas precisan que se deben agregar cantidades inferiores al 5 % e incluso a
veces 0.5/1000 del peso del cemento.
Los aditivos no se deben utilizar hasta después de la ejecución de los ensayos
correspondiente para las condiciones reales de la obra.
233
Anexos I
Los principales aditivos usados en esta tecnología son:
 Los plastificantes, reductores de agua.
 Los incorporadores de aire.
 Los aceleradores de fraguado y de endurecimiento.
 Los aceleradores de fraguado solamente.
 Los aceleradores de endurecimiento solamente.
 Los retardadores de fraguado.
Las técnicas de construcción vial requieren de los retardadores y aceleradores de fraguado, de
los plastificantes y de los incorporadores de aire, siendo los segundos antes relacionados los
de mayor interés en este caso.
Estos aditivos aceleradores del fraguado son importados y se realizan a partir de nitritos que
son para los hormigones masivos. Ejemplo de ellos son: MAPEI, RUREDIL, SIKA que son
algunos de los más usados en Cuba.
2.3.4.4. Maquinarias y equipos
Los pavimentos han presentado durante los últimos años un gran desarrollo en la tecnología,
no sólo en equipos de colocación, sino también en los equipos o herramientas de corte y
acabado superficial que le brindan al pavimento de concreto una gran calidad y durabilidad.
Por lo dicho anteriormente la Tecnología de White Topping no está ajena a estos cambios ya
que se pueden construir desde la forma manual hasta con alta mecanización, todo está de
acuerdo a la que se disponga para su ejecución.
A continuación se hará referencia a los equipos y utensilios de construcción que se utiliza en el
mundo, de forma manual y mecanizada, para la ejecución de la tecnología de White Topping:
1. Fresadora de Pavimentos.
2. Planta Mezcladora–Dosificadora de Hormigón Hidráulico.
3. Camiones Hormigoneras.
4. Camiones de Volteo.
5. Encofrados Metálicos y de Madera.
6. Rodillos Vibradores o Cilindros de Llantas Lisas Vibratorios.
7. Pavimentadora de Encofrado Deslizante (SLIPFORM PAVER).
8. Regla Vibratoria.
9. Vibradores de Inmersión.
234
Anexos I
10. Froteadoras.
11. Texturificador.
12. Peines metálicos.
13. Aspersores de agua.
14. Cortadora de pavimentos (con sierra de diamante).
15. Colocador de juntas.
La utilización de estas maquinarias y herramientas dependerá fundamentalmente del tipo de
White Topping que se vaya a realizar y de los recursos que se disponga, estas se pueden
apreciar más adelante en una secuencia de fotos que ilustra la reparación de un tramo de
carretera mediante la técnica Ultra Thin Whitetopping.
Proposición de la técnica idónea para la ejecución del WC y del UTW
Deben precisarse aspectos fundamentales de esta tecnología de rehabilitación o refuerzo de
pavimento flexible con losa de hormigón hidráulico. Lo primero son los espesores de la losa ya
que en el W.C. estos oscilan entre los 10–20 cm y el U.T.W. entre los 8–10 cm. Otra es que en
la U.T.W. el hormigón es reforzado y en la W.C. es masivo. Otro aspecto a destacar, es que en
ambas variantes tecnológicas se puede aplicar usando técnicas de construcción: mecanizadas,
semimecanizadas y de manera manual, todo dependerá del equipamiento que se posea para
su ejecución, pero preferiblemente deben ejecutarse con técnicas de alta mecanización.
Para el W.C. y el U.T.W. se propondrá una variante semimecanizada, que puede ser la de uso
más común dado los equipos y demás recursos disponibles en Cuba.
2.3.4.5. Técnica constructiva semimecanizada del White Topping
Convencional
1- Actividades preliminares (replanteo del área o tramo a reparar, limpieza de la misma,
etc.).
2- Tratamiento de la superficie del pavimento a reparar.
3- Replanteo y colocación de los moldes.
4- Fabricación del hormigón en Planta, según diseño.
5- Transportación y colocación del hormigón en la obra mediante Camiones Hormigoneras.
6- Compactación del hormigón.
7- Terminación de la superficie del pavimento.
8- Curado del hormigón.
9- Desencofrado.
235
Anexos I
10- Ejecución de las juntas.
11- Sellado de las juntas.
12- Reconstrucción de cunetas y taludes laterales, en caso necesario.
13- Limpieza del área de la obra.
14- Reposición de la señalización.
15- Apertura al tránsito.
A continuación se plantean los principales aspectos a considerar en cada paso, para lograr la
calidad requerida:
1. Actividades preliminares.
La durabilidad del pavimento rehabilitado será mayor en la medida en que se logre una
excelente preparación y acondicionamiento previo de la estructura del pavimento existente, ya
que el método W.C consiste en la construcción de una losa de hormigón masivo sobre la capa
de rodadura del pavimento flexible, ya que el mismo se considerará como la capa de base
(también se considera en el U.T.W.), para aprovechar su alto módulo elástico.
Antes de la extensión del refuerzo se deben tratar debidamente los deterioros existentes en el
pavimento asfáltico, así como el análisis de sus posibles orígenes, esto es en el caso de que
existan zonas flojas o inestables (“sapos”). En áreas con ahuecamientos y en las zonas con
baches de hasta 5 cm de profundidad se debe proceder a una nivelación con relleno fluido,
autonivelante y autocompactante (o mezclas asfálticas en caliente), que permita asegurar una
superficie uniforme y continua.
Para zonas de bacheo, el área de la falla que afecta la superficie y la base, se deberá
enmarcar con trazos que rodeen dicha falla por lo menos 30 cm adicionales de su borde.
Posteriormente se retira todo el material contaminado, para luego reconstruir una nueva base
que permita soportar las condiciones de servicio previstas.
Las excavaciones se deben hacer hasta la profundidad adecuada indicada en las
especificaciones del proyecto, de acuerdo con el nivel de deterioro, tratando de minimizarlas.
En zonas de reemplazo por bacheo se emplean rellenos fluidos autonivelantes y
autocompactantes (hormigón hidráulico), que aceleren el proceso constructivo y garanticen
una buena capacidad de soporte.
Otra opción para la zonas de bacheo, es la de emplear material granular seleccionado, que
debe ser compactado a máxima densidad, para evitar asentamientos futuros.
236
Anexos I
Inmediatamente antes del llenado de la cavidad excavada con el nuevo material de base, la
subrasante deberá limpiarse y humedecerse, lo mismo para las superficies verticales de la
cavidad realizada.
En la siguiente Tabla 51 se demuestran varios tipos de deterioros que se pueden encontrar en
los pavimentos y las operaciones que se deben realizar antes de ejecutar en los pavimentos de
hormigón asfálticos los refuerzos con hormigón hidráulico.
Tabla 51. Reparaciones a realizar según tipos de deterioros
Tipos de
deterioros
Reparación a realizar
Factores a considerar
Roderas (>5 cm).
Fresado de la capa de nivelación.
Drenaje transversal o bombeo
Ondulaciones.
Fresado.
Espesor que queda
Desintegración.
Sellado de la superficie y riego de
imprimación.
Barrido de la superficie
Piel de cocodrilo.
Sellado de grietas.
Cuarteo en maya
gruesa.
Sellado
de
grietas
reconstrucción del tramo.
Agrietamiento
transversal.
Sellado de grietas.
Grietas (< 5 cm).
Sellado de grietas.
---
Grietas profundas.
Deben ser rellenados con material
granular, H.A.C. o H.A.F.
---
Grandes baches.
Relleno fluido o material rocoso
seleccionado.
--o
Existencia de zona
inestable en la subrasante
(“sapos”)
Tratamiento antiadherente
Si hay afectación de la base
En caso de que existan roderas mayores de 5 cm se puede efectuar un frezado de la
superficie, teniendo en cuenta que el espesor del antiguo pavimento ya fresado no debe ser
inferior a los 80 mm si el refuerzo de hormigón consiste en una capa delgada (como en el
U.T.W.).
Se harán los ensanches necesarios a fin de asegurar que el firme existente sea
suficientemente homogéneo y uniforme para servir de apoyo a la losa de refuerzo del nuevo
pavimento a construir.
2. Tratamiento superficial.
Este es otro aspecto importante en el proceso de preparación previa, ya que así se eliminan
las partículas sueltas sobre la superficie del viejo pavimento, como: polvo, residuos de
combustibles, lubricantes, es decir todo aquello que constituya un material que entorpezca la
237
Anexos I
adherencia entre la superficie del pavimento flexible por rehabilitar y la sobre-carpeta de
concreto a construir.
La limpieza se puede lograr mediante lavado y cepillado enérgico de la superficie; en todo caso
lo que se debe conseguir al final es una superficie limpia capaz de poseer una excelente
adherencia entre la capa de pavimento asfáltica deteriorada y la sobre-carpeta de concreto y
también lograr economía evitando sobre consumo de concreto innecesario.
Por lo general, la limpieza se realiza el día previo o el mismo día del hormigonado, mediante
un barrido hidráulico con hidrolavadoras de alta presión, a razón de 40 l/min. Esto implica
contar con un equipo con gran capacidad de almacenamiento de agua y los correspondientes
dispositivos instalados en el mismo (foto 22).
Foto 22. Limpieza con hidrolavado (camión cisterna de 22 m3 con dos bombas
independientes)
Finalmente, una o dos horas antes que el hormigón tome contacto con la superficie de
concreto asfáltico, se realiza el barrido con aire comprimido (foto 23). Esta tarea depende de
las condiciones climáticas y del tránsito que circula por la senda adyacente, por lo que muchas
veces se hace necesario mantener el barrido delante del tren de pavimentación, de forma de
retirar el polvo que pudiera depositarse
sobre la calzada texturizada. En caso de ser
necesario, previamente se puede complementar la limpieza con un barrido mecánico con
cepillo.
238
Anexos I
Foto 23. Barrido con aire comprimido para liberar la superficie del polvo adherido
Se procederá previamente a la mejora del drenaje, en el caso de que se requiera controlar el
drenaje y los niveles entre la nueva superficie del pavimento, los contenes y badenes
existentes. Se debe realizar un corte con una Cortadora de Pavimentos en cada uno de los
lados de la calzada que tenga una profundidad equivalente al espesor de la sobre-carpeta de
concreto, con el fin de rebajar la superficie del pavimento y conservar la altura del contén
existente, tal como se aprecia seguidamente en la figura 8:
Figura 8. Media sección de un Pavimento reparado mediante WT
3. Replanteo y colocación de los moldes.
A partir del eje de la vía o de los ejes de referencia se replantearán los bordes interiores de los
paseos: en los tramos rectos el replanteo se efectuará cada 20 m, mientras que en las curvas
se hará cada 10 m. Las curvas se replantearán en todo su desarrollo y sus bordes terminados
se corresponderán con los radios de curvatura del proyecto.
Una vez obtenida la rasante se deberán colocar los encofrados laterales sujetándolos
firmemente al terreno. Estos deben ser metálicos, rígidos, rectos, sin torceduras con bordes
239
Anexos I
formando ángulos rectos y de altura igual al espesor de la losa. La cantidad de moldes debe
ser adecuada para asegurar el avance diario programado, considerando que no se puede
desmoldear antes de lo especificado por el diseño, según el tipo de concreto. La cara lateral
del encofrado en contacto con el hormigón debe impregnarse con un producto que facilite el
desencofre. Estos encofrados se tienen que realizar previendo el hormigonado mediante paños
alternos o moldes corridos.
4. Fabricación del hormigón y toma de muestra para ensayos.
Los componentes del hormigón como cemento, áridos finos y gruesos, agua y aditivos son
dosificados por el Método de O`Reilly y mezclados en Planta, teniendo estos materiales las
características antes mencionadas.
La fabricación del hormigón debe hacerse en Plantas Móviles o Fijas de Hormigón mediante
dosificación por peso de los elementos componentes, según proporciones establecidas en el
diseño de la mezcla.
5. Transportación y colocación del hormigón en la obra.
La variable clave es el tiempo de transporte y la pérdida de asentamiento que se obtiene en
dicho lapso, frente a la condición climática reinante. Ante esta problemática, se destaca la
utilización de aditivo para minimizar la pérdida de asentamiento y cumplir sin inconvenientes
con el asentamiento indicado en el proyecto.
El transporte del concreto producido en plantas de mezclado se debe realizar tan rápido como
sea posible, tratando de que en ésta no se produzcan segregaciones, exudación, precompactación y la evaporación del agua de amasado, es decir, en condiciones tales que al
llegar a la obra el concreto cumpla con las características exigidas y pueda ser utilizado
rápidamente y que el abastecimiento sea el suficiente para la alimentación del equipo
compactador (Regla Vibratoria generalmente), con el fin de evitar las interrupciones sucesivas
y lograr máxima productividad de los trabajos.
El transporte se efectuará mediante Motovolquetas o Camiones de Volteo con cama circular en
caso de usar hormigón fresco a distancias cortas y medias; a distancias largas se utilizarán los
Camiones Hormigoneras, las distancias de tiro a observar son las establecidas en la NC
vigente.
Se debe comprobar que el hormigón no presente síntomas de haber comenzado a fraguar,
seguidamente será depositado sobre el pavimento ya tratado de la forma más continua posible
y sin que se produzca separación entre el mortero y el árido grueso.
240
Anexos I
La colocación del hormigón al frente de la pavimentadora se realiza mediante la descarga del
camión con un avance controlado, obteniendo sobre la base, pilas de hormigón de altura
uniforme. Complementariamente se utilizó una mini-pala cargadora para facilitar la distribución
del hormigón, operando la misma en forma prioritaria desde un lateral, de manera de minimizar
su tránsito sobre el hormigón.
En el caso en que el hormigón se vierta desde cierta altura es imprescindible impedir la caída
libre desde más de 2 m, para evitar que se separen los diferentes áridos de la pasta
(segregación). Si el vertido se realiza a la altura usual de un transporte de obra no es
necesaria ninguna precaución especial.
El hormigón debe extenderse homogéneamente, con una ligera sobrelevación (de 1 a 2 cm)
con respecto a los encofrados, a fin de compensar el asentamiento que se producirá durante
su compactación.
6. Compactación del hormigón por vibración.
El sistema más usual para conseguir la compactación del hormigón de un pavimento es el
empleo de una Regla Vibratoria, de la que existen numerosos modelos en el mercado, o
también de Vibradores de Inmersión o Aguja.
El empleo de equipos de vibración resulta adecuado en la mayoría de las obras, produciendo
simultáneamente la compactación y nivelación de la superficie. Se debe garantizar que el
rendimiento, la calidad estructural y la rigidez del equipo sean adecuados al tipo de obra a
construir, asegurando el vibrado uniforme del hormigón.
En este análisis se debe tener en cuenta el tipo de vía, ancho de la calzada, espesor de la losa
de concreto, pendiente, rendimiento necesario, índice de perfil y relación beneficio-costo.
Si se utiliza hormigón superplastificado, éste al ser muy fluido se autonivela, por lo que no
suele ser necesario más que un enrasado y una ligera vibración superficial para asegurar una
adecuada compactación del material.
7. Terminación de la superficie del pavimento de hormigón.
Los procesos de terminación y acabado superficial son:
1. Nivelación y froteado: Para eliminar imperfecciones dejadas durante el vibrado o
compactación, para ello se deben usar las Froteadoras Mecánicas.
2. Microtexturizado: Logrado longitudinalmente con una tela humedecida de yute, de tejido
cerrado y sin costuras e imperfecciones, que se arrastra paralelamente al eje de la vía
241
Anexos I
cubriendo la superficie de la franja de trabajo con una pasadas, cuando empiece el
proceso de exudación en el concreto.
3. Texturizado: Se usan los peines metálicos para dejar una textura estriada transversal en
la superficie, aumentando la adherencia entre ésta y las llantas de los vehículos, además
de crear microdrenajes y eliminar el hidroplaneo.
El acabado estriado se produce cuando un operario hala hacia sí, desde una orilla opuesta a
su posición, el Peine Metálico, trazando surcos paralelos producidos por el peso propio de la
herramienta. Las dovelas en formas de estrías deben tener 3 mm ± 2 mm y una profundidad de
3–6 mm al pasar el peine después de la nivelación del concreto. En el momento del cepillado
es cuando la apariencia del concreto deja de ser brillante, aprovechando la plasticidad en su
etapa de fraguado inicial, pero antes de un endurecimiento que impida el estriado correcto.
El manejo óptimo de la herramienta se completa con un operario en cada orilla de la franja de
trabajo, con el fin de trasladar el peine paralelamente cada vez que se hace una pasada,
teniendo cuidado de empezar de donde se terminó la franja anterior.
8. Curado del hormigón.
El curado de la carpeta de concreto del pavimento es una operación fundamental para
garantizar un adecuado comportamiento del mismo. Si no se realiza de forma apropiada, la
resistencia del hormigón, especialmente en su superficie, puede verse muy afectada y en
algunos casos, sobre todo en condiciones ambientales adversas, pueden producirse
fisuraciones muy importantes.
Este proceso de protección debe controlarse para que no queden en ningún momento
superficies expuestas sin protección, garantizando que el concreto alcance la resistencia y
durabilidad para lo cual fue diseñado.
Existen diferentes sistemas de curado, entre los que se puede citar:
- Adición superficial de agua finamente pulverizada:
Antes de que la superficie del hormigón se seque y se vuelva mate (cuando desaparece el
brillo superficial del pavimento de concreto) el agua adicionada sustituye a la evaporada. Se
debe evitar que el agua llegue a presión o que se encharque el pavimento para impedir que el
hormigón se lave y debilite superficialmente. Esta operación se debe prolongar al menos
durante 24 horas, para ello se puede emplear aspersores de agua que garanticen una
aplicación de rocío fino.
242
Anexos I
- Líquidos de curado:
Existen productos que se pulverizan y colocan sobre la superficie del hormigón creando al
secarse una película fina que evita la evaporación del agua.
Suelen estar pigmentados en colores claros para limitar el efecto de asoleamiento y para
identificar fácilmente aquellas zonas que no hayan sido tratadas. Estos compuestos serán
aplicados con aspersores que proporcionen un rocío fino en forma continua y uniforme, se
debe cubrir la totalidad de la superficie incluyendo los laterales. Es el sistema más
recomendable
Al cabo de cierto tiempo, y cuando ya no es necesaria, esta película es eliminada por efecto de
los agentes atmosféricos y el propio tráfico al circular sobre el pavimento.
- Protección con mantas plásticas:
Para evitar que se evapore el agua, se tapan las losas con lonas o mantas plásticas
preferiblemente de color claro, para acumular menos calor. Estas se pueden reutilizar
posteriormente. Para que el viento no las arrastre, se deben fijar al terreno en las zonas
contiguas a las losas y colocar encima de las mismas, materiales como tierra o tablones.
Las operaciones de extensión de agua, del líquido de curado o de colocación de las mantas
plásticas se deben realizar lo antes posible, una vez ejecutada la textura superficial, y siempre
sin dejar pasar más de una hora u hora y media desde la puesta en obra del hormigón. En
caso de condiciones ambientales con mucho viento o muy calurosas es muy importante
efectuar dichas operaciones con rapidez, ya que la superficie se seca rápidamente.
9. Desencofrado.
Los encofrados no se retirarán hasta que se cumpla el plazo que se fijó en el diseño del
hormigón. Se deberá tener cuidado en el momento de la separación de los moldes con
hormigón, para no provocar una rotura de los bordes de la losa y dejar completamente lisa la
superficie de hormigón que estaba en contacto con el molde.
10. Ejecución de juntas.
Las juntas son parte esencial del pavimento por cuanto son superficie de fallas controladas,
que se han diseñados previamente, logrando así efectos estéticos y funcionales deseados; se
deben hacer cortando el pavimento en la medida en que se va construyendo el pavimento, con
Cortadoras de Pavimentos provistas de discos diamantados o de carborundo, para evitar que
se desgranen los bordes y se produzcan grietas incontroladas.
243
Anexos I
Las juntas pueden ser transversales, longitudinales y de construcción. La transferencia de
cargas entre las losas adyacentes se asegura de forma mecánica por los denominados
pasadores de carga, principalmente.
Para asegurar esta tarea, se debe trabajar con una cuadrilla permanente y con experiencia,
empleando tres aserradoras en forma simultánea para las juntas transversales y a
continuación otra aserradora para la junta longitudinal, la cual tampoco se debe retrasar. Se
debe realizar un corte equivalente a un tercio del espesor de la losa de concreto.
Conceptualmente, el hecho de realizar sin demoras un aserrado simultáneo de varias juntas,
implica que se liberen las tensiones del hormigón en forma homogénea, provocándose que el
trabajo de las juntas se distribuya de manera uniforme entre todas las juntas (hipótesis de
diseño), con el objetivo que la apertura de la junta sea lo menor posible, y permita la fricción
entre sus caras para colaborar también con la transferencia de carga entre losas contiguas.
El momento del corte se debe determinar de acuerdo con las características del concreto en
combinación con las condiciones climáticas. Se realiza un corte inicial con un ancho de 3 mm y
la profundidad indicada anteriormente para inducir la falla controlada. Posteriormente se realiza
un ensanchamiento del corte para poder alojar el material de sello posterior (Figura 9).
Figura 9. Detalle del corte de la junta
Juntas transversales:
El corte de junta en las losas se hará según la metodología explicada anteriormente. La
transferencia de cargas entre losas adyacentes será mecánica, principalmente por pasadores
de carga y algunas veces no será necesaria la utilización de acero para la transmisión de
cargas porque las losas que conforman el pavimento serán capaces de aguantar el peso de
carga, por su resistencia y tamaño.
244
Anexos I
Juntas longitudinales:
Se construyen entre fajas de carriles adyacentes con encofrados laterales para alojar los
pasadores de transferencia. Los moldes se deben retirar cuidadosamente para no dañar los
planos laterales expuestos de las losas, antes de construir la faja adyacente. Las caras
laterales de losa se impregnan con una sustancia desmoldante que facilite el despegue,
evitando la adherencia con el nuevo concreto. Este es el caso en que se construya un carril
primero y el otro después y que se utilicen pasadores. Otra forma de hacer estas juntas, es
igual a como se construyen las transversales.
Juntas de construcción:
Cuando se deba detener la construcción de la losa y esta no coincida con la junta transversal
de diseño, se realizará una junta de construcción. En este caso se debe tratar la junta con un
corte aproximado de 45º, eliminando la lechada superficial para garantizar una buena
adherencia del concreto nuevo al endurecido. En el caso en que se quiera reforzar dicha
adherencia se pueden utilizar aditivos epóxicos. Estas juntas deben llevar barras de refuerzos
corrugadas ubicadas en el eje neutro. El diámetro, la longitud y el espesor de dichas barras o
pasadores deben ser especificados por el diseñador.
Cuando por correcciones de roderas u otras causas el espesor no sea constante, el ingeniero
ejecutor deberá prestar mucha atención a la profundidad del corte. Se deberá realizar un corte
más profundo para las juntas transversales sí las roderas tienen más de 5 cm de profundidad.
Modulación de juntas:
La relación de esbeltez de las placas que constituyen el pavimento de concreto debe ser de
1.25 (largo/ancho) como máximo, para lo cual se debe tener en cuenta no sólo el ancho de la
calzada, sino también el espesor de losa de la sobre-carpeta de hormigón hidráulico.
Si el ancho de la calzada dividido entre 25 veces el espesor de losa, es menor a uno, no se
necesita junta longitudinal. En este caso el ancho de la calzada corresponde a la menor
dimensión de losa y cada junta transversal se deberá cortar a un máximo de 1.25 veces esa
dimensión, desde que esta no sobrepase las 25 veces el espesor. En la siguiente figura 8 se
representa lo antes explicado:
245
Anexos I
Figura 10.
Si el ancho de la calzada dividido por 25 veces el espesor de la losa es mayor a uno, se
necesita dividir la calzada en varias losas. En este caso el número resultante se aproxima al
entero inmediatamente inferior y ese será el número de juntas longitudinales.
El ancho de cada losa resulta dividir la calzada por el número de losas. Las juntas
transversales se deben cortar a un máximo de 1.25 veces esa dimensión.
Figura 11.
11. Sellado de juntas:
El sistema del sellado de juntas para pavimentos de concreto debe garantizar la hermeticidad
del espacio sellado en la junta, la adherencia del sello a la cara de la junta, la resistencia a la
fatiga por tracción y compresión, la resistencia a la acción del agua, los disolventes, los rayos
ultravioletas y la acción de la gravedad y el calor.
246
Anexos I
El espacio de la junta a sellar debe estar seco y completamente limpio, lo que se puede lograr
con lavados, barridos y luego soplado con Compresor de Aire.
Previamente al vaciado del compuesto rellenante, se coloca una tirilla de respaldo (backer rod)
presionándola dentro de la junta con un colocador adecuado.
Para sellar las juntas se emplean rellenantes elastoméricos autonivelantes a base de
poliuretanos o siliconas vaciadas en frío, que cumplan con las especificaciones previstas para
el material de sellado. Estos pueden ser de unos o dos componentes y se deben cumplir los
procedimientos y condiciones técnicas en cuanto a tiempo de mezclado y colocación, para
sellar juntas de pavimentos de concreto, ejemplo:
Figura 12. Detalle del corte de la junta
No debe colocarse arena, asfalto líquido u otro material no adecuado como sello de juntas. En
caso de usarse otro material para el sellado, debe cumplir con las exigencias y características
requeridas antes señaladas.
Lo anterior garantiza el buen comportamiento del pavimento, lo cual permite el libre
movimiento de las losas y la eliminación del fenómeno de bombeo (“pumping”) una vez que la
vía se abre al tránsito.
12. Reconstrucción de cunetas y taludes laterales.
Se reconstruyen los paseos laterales utilizando materiales de relleno locales con la mayor
calidad posible preferiblemente granulares (A-1 hasta A-3 según clasificación AASHTO), se
perfilan los taludes y finalmente se hace la reapertura de cunetas en caso necesario, para
dejar terminados los trabajos de explanación.
13. Limpieza del área de la obra.
Una vez terminados los trabajos, los materiales de desechos y los sobrantes, serán retirados
del área de la obra y llevados a los depósitos previamente seleccionados para su colocación
de forma tal de minimizar la afectación al medio ambiente.
247
Anexos I
14. Reposición de la señalización:
Se repondrán las señales horizontales y verticales en el área de trabajo.
15. Apertura al tránsito.
La puesta en servicio del pavimento recién reparado se debe realizar cuando el concreto,
según el diseñador, ha cumplido los requisitos mínimos de resistencia y condición de
comodidad y seguridad a los usuarios, debiendo respaldarse este proceso con ensayos de
laboratorios y aprobación de las características de regularidad superficial y sellos que permitan
soportar el tránsito.
La resistencia a flexión o M.R. (Módulo de Rotura) aceptable para aprobar la apertura al
tránsito ligero sobre el pavimento construido, debe ser como mínimo de un 80 % del Módulo de
Rotura (M.R.) especificado. Esto está en dependencia si se le introdujo algún aditivo o no al
hormigón empleado.
2.3.4.6. Técnica constructiva del Ultra Thin Whitetopping (UTW)
En la U.T.W la unión entre la capa de rodadura del pavimento flexible o asfáltico y la del
hormigón hidráulico de refuerzo se considera como un sistema compuesto por una capa
delgada de concreto hidráulico reforzada con una malla de acero, la que se coloca sobre la
superficie del pavimento deteriorado, es importante destacar que ambas capas forman una
estructura integral (Figura 13), no se comportan como capas independientes.
Figura 13: Losa hecha con Ultra Thin White Topping sobre un pavimento asfáltico
existente
De esta forma se reducen las tensiones críticas, bajando el eje neutro al centro de la nueva
estructura del pavimento, ocurriendo la tensión crítica máxima en el asfalto y no en el fondo de
la losa de hormigón. El espaciamiento corto de las juntas hace que el U.T.W. actúe como un
pavimento en bloque, reduciendo de esta forma la tensión de pandeo en la losa de hormigón,
según estudios realizados.
248
Anexos I
Las losas que se logran con U.T.W deben tener un espesor adecuado que oscile entre
7-10 cm. Los fallos por fatiga pueden ser comunes en las losas de los pavimentos hechos con
U.T.W, por lo que deben tomarse las medidas correspondientes para su tratamiento.
Ventajas:
 Es una nueva opción mucho más duradera y rápida para reparar las superficies de los
pavimentos.
 El costo es competitivo en relación al WT convencional y al pavimento flexible tradicional.
 Se reducen las acciones de mantenimiento.
 Los tableros al ser más pequeños son ideales para el mantenimiento.
 No disminuye la capacidad de desagüe o drenaje.
 La reflexión de la luz es buena de día y de noche, como en todo pavimento rígido, al ser
comparado con los flexibles.
 La superficie del pavimento es resistente al envejecimiento y a la acción de los
combustibles.
 Es una superficie más duradera en comparación con los flexibles.
 Su ejecución es rápida.
Técnica constructiva de reparación de un pavimento mediante UTW:
Seguidamente mediante una serie de fotografías se ilustra el empleo de esta técnica
constructiva para efectuar reparaciones, empleando pequeños paneles de pavimento de
hormigón hidráulico.
1. Marcar los límites de la reparación y hacer todas aquellas actividades preliminares
necesarias que garanticen la requerida calidad de los trabajos.
2. Proceder a demoler el área a reparar para ver la profundidad de la capa de concreto o de
hormigón asfáltico a reparar:
o
Para áreas pequeñas usar Martillos Rompedores manuales y vagones para retirar
material de desecho.
o
Para las áreas grandes además de utilizar Martillo Rompedor Autopropulsado, los Mini
Cargadores Frontales para eliminar las piezas del pavimento viejo colocándolas en un
lateral o sobre Camiones de Volteo (Fotos 24 y 25).
249
Anexos I
3. Examinar bien el área a reparar para adoptar alguna medida adicional antes de continuar
los trabajos.
4. Limpiar la superficie con un esparcidor de aire o arena (Foto 26).
5. Colocar los moldes metálicos en el área a reparar, fijándolos correctamente.
6. Ubicar la malla de acero de refuerzo en los moldes, colocándola debidamente.
7. Producción o elaboración del hormigón hidráulico en Planta Fija o Móvil según diseño de la
mezcla.
8. Transporte hacía la obra en Camiones Hormigoneras y vertido en los moldes (Foto 27).
9. Compactación del hormigón en el molde con Reglas Vibratorias.
10. Terminación de la superficie del pavimento del área reparada (Foto 28 ,29 y 30).
11. Curado del hormigón (Foto 31 y 32).
12. Desencofrado acorde con el hormigón empleado.
13. Marcar las juntas (Foto 33).
14. Hacer juntas (Foto 34).
15. Limpieza del área de la obra o zona reparada.
16. Reponer señalización del tránsito.
17. Apertura al tráfico (Foto 35).
Foto 24. Martillo Rompedor.
Foto 25. Mini Cargador Frontal.
250
Anexos I
Foto 26. Esparcidor de aire o arena.
Foto 28. Extendido de Hormigón.
Foto 30. Texturificado.
Foto 27.Vertido del concreto.
Foto 29. Froteado.
Foto 31. Curado.
251
Anexos I
Foto 32. Protección en etapa de curado.
Foto 34. Cortadora haciendo las juntas.
Foto 33. Marcar las juntas.
Foto 35. Apertura al tráfico.
2.3.5. Tecnología de pavimentos rígidos de rápida apertura
al tráfico. Fast Track
Fast Track Concrete Paviments (F.T.) se puede traducir por “pavimentos de apertura rápida al
tráfico”. Esta técnica surgió para satisfacer la necesidad creciente en los pavimentos de
hormigón (tanto de nueva construcción como en refuerzos o reconstrucción) para dar paso al
tráfico lo más rápidamente posible en lugares o zonas de tránsito críticas.
La construcción de los pavimentos mediante F.T. se ha realizado sobre la base de que la
tecnología no difiera de la utilizada en la construcción de pavimentos de hormigón
convencional. En lo que se diferencia de la construcción tradicional es en que en el momento
de la elaboración del hormigón se le añadirá un tipo de aditivo que acelere el fraguado y
alcance un corto plazo de tiempo una resistencia mínima, para que el tráfico pueda circular
252
Anexos I
pocas horas después de construido el pavimento. Además, hay que tener en cuenta que a la
hora de la ejecución del pavimento se debe tener una eficiente organización y continuidad de
los trabajos a ejecutar, para así lograr una rápida construcción del pavimento, mediante un alto
grado de mecanización.
2.3.5.1. Ventajas de la tecnología Fast Track
1. Menores costos para los usuarios, por reducirse la posibilidad de retrasos en la duración
del recorrido habitual originados por el propio proceso de construcción, al disminuir la
duración de este último.
2. Mayor seguridad, tanto para los trabajadores de la obra como para los posibles usuarios, al
reducirse el tiempo en que puedan haber peligros de accidentes.
3. Incremento de la productividad obtenida por los equipos de alto rendimiento y los aditivos
utilizados, lo que permite un mayor rendimiento en un tiempo mínimo de construcción o
reparación.
2.3.5.2. Principales campos de aplicación
1. Aeropuertos:
Tanto en las pistas de aproximación, despegue o aterrizaje, como en las intersecciones o en
zonas de aparcamiento de aviones, el objetivo es minimizar las interferencias por la
construcción o reparaciones de estos.
La Federal Aviation Administration (F.A.A.) exige, para la apertura del tráfico de los pavimentos
de hormigón convencional, un plazo mínimo de 7 días desde la construcción del pavimento así
como una resistencia mínima a flexotracción de 3,8 MPa. Para los pavimentos de hormigón
hechos mediante Fast Track solo se especifica está última exigencia, sin limitar el tiempo
desde la pavimentación ya que se consigue si se desea en unas pocas horas.
2. Autopistas o carreteras con peaje:
En refuerzos, reconstrucción, ampliaciones de calzada en tales obras, por las consideraciones
ya indicadas de ahorro de tiempo al usuario, así como por los menores riesgos de accidente.
En el caso de autopistas de peaje, la importancia de poder aplicar esta técnica se ve
acrecentada al minimizar la pérdida de ingresos, al reducirse el tiempo de mantener cerradas
al tráfico las zonas a reconstruir (enlaces de accesos a la autopista, áreas de pago de peaje,
etc.).
253
Anexos I
3. Vías de bajas intensidades de tráfico en zonas rurales, urbanas, etc.:
Por los grandes rendimientos que son posibles obtener dada la maquinaria que se emplea y la
minimización de la interrupción del tráfico.
4. Áreas de estacionamientos (comerciales e industriales):
Principalmente por interferir durante el menor tiempo posible el normal funcionamiento de
dichas instalaciones. En una industria se puede cerrar el tráfico en la zona de objeto de
reparación, un viernes por la tarde y dar paso otras vez el lunes por la mañana.
5. Intersecciones:
En intersecciones de gran intensidad de tráfico y claves dada su ubicación en la ciudad, donde
pudieran causarse incomodidades y gastos excesivos por las demoras en las reparaciones.
En éstas se cierra el tráfico en horas de la noche cuando existe poca congestión de la vía y se
abre en las primeras horas del día siguiente, luego de concluidos los trabajos de reparación.
2.3.5.3. Materiales utilizados
Áridos:
No se necesitan áridos especiales para realizar estas mezclas de hormigón, se pueden
adoptar las mismas especificaciones que para las mezclas de hormigones convencionales. No
obstante, al ser hormigones en los que requieren resistencias iniciales muy altas, una buena
calidad de los áridos permite obtener más fácilmente las resistencias. En particular se
recomienda:
 Que la curva granulométrica de los áridos sea continua, no sólo para obtener resistencia,
sino para que la mezcla sea laborable y se pueda colocar fácilmente en la obra. Las
mezclas discontinuas pueden dar buena resistencia, pero dificultan la puesta en obra.
 El empleo de áridos con valores adecuados del coeficiente de forma, influye tanto en la
resistencia como en la laborabilidad. Los mejores resultados se obtienen con áridos
machacados de forma cúbica, con alto peso específico y alta resistencia al desgaste.
Aditivos:
Generalmente se emplean aditivos reductores de agua con un doble objetivo:
 Mejorar la plasticidad de la mezcla.
 Aumentar la resistencia obtenida disminuyendo la relación agua/cemento.
254
Anexos I
Es importante realizar ensayos de laboratorio previos, ya que no todos los aditivos se
comportan igual con un mismo cemento. Una reducción típica de agua en la mezcla puede
variar entre el 6 y el 10 %.
En condiciones en las que puedan producir fraguados muy rápidos debido a altas temperaturas
del hormigón y que afecten a su puesta en obra, se puede considerar el uso de aditivos
retardadores/reductores de agua para retrasar dicho fraguado. Estos no deben afectar la
resistencia del hormigón pasadas las 12 horas.
En el caso de emplear cementos con un desarrollo normal de resistencia, se utilizan aditivos
acelerantes para incrementar el desarrollo de resistencia de la mezcla del hormigón. Los
acelerantes más usuales son los compuestos a base de Cloruro Cálcico (Cl2Ca), doblándose la
resistencia obtenida en un día con porcentajes del orden del 2 % en peso del cemento, este
acelerante sólo se podrá utilizar en hormigones con pasadores y barras de unión. En los
pavimentos de hormigón armado se utilizarán aditivos a base de nitritos.
Cemento:
Se usará el Portland P-350 en lo concerniente a los concretos para pavimentos, hay necesidad
de que el fraguado inicial se difiera al máximo para permitir el transporte y la colocación en la
obra y se logre una resistencia a compresión alta (>350 Kg/cm2 o 35 MPa). Sin embargo, a
menos que se necesite dar al servicio la vía en un plazo corto, se trata de buscar una
retracción y un calor de hidratación lo más bajo posible, así como una gran regularidad en la
fabricación.
2.3.5.4. Maquinarias y equipos para la aplicación de Fast Track
El desarrollo de los pavimentos de hormigón mediante la Tecnología Fast Track se ha
concebido con la premisa de no necesitar maquinaria distinta de la utilizada en la construcción
de pavimentos rígidos de hormigón convencional.
La experiencia indica que debido a la rapidez con que se deben ejecutar todas las
operaciones, es necesario realizar la construcción con alto grado de mecanización.
Seguidamente se hace referencia a las maquinarias y equipos utilizados usualmente en el
Mundo para la ejecución de pavimentos, mediante esta tecnología:
1. Planta mezcladora y dosificadora de hormigón.
2. Camiones de Volteo u Hormigoneras
3. Encofrados metálicos
255
Anexos I
4. Rodillos Vibradores o Cilindros Vibratorios de Llantas Lisas (C.I.V.).
5. Martillo Rompedor Autopropulsado.
6. Pavimentadora de Moldes Deslizantes (SLIPFORM PAVER).
7. Reglas vibratorias.
8. Vibradores de inmersión.
9. Frotadora Mecánica.
10. Texturificador.
11. Peines metálicos.
12. Aspersores de agua.
13. Cortadora de Pavimentos (con sierra de diamante).
14. Colocador de juntas.
2.3.5.5. Técnica para la ejecución de reparaciones de pavimentos mediante la
tecnología Fast Track
En este punto se expondrá la variante de técnica idónea a emplear para la ejecución o
reparación de un pavimento mediante la tecnología Fast Track. Se hará en dependencia de los
equipos disponibles en las empresas constructoras en Cuba.
Esta técnica se podrá utilizar como mantenimiento, reconstrucción o construcción, en este caso
se plantea lo que se debe usar en la reconstrucción del pavimento de un tramo de carretera
rural.
Técnica constructiva semimecanizada.
1. Demolición del pavimento rígido en mal estado con el Martillo Rompedor Autopropulsado.
2. Carga de materiales de desecho (mediante Cargadores de pequeña capacidad o
Minicargadores) y su transportación hacia vertedero (Camiones de Volteo)
3. Replanteo y colocación de moldes (manual).
4. Fabricación del hormigón (en Plantas) y toma de muestra para ensayos.
5. Transportación (con Motovolquetas, Camiones de Volteo o Camiones Hormigoneras) y
colocación del hormigón en la obra
6. Compactación por vibración (Reglas Vibratorias).
7. Terminación y curado de la superficie de la losa (Texturificadores y Peines Metálicos).
256
Anexos I
8. Desencofrado (manual).
9. Ejecución y sellado de las juntas.
10. Reconstrucción de cunetas y taludes laterales con Motoniveladoras (caso necesario).
11. Limpieza del área de la obra(Barredoras de Pavimentos)
12. Reposición de la señalización (manual).
13. Apertura al tránsito.
Observaciones al realizar algunas actividades:
1. Replanteo y colocación de moldes.
El replanteo del tramo se realizará según lo establecido en la norma vigente en Cuba. Una vez
realizado el paso anterior, se efectuará la colocación de los encofrados laterales, sujetándolos
fuertemente al terreno. Los moldes que se utilizarán serán metálicos, que no presenten
desperfectos a la altura del espesor del pavimento que se va a construir y éstos deben estar
colocados continuamente según el tramo que se vaya a ejecutar. Se pueden utilizar otros
moldes, sólo que se debe asegurar la rapidez de la técnica que se va a emplear y su debida
utilización. La cara interior de los moldes se impregnará de una película delgada de grasa o
aceite mineral, para que a la hora de separar los moldes, el hormigón no se quede incrustado
en sus paredes interiores.
2. Fabricación del hormigón y toma de muestra para ensayos.
Las mezclas de hormigón para F.T. se han concebido de forma que no requieran materiales
especiales, se dosificará la mezcla por el Método de O`Reilly. La resistencia a edades
tempranas se consigue controlando: la relación agua/cemento; el tipo y contenido de cemento;
la curva granulométrica de los áridos; la temperatura del agua de amasado y la temperatura
del hormigón durante el curado.
Hay que tener en cuenta que, al ser mezclas con una relación agua/cemento muy baja y tener
alto contenido de cemento, se consiguen hormigones de baja permeabilidad y de muy buena
durabilidad, así como de altas resistencias.
Para comprobar las características del hormigón se toman y ensayan muestras que han de ser
representativas del mismo. Para ello se seguirán las especificaciones relativas al muestreo y
ensayos establecidos en las normas vigentes.
257
Anexos I
En el caso de esta técnica dicha actividad es sumamente importante para comprobar si el tipo
y cantidad del aditivo es el especificado en el diseño y de esta forma el hormigón alcance la
resistencia deseada en breve plazo previsto.
Ahora bien, el control de la evolución de la resistencia del hormigón dentro de las primeras
horas es fundamental para determinar cuándo se puede abrir al tráfico un pavimento de
hormigón F.T. Existen otros métodos de control de resistencias en la mezcla de Fast Track:
 Rotura de probetas prismáticas a flexotracción.
 Métodos no destructivos.
 Maduración de hormigón.
 Velocidad de paso de los ultrasonidos medidas en probetas de hormigón.
La rotura de las probetas prismáticas en la obra puede ser un método poco práctico por no
tener una prensa en la misma y realizar los ensayos casi constantemente. En un estudio
realizado en Iowa, EE.UU. se concluyó que sólo cuando existe un aislamiento térmico de la
probeta se produce una evolución de temperaturas similares entre el hormigón de la losa y el
de las probetas confeccionadas y por lo tanto, un desarrollo parecido de resistencias en ambos
hormigones.
Se debe tratar de poner a punto y usar métodos indirectos no destructivos de evaluación del
desarrollo de la resistencia del hormigón, entre los que pueden citar el de “maduración”.
 La maduración como medida de la evolución de la temperatura de la masa del hormigón a
lo largo del tiempo, puede ser un buen factor para controlar la resistencia del hormigón del
pavimento, siempre y cuando se curen correctamente las probetas en obra y se protejan
con lonas aislantes de forma similar a como se hace con el pavimento.
Hay que tener en cuenta en estos casos que la temperatura de la base puede dar idea del
desarrollo de la temperatura del pavimento de hormigón y de su maduración. Una base con
una temperatura inferior a la masa del hormigón puede retrasar el aumento de temperatura en
éste, hasta que se igualen las temperaturas de las dos masas.
3. En la transportación y colocación del hormigón en la obra.
El transporte y la colocación del hormigón se deben realizar mediante el equipo de
transportación adecuado, debido a las características del material y a la distancia que el tramo
se encuentre de la Planta, cumpliendo con las establecidas en la norma vigente.
258
Anexos I
4. Al efectuar la Compactación.
De las experiencias en obra se ha llegado a la conclusión de que hay que cuidar mucho el
número, posición de la aguja y frecuencia de trabajo de los Vibradores de Inmersión para
obtener una buena compactación del hormigón en caso de no poder usarse las Reglas
Vibratorias o las Pavimentadoras de Encofrados Deslizantes (realizan la compactación del
hormigón), siendo preferible ésta última maquinaria.
5. En la terminación y el curado de la superficie de la losa.
No se necesitan acabados o texturas especiales en los pavimentos de hormigón F.T., respecto
a los convencionales.
El curado es muy importante realizarlo por cuanto tiene una gran influencia en:
 La retención de la humedad de la mezcla al evitar figuraciones por retracción, por
desecación superficial, etc.
 La retención del calor de hidratación necesario para desarrollar resistencias iniciales muy
altas como las que se requieren en los concretos empleados en la tecnología F.T.
Se necesitan dotaciones de líquidos de curado del orden de 1.5 veces las que se utilizan en los
hormigones convencionales.
Para asegurar una retención del calor de hidratación en la masa del hormigón que acelere el
aumento de la resistencia, se pueden utilizar unas lonas aislantes de polietileno expandido en
lugar de hacer la protección mediante una película de líquidos de curado; su empleo depende
de las condiciones climáticas de extendido, ya que durante el verano y época de lluvia pueden
no ser necesarias. Las lonas aislantes se pueden retirar temporalmente para realizar las
operaciones de serrado de juntas.
De un estudio realizado en Iowa, EE.UU., en el que se extendió hormigón con temperaturas
ambientales diarias entre 27 ºC y 32 ºC, se obtuvieron las siguientes conclusiones:
 La utilización de lonas aislantes térmicas para el curado, tanto de las losas de hormigón
como de las probetas confeccionadas en obras, proporciona una temperatura uniforme y
elevada de la masa de hormigón, lo que evita la pérdida de dicha temperatura que se
produce cuando se utilizan únicamente líquidos de curado, con independencia del cemento
utilizado.
 Existe una buena relación entre la temperatura alcanzada en la masa de hormigón, tanto
en el pavimento como en las probetas cuando se utilizan las lonas aislantes, a diferencia
259
Anexos I
de cuando se emplea únicamente el líquido de curado en ambas, independientemente del
cemento empleado.
 Las máximas temperaturas alcanzadas en la masa de hormigón utilizando lonas aislantes
son de 60 ºC cuando se emplea el cemento de alta resistencia inicial y de 54 ºC con
cemento de uso general.
6. En el Desencofrado.
Este se realizará en caso de usar técnicas semimecanizadas, es decir, cuando no se dispone
de una Máquina de Encofrados Deslizantes (Slipform Paver).
Los encofrados no se deben retirar antes de las 8 horas siguientes de haberse vertido el
hormigón, aunque esto depende fundamentalmente del diseño, realizado de la mezcla de
hormigón hidráulico; además se deben evitar golpes en las esquinas y bordes de las losas.
7. En la ejecución y sellado de las Juntas.
No se pueden aplicar las mismas secuencias en el corte y sellado de juntas de los pavimentos
de hormigón hechos con técnicas tradicionales a los hechos con la tecnología Fast Track. Hay
que acelerar estas operaciones especialmente la del sellado, para evitar problemas de
adherencia.
El serrado de juntas debe realizarse con Cortadoras de Pavimentos provistas de discos de
corte de diamante.
El sellado de juntas se ha de ejecutar lo antes posible dentro de las primeras 24 horas después
de la pavimentación. Al ser un hormigón con una baja relación agua/cemento y tener la mezcla
una hidratación acelerada debido a las altas resistencias iniciales, se reduce la humedad de
los bordes internos de las juntas y se mejora por tanto la adherencia del producto de sellado.
Se han utilizados con éxito productos de sellado a base de caucho con un módulo de
elasticidad reducido, haciendo el corte de la junta en seco a las 8 horas de su puesta en obra.
También se han utilizado materiales vertidos en caliente y productos a base de silicona. No se
han empleado perfiles de neopreno, aunque son muy recomendables al ser muy poco
sensibles al polvo y a la humedad.
8. Reconstrucción de cunetas y taludes verticales.
Es preciso tener en cuenta el tema de los taludes laterales y las cunetas en el proyecto y
construcción de un refuerzo con hormigón F.T. Debido al aumento de la cota de la rasante del
260
Anexos I
pavimento que se produce en algunos refuerzos con hormigón, a veces es necesario realizar
rellenos localizados en los paseos y realizar reapertura de cunetas.
Se utilizarán materiales de relleno, preferiblemente locales, con la mayor calidad posible. Se
perfilarán los taludes y se hará la reapertura de cunetas y restauración del sistema de drenaje.
Una solución práctica para minimizar la cantidad de material de relleno es la de suavizar los
taludes laterales, lo que disminuye asimismo el tiempo de construcción y resulta menos caro
que una renivelación completa.
9. En la Limpieza del área de la obra.
Una vez finalizados los trabajos de reconstrucción, todos los materiales desechados y los
sobrantes serán trasladados a los lugares previamente seleccionados para su depósito,
tratando de minimizar la afectación al medio ambiente.
10. En la Apertura al tránsito.
El tránsito de vehículos, sobre la losa de hormigón, no se permitirá hasta que la misma
adquiera la resistencia mínima exigida para soportar la carga máxima de tránsito, diseñada con
anterioridad, que en esta técnica F.T puede ser de solo pocas horas (8–12 horas).
Para lograr la resistencia requerida en tan poco tiempo se requerirá de:

La planificación y organización correcta de las diferentes operaciones a realizar

El desarrollo de resistencias del hormigón mediante el empleo de aditivos aceleradores

El espesor de la losa.

El sistema de curado del hormigón empleado

Las cargas de tráfico que vaya a soportar el pavimento durante las primeras horas
desde su apertura.

Asegurar la colocación y retirada de la señalización en el momento y lugar oportuno.
2.3.6.
Control de la calidad en las tecnologías de White
Topping y Fast Track
Todos los procesos que implican la construcción de un pavimento de concreto mediante estas
modernas tecnologías, desde su concepción y hasta su logística en general, deben realizarse
dentro del marco del control del aseguramiento de la calidad, lo que demanda una constante
supervisión para que cada labor se articule correctamente al proceso en conjunto,
materializando lo concebido en el diseño y las normas de calidad vigentes.
261
Anexos I
Tanto en la fase de proyecto como durante la de construcción, la calidad se garantiza a través
del establecimiento contractual de observación de normas y de recomendaciones técnicas que
han sido expuestas con anterioridad, así como por la definición de los respectivos criterios de
evaluación. El cumplimiento de los mismos es una condición de aceptación de las obras
ejecutadas. Es competencia de la administración, a través de sus representantes, apreciar su
cumplimiento y decidir sobre su aceptación.
El esquema de control de la calidad tradicionalmente utilizado incluye:
 Toma de muestras para control el granulométrico de los áridos, el módulo de finura y
contenido de humedad de las arenas.
 Fabricación de probetas (cubos y prismas o cilindros) para la determinación de resistencia
del concreto a los 7, 28 y 90 días.
 Ensayos de consistencia mediante el Cono de Abrams.
 Extracción de testigos para control de espesores y resistencia de los pavimentos.
El esquema de control se ajusta en función de la mayor o menor confianza y fiabilidad de la
producción y puesta en obra. Lo antes descrito corresponde al programa mínimo a cumplir
para el control de la calidad de estos trabajos.
En la Tabla siguiente se representan los factores a controlar en cada etapa y cómo controlar
los mismos. Esta se utilizará para las operaciones que se realizarán en White Topping y Fast
Track o en la construcción y reparación de pavimentos mediante cualquier tecnología.
Tampoco hay que olvidar que el proceso de obtención de calidad empieza realmente mucho
antes de que aparezca en escena el fabricante o contratista, se inicia en la fase de proyecto,
que donde se puede lograr economías significativas.
Tabla 52. Factores a controlar para garantizar la calidad en cada etapa.
Etapas
Que controlar
Cómo controlar
Perfilado, niveles
Instrumental de topografía y de forma visual
Compactación
Densidad seca y humedad en el terreno
Propiedades del material
Granulometría,
empleado
Proctor Modificado, CBR
Compactación
Densidad seca y humedad en el terreno
Espesor
Medición directa
Subrasante
Subbase
límites
de
consistencia,
262
Anexos I
Niveles, regularidad, ancho
Medición directa
Preparación
Observación y comprobación de niveles
Material de relleno fluido
Preparación, ensayo de consistencia, toma
de cilindros para medición de consistencia
Granulometría,
Material granular de relleno
superficial
de
consistencia,
Proctor Modificado, densidades máximas y
mínimas.
Bacheo
Alistado
límite
Compactación
Densidad seca y humedad en el terreno
Espesor
Medición directa
Niveles, regularidad, ancho
Medición directa
Preparación
Observación de niveles
Perfilado, niveles, limpieza,
profundidad, fallas
Alineación y afianzamiento
de los moldes.
Espesor nominal
Modulación de juntas
Topografía y visual
Topografía , chequeo y medición directa
Medición en el molde , testigos marcados
Medición,
ubicación
espaciamiento
transversal y longitudinal
Medición del paralelismo y ortogonalidad
Colocación de pasadores
Pavimento
general, posición en el eje neutro. Longitud,
diámetros, engrasado en los pasadores
lisos, anclaje y estabilidad de los burritos.
Ensayo de asentamiento con el Cono de
Concreto fresco
Abraham,
masa
unitaria,
temperatura,
elaboración de viguetas.
Evaluar los resultados de ensayos de
Concreto endurecido,
flexotracción
o
M.R.
resistencia mecánica
características
del
pavimento)
(Resistencia
y
de
compresión.
Pavimento terminado
Topografía o de forma visual para asegurar
263
Anexos I
adecuada terminación.
Pendiente
Con reglas de 3 metros e hilos.
Regularidad.
Visual y medición directa de la macrotextura,
Textura.
profundidad y espaciamiento de las dobelas.
Bordes
Visual, ortogonalidad.
Juntas.
Visual y mediciones de la profundidad de
Geometría,
limpieza,
sequedad
Sello,
estanqueidad
Curado
Espesor
colocación,
de
la
tirilla
de
respaldo,
preparación del compuesto llenante, vaciado
llenado,
con control de niveles, limpieza del espacio
entre juntas, continuidad del sello.
Revisión superficial, cobertura del elemento
o compuesto curador.
Extracción de testigos.
2.3.7. Tecnología del Hormigón Compactado con Rodillos
(R.C.C.)
El Hormigón Compactado con Rodillos (R.C.C.) es una tecnología de hormigonado que se
desarrolló desde los inicios de la década del 70. Fue en el Simposio del ACI del año 1972
dedicado a los nuevos métodos de mezclado y colocación del hormigón, celebrado en Dallas,
Texas; cuando Robert W. Cannon presentó el trabajo titulado: “La compactación del hormigón
masivo utilizando rodillos vibratorios”. En estos trabajos Cannon presentó los resultados
264
Anexos I
obtenidos en los ensayos efectuados con hormigón transportados en camiones, esparcidos
con cargador frontal y compactado con rodillos vibratorios.
El concreto compactado con rodillo o cilindros tándem es un material constituido por
agregados, cemento, agua (en menor cantidad que para un concreto convencional) y aditivos
(opcional). Es un concreto de consistencia seca, asiento nulo, que se coloca
de forma
continua y su compactación se realiza con un rodillo normalmente vibrante. Para la
consolidación efectiva, la mezcla de concreto debe ser lo suficientemente seca para prevenir el
hundimiento de los equipos de rodillo vibratorio, pero lo suficientemente húmeda para permitir
la adecuada distribución del mortero conglomerante en el concreto durante el mezclado y la
operación de la compactación vibratoria. Esto ayudó a que la aceptación del material fuera
muy rápida dado que no fue necesario desarrollar equipos especiales para el mezclamiento,
transporte y colocación del material, como tampoco para el control en el campo y en el
laboratorio de las propiedades del R.C.C.
El R.C.C. se derivó de dos técnicas muy difundidas en la construcción de vías: El suelocemento y el concreto pobre, pues se podría decir que él es el resultado de tomar lo mejor de
cada una de las técnicas mencionadas.
Los ensayos de campo y las aplicaciones constructivas han demostrado la adecuación del
R.C.C. como proceso constructivo utilizado para el hormigonado rápido de losas de concreto
de pavimentos rígidos de las carreteras. El éxito de esta tecnología ha sido atribuido a una
serie de factores, principalmente a que es un material sencillo de producir y colocar, así como
que no requiere el empleo de un
equipo de construcción específico, lo que supone, en
definitiva, una economía considerable.
Características principales:

Cero asentamiento

Humedad solo para que el cemento reaccione

No requiere encofrados

No requiere aceros de refuerzo

Rápida consolidación

Se consolida con rodillos vibratorios
Características generales:

Bajo contenido de agua, que se aproxime al óptimo del Proctor Modificado.
265
Anexos I

Índice de capacidad soporte inmediata alto, lo que permite que sea puesto bajo
circulación.

Contenido de cemento similar al de un concreto clásico; el cemento puede ser con alto
contenido de cenizas volantes o escorias.

Fabricación en plantas continúas o en centrales de concreto discontinuas.

Puesta en obra con la maquinaria utilizada para hormigones o con la utilizada para
pavimentos asfálticos.
Ventajas:

Al disminuir la relación agua/cemento, la retracción hidráulica es más baja, con lo que la
separación entre fisuras es bastante menor de la habitual.

El aumento en el contenido de áridos, y las variaciones del mismo originadas por
el
sistema de dosificación, tienen una menor influencia en las resistencias alcanzadas por el
material.

El menor costo de ejecución que supone el no tener que utilizar una maquinaria especial.
Desventajas:

Estructura interna vulnerable ante la acción de los ciclos de hielo-deshielo en el caso de
concreto saturado.

Sensibilidad a las variaciones de humedad en el mezclado y extendido del material así
como a los defectos de compactación que se traducen en una considerable disminución de
las resistencias.

Dificultad de conseguir una buena regularidad superficial extendiendo con motoniveladora.
Se recomienda realizar un reperfilado final.

Necesidad de colocación de una capa de rodadura asfáltica para tráficos importantes.
2.3.7.1. Principales campos de aplicación
Su mayor uso ha sido en la construcción de presas (en las Cortinas de Hormigón u otros
elementos de hormigón de grandes dimensiones) donde es necesario el empleo de concreto
masivo. Así mismo, se ha utilizado en la construcción de pavimentos tanto rurales como
urbanos, en las pistas de aeropuertos, protección de las márgenes de canales.
266
Anexos I
2.3.7.2. Materiales y dosificación de la mezcla
El Hormigón Compactado con Rodillos es un hormigón de consistencia seca, es decir con
asentamiento cero, que se compacta por vibro-compactación superficial utilizando Rodillos
Vibradores o Cilindros Vibratorios de Llantas Lisas (CIV).
Difiere del hormigón convencional esencialmente en la consistencia que requiere para lograr
una compactación efectiva, por lo que debe poseer la suficientemente humedad para posibilitar
una distribución adecuada de la pasta aglomerante a través de toda la masa durante el
proceso de mezclado y vibración. Los requisitos de consistencia tienen sus efectos sobre los
requisitos para la dosificación de la mezcla.
La consistencia seca del R.C.C., específicamente cuando se emplean áridos mayores a
38 mm, crea problemas con la adherencia entre el hormigón fresco y el endurecido,
resolviéndose mediante la reducción de la segregación del R.C.C. durante el proceso de
transporte y colocación, así como empleando mezclas de asiento con alta plasticidad para
comenzar la colocación del hormigón.
En el hormigonado por capas, la mezcla de R.C.C. normal puede emplearse sobre el hormigón
colocado previamente, considerando que el hormigón más viejo tenga la plasticidad suficiente
para posibilitar una unión por vibración con el hormigón fresco que se colocará.
El hormigón adecuado para la compactación con rodillos vibratorios difiere significativamente
en su apariencia bajo estado no compactado, del hormigón convencional con asentamiento
medible por el Cono de Abrams. Hay pocas evidencias de la presencia de pastas en la mezcla
hasta que la misma esté compactada. Todas las mezclas granulares de este tipo se pueden
compactar totalmente hasta la densidad máxima posible bajo un efecto vibratorio de suficiente
intensidad, sin embargo el esfuerzo vibratorio requerido es mucho mayor que el requerido
para el hormigón con determinados valores de asentamiento medidos por dicho método. Con
este fin puede utilizarse cualquier método de aplicación superficial que sea capaz de lograr la
compactación completa de este tipo de hormigón. El tiempo de compactación puede utilizarse
como una medida de la consistencia del hormigón y de la efectividad del equipo de
compactación.
Para controlar la consistencia durante el vertido, resulta correcto considerar el material como
relleno granular en lugar de hormigón y controlar las densidades del hormigón vibrado logradas
con el Rodillo Vibratorio dentro de un rango determinado de valores máximos para la mezcla y
los esfuerzos de compactación aplicados.
267
Anexos I
Áridos.
Ya se ha mencionado que los áridos más adecuados para hormigones son aquellos de
granulometría continua, duros, limpios, angulosos y productos del machaqueo o trituración en
los molinos. Estos constituyen aproximadamente del 75 % al 85 % del volumen de la mezcla.
Por otra parte, no hay que olvidar que los hormigones usados en las losas de pavimentos, por
su rigidez, se comportan como losas sometidas a esfuerzos de flexión tanto al paso de las
cargas de tráfico como bajo el efecto de los gradientes térmicos. Por ello interesa el empleo en
las mismas de áridos calizos duros, que permiten obtener con más facilidad una adecuada
resistencia a flexotracción en comparación con otros tipos de materiales.
En los hormigones compactados el elevado contenido de áridos calizos tiene una influencia
importante en la laborabilidad de la mezcla, por lo que sus usos se encuentran especificados
en la Tabla 53 más adelante expuesta.
La selección de los áridos y el control de su granulometría son factores importantes que
influyen en la calidad y en las propiedades del R.C.C. Aunque los requerimientos de la calidad
de los áridos utilizados en el hormigón no están directamente influidos por los requerimientos
de resistencia del hormigón, su variabilidad sí afecta significativamente las exigencias de agua
y de cemento en la mezcla, lo que a su vez afecta la resistencia y el límite elástico. Existe una
mayor tendencia de los áridos mayores de 38 mm a segregarse cuando se depositan o
colocan los hormigones. Esto debe ser considerado para seleccionar el equipo de transporte y
colocación y en la planificación de los procedimientos a cumplir. Las cavidades segregadas,
sino están corregidas, resultan difíciles de consolidar totalmente ya que no hay mortero en
exceso suficiente para llenar los vacíos de la segregación, al establecer los requisitos de la
resistencia, la adherencia y la permeabilidad.
Aunque se refiera al empleo de áridos con una granulometría uniforme para lograr mejores
resultados, la granulometría no resulta tan importante para lograr la compactación deseada
como en el caso del hormigón con asentamiento mayor que cero. También afecta los
requerimientos del agua y del material cementoso necesario para llenar los vacíos y cubrir las
partículas de áridos para lograr un volumen de hormigón sólido. La granulometría ideal para la
demanda mínima de mortero será la que proporcione la máxima densidad del material seco
compactado con la mínima área superficial
268
Anexos I
Tabla 53. Husos Granulométricos de las mezclas de áridos y aglomerantes.
% que pasa
Tamiz
Tamaño máximo
(16 mm)
Tamaño máximo
(20 mm)
25 mm
-
100
20 mm
100
85-100
16 mm
88-100
75-100
10 mm
70-87
60-83
5 mm
50-70
42-63
2 mm
35-50
30-47
400 m
18-30
16-27
80 m
10-20
9-19
Aunque en los Husos de la tabla anterior se sigue la tendencia general a limitar el tamaño
máximo de árido a 20 mm e incluso 16 mm, en las aplicaciones Españolas en las vías de baja
intensidad de tráfico, en las que la regularidad superficial no es un factor condicionante, se han
llegado a utilizar áridos de hasta 38 mm.
Por otra parte, los áridos han de cumplir los siguientes requisitos o características:
 Que resistan lo suficiente como para no triturarse bajo la acción del compactado por rodillos
vibratorios.
 Como árido fino debería emplearse arenas naturales o productos finos de machaqueo con
una granulometría continua.
 Estar exentos de materia vegetal, terrones de arcilla de tamaño superior a 5 mm, margas u
otras sustancias extrañas.
 En lo que se refiere a sus características de inalterabilidad, la pérdida promedio después de
cinco ciclos bajo la acción de sulfato sódico o magnésico, ha de ser inferior al 10 % o al 15%
de la masa, respectivamente.
 No deben presentar reactividad potencial con los álcalis del cemento, la proporción en masa
de terrones de arcilla de tamaño inferior a 5 mm no excederá del 0,5 %.
 El contenido ponderal de materia orgánica, expresada en ácido tánico, no será superior al
0,05 %.
 Su contenido ponderal en sulfatos, expresado en SO4 no excederá del 0,4 %. Dicho valor
podrá elevarse hasta el 1,2 % si se utilizan cementos resistentes a la acción de los sulfatos
y se aíslan adecuadamente las obras de fábrica de las capas del firme.
269
Anexos I
 El máximo valor de la absorción de agua en los áridos para capas de refuerzo y base en
calzada será del 2 %. En capas de arcenes y subbase no excederá del 3 %.
Dosificación de los áridos gruesos para un requerimiento mínimo de mortero.
La dosificación de los áridos gruesos depende de los efectos combinados de los vacíos de los
áridos, su área superficial y de la forma de las partículas. Cuando las granulometrías se
controlan mediante el tamizado y la división de los áridos en fracciones de tamaño separados,
se puede controlar el contenido de vacíos dentro de determinados límites. Las densidades
compactadas secas máximas y el control combinado de la granulometría depende de la
dosificación y del número de tamaños de áridos separados que se empleen, así como la
variación de las granulometrías dentro de cada tamaño de áridos; considerando que el control
es satisfactorio, la densidad compactada seca aumentará con el mayor tamaño máximo de los
áridos, por lo tanto, el contenido de vacíos disminuye con el aumento del peso compactado
seco.
La forma de las partículas de los áridos procesados se controla mediante las características de
la estratificación de la roca y del tipo de molino triturador.
Dosificación de los áridos finos para lograr los requerimientos mínimos de pasta.
El porcentaje de áridos finos normalmente fluctúa de 32 a 42 %, el porcentaje actual de vacíos
puede ser algo más pequeño debido a deficiencias en las mediciones, pero la diferencias son
pequeñas porque los contenidos mínimos de cemento, puzolana aire y agua necesarios para
alcanzar un volumen sólido, deben llenar todos los vacíos de los áridos finos y cubrir todas las
partículas de los áridos, por lo tanto el volumen mínimo de la pasta puede determinarse a partir
de la curva de densidad máxima. Esto se hace de forma similar a la utilizada para determinar el
contenido óptimo de agua en los suelos.
La finura y la granulometría del árido fino tendrán un efecto sobre el requerimiento mínimo de
la pasta, esto se refleja en el rango de áreas superficiales posibles y en el porcentaje de
vacíos. En lugares donde no haya disponibilidad de puzolanas puede ser económica y
beneficiosa mezclar arenas e introducir adiciones finas minerales para reducir los vacíos del
árido fino. La dosificación de las arenas mezcladas o la optimización de las adiciones finas
minerales pueden determinarse a partir del efecto que surten sobre el requerimiento del
volumen mínimo de la pasta.
Para obtener un buen concreto, es necesario que la mezcla de arena y de la de piedra logre
una granulometría que proporcione masa unitaria máxima puesto que con esta condición el
270
Anexos I
volumen de los espacios entre partículas es mínimo y por consiguiente la cantidad de la pasta
para pegarlo y para llenar los espacios entre ellas será el mínimo, lo cual dará lugar a una
mezcla de mejores condiciones técnicas y además, económica.
Cemento y puzolanas.
El hormigón adecuado para la Compactación con Rodillos o Cilindros Vibratorios puede
elaborarse a partir de cualquier tipo de cemento básico Portland, con rellenos de cualquier tipo
de puzolana. Los cementos recomendados son aquellos capaces de producir bajo calor de
hidratación, baja retracción y altas resistencias a largo plazo que contrarreste los fenómenos
de fatiga con el fin de lograr un mayor espaciamiento entre las fisuras. El contenido de
cemento en el R.C.C no es inferior al contenido en los concretos convencionales, pero
generalmente varía entre el 12 % y el 14 % del peso seco del total de los componentes. La
selección del tipo de cemento se basa en los requerimientos estructurales y no en el método
de colocación y compactación del hormigón.
Aunque las especificaciones normativas para las puzolanas deben utilizarse para adecuación y
selección del tipo de puzolana, la selección final de la misma se basará en su comportamiento
en el hormigón requerido para el trabajo. Una de las funciones principales de una puzolana o
fino añadido consiste en ocupar un espacio que de lo contrario sería ocupado por el cemento o
agua. La ocupación de ese espacio por agua resultaría en una disminución de la resistencia
del hormigón. El hecho de que hasta una pequeña cantidad de cal libre liberada por el cemento
resulte suficiente para reaccionar con grandes volúmenes de puzolana, ha sido demostrado
por distintas instituciones que durante muchos años ha utilizado las cenizas volantes para
sustituir áridos finos y cemento. Se ha demostrado que las puzolanas no sólo ocupan
espacios, sino que también contribuyen al desarrollo de la resistencia del hormigón.
En los casos donde haya deficiencia con los finos, la puzolana no tiene que ser excesivamente
reactiva para que sea efectiva, por lo tanto muchas cenizas cuya reactividad no cumpla con las
especificaciones actuales de la A.S.T.M. debido a una finura insuficiente de las partículas,
resultaría adecuadas para la mayoría de las aplicaciones de la compactación con rodillos.
La resistencia del hormigón depende generalmente de las dosificaciones de cemento,
puzolanas y agua. El tipo de cemento tiene un efecto significativo sobre la velocidad de
hidratación y desarrollo de la resistencia, por lo que a su vez tiene efectos significativos sobre
la resistencia del hormigón a edades tempranas.
271
Anexos I
En principio se admite el empleo de todos los cementos incluidos los “cementos comunes”, así
como los “cementos para usos especiales”. No obstante, se aconseja utilizar, siempre que sea
posible, aquellos que tengan un alto contenido de adiciones activas (cenizas volantes o
escorias de horno alto); por ello, los más recomendables son los cementos para usos
especiales; y dentro de estos últimos, los de categoría resistente. Todos ellos presentan la
ventaja de un fraguado más lento que los de los otros tipos, lo cual se traduce en unos plazos
de manejabilidad más dilatados convenientes en este caso.
Buscando también características similares a las mencionadas, se han desarrollado en Francia
y Alemania algunos aglomerantes especiales para capas tratadas y estabilizaciones de
explanadas, entre los que pueden mencionarse los siguientes: aglomerantes con fuerte
contenido de escoria: se obtienen mediante molienda conjunta gruesa (superficie Blaine
comprendida entre 1500 y 2500 cm2/g) de una mezcla de escoria granulada de alto horno (en
proporción > 75 %), yeso (< 10 %) y Clinker o cal). La resistencia a compresión a 28 días
medida en probetas de mortero normalizado debe ser superior a 15 MPa. El fraguado no debe
iniciarse antes de las 10 horas. Aglomerantes con fuerte contenido de ceniza se obtienen
mediante molienda conjunta de cenizas volantes silicoaluminosas (76 a 81 %), Cal Viva (10 a
15 %) y Yeso.
La superficie específica es similar a la de un cemento corriente (3000 a 4000 cm 2/g). La
reactividad de estos aglomerantes a temperatura ambiente es muy lenta, por lo que para
controlar su desarrollo de resistencias en laboratorio se conservan a 60 ºC.
Si el contenido ponderal en sulfatos de los áridos, expresado en SO4, fuera superior al 0,4 %,
sin rebasar el 1,2 %, deberá emplearse un cemento resistente a los sulfatos
Aditivos:
Pueden utilizarse aditivos que mejoren ciertas características de la mezcla. Las ventajas de
utilizar aditivos es que ayudan en la laborabilidad y retardan el fraguado, para que las capas de
hormigón en masas compactadas se mantengan frescas y así evitar las juntas frías,
específicamente en tiempo caliente. Los aditivos oclusores de aire así como los reductores de
agua y los retardadores se han utilizados comúnmente en dosificaciones normales para la
mayoría de las aplicaciones del R.C.C. al igual que en los vertidos experimentales realizados
hasta la fecha. Los ensayos de laboratorio han demostrado que estos aditivos son efectivos en
la reducción del tiempo de vibración requerido para la compactación completa del R.C.C.
272
Anexos I
Retardadores de fraguado: Su presencia es necesaria muchas veces para poder aumentar el
plazo de trabajabilidad requerido y adecuado a la temperatura de la obra. En este sentido, las
prescripciones Españolas obligan a su empleo cuando la temperatura ambiente de extensión
de la mezcla supere los 30 ºC (algo muy común en Cuba). La dosificación a utilizar depende
del tipo de cemento que se emplee, del clima imperante en la zona, de la distancia de
transporte de la mezcla y de la metodología usada para la puesta en obra. Esta suele variar
entre 0.4 % y 1 % del peso del cemento.
Existen varios tipos de retardadores de fraguado (lignosulfonatos, carboxilatos, etc.), de los
cuales algunos han sido desarrollados específicamente para las mezclas granulares con
cemento, mientras que otros se emplean también con los hormigones vibrados.
A manera de ejemplo puede mencionarse que en los refuerzos de hormigón compactado
construidos en Vizcaya, España el empleo de retardadores de fraguado ha permitido la puesta
en obra sin dificultades de mezclas fabricadas en plantas situadas en algunos casos a 80 km
del punto de aplicación.
Agua
El agua utilizada debe estar libre de cantidad excesivas de álcalis, ácidos o material orgánico
que pueden inhibir la adecuada ganancia de resistencia. El contenido de agua en el R.C.C.
suele estar entre el 4 % y el 6 % del peso seco total de los componentes, pues la humedad de
la mezcla debe ser la óptima para obtener la máxima densidad seca con la energía de
compactación del Proctor Modificado.
2.3.7.3. Maquinarias y equipos que se utilizan para la ejecución
en la obra del RCC.
Para la construcción de este tipo de pavimento de Hormigón Compactado con Rodillos se
utilizan maquinarias de movimiento de tierra, además de las usadas en la construcción de
pavimentos de hormigón convencional, siendo las siguientes:
1. Plantas Dosificadoras y/o Mezcladoras.
2. Hormigoneras de eje horizontal de gran capacidad.
3. Pavimentadora de Encofrados Deslizantes (Slipform Paver).
4. Motoniveladoras.
5. Camiones de Volteo (con cama circular) o Camiones Hormigoneras.
273
Anexos I
6. Cilindros Vibratorios de Llantas Lisas (CIV).
Figura 14. Tren de colocación y compactación R.C.C.
2.3.7.4. Técnica constructiva mecanizada del R.C.C.
1. Construcción de la capa de base bien compactada.
2. Colocación de la manta de geotextil sobre la base.
3. Fabricación del hormigón en Planta u Hormigoneras.
4. Transportación del hormigón.
5. Extendido o colocación con Pavimentadora de Encofrados Deslizantes.
6. Compactación con Cilindros Vibratorios.
7. Curado.
8. Construcción y sellado de juntas
9. Protección.
10. Señalización
11. Apertura al tráfico.
OBSERVACIONES:
En el Acondicionamiento de la capa de base.
Garantizar el máximo grado de compactación y terminación superficial.
En la Fabricación del hormigón.
La mezcla de los áridos con el cemento y el agua puede realizarse tanto en una Central
Hormigonera como “in situ” una Hormigonera de Eje Horizontal de gran capacidad. Sin
embargo, este último método, debido a las heterogeneidades a que da lugar en cuanto a las
274
Anexos I
características del material, es admisible únicamente en aplicaciones de poca importancia,
tales como en los contenes o pavimentos de vías de baja intensidad de tráfico.
En consecuencia, en la construcción de capas de pavimento de carreteras u obras similares
deben emplearse las Plantas Dosificadoras Mezcladoras. Las mismas han sido adaptadas
para garantizar grandes volúmenes de salida como en el caso del vertido mecanizado continuo
de losas de pavimento y garantizan la calidad y sobre todo la consistencia exigida.
En la Transportación.
La mayoría de los equipos y procedimientos recomendados por el comité 304 de la ACI para el
transporte y colocación de mezclas de hormigón son también aplicables para el transporte y
colocación del R.C.C., sin embargo la fluidez tan extremadamente reducida del mismo
posibilita un mayor rango de equipos para el transporte y la colocación de este material. El
transporte se realiza habitualmente en Camiones de Volteo y en Camiones Hormigoneras para
lograr distancias (< 80 km) a distancias cortas y medias. Anteriormente se abordaron las
especificaciones de este tema, debiendo tomarse las precauciones necesarias para que no se
produzcan contaminaciones, pérdidas de agua o segregación de materiales. El número de
camiones debe dimensionarse de forma que no se produzcan detenciones ni de la Planta ni en
el tramo de puesta en obra. En la medida de lo posible, la flota de camiones debe ser
homogénea, es decir, compuesta por camiones de la misma capacidad, para no perturbar la
regularidad del ciclo de transporte.
Como las variaciones en el contenido de humedad de estas mezclas pueden ser críticas, los
camiones deben estar provistos de cobertores o tapacetes que cubran totalmente la caja, para
su eventual empleo en condiciones desfavorables, como por ejemplo durante los días de lluvia,
muy cálidos y de fuertes vientos.
En tiempo caluroso, la superficie de la capa sobre la que se vaya a colocar la mezcla granular
con cemento debe humectarse inmediatamente antes de realizar la extensión del material.
Esta precaución es particularmente importante en el caso de que el R.C.C. se emplee en
refuerzos, puesto que el firme existente posee en general una capa de rodadura bituminosa,
de color oscuro y por tanto pudiendo absorber calor fácilmente.
En el Extendido o Colocación del hormigón.
De ser posible, es conveniente utilizar equipos que aseguren una elevada pre-compactación,
con densidades a la salida de los mismos del orden del 90 % de la máxima Proctor Modificado
e incluso superiores (caso de las Extendedoras provistas de doble Tamper). Sin embargo, en
275
Anexos I
obras de geometría irregular las Motoniveladoras pueden ser los equipos mejor adaptados a
las mismas. Debe procurarse que la hoja de la Motoniveladora trabaje con la mayor carga
posible, para evitar segregaciones, y que no toque la capa inferior.
La producción de la Central o Planta de Hormigón debe ser acorde con el rendimiento de los
equipos de extendido, permitiendo un avance continuo de los mismos en el caso de emplearse
entendedoras como las de encofrados deslizantes (Slipform Paver), el trabajo de estos equipos
puede verse muy facilitado si la descarga del material se realiza a través de Camiones de
Volteo.
Si se emplean Pavimentadoras Asfálticas, la altura y forma de los Camiones deberá ser tal que
durante el vertido el único contacto entre ambos equipos se produzca a través de los rodillos
previstos para ello en la extendedora.
Por otra parte, la extendedora ha de tener una altura de trabajo suficiente para poner en obra
los espesores de las capas y los anchos diseñados. En caso contrario puede recurrirse al
empleo conjunto de dos extendedoras que trabajen en paralelo.
En la ejecución de juntas en fresco.
Ya se ha mencionado que en los pavimentos rígidos y semirrígidos sometidos a una
circulación intensa, hay que tratar de evitar la aparición de las fisuras de retracción en la
superficie de rodadura. El método más eficaz para ello es la creación en fresco de juntas a
distancias cortas en el material recién extendido, antes de haber finalizado su compactación.
Los métodos en fresco han ido desbancando a la construcción de juntas por serrado en el
material endurecido, la cual presenta varios inconvenientes. El primero, evidentemente, es de
tipo económico, pues al costo de las juntas en sí, hay que añadir el que deben disponerse a
distancias cortas, para poder evitar de forma eficaz su reflexión en la capa de rodadura. Por
otra parte, la baja resistencia inicial que suelen presentar las mezclas granulares con cemento,
por el empleo de cementos con un elevado contenido de adiciones activas, obliga en muchos
casos a tener que esperar un plazo dilatado antes de poder proceder al serrado sin que se
provoquen deterioros en los bordes de las juntas. Durante este intervalo puede producirse una
fisuración incontrolada.
Por su menor costo, su mayor sencillez y su eficacia, es recomendable la ejecución de juntas
en fresco cada 2,5–3,5 metros.
Las juntas en fresco a distancias cortas (bandas compactadas y sin compactar); el sistema de
pre-fisuración en fresco a espesor parcial, sin inclusión de ningún elemento, ha proporcionado
276
Anexos I
en general resultados satisfactorios en capas de grava-cemento o de hormigón compactado.
Para evitar que estas vuelvan a cerrarse se utilizará un equipo que realizará el corte en todo el
espesor de la capa tratada y hará además algún tratamiento en el surco así formado para que
no vuelvan adherirse los bordes del mismo (vertido de emulsión o colocación de algún material
desechable).
Estas juntas se llevarán a cabo haciendo uso de un equipo denominado “CRAFT” (Creación
Automática de Fisuras Transversales), éste se acopla a una Motoniveladora el cual, durante la
apertura en fresco de la junta en prácticamente todo el espesor de la capa, extiende un riego
con emulsión sobre sus bordes. A continuación se procede a la compactación del material, con
lo que la superficie queda perfectamente sellada.
El equipo consta de tres partes diferenciadas, una de las cuales realiza una misión específica:
 El elemento de corte que abre el surco e inyecta la emulsión. Consta de una doble
cuchilla, por cuya parte trasera se realiza la alimentación de emulsión. Esta, a su vez, se
vierte en la junta por la parte delantera. Para facilitar la penetración del elemento, éste
lleva acoplado un vibrador.
 Un brazo articulado, que introduce en la capa de material a fisurar el elemento de corte y
desplaza a este último a velocidad constante en todo el ancho de trabajo.
 Un depósito de emulsión, revestido de un aislamiento, que puede ser calentado y regulado
para mantener aquella a temperatura constante.
La separación entre juntas será de 2,5 a 3 metros. La duración de un ciclo de trabajo, desde
que la máquina inicia el corte de un surco hasta que se coloca sobre el siguiente, debe ser
inferior a los 30 segundos.
En la Compactación.
En esta actividad se puede utilizar cualquier Cilindro Liso Vibratorio, que hayan sido utilizados
con éxito en la compactación de terraplenes de tierra, para trabajar en el R.C.C. Los Cilindros
autopropulsados vibratorios serían más apropiados que los rodillos vibratorios de tracción. Se
tiene que accionar los tambores vibratorios con motor para posibilitar que el rodillo invierta la
dirección sin perturbar el hormigón compactado.
Estos compactadores deben realizar como mínimo 4 pases para garantizar la densidad
compactada requerida en el proyecto.
277
Anexos I
En el Curado.
El curado requerido para este tipo de hormigón generalmente es igual al tratamiento necesario
para el hormigón convencional; por lo que el mismo debe mantenerse continuamente húmedo
durante los primeros 7 días o hasta que sea cubierto por una capa adicional de hormigón
durante ese período. No se deberá utilizar ningún material de curado que no sea agua, arena u
otro material de recubrimiento que se pueda retirar posteriormente, especialmente en el caso
de juntas superficiales donde será necesario adherir con una capa siguiente de hormigón.
Todas las superficies expuestas permanentemente y las superficies no adheridas pueden
curarse mediante la aplicación de agua, membranas compuestas de líquidos para el curado,
asfalto líquido o mediante la aplicación de una cubierta de suelo. Puede no ser necesario curar
la superficie compactada durante la construcción, donde las capas sucesivas son vertidas
rápidamente, siempre y cuando no se produzca el secado de la superficie. Esto se aplicaría
específicamente a las operaciones de vertido continuo.
Protección.
En climas calientes o bajo condiciones climáticas que provoquen un aceleramiento del secado
de la superficie del R.C.C., al que se le debe añadir agua a la superficie para sustituir y
suplementar el agua que se evapora. Debido al bajo contenido de agua y a los métodos
utilizados para el transporte, la colocación y la compactación; los problemas asociados con el
trabajo en climas caliente, como el aumento de la demanda de agua, la perdida de
asentamiento y el agrietamiento por retracción plástica no son severas en la construcción en
este tipo de pavimento.
2.3.7.5. Control de calidad del RCC en los Pavimentos de las
Carreteras
El responsable de la calidad del Hormigón tiene a su cargo la realización del control en su
producción. En esta etapa se debe verificar el óptimo cumplimiento de las especificaciones de
los materiales con los que se realizó el diseño de la mezcla tomando en cuenta las siguientes
consideraciones:
 Control de los agregados: Es necesaria la verificación de la granulometría, desgaste,
módulo de finura y absorción de agua de los agregados. Se recomienda realizar estos
controles cada 400 m3.
278
Anexos I
 Calidad del cemento: El tipo de cemento utilizado debe ser el especificado en el diseño de
la mezcla y se debe observar las condiciones en que se ha almacenado, ya que esto
puede alterar su buen estado.
 Grado de humedad del hormigón: Una vez que el hormigón está en la volqueta, se debe
medir su grado de humedad antes de salir de la planta. Se puede determinar este
porcentaje en laboratorio o mediante sensores digitales.
Independientemente del control en la producción, es de vital importancia evaluar las
características y calidad del Hormigón que se está colocando:

Porcentaje de humedad: Una vez en obra es necesario comprobar que el grado de
humedad del hormigón sea el adecuado para su colocación y compactación.

Resistencia a tracción del Hormigón: Se deben extraer muestras de hormigón fresco en
su lugar de colocación. Las probetas luego son transportadas al laboratorio para
obtener su resistencia.

Juntas: Asegurar que los cortes se efectúen con las alineaciones debidas y profundidad
requerida. Además hay que vigilar el tiempo de sellado de las juntas y que se las haya
rellenado cuidadosamente.

Regularidad de la superficie de pavimento: Es importante verificar el nivel del hormigón
colocado. Se aceptan tolerancias de entre 6 y 10 mm, al hacerse la comprobación con
una regla de 3 m de longitud.
Una vez completada la ejecución de la capa de mezcla granular con cemento se comprobará
su espesor, mediante la extracción de testigos.
2.3.8. Tecnología de pavimentos rígidos con hormigón
hidráulico poroso de altas prestaciones. H.P.A.P
279
Anexos I
Es una realidad que los usuarios de las carreteras, así como las personas que viven en las
inmediaciones de las mismas, no tengan una buena opinión sobre los pavimentos densos de
hormigón ya sean asfálticos o hidráulicos, entre otras causas por la incomodidad que origina el
ruido de la rodadura y el importante impacto ambiental, sobre todo acústico, que producen los
mismos al circular vehículos a velocidades superiores a los 80 km/h.
Para contrarrestar estas opiniones adversas un grupo multidisciplinario de investigaciones,
profesionales, empresas constructoras y de administración del Instituto “Eduardo Torroja” de
Madrid, España, han desarrollado un hormigón poroso de altas prestaciones, modificado o no
con polímeros. Como dato a destacar, con respecto a la estructura particular del hormigón
poroso aplicado a carreteras, es que su estructura porosa se mantiene indeformable en el
tiempo. Esta es una cuestión muy importante con vista a la colmatación, ya que el volumen de
huecos inicial no se cierra por acción del tráfico o la temperatura, como ocurre en los
pavimentos flexibles.
Cabe destacar que a los veinte años de vida de servicio el H.P.A.P. tiene aún más volumen de
poros interconectados, que el aglomerado poroso a tiempo cero. Este es uno de los grandes
secretos de este tipo de pavimento.
2.3.8.1. Características, Ventajas y Desventajas del H.P.A.P
Características del H.P.A.P.:
Este material reúne las siguientes características:
 Estructura porosa (> 15 % de huecos interconectados).
 Ruido de rodadura a 80 km/h, inferior a 78 decibeles, el cual lo hace tolerable
 Resistencia característica a flexo tracción (28 días): 40 kg/cm2.
 Las características superficiales son muy superiores a la de los hormigones
convencionales. Esto se consigue por la laborabilidad del H.P.A.P., a la terminación que
realiza la Pavimentadora y de la ausencia de post compactación.
 El color gris oscuro de los H.P.A.P. hace que resalte mucho más el pintado de las
señalizaciones horizontales.
 Debido a su estructura autoventilada, el gradiente térmico que se produce entre la capa
superior e inferior es muy pequeños y los estados tensionales de origen térmico se
comportan de forma lineal y son mucho menores que el hormigón convencional.
280
Anexos I
 Se ha comprobado en laboratorio que la durabilidad frente a cargas de fatiga, agresivos
medioambientales (sulfatos, carbonatación, aceites minerales, carburantes, etc.) es un
poco menor a la de un hormigón compacto realizado con los mismos materiales, pero
sensiblemente mayor que la de los firmes convencionales de hormigón que se ejecutan con
cemento fuertemente adicionados.
Ventajas:
1. La absorción e irradiación de calor a la atmósfera es menor.
2. La disminución del ruido de rodadura de los vehículos a velocidades superiores a 80 km/h y
por lo tanto la afectación medio ambiental.
3. La reducción de las proyecciones de agua de los vehículos precedentes, con la
consiguiente disminución del riesgo de la circulación durante la lluvia.
4. La reducción del riesgo de accidentes por falta de resistencia al deslizamiento (hidroplaneo,
nieve, placas de hielo)
5. La disminución de la distancia de frenado especialmente en condiciones ambientales
adversas.
6. La posibilidad del deslumbramiento por reflexión de la luz sobre películas de agua
superficial.
7. Disminución del peso y densidad, del orden de un 20 % menor al de los hormigones
convencionales.
8. Los gradientes térmicos y de humedad son mejores.
9. Los movimientos diferenciales entre losas disminuyen.
10. El costo en relación a las soluciones de hormigón convencionales disminuye.
11. Las tareas de conservación y mantenimiento se reduce a la pintura y limpieza periódica de
poros una vez al año.
Un aumento en:
12. La estructura de macroporos, que convierte al material en drenante y autoventilado.
13. El coeficiente de rozamiento tanto longitudinal como transversal.
14. El confort de circulación.
15. La seguridad pasiva de los usuarios.
16. La mejora de las condiciones de vida (menores niveles de ruido) de los habitantes de las
zonas próximas a las carreteras.
281
Anexos I
17. En la utilización de materiales ecológicos y reciclables al final de su vida útil.
18. La calidad de servicio que este tipo de firme presta a los usuarios.
Desventajas:
1. Alto costo inicial.
2. Control estricto del acceso vial sobre todo de vehículos agrícolas.
2.3.8.2. Principales campos de aplicación
Las principales áreas de utilización de la técnica del H.P.A.P. son las siguientes:
- Carreteras rurales y calles urbanas de baja, media y alta intensidad, con tráfico pesado.
2.3.8.3. Materiales utilizados para la ejecución
Cemento
El cemento a utilizar debe ser resistente a la agresividad ambiental y las características del
tráfico como el cemento Portland P-350 con las características siguientes (según regulaciones
Españolas):
Tabla 54. Características del Cemento Portland.
Ensayo de referencia
Exigencia(1)
Pérdida al fuego
EN 196–2 punto 7
≤ 5%
Residuo insoluble
EN 196–2 punto 8
≤ 5%
Sulfato (SO3)
EN 196–2 punto 9
≤ 4%
EN 196–21
≤ 0.1%
Sulfuros (S)
EN 196–2 punto 11
≤ 0.7%
Manganeso (Mío)
EN 196–2 punto 12
≤ 1%
Propiedades
Cloruros
Puzolanilidad
EN 196–5
CaO(mM / l ) 
360
I  15
Nota (1): Las exigencias se dan en porcentajes en masa.
CaO: Oxido de Calcio en milimoles de OH/litro.
Dado el caso de que el suelo circundante al pavimento tenga un contenido en sulfatos superior
al 0,5 % en peso de la muestra analizada o las aguas un contenido superior a 400 mg/litro se
deberá utilizar un cemento que además de las condiciones anteriores satisfaga las siguientes:
282
Anexos I
Tabla 55. Características del Cemento Portland.
Propiedades
Exigencia
SO, máximo en el suelo
C3A < 5 %
circundante > 0.5% en peso
C3A + C4AF < 22 %
de la muestra analizada o
Expansión en probeta de
SO, máximo en las aguas >
mortero selenitoso de
400 mg/litro.
1”x1”x11.25” < 0.054 % a los 28
días –ASTM
Áridos:
Los áridos utilizados serán de alta resistencia al desgaste, con dos usos granulométricos (finos
y gruesos). El tamaño máximo de árido utilizado para este tipo de hormigones
(fundamentalmente para el H.P.A.P. modificado) no debería superar los 11 mm. La misión de
la arena es sólo evitar que el cemento vibrado cuando se haga el extendido se deposite en el
fondo de la carretera.
Se deben utilizar áridos de tipo ácido con las siguientes características:
 Absorción < 1 %.
 Densidad relativa aparente > 2.4 kg/dm3.
 Coeficiente de forma > 0.18.
 Coeficiente de Desgaste los “Ángeles” < 22.
 Reacción árido–álcalis según la Norma ASTM C–53.
 Equivalente de arena > 80.
Aditivos:
Se deben utilizar aditivos reductores de agua de alta actividad, sus características y su
dosificación se determinarán a través de ensayos de laboratorios.
El agua y/o aditivos son una base importante a la hora de obtener un hormigón laborable
manteniendo los requisitos sobre el hormigón endurecido. En ocasiones, también se utilizan
adiciones tales como humo de sílice, cenizas u otros residuos industriales.
Sistema antiadherente entre el pavimento H.P.A.P. y la capa de base:
 Un geotextil: Impide el flujo de agua a la base tanto en sentido vertical como horizontal
283
Anexos I
 Un tratamiento con base asfáltica del tipo arena-betún (suelo arenoso-asfalto).
Pasadores y barras de unión:
 Se pueden utilizar pasadores de barras lisas de aceros que cumplan las especificaciones
para dicha función.
 Las barras de unión, se utilizaran barras corrugadas que cumplan con las exigencias
establecidas.
Los polímeros: tienen por función mejorar las resistencias mecánicas y las resistencias a la
agresividad ambiental. Por otro lado aumentan la laborabilidad de la masa fresca del hormigón.
2.3.8.4. Dosificación, diseño y construcción de hormigones
hidráulicos porosos para capa de rodadura.
La estructura porosa del pavimento H.P.A.P. se consigue dosificando el material con:
 Un elevado contenido de árido grueso, preferentemente ácido.
 Una relación agua/cemento que oscila entre 0.25 y 0.32.
 Cemento, aditivos y adiciones no especiales.
Dosificación.
La dosificación óptima, en función de las prestaciones exigidas se obtiene siguiendo una
metodología desarrollada por el Equipo de Investigación “Pavimentos Rígidos” del I.C.C.T. de
España; no debiendo olvidar que los H.P.A.P.; como todo hormigón de altas prestaciones, son
materiales que requieren para su desarrollo un determinado nivel tecnológico, no permiten
fallos en su dosificación, fabricación y proceso constructivos y necesitan de un control de
calidad elevado.
Para conseguir una porosidad suficientemente alta en el hormigón se utiliza una curva
granulométrica discontinua de los áridos.
Cuando se habla de hormigón poroso modificado con polímeros, éstos suelen incorporarse
mezclados con agua al 50 %. Este hecho se tendrá en cuenta en las dosificaciones finales.
En los casos en que el H.P.A.P. se modifica sin polímeros, se añade un superplastificante para
obtener la misma trabajabilidad que en las dosificaciones con polímeros.
La cantidad de cemento en la dosificación que no contiene polímeros es sensiblemente mayor
para que aumente sus resistencias.
284
Anexos I
En general, las dosificaciones comunes suelen estimarse en los siguientes rangos de
composición:
1) 1.400 a 1.500 Kg. de árido grueso, 75 a 175 kg de árido fino, 200 a 350 kg de cemento y 50
a 100 litros de agua.
Diseño de hormigones porosos para capa de rodadura.
Se realiza de dos formas o maneras:
Primer diseño:
En capa delgada y donde la adherencia entre partículas se realiza con una mezcla de agua,
cemento y resinas aclíricas. La relación agua/cemento de esta pasta y la consistencia del
hormigón son muy bajas lo que permite la colocación del mismo con extendedora de asfalto o
regla vibrante. Entre los inconvenientes que presenta se pueden mencionar:
 El elevado costo de las resinas.
 Que éstas sean un material de origen orgánico lo que cuestiona su durabilidad.
 La adherencia entre la capa delgada de H.P. y la base de la carretera.
 La colmatación rápida de los macroporos.
 El muy reducido drenaje lateral.
Segundo diseño:
En capa gruesa, donde la adherencia entre partículas se realiza con una mezcla de agua,
cemento y aditivos reductores de agua. La relación agua/cemento de esta pasta y la
consistencia del hormigón son muy bajas lo que permite la colocación del mismo con
extendedora de asfalto o regla vibrante. Las características son similares a las mencionadas
en la introducción y su filosofía de diseño está a medio camino entre los pavimentos flexibles y
los clásicos pavimentos rígidos de hormigón hidráulico, es decir, no son totalmente rígidos ni
tampoco totalmente flexibles en el comportamiento ante las cargas del tránsito.
Propiedades del H.P.A.P
Algunas de las propiedades del H.P.A.P., para su empleo como capa de rodadura de los
pavimentos de las carreteras, se caracterizan por responder a los siguientes hechos:
 El hecho de que la densidad no sea la misma en las distintas mezclas (con o sin polímeros)
influye en el resto de las propiedades.
 Su estructura porosa se mantiene indeformable ante las cargas.
285
Anexos I
 El tamaño máximo del árido no influye de forma significativa sobre la resistencia, ni sobre la
porosidad accesible. Por el contrario, la distribución granulométrica de las partículas y el
porcentaje de arena tienen un efecto importante sobre la resistencia y la porosidad
accesible.
 El tipo de polímero influye en las propiedades resistentes del H.P.A.P.; se han obtenido
buenos
resultados
con
materiales
acrílicos
puros,
estireno-butadieno
y
epoxi
emulsionables.
 La adición de polímeros da lugar a un incremento en la resistencia a flexotracción. Las
resistencias a compresión no se ven afectadas, pero el módulo dinámico de elasticidad
decrece.
 Las formulaciones sin polímeros requieren mayores cantidades de cemento para alcanzar
análogas prestaciones.
En cualquier caso, es la interface árido-pasta la gran responsable de la respuesta
mecánica frente a cargas rápidas y de fatiga. A continuación se incluye una foto con el aspecto
que debe presentar ésta fase.
Foto 36. Interface árido-pasta.
Propiedades del H.P.A.P endurecido:
Durabilidad
En cuanto a la durabilidad de este tipo de firmes se debe tener en cuenta el fácil acceso de
agua a su interior. Puede ser especialmente crítico un ataque químico en un medio agresivo,
debido a la facilidad de que se produzca en toda la masa del hormigón. En este caso es
imprescindible utilizar cementos adecuados que sean resistentes a los ataques que se
prevean, así como procurar que el agua drene lo más rápidamente posible.
286
Anexos I
En el caso de utilizar aditivos modificadores debe tenerse también en cuenta la durabilidad
ante acciones exteriores, como por ejemplo. Los rayos ultravioleta que pueden degradar con el
tiempo a esos aditivos.
Se ha comprobado en laboratorio (en primeros estudios) que la durabilidad frente a cargas de
fatiga, agresivos medioambientales (sulfatos, carbonatación, aceites minerales, carburantes,
etc.) es un poco menor a la de un hormigón compacto realizado con los mismos materiales,
pero sensiblemente mayor que la de firmes convencionales de hormigón que se ejecutan con
cementos fuertemente adicionados.
Una forma de estudiar la durabilidad contra agentes físicos es a través de la resistencia a
ciclos hielo-deshielo; del desgaste superficial y la resistencia al arrancamiento de partículas de
áridos, y de la resistencia a ciclos de humedecimiento y secado. La adición de polímeros
aumenta la resistencia a ciclos hielo deshielo, siendo el tipo de polímero fundamental. Sin
embargo, la adición de polímeros no tiene influencia en la resistencia al arrancamiento.
Textura superficial
Para que el ruido emitido por un neumático en su rodadura por una superficie de hormigón
poroso sea bajo y la conducción sea cómoda, es necesaria una óptima geometría superficial.
Toda carretera presenta en un perfil longitudinal unas desviaciones de la geometría teórica. La
microtextura está ligada esencialmente a la resistencia al deslizamiento de un pavimento, y la
macrotextura a la posibilidad del fenómeno del hidroplaneo y al ruido de rodadura,
fundamentalmente en frecuencias medias altas. La megatextura influye en el ruido de
rodadura, en frecuencias bajas y en la regularidad. A continuación se indican las respectivas
influencias de estos factores:
 La microtextura depende de los materiales que componen el pavimento.
 La macrotextura viene determinada principalmente por el tamaño máximo y la
granulometría del árido
 La megatextura viene influenciada por los métodos de puesta en obra y la homogeneidad
de los materiales usados como capa de rodadura.
El extendido de las capas de hormigón poroso con Pavimentadoras Asfálticas mejora la
regularidad superficial obtenida en el soporte. La regularidad y la resistencia al deslizamiento
del hormigón poroso son normales y similares a los de una mezcla bituminosa drenante.
287
Anexos I
Ensayos a realizarle al H.P.A.P.
 El sistema de fabricación de probetas de amplitud y frecuencia variables.
El sistema ha permitido entre otras cosas, el fabricar las probetas de hormigón en
laboratorio, con prácticamente las mismas características que la extendedora en la obra.
Debido a ello se ha podido estudiar de forma acelerada en laboratorio, a través de ensayos
de resistencia y fatiga a flexotracción, la influencia que sobre la vida útil del firme van a
tener las solicitaciones del tráfico, la evolución de la permeabilidad.
 Sistema para determinar la laborabilidad del H.P.A.P: Este sistema, permite determinar con
bastante exactitud la laborabilidad de los H.P.A.P., esta medida que tiene en cuenta en un
solo parámetro conceptos tan claves como la consistencia y la cohesividad, es uno de los
pilares a la hora de obtener la densidad máxima de los pavimentos de H.P.A.P.,
manteniendo la estructura porosa y sin producir segregaciones.
 Sistema de energía ultrasónica, el cual permite cuantificar la cantidad de energía que
pierde un haz de onda al atravesar un determinado espesor de H.P.A.P. En estos tipos de
pavimentos, el número de enlaces entre las partículas es mucho menor que en un
hormigón en masa convencional, esto provocaría una irremediable pérdida de resistencia si
no se hubieran aumentado las cualidades resistentes de la pasta y de la interface, para ello
se ha desarrollado una metodología basada en la cuantificación de la energía de haz de
ondas ultrasónicas que atraviesa la probeta, apoyadas a su vez por ensayos calorímetros
semiadiabáticos para hormigones, ensayos estáticos de resistencia a tracción directa y
flexotracción, así como ensayos dinámicos de fatiga a flexotracción. Con esta técnica se
puede estudiar la evolución de cada una de las fases durante el fraguado del H.P.A.P. en
función de las condiciones ambientales (temperatura media, humedad, velocidad del viento
en superficie y radiación solar directa), de los aditivos y adiciones, así como del tipo de
curado que se vaya a realizar a la estructura.
 Sistema para determinar de forma continua la estabilidad de volumen de H.P.A.P., para
cualquier condición ambiental.
 Probetas troncocónicas para los ensayos a tracción directa prismática de 15 x 15 x 60 cm.
permiten determinar de forma sencilla, las resistencias a tracción y flexotracción y el
módulo de elasticidad a tracción.
288
Anexos I
2.3.8.5. Maquinarias y equipos que se utilizan en el mundo para
la aplicación de H.P.A.P.
Para la construcción de este tipo de pavimento de hormigón poroso de altas prestaciones no
es necesario utilizar maquinarias distintas a las que se utilizan en la construcción de
pavimentos de hormigón convencional, por lo que estas son las siguientes:
1. Planta Dosificadora-Mezcladora de Hormigón.
2. Hormigoneras de Eje Horizontal.
3. Camión Cisterna Regadora de Asfalto
4. Camiones de Volteo (con lona para tapar la caja y con cama circular).
5. Pavimentadora de Moldes Deslizantes.
6. Cortadora de Pavimentos.
2.3.8.6. Técnica constructiva mecanizada
1. Construcción de la capa de base.
2. Tratamiento de la superficie de la capa de base.
3. Fabricación y transporte del hormigón poroso de altas prestaciones.
4. Extendido o colocación.
5. Compactación
6. Curado.
7. Construcción y serrado de juntas.
8. Apertura al tráfico.
OBSERVACIONES:
Si es necesario el acondicionamiento del terraplén hasta la subrasante.
Este contempla las operaciones siguientes:
 Cilindrado de prueba para detectar zonas flojas o débiles para en caso de existir realizar el
removido, reemplazamiento del material y compactación correcta del área afectada
(  dk   dmín = 95 % del Proctor Modificado. o 100 % del Proctor Standard).
 Perfilado correcto que garantice un correcto drenaje y nivelación con desniveles  15 mm.
Cumplir con la NC vigente en Cuba de Preparación de Subrasantes.
289
Anexos I
1. Construcción de la Capa base.
Excavación, carga, transporte, riego, nivelación y correcta compactación del material de
mejoramiento en capas de 0,10 a 0,15 m (mínimo 0,10 m).
En este caso también el suelo debe ser compactado con las siguientes exigencias:
 dk ≥  dmín
(Donde
 dmín = 95 % del Proctor Modificado)
 dk
(Donde
 dmín = 100 % del Proctor Estándar).
≥
 dmín
En caso de que la losa de hormigón se construya sobre un antiguo pavimento habrá que
realizar o nivelar su superficie antes construida con materiales artificiales (grava, cemento,
grava asfalto, grava cemento, etc.). Garantizar un adecuado diseño y construcción de dicha
capa con estos materiales.
2. Tratamiento de la superficie de la capa de base.
Para garantizar la adherencia entre la capa de Base y el H.P.A.P. se ejecutará sobre la
superficie de la base un sellado reforzado con dos riegos de arena/emulsión. Y cuando se
pretenda tener un elevado nivel de certeza de que la capa impermeabilizante funcione
correctamente, y de esta forma evitar que la lechada o pasta del hormigón se infiltre en el
terreno lo que provocará la retracción y disminución de la resistencia, así como para disminuir
el coeficiente de razonamiento, se debe colocar una geomembrana impermeable en sentido
vertical y resistente a productos hidrocarbonatos.
Sobre la impermeabilización se coloca un encofrado central, así como el hilo de guía para que
el censor de la extendedora pueda copiar la rasante, también se emplea moderadamente la
colocación de rollos de láminas de plástico que colocan Maquinarias Especiales.
3. Fabricación y transporte del hormigón.
En la fabricación y transporte de los hormigones porosos pueden utilizarse los mismos equipos
y sistemas empleados para los hormigones convencionales.
Es necesaria una Planta capaz de fabricar un volumen de hormigón que permita a la
extendedora estar continuamente alimentada. Es conveniente que el rendimiento real de la
planta sea alto (del orden de 160 m3/h) y que el control de la dosificación sea digital y por peso.
Dada la consistencia seca del hormigón, se recomienda realizar el transporte en camiones
volquete tipo bañadera para alcanzar mejores rendimientos.
290
Anexos I
Se recomienda tapar la caja del volquete mediante la lona con el fin de evitar que el agua se
evapore.
El vertido del hormigón se hará mediante elevación del volquete y caída libre de la masa a la
extendedora o bien al suelo para un extendido posterior.
4. Extendido o colocación del Hormigón Poroso.
Para el extendido de los H.PA.P. sobre bases o capas de rodadura se utilizan habitualmente
las Pavimentadoras de Encofrados Deslizantes (en los que se dejan sin funcionar los
vibradores
internos)
o
preferentemente
las
Pavimentadoras
de
Mezclas
Asfálticas
(Pavimentadoras Asfálticas).
El empleo de Pavimentadoras provistas de reglas con elevado poder de pre-compactación
puede hacer innecesaria una compactación posterior. En caso de tener que realizarse ésta,
suele recurrirse a equipos ligeros: pequeños rodillos, placas vibrantes o incluso reglas
vibrantes, si se trata de obras de poca importancia.
Cuando el H.P.A.P. está modificado con polímeros, el extendido de la capa de rodadura de
pequeño espesor debe garantizar la adherencia con el hormigón de base. Los métodos
empleados son: "Wet on Wet" (extensión cuando la base no ha iniciado todavía su fraguado) y
"Wet on Dry" (colocación sobre el soporte endurecido, extendido previamente una lechada de
adherencia).
Cuando el H.P.A.P. no está modificado con polímeros el espesor de la capa de rodadura no es
crítico y, por tanto, éste es mayor. Se coloca entonces un sistema impermeabilizante,
antiadherente y antireflexión entre el pavimento y la capa base, además de unir las losas
mediante pasadores, si bien la tendencia es a no utilizarlos
5. Curado.
Una vez hormigonado el pavimento se realiza la operación de curado, el cual es fundamental
pues así se evitan los efectos negativos de la retracción y pérdidas de resistencia. El curado
debe hacerse durante los primeros 7 días y sobre todo en las primeras 48 horas. Hay que
tener en cuenta que el empleo inadecuado de este tipo de curado mediante riego con agua
puede resultar poco efectivo debido a que presenta una gran superficie de evaporación y
además es drenante.
Además de que un elevado contenido de humedad podría conducir a una disminución de
resistencias.
291
Anexos I
El principal problema de los hormigones porosos, sobre todo en capa de rodadura, es su
colmatación. Se ha podido comprobar que en las zonas sometidas a tráficos circulado a
elevada velocidad, los vehículos ejercen un efecto de succión de las partículas, con lo que la
colmatación es mucho más reducida que en el caso de vías urbanas.
En obras realizadas en vías urbanas, testigos extraídos han permitido apreciar que la
colmatación se limita a unos pocos milímetros en la parte superior, por lo que es susceptible de
ser eliminada con facilidad por los equipos limpiadores existentes.
6. Construcción y sellado de juntas.
El serrado de las juntas transversales debe realizarse a distancia entre 3.5 y 4.5 m, Este se
hace con máquinas especiales para cortar hormigón (Cortadoras de Pavimentos) lo cual
constituye una tendencia actual. Este corte debe realizarse en el momento de endurecimiento
del hormigón; es recomendable que este tiempo debe obtenerse en el laboratorio para distintas
condiciones ambientales. En cuanto al sellado de las juntas se realiza de igual forma como se
abordado anteriormente.
7. Apertura al tráfico.
No se realizará la apertura al tráfico del pavimento recientemente construido hasta que este
adquiera la resistencia mínima exigida en el proyecto, así como las condiciones de seguridad y
comodidad para los usuarios; siempre y cuando se tenga en cuenta si el hormigón se produjo
con o sin aditivos.
2.3.8.7 Control de la calidad
En este punto hay que destacar que conceptos como el cono de Abrams no tienen tanto
sentido como puede serlo medir su índice de Waltz (grado de asentamiento de la masa).
292
Anexos I
2.4. Otras Tecnologías de Pavimentación
2.4.1. La Tecnología de Construcción de Pavimentos con
Adocretos
La amplia red vial existente en Cuba es una de las de mayor densidad en Latinoamérica tanto
en zonas rurales como urbanas; ha sido construida empleando pavimentos flexibles y en
menor medida los pavimentos rígidos de hormigón hidráulico; los que han requerido para su
construcción tecnologías y materiales que conllevan el empleo de cuantiosos recursos, de
brigadas y empresas especializadas en tales trabajos, los que en su conjunto generan
impactos ambientales negativos y de consideración, que deben ser eliminados o al menos
atenuados o minimizados. Ante tal situación es necesario el uso de técnicas alternativas que
puedan ser clasificadas como amistosas con el medio ambiente, sustentables o menos
impactantes que permiten pavimentar las calles de las nuevas urbanizaciones, reparar y
ampliar la red vial existente en las ciudades; sustituyendo las tecnologías tradicionales de
pavimentación.
Una de estas técnicas es el empleo de piezas de hormigón o concreto (Adocretos), las cuales
se colocan en la capa de superficie de este tipo de pavimento semirrígido. Pueden fabricarse in
situ de forma artesanal o industrialmente con máquinas bloqueras–adoquineras (Foto 37)
accionadas manualmente y por otros tipos de energía, la que posee como principal ventaja la
utilización de materias primas locales y la no utilización de equipos especializado alto
consumidor de combustible.
El uso de esta técnica de construcción de pavimentos está extendida en la actualidad en varios
países desarrollados Francia, Inglaterra, EE.UU., Alemania, Holanda, Australia, y en ciertas
medidas en países Latinoamericanos como: Argentina, Perú, Nicaragua, etc. Debido a sus
293
Anexos I
cualidades y la existencia en el mercado de máquinas bloqueras–adoquineras de gran
rendimiento, debiendo ser introducidas en mayor escala en el país por las ventajas
económicas y sociales que presenta esta tecnología.
Los Pavimentos de Adocretos son estructuras compuestas por varias capas de diferentes
materiales que se construyen sobre la capa de coronación de la sub-rasante de los terraplenes
para permitir el tránsito de vehículos. Las capas son básicamente: Capa de superficie
(Adocreto), base, subbase y terreno natural o de cimentación. La capa de superficie está
compuesta por los adocretos colocados sobre una capa de arena gruesa y con un sellado de
arena en las juntas. La capa de base y de subbase, generalmente están hechas con suelos
locales.
En realidad esta es una vieja idea (pavimentos de adoquines hechos de rocas duras en
canteras), adaptada al presente mediante nueva tecnología, ahora los adoquines son de
concreto. Actualmente la utilización en Cuba de este tipo de pavimento tiene poco uso
(Estaciones de servicio, pasos peatonales, parqueos, plazas, accesos viales), pero dadas las
ventajas del mismo puede extenderse su campo de aplicación a carreteras rurales, calles o
vías urbanas, en determinadas zonas de las aeropistas de los Aeropuertos.
Foto 37. Máquina Bloquera–Adoquinera.
2.4.1.1. Ventajas y campo de aplicación de los pavimentos de
Adocretos
Ventajas:
 Los adocretos son piezas prefabricadas que se producen con un equipo sencillo una
máquina bloqueadora–adoquinera que tiene un precio asequible.
 Empleo de materias primas y fuerza de trabajo local no especializada
294
Anexos I
 Los adocretos se llevan a la obra terminados, por lo que se puede abrir al servicio del
tránsito al momento que concluya su colocación correcta en la obra.
 Su colocación no requiere de grandes gastos, solamente es necesario una cuadrilla de
hombres prácticos en la tarea con utensilios de trabajo sencillos.
 En caso de necesitar hacer roturas parciales para la reparación de servicios (agua potable,
alcantarillado, etc.), se hace un corte sacando los adoquines necesarios y estos se pueden
reutilizar en el mismo lugar, la apertura al tránsito es rápida, por lo que se ahorra dinero y
molestias.
 Reducción de los impactos ambientales en comparación con las tecnologías de
pavimentación más usualmente empleadas en la construcción de pavimentos.
Campos de aplicación.
Las principales áreas de utilización de esta tecnología son:
Para pavimentar calles o vías urbanas en barrios en zonas suburbanas, en las nuevas
urbanizaciones que se acometen en numerosas ciudades, reconstruir pavimentos en calles y
plazas de los centros históricos de ciudades; zonas de estacionamiento y accesos a hoteles;
en parqueos y patios de fábricas y otros lugares similares. También para construir parqueos en
zonas comerciales, portuarias, turísticas, etc.; calles o vías rurales; zonas de estacionamiento
de aviones en los aeropuertos; plazas en sitios históricos; etc.
A continuación se muestran algunos ejemplos de tipos de adocretos que se utilizan en el
mundo.
Tipo de adocreto
Ejemplo de terminación
MOÑO o EN FORMA DE I
295
Anexos I
ARABE
EME
HACHA
ROMANO
296
Anexos I
2.4.1.2. Materiales utilizados para la construcción de Adocretos
Características de las piezas de Adocreto:
Son de hormigón hidráulico que si se fabrican industrialmente (mediante prensado) en
máquinas Bloqueras–Adoquineras, pueden llegar a alcanzar entre 20–25 MPa (200–250
kg/cm2) de resistencia a compresión.
Pueden poseer variadas formas y dimensiones y se pueden clasificar en tres grandes grupos:
1. Piezas sin trabazón (simples). Generalmente paralelepípedos cuadrados, rectangulares y
también hexagonales (Fig. 15).
2. Piezas con trabazón horizontal. De varias formas y dimensiones (Fig. 16).
3. Piezas con trabazón horizontal y vertical (intertrabadas) (Fig. 17); es la aconsejable para su
empleo como pavimentos, pues así se garantiza su trabajo en conjunto, lo que aporta una
mayor resistencia ante las cargas del tránsito. Estas se propone posean las dimensiones
siguientes:
Figura 15 y 16. Dimensiones de los Adocretos
Figura 17. Piezas con trabazón horizontal y vertical
Figura 18 y 19. Isométrico y planta de la piezas con trabazón horizontal y vertical
297
Anexos I
Figura 20. Sección típica del pavimento de adocreto
Arena
Arena gruesa: se utiliza para la capa de asiento de los adocretos y sirve de filtro para el agua
que pueda penetrar por las juntas.
Exigencias a la capa de asiento:
-
Espesor uniforme entre 2 y 4 cm.
-
Granulometría:
Tabla 56. Granulometría de la arena para capa de asiento.
Tamiz
3/8″
No 4
No 8
No 16
No 30
No 50
No 100
No 200
%
pasa
100
35 - 100
80 - 100
50 - 85
25 - 60
10 - 30
5 - 15
0 - 10
-
No contaminadas y limpias (evitar eflorescencias que reduzcan la resistencia a fricción).
-
La capa de arena no puede ser usada para corregir imperfecciones que puedan haber
quedado en la base pues esto provoca ondulaciones en el pavimento terminado.
Arena fina: se utiliza para esparcir sobre los adocretos colocados y compactados y rellenar sus
juntas.
-
Granulometría:
Tabla 57. Granulometría de la arena fina para esparcir sobre los Adocretos.
Tamiz
3/8
No 4
No 8
No 16
No 30
No 50
No 100
%
pasa
100
95 - 100
95 - 100
90 - 100
80 - 100
20 - 50
0 - 15
Material granular a usar como base, subbase y subrasante del pavimento.
Las capas de material granular que deben emplearse para formar las diferentes capas deben
cumplir las exigencias fundamentales siguientes:
298
Anexos I
Tabla 58. Exigencias a cumplir por los suelos usados en la construcción de la
subrasante, subbase y base.
Tipo de
Exigencias
principales
Subrasante
CBR
2% (mín)
15% (mín)
20% (mín)
ASTM-D183
% que pasa por el
Tamiz 200
< 35%
25 %(máx)
10% (máx)
ASTM-D1140
Limite líquido (LL)
34 (máx)
25% (máx)
25% (máx)
ASTM-D423
Índice Plástico (IP)
> (0.6LL - 9)
10% (máx)
6% (máx)
ASTM-D424
Grado de
compactación
90% (mín)
95% (mín)
98% (mín)
Subbase
Base
ensayo
AASHTO
T180
Consumo de materiales.
Considerando piezas de adocretos como las de la Fig. 19 intertrabadas de área 0.25 x 0.25 m,
se emplearán 16 piezas por cada m2 de superficie, lo que implica según los espesores más
usuales un consumo de materiales siguientes:
Tabla 59. Consumo de materiales por pieza de Adocreto.
Dimensiones
del
Volumen
(m3)
Adocreto
Cemento
Portland
Arena
(m3)
Gravilla
(m3)
(sacos)
0.25 x 0.25 x 0.06
0.00375
0.0266
0.0018
0.00315
0.25 x 0.25 x 0.08
0.00500
0.0355
0.0024
0.00420
0.25 x 0.25 x 0.10
0.00625
0.0443
0.0030
0.00525
0.25 x 0.25 x 0.12
0.00750
0.0532
0.0036
0.00630
Tabla 60. Consumo de materiales por m2 de área a pavimentar.
Categoría
del
Tránsito
Dimensiones del
Adocreto (m)
Consumo por m2
Cemento
(sacos)
Arena (m3)
Gravilla (m3)
Ligero
0.25 x 0.25 x 0.06
0.4256
0.0288
0.0504
Medio
0.25 x 0.25 x 0.08
0.5680
0.0384
0.0672
Pesado
0.25 x 0.25 x 0.10
0.7088
0.0480
0.0840
299
Anexos I
Muy pesado
0.25 x 0.25 x 0.12
0.8512
0.0576
0.1008
2.4.1.3. Maquinarias y equipos utilizados.
Los pavimentos de Adocretos tienen como característica fundamental que para su ejecución
no se emplean máquinas especializadas.
A continuación se hará referencia a los equipos, maquinarias y utensilios de construcción que
se utilizan para la ejecución de la pavimentación con dicha tecnología:
1. Moldeadora hidráulica (Máquina Bloquera-Adoquinera)
2. Hormigoneras basculantes
3. Camiones o Rastras Plataformas.
4. Máquinas de movimiento de tierra para construcción de subbase y base.
5. Carretillas o vagones.
6. Zarandas.
7. Escobillones.
8. Niveles.
2.4.1.4. Diseño del Espesor de la Estructura del Pavimento
El comportamiento de este pavimento es un caso intermedio entre el Pavimento Rígido y el
Flexible (es decir, semirrígido) y hasta el momento no existe un procedimiento de cálculo
teórico que dé respuesta exacta a su real comportamiento estructural. Se propone un método
empírico que considera los parámetros de diseños:
1. Tráfico de diseño.
2. Resistencia de la subrasante.
3. Resistencia de la subbase.
4. Resistencia de la base.
5. Resistencia a compresión de las piezas de Adocreto.
El procedimiento de diseño consiste en cumplir los pasos siguientes:
1. Determinar el tráfico de diseño.
2. Determinación de la resistencia (CBR) de la subrasante, subbase y base.
3. Determinar el espesor de la subbase y base del pavimento.
300
Anexos I
4. Definir el espesor de las piezas de hormigón (adocretos) que forman la capa de superficie
del pavimento.
La definición de los factores de diseño debe ser lo más exacta posible en base a un estudio
estadísticos del tránsito y la determinación en Laboratorios de la Capacidad Soportante (CBR)
de cada capa de suelo, según normas estatales vigentes. Ante la imposibilidad de hacer tales
estudios por diversas razones, se propone el siguiente procedimiento aproximado basado en la
experiencia:
1. Determinación de la categoría del Tránsito. Acorde con las características de la zona y
categoría de la vía y la estimación del Tráfico Acumulado en el carril de Diseño (ΣN) para
ejes de 100 KN, se define la categoría de Tránsito según la tabla 61 siguiente:
Tabla 61. Categoría del tránsito para el diseño.
Tráfico
Categoría
Acumulado (ΣN)
Tipos de calles y zonas características
del
en el carril de
Tránsito
diseño (ejes de
100 KN)
Calles en zonas residenciales, plazas, parqueos de
A (Ligero)
vehículos ligeros, carreteras rurales no principales,
≤ 104
etc.
Calles
B
(Mediano)
y
avenidas
colectoras(sin
limitación
de
vehículo pesado); parqueos y accesos viales a zonas
104 y 8.105
industriales; etc.
Carreteras interprovinciales y circunvalaciones de
grandes ciudades; arterias principales de accesos a
C (Pesado)
ciudades de importancia, áreas de estacionamientos
≥8.105
en puertos y grandes industrias, calles y avenidas
colectoras, etc.
2 – Determinación del CBR de la subrasante. Correlacionando la clasificación de los suelos de
la capa de coronación de la subrasante, hecha por la HRB o AASHTO, se puede determinar el
CBR de diseño por la tabla 28 siguiente:
301
Anexos I
Tabla 62. Valores del CBR.
VALORES DE CBR
2
3
4
5
6
7
8
9
10
15
20
30
40
50
60
70
80
90
100
CLASIFICACIÓN DEL SUELO SEGÚN AASHTO
A–1–b
A–2–7
A–2–6
A–1 – a
A–2–5
A–2-4
A-3
A-4
A-5
A-6
A–7–6
3
A–7-5
– Determinación de Espesores de Subbase y Base del pavimento:
Tabla 63. Espesores de Subbase y Base.
Espesor de capas de base y subbase en centímetros (no
incluye el espesor de la capa de superficie de pieza de
hormigón o Adocreto y capa de asiento)
Tráfico
Categoría acumulado
en el carril
del
de diseño
tránsito
(ejes de
100 Kn)
Ligero
(A)
Mediano
(B)
Valores CBR subrasante
2
2.5
3
1000
26
21
17
14.5 11.5
2000
29
24
20
17
4000
32.5 27
27.5 19.5 16.6 12.5
8000
36.5 30
25.5 22
10 000
37.5 31
26
22.5 19.5 15
20 000
40.5 34
29
27
22
17.5 13
40 000
44.5 37
32
28
24
19.5 15
80 000
48
40
34.5 30.5 25.5 21
100 000
49
41
35.5 31
200 000
52.5 44.5 38.5 33.5 30
24
400 000
56
25.5 21
800 000
59.5 50.5 44
47.5 41
3.5
36
4
5
6
8
10
15
20
14.5 10
19
14.5 10
11.5
17
10.5
27.5 21.5 17.5 11
32
38.5 34.5 28
19
12.5
14
22.5 15
302
Anexos I
1 000 000
60.5 51.5 45
39.5 35
2 000 000
65
Pesado
4 000 000
67.5 57.5 50.5 44.5 40
32.5 27
18.5 13
(C)
8 000 000
71
61
53
47
42
34.5 29
20
10 000 000
72
67
54
48
43
35.5 29.5 20.5 14.5
54.5 47.5 42
28.5 23.5 16
37.5 30.5 25
10
17.5 11.5
14
a. Definir el espesor de las piezas (Adocretos).
Se definirá según la Categoría del Tránsito hecha según la Tabla 61, adoptándose los
espesores siguientes según la tabla 64 siguiente:
Tabla 64. Espesor del Adocreto
Categoría del tránsito
Espesor de los Adocretos (mm)
A (Ligero)
60
B (Mediano)
80
C (Pesado)
100 - 120
2.4.1.5. Técnica o procedimiento constructivo.
Una vez construido el terraplén hasta la subrasante, se procede a ejecutar el pavimento
cumpliendo el siguiente procedimiento:
a) Zonas rurales y urbanas (tráfico mediano y pesado):
1. Construcción de la contención lateral necesaria (separador central y/o paseos laterales).
2. Ejecución de la capa de subbase compactada a máxima densidad con suelos que cumplen
las exigencias especificadas en Tabla 58.
3. Construcción de la capa de base con el suelo que cumple las exigencias planteadas, en
Tabla 58 a máxima densidad, asegurando un bombeo lateral de 2 % a 4 %.
4. Fabricación de bloques: Aquí es donde comienza la construcción del pavimento, se puede
trabajar muy bien en el proceso constructivo posterior, pero si los adocretos son de mala
calidad el esfuerzo será inútil, por eso es importante que sean resistentes, tanto a los
esfuerzos de corte como a la tracción y deben ser uniformes de manera tal que al
colocarlos hermanen de la mejor manera posible.
5. Traslados hacia la obra.
6. Vertido y riego de la capa de asiento de arena gruesa. La superficie de arena enrasada
quedará completa, sin huecos ni rayones. Si antes de colocar los adocretos, esta sufre
303
Anexos I
algún tipo de compactación por el paso de personas o animales, la zona afectada es
removida completamente y reemplazada por arena suelta y enrasada al nivel adecuado.
7. Colocación de los Adocretos. Es una de las actividades más importantes en toda la
construcción del pavimento pues es el responsable de la calidad final del mismo. Se tiene
especial cuidado de no deslizarlos sobre la capa de arena para acercarlo al vecino, sino
que se apoya sobre las caras de los que ya están colocados y se lo desliza verticalmente
hasta que apoye sobre la capa de arena. No se puede subir directamente sobre el adocreto
hasta tanto no se haya compactado.
8. Compactación de los adocretos. La compactación inicial tiene como finalidad enrasar la
capa de adoquines para corregir cualquier irregularidad en su espesor, iniciar la
compactación de la capa de arena de la base y hacer que esta llene parcialmente las
juntas de abajo hacia arriba. Una vez concluida esta compactación se hace una cuidadosa
inspección del área a fin de detectar los adocretos que se hayan partido para cambiarlos
por nuevos. Esta operación es imprescindible ejecutarla en este momento porque después
del sellado de las juntas y la compactación final será casi imposible.
9. Riego de arena fina para el sellado de las juntas. Es imprescindible que esta arena esté
absolutamente seca en el momento de su colocación, para que se separe fácilmente y
pueda penetrar entre los adocretos. La operación de sellado en sí misma consiste en
esparcir la arena sobre los adocretos formando una capa delgada pero que no los alcance
a cubrir totalmente, esta arena se barre con escobas o escobillones sobre toda la superficie
tantas veces como sea necesario para que se vayan llenando las juntas. La arena sobrante
se deja sobre el pavimento para que el circular de los vehículos ayude a compactar y sellar
totalmente las juntas.
b) Zonas urbanas:
1. Construcción del terraplén de la calle hasta la subrasante, bien compactado y con el
bombeo lateral adecuado.
2. Construcción del contén cuneta o contén simple según proyecto.
3. Construcción de las capas de subbase y base con suelos cumpliendo las
especificaciones de la Tabla 58, asegurando el bombeo o inclinación lateral necesaria.
4. Vertido y riego de la capa de asiento de arena gruesa.
5. Fabricación de las piezas (Adocretos) y transporte y almacenaje en obra.
6. Colocación de los adocretos sobre la capa de asiento.
304
Anexos I
7. Compactación
8. Riego de la arena fina y sellado de juntas entre los adocretos.
9. Barrido y limpieza de la superficie del pavimento.
10. Señalización.
11. Apertura del tráfico
2.4.1.6. Control de la calidad
Se tiene mucho cuidado en tener un control de la fecha de fabricación pues nunca se debe
llevar a la obra para su colocación un grupo de adocretos con menos de un mes de fabricado,
porque recién a partir de esa fecha adquiere la resistencia necesaria para soportar el tránsito
vehicular al que será sometido.
2.4.2. Tecnología Pavimentos Impresos (Street Print)
Los suelos decorativos de hormigón impreso se han convertido en un elemento común en
nuestras obras, que aportan un gran valor estético y que, gracias a su versatilidad y
adaptabilidad, suponen una interesante y económica opción para los especialistas del mundo
de la construcción. Profesionales de la Arquitectura y del paisajismo encuentran, a través del
pavimento de hormigón impreso, la mejor alternativa para diseñar paseos, parques, plazas,
calles peatonales, piscinas, zonas de tráfico ligero. Y es que, las ventajas técnicas que aporta
el hormigón como elemento decorativo aplicado en la pavimentación son incuestionables: gran
durabilidad y resistencia a las inclemencias meteorológicas, bajo costo de mantenimiento,
305
Anexos I
amplia gama de acabados y posibilidades sobre todo, cuando se trata de hacer una correcta
elección que permita evitar costes innecesarios de reparación con un acabado de calidad.
El Street Print es el sistema más innovador de pavimentación decorativa desarrollado en los
últimos 30 años en el Mundo. Con el mismo se logran bonitos pavimentos decorativos, pero
además añade los beneficios de una superficie continua, la cual impide el crecimiento de la
mala hierba y los desplazamientos producidos por los cambios extremos de temperatura y por
los movimientos de los vehículos y las bicicletas.
En el Street Print se usa cemento asfáltico como base, lográndose una superficie que soporta
los desplazamientos debido a las temperaturas extremas y resiste el agrietamiento
frecuentemente asociado con otros sistemas de pavimentación. Es un sistema especial de
superficie, ya que ofrece el beneficio de que puede ser fácil y económicamente renovado en el
futuro si fuera necesario. La rapidez de su instalación minimiza las interrupciones con un costo
menor a otras alternativas.
Es resistente al agrietamiento y elimina la necesidad de juntas de expansión; los frenazos, las
aceleraciones y la conducción de los vehículos no desplazarán ni romperán este pavimento,
como puede suceder con el pavimento de adocretos.
En Cuba se ha empleado este sistema en la construcción de pasillos, aceras y viales interiores
de los hoteles en diferentes polos turísticos del país.
Además este innovador sistema posee las siguientes características y ventajas:

Su costo de instalación variará en función del espesor del hormigón requerido, de la
preparación de la base, de los adornos elegidos (moldes) y de la envergadura del
proyecto.
 Evita el filtrado de agua hacia la base reduciendo la posibilidad de fallos debido a la
erosión o por cambios extremos de temperatura.
 Como se sabe los productos elaborados con Cemento Portland, como por ejemplo los
Adocretos, pueden degradarse por la reacción del cemento con las sales. Sin embargo el
Street Print no reacciona con la sal utilizada para el deshielo ni con la sal suspendida en el
aire en las zonas costeras o aerosol marino.
 Puede ser instalado muy rápidamente (hasta 10 veces más rápido que los Adocretos)
interrumpiendo el tráfico por menos tiempo.
306
Anexos I
 Es muy práctico para la creación de diseños gráficos en las superficies de plazas, áreas
exteriores de hoteles y patios de las viviendas. Es el único tipo de pavimento que permite
el rejuvenecimiento del color. Puede hacerse rápida y fácilmente y brinda oportunidad para
manifestar el ingenio creativo de los diseñadores.
2.4.2.1. Materiales utilizados
El mortero utilizado estará compuesto por cemento Portland, colorantes y áridos
seleccionados. La resistencia a la flexotracción a los 28 días (según IECA) será:

Sin tráfico o tráfico ligero > 5 MPa

Tráfico medio – pesado > 7 MPa

Tráfico pesado o uso industrial > 8 MPa
Requisitos de los áridos:
 Se compondrán por un 100 % de partículas silíceas, cuyo coeficiente de pulimento
acelerado no sea inferior a 45 centésimas (0,45).
 Proporcionarán al hormigón una coloración uniforme.
 No deberán alterar las resistencias mecánicas del hormigón ni la estabilidad del volumen.
 El tamaño máximo será de 20 mm, siendo recomendable utilizar 12 mm.
Requisitos del desmoldeante:
 Proporcionará protección a la desecación del hormigón.
 No alterará ninguna de las propiedades del hormigón.
 Deberá ser estable y químicamente compatible con el mortero coloreado.
 Se utilizará 150 g/m2 si no se especifica en el producto.
Requisitos de la resina de acabado:
 Penetrará dentro de los poros del hormigón sellando la superficie, formando una capa
impermeable.
 Se utilizará 0,25 l/m2 si no se especifica en el diseño.
La principal característica que define un hormigón impreso es la estética. Existen actualmente
en el mercado una amplia gama de colores y texturas, que permiten la confección pavimentos
resistentes y duraderos con una elevada componente estética:
307
Anexos I
Tabla 65. Principales moldes utilizados
Nombre y dimensiones
Moldes del Pavimento Impreso
Adoquín Belga:
118 cm x 52 cm
Adoquín Cuadrado:
76 cm x 43,5 cm
Adoquín Liso:
118 cm x 52 cm
Calzada Portuguesa:
118 cm x 66 cm
Guijarro Francés:
120 cm x 52 cm
Guijarro Francés en línea:
96,5 cm x 50 cm
308
Anexos I
Baldosín 10 x 10:
80 cm x 40 cm
Madera:
139 cm x 46 cm
Ladrillo en espiga:
93 cm x 64 cm
2.4.2.2. Técnica de ejecución de los pavimentos impresos
El buen acabado y rendimiento posterior del pavimento de hormigón impreso está
condicionado por su proceso de ejecución, ya que el correcto tratamiento y aplicación de los
materiales influirá en su comportamiento y durabilidad. Los pasos a seguir que aconsejan los
profesionales son los siguientes:
1. Preparación del subsuelo (foto 38).
La superficie sobre la que se va apoyar el pavimento es un factor clave para su
comportamiento posterior. Hay que tener en cuenta la nivelación de superficie, garantizando
así un espesor uniforme y un correcto reparto de cargas. En el caso de los pavimentos
destinados al uso de tráfico ligero, deben apoyarse directamente sobre la superficie de la
explanada, que previamente debe estar perfectamente nivelada y compactada, y exenta de
capa superior de tierra vegetal o bien, como es frecuente ver, con la interposición de una subbase granular entre el pavimento y la explanada.
2. Hormigonado de la superficie y su posterior nivelación (foto 39).
309
Anexos I
3. Aplicación y nivelación del polvo colorante (foto 40).
Consiste en la aplicación de los aditivos endurecedores y colorantes sobre el hormigón fresco.
Estos son espolvoreados uniformemente, integrándose al hormigón y confiriéndole densidad,
resistencia al desgaste y color. La elección adecuada de los productos que se añadirán al
hormigón es fundamental y ha de valorarse en función del acabado que se persiga.
4. Aplicación de los moldes de impresión (foto 41).
Cuando el hormigón se encuentra en fase de fraguado, se expande sobre la superficie un
polvo que le transfiere un efecto desencofrante, que actuará como elemento liberador entre el
molde y la base de hormigón tratado. Realizado este paso se comienza con la impresión de
los moldes, con las texturas deseadas, sobre la superficie.
5. Juntas de dilatación.
La producción de fisuras en el hormigón debido entre otros factores a la retracción o
contracción del hormigón al fraguar, se evita con el corte de juntas. Además, los diferentes
cambios climáticos, que varían la temperatura ambiente a lo largo del día,
producen
diferentes dilataciones en los materiales. Las juntas absorben las dilataciones evitando, si se
hacen de la forma adecuada, las grietas o fisuras que pudieran producirse.
6. Lavado y aplicación de resina (foto 42).
Consistente en la limpieza a alta presión del resto del polvo desencofrante y la posterior
aplicación de la resina de acabado, una vez seca la superficie, mediante un pulverizador. Esta
resina le confiere al acabado final, protección y adherencia,
eliminando los poros del
hormigón y dejando un acabado brillante.
7. Sellado de las juntas una vez que la superficie no presente humedad (foto 43).
Foto 38. Preparación del subsuelo
Foto 39a. Hormigonado de la
superficie
310
Anexos I
Foto 39b. Nivelación de la superficie
Foto 40b. Nivelación del polvo colorante
Foto 40a. Aplicación del polvo colorante
Foto 41. Aplicación de los moldes de
impresión
Foto 42. Lavado y limpieza del pavimento
Foto 43. Sellado de las juntas
311
Anexos I
2.4.3. Mezclas asfálticas drenantes
Los antecedentes de las superficies de rodadura permeables se remontan fundamentalmente a
la década de 1970, a nivel mundial. A partir de ese año, se ha evidenciado un progreso
significativo en aspectos tales como diseño, elaboración y puesta en servicio. Asimismo se
brindó paulatina solución a los problemas que tendrían cabida durante su perfeccionamiento.
Las mezclas u hormigones asfálticos drenantes están compuestas, al igual que las mezclas
asfálticas densas y semi-densas, por una combinación de agregados pétreos, betún o cemento
asfáltico y filler mineral cuando se requiera o desee. La característica primordial de este tipo de
mezclas, es que poseen un contenido de vacíos suficientemente alto para permitir que el agua
producto de precipitación pluvial que cae sobre el pavimento de la carretera se infiltre
rápidamente y pueda ser conducida posteriormente hacia los dispositivos de drenaje, evitando
su permanencia en la superficie de la capa de rodadura, incluso bajo precipitaciones intensas y
prolongadas o nevadas.
Con un porcentaje de vacíos en la mezcla (mayor al 20 %) y una proporción de agregado fino
muy baja (inferior al 20 %), el cemento asfáltico debe garantizar una buena cohesión para
evitar la disgregación de la mezcla. Además el ligante necesita una elevada viscosidad para
proporcionar una película de ligante gruesa envolviendo a los agregados y evitar efectos
perjudiciales del envejecimiento y de la acción del agua en este tipo de mezclas tan abiertas.
Las mezclas asfálticas drenantes que conforman superficies de rodadura permeables
constituyen un tipo particular de pavimento, que fue inicialmente concebido para mejorar la
circulación con lluvia y evitar el problema de hidroplaneo, aunque evidentemente esto requiere
un aumento de los costos.
Foto 44. Superficie de rodadura compuesta por mezcla asfáltica drenante
312
Anexos I
Las mezclas drenantes deben colocarse sobre bases asfálticas completamente impermeables
y con excelentes especificaciones planimétricas, geométricas y de drenaje o el empleo de
geotextiles impermeables para evitar la infiltración de agua hacia las capas inferiores de la
estructura del pavimento flexible o la acumulación en la misma.
Las mezclas drenantes pueden prepararse tanto en frío como en caliente, empleando como
ligantes los cementos asfálticos o las emulsiones asfálticas modificadas o no. La técnica de las
mezclas drenantes ha adquirido un auge espectacular en los países desarrollados en los
últimos años debido al avance de sistemas de diseño y colocación en obra y al aumento de la
seguridad vial.
La elaboración de una mezcla drenante implica el empleo de una composición granulométrica
muy diferente a la de los hormigones asfálticos tradicionales, pues implica la presencia de un
porcentaje de vacíos elevado. Debido a ello, la capacidad de resistencia de la mezcla no se
basa en la cohesión, sino en el rozamiento interno o fricción interna. Esa falta de cohesión
hace que la mezcla sea bastante crítica ante ciertos esfuerzos del tráfico, especialmente los de
tipo tangencial de frenado, que provocan fenómenos de disgregación. Para poder conjugar una
buena porosidad con una buena resistencia a la disgregación, es necesario realizar un diseño
cuidadoso de la mezcla, eligiendo con detalle los distintos componentes, sus proporciones y
utilizando los distintos ensayos puestos a punto. Así pues, estas mezclas cambian el concepto
tradicional de impermeabilizar la superficie de la carretera, trasladando esta función a la capa
inferior o a la interfase entre ambas. El agua se introduce en el interior de la capa, con lo que
se consigue mantener la superficie libre de agua y eliminar por completo su proyección y
salpicadura por el paso de los vehículos.
Ventajas, desventajas y limitaciones
Las mezclas asfálticas drenantes poseen una serie de características que hacen que su
comportamiento sea muy diferente al de las mezclas impermeables convencionales. Estas
diferencias hacen que las mezclas drenantes presenten una serie de ventajas, pero también
ciertas limitaciones.
Ventajas:
 Adherencia neumático-pavimento a altas velocidades: Las capas de rodadura
drenantes presentan una superficie lisa, sin resaltos, pero con numerosas
oquedades comunicadas entre sí, que confieren al pavimento una alta
313
Anexos I
macrotextura, haciendo que estos pavimentos mantengan una buena adherencia
neumático-rodadura a altas velocidades.
 Rodadura cómoda y silenciosa: En las superficies de rodadura compuestas por
mezclas densas, un aumento de macrotextura supone un aumento del nivel sonoro,
mientras que las superficies de rodadura con mezclas drenantes, a igual textura,
son más silenciosos e incluso absorben el ruido del motor.
 Mayor resistencia al deslizamiento bajo la lluvia y se elimina o reduce el
hidroplaneo (acuaplaning): El aumento de la macrotextura del pavimento y de la
superficie permeable evita que exista una película de agua entre los neumáticos y
la capa de rodadura, disminuyendo el fenómeno de hidroplaneo.
 Evita la reflexión de la luz: Cuando llueve se produce con facilidad la reflexión de la
luz sobre los pavimentos lisos e impermeables. Al eliminarse el agua de la
superficie de rodadura, se eliminan también los fenómenos de reflexión de la luz y
se mejoran notablemente las condiciones de visibilidad del conductor. Por otra
parte, las oquedades que presenta la mezcla contribuyen a resaltar la señalización
horizontal.
 Reducción del agua proyectada por el paso de los vehículos: La seguridad y
comodidad del conductor se ve afectada en tiempo de lluvia por el agua dispersada
por los vehículos que no poseen guarda fangos, estas mezclas disminuyen este
fenómeno, incluso bajo lluvias intensas.
 Adecuado comportamiento mecánico: La cohesión obtenida y el comportamiento
interno del sustrato mineral evitan que se presenten problemas de deformaciones
plásticas durante la vida útil. La cohesión y el vínculo proporcionado por el ligante y
la fracción del agregado fino mantienen la unión del agregado en la mezcla e
impiden que se produzca desgaste y pérdida del agregado grueso.
La duración de esta capa de rodadura, según la experiencia francesa, es de 8-12 años,
semejante al intervalo medio de tiempo correspondiente a las renovaciones con mezclas
asfálticas densas; la experiencia belga ha mostrado que se puede prolongar la vida útil
mejorando las propiedades del ligante.
Junto con estas ventajas, este tipo de superficie presenta una serie de limitaciones e
inconvenientes que han de ser tenidos en cuenta para su correcto uso y mantenimiento:
314
Anexos I

Durabilidad: El mayor porcentaje de huecos de estas mezclas puede favorecer la
acción oxidante y de envejecimiento del cemento asfáltico. No obstante, este
proceso de deterioro se ve contrarrestado por la mayor riqueza de ligante de estas
mezclas, con una espesa película de betún recubriendo los áridos. El alto
contenido de huecos también puede favorecer el efecto de desenvuelta del ligante
por el agua, fallo que se produciría en el caso de existir una mala adhesividad
entre el árido y el ligante.

Seguridad en la conducción: Aunque a priori pudiera pensarse que el empleo de
capas de rodadura drenantes puede influir de forma muy positiva en la circulación
vial y disminuir el número de accidentes cuando llueve, al eliminar el problema de
hidroplaneo y reducir el agua salpicada y pulverizada; las estadísticas muestran
resultados contradictorios. La mejora de la calidad de rodadura con lluvia aumenta
también la velocidad de circulación. Algunos países señalan un aumento de la
peligrosidad en condiciones invernales al
producirse con mayor facilidad la
escarcha y/o placas de hielo.

Pérdida de la permeabilidad (Colmatación): Ocasionada por la acción del tráfico, el
polvo, la suciedad, desechos de material sobre la vía, entre otros, se puede
presentar disminución en la permeabilidad, lo que puede suponer una pérdida
parcial de sus propiedades iniciales para las cuales estaba diseñada la mezcla.
Para evitar este problema se deben diseñar mezclas con un 20 % mínimo de
vacíos, uso de agregados redondeados con fracturas en más de dos caras y alta
resistencia al desgaste.

Requerimiento de un soporte adecuado: En una capa de rodadura, la mezcla
necesita apoyarse sobre una base firme y estructuralmente adecuada, además,
esta
debe
cumplir
con
excelentes
especificaciones
geométricas
y
ser
completamente impermeable, lo cual permite un excelente drenaje de la carpeta.

Comportamiento mecánico: La mayoría de los países consideran que el
aglomerado drenante tiene menor capacidad estructural que uno denso, del 50 %
al 75 %, es decir, que 4 cm de una mezcla porosa equivalen a 2-3 cm de una
mezcla densa convencional, aunque esta relación varía mucho en función del tipo
315
Anexos I
de superficie de rodadura, de las capas granulares y de las condiciones
ambientales.
Ensayos a realizar a las mezclas asfálticas drenantes

Ensayo Cántabro: Consiste en determinar el desgaste de una probeta de
mezcla asfáltica empleando la máquina de Los Ángeles sin carga abrasiva
(bolas) por 300 vueltas. La compactación de la probeta se realiza empleando los
moldes y la masa Marshall, pero dando un total de 50 golpes por cada capa.

Permeabilidad: La permeabilidad de las mezclas asfálticas drenantes es
evaluada mediante permeámetros diseñados para tal fin.

Porcentaje de vacíos
Tanto la producción de la mezcla asfáltica drenante como su posterior colocación en
una estructura de pavimento flexible, son menos tolerantes que los de las mezclas
asfálticas densas convencionales. Un proceso de compactación insuficiente aumenta
el contenido de vacíos, pero reduce la resistencia y durabilidad de la mezcla. El exceso
de compactación compromete la permeabilidad del pavimento.
Estas mezclas por sus características no se emplean y no deben ser usadas en Cuba
fundamentalmente por ser costosas y por la imposibilidad de evitar su colmatación.
2.4.4. Tecnología de Carpeta asfáltica superficial de alta
adherencia. Sistema CASAA
El concepto CASAA consiste en usar una membrana extremadamente homogénea de
emulsión con asfalto modificado con polímeros, que es el elemento que garantiza la
impermeabilización y la alta adherencia con la carpeta asfáltica de calidad estructural, seguida
inmediatamente de una carpeta delgada de HAC que garantiza un alto nivel de servicio y
durabilidad.
La carpeta asfáltica en caliente obtenida es de alta fricción interna y posee una excelente
macrotextura, la que se utiliza como tratamiento de mantenimiento preventivo para alargar la
vida útil de los pavimentos flexibles. El sistema de sellado y Carpeta Asfáltica Superficial
Altamente Adherida, posee dos objetivos principales:
316
Anexos I
- Proporcionar una superficie de rodamiento de la más alta calidad en términos de confort y
seguridad para el usuario.
- Servir como tratamiento de conservación preventivo, al garantizar una impermeabilización
(sellado) total de la carpeta asfáltica interior protegiendo de una degradación acelerada la
totalidad de la estructura del pavimento.
El procedimiento de aplicación debe asegurar la homogeneidad de la membrana asfáltica
polimerizada y una inmediata aplicación del concreto asfáltico, con la finalidad de obtener los
beneficios anteriormente mencionados y maximizar la durabilidad del tratamiento, ya que de
esta forma se generaría una alta adherencia (liga) con la capa inferior del pavimento existente.
Figura 21. Pavimento con sistema CASAA
El Sistema CASAA presenta grandes ventajas, ya que puede ser utilizado como capa
superficial de nuevas carreteras o en superficies renovadas. Se utiliza principalmente como
técnica de rehabilitación, ya que tiene la posibilidad de soportar tráfico pesado sin sufrir
deformaciones permanentes y corrimientos apreciables, además puede ser empleado en los
mantenimientos preventivos.
Esta técnica, a diferencia de otras, dota al pavimento de una gran calidad, lo cual hace
extender su vida útil, retardando el mantenimiento preventivo. Su construcción no es
complicada y proporciona grandes beneficios, los que seguidamente se relacionan:

Es una capa drenante la cual reduce el fenómeno de hidroplaneo.

Reduce el nivel de ruido en un 40 % comparado con un riego de sellado.

Es una aplicación rápida que puede abrirse al tráfico casi inmediatamente después de
compactar.

Su apariencia es estética y uniforme.

Es un tratamiento resistente a las fallas por roderas, ya que tiene una estructura en la
que los agregados gruesos están en contacto uno con otro.
317
Anexos I

Es un tratamiento resistente a las fallas por fatiga, ya que la mezcla asfáltica es
elaborada con asfalto modificado con polímero de alta recuperación elástica.

No es susceptible al desprendimiento de láminas, ya que la membrana asfáltica ancla la
mezcla asfáltica con el pavimento existente.

No es susceptible a baches, ya que la membrana asfáltica impermeabiliza la superficie
existente y sella grietas longitudinales o transversales.

Es un proceso consistente, menos susceptible a condiciones particulares de la obra que
otros tratamientos.

Recomendable para altos volúmenes de tráfico.

Puede ser aplicado sobre concreto asfáltico, concreto hidráulico o sobre otros
tratamientos superficiales aplicados anteriormente.
Es importante resaltar que no es una capa estructural del pavimento, por lo que no proporciona
capacidad de carga y al no ser un tratamiento de mantenimiento correctivo, no resuelve fallas
estructurales del pavimento existente.
Foto 45. “Backspray” con una mezcla densa
Foto 46. “Backspray” reducido con el sistema
CASAA
Tabla 66. Generalidades, características y especificaciones
Denominación
Tamaño máximo nominal
Granulometría
Especificaciones
¼”
Resultado en la calidad de rodamiento
½”
Discontinua (Gap-Gradel)
4 – 10
Contenido de filler (% que pasa Tamiz 200)
Tipo de modificador o estabilizador
⅜”
Polímero tipo 1 de alta ductilidad
Mayor fricción
318
Anexos I
Menor ruido
Reduce el hidroplaneo
Mejora el confort al usuario
Sistema de mantenimiento preventivo
Si
5–7
Expectativa de vida (años)
Espesor mínimo (cm)
8 – 10
1.5
Contenido de asfalto mínimo
2
2.5
5.5
Macrotextura min (mancha de arena) (cm)
Tipo de planta de asfalto
0.7
0.9
1.1
Sistema de reincorporación de finos
Tipo de extendedora
De aplicación sincronizada
2
Dosificación de riego de liga (lts/m asfalto
residual)
Tipo de emulsión
0.9 – 1.2
Modificada con polímero (membrana
asfáltica)
El Sistema CASAA es aún poco conocido por lo que se ha decidido incluirlo en este trabajo
dada sus evidentes ventajas.
Un factor que es sumamente importante para decidir utilizar el Sistema CASAA es su costo.
Como ha de suponerse, el sistema es costoso en una primera inversión, pero resulta una
buena inversión a largo plazo ya que reduce el mantenimiento preventivo y correctivo del
pavimento asfáltico y por lo tanto los costos de conservación y totales.
Especificaciones para el sistema CASAA
El CASAA emplea el Gap Graded, es decir áridos con graduación granulométrica que contiene
sólo un porcentaje pequeño de agregados de tamaño medio. La curva granulométrica es casi
horizontal en la zona media.
Requisitos de calidad.

Para el agregado grueso:
El agregado grueso (material pétreo retenido en la malla No. 4) debe ser el utilizado para
superficies de alto desempeño. Pueden ser utilizados la grava triturada de piedra caliza, de
basalto, dolomita, andesita, granito, escorio u otros materiales similares, o mezclas de dos o
más de estos materiales, debiendo cumplir con las siguientes especificaciones:
319
Anexos I
Tabla 67. Especificaciones para el árido grueso
Pruebas
Método
Pérdida por abrasión “Los Ángeles”
AASHTO T 96-94
Intemperismo acelerado
Especificación
30 % máx
18 % máx
AASHTO T 104-94
Sulfato de magnesio o sulfato de sodio
12 % máx
Índice de partículas planas y alargadas
ASTM D 4791
25 % máx
Partículas trituradas, una sola cara.
ASTM D 5821
95 % mín
Partículas trituradas, dos o más caras.
ASTM D 5821
85 % mín
Pérdida por abrasión “Micro-Deval”.
AASHTO TP 58-99
18 % máx.

Para el agregado fino:
El agregado fino (material que pasa la malla No. 4) constituye parte del “asphalt mastic” y debe
cumplir con las especificaciones siguientes:
Tabla 68. Especificaciones para el árido fino
Pruebas
Método
Especificación
Equivalente de arena.
AASHTO T 176-86
55 % mín
Azul de metileno (en materiales que pasan la
AASHTO TP 57-99
10 % máx
AASHTO T 304-96
45 % mín
malla 200)*
Angularidad (en muestra sin compactar)
* Se podrán usar materiales con valores de Azul de Metileno comprendidos en el rango de 10 a
15 gr/ml, siempre y cuando se obtengan valores de TSR en la prueba AASHTO T-283 mayores
a 90 %.

Para el Filler (Llenante mineral):
El filler mineral puede ser utilizado como una opción para alcanzar los requerimientos de
granulometría. Pueden ser aceptados como filler la cal hidratada, las cenizas volantes, el
cemento Portland tipo I, el polvo de trituración de las canteras y determinados tipos de finos,
debiendo cumplir con las siguientes especificaciones:
Graduación típica aceptable:
-
100 % pasa malla No. 30
-
75-100 % pasa malla No. 200
320
Anexos I
Tabla 69. Especificaciones para el filler
Prueba
Azul de Metileno (en materiales que pasan
la malla 200)

Método
Especificación
AASTHO TP 57-99
5 % máximo.
Cemento asfáltico.
El asfalto modificado con polímero que se utilice en la elaboración del concreto asfáltico, debe
cumplir con las especificaciones SUPERPAVE para un tipo PG 70-28 y las mostradas en la
siguiente tabla:
Tabla 70. Especificaciones del asfalto modificado con polímero
Pruebas
Método
Mínimo
Máximo
Estabilidad de la Red de Polímero
AASHTO PP-5
-
10 %
Separación de Polímero
Anillo – Bola
Recuperación elástica
ASTM D6084

2 ºC
65 %
Membrana asfáltica polimerizada.
La emulsión para garantizar una impermeabilización completa y proporcionar una alta
adherencia entre la sección del pavimento y el sistema CASAA, debe ser de asfalto modificado
con polímero y debe cumplir con las siguientes especificaciones:
Tabla 71. Especificaciones de la emulsión.
Pruebas en la emulsión
Método
Viscosidad Saybolt Furol a 25 ºC, s.
AASHTO T59
Mínimo
20
Máximo
100
Estabilidad al almacenaje
AASHTO T59
1%
Retenido en malla No. 20.
AASHTO T59
0.05 %
Residuo de la destilación*
AASHTO T59
(Asentamiento a 24 hrs.)
Demulsibilidad
63 %
60 %
Pruebas en el residuo de la destilación
Penetración a 25ºC
AASHTO T 49
60
Recuperación elástica
AASHTO T 301
60 %
150
321
Anexos I
* AASHTO T59 con modificaciones para incluir una temperatura máxima de 204 ºC ± 12 ºC la
cual deberá ser sostenida por un período de 15 min.
Diseño de la mezcla.
El diseño de la mezcla asfáltica tiene que satisfacer los límites siguientes:
Tabla 72. Límites granulométricos (composición en peso)
Tamaño máximo
nominal
Abertura o No. de
malla
Tipo A
Tipo B
Tipo C
No. 4
95 mm (3/8”)
127 mm (1/2”)
(% que pasa)
(% que pasa)
(% que pasa)
190mm (3/4”)
158mm (5/8”)
100
127mm (1/2”)
100
85 – 100
95mm (3/8”)
100
85 – 100
60 – 80
No. 4
40 – 55
28 – 36
28 – 36
No. 8
22 – 32
20 – 32
20 – 32
No. 16
15 – 25
15 – 23
15 – 23
No. 30
10 – 18
10 – 18
10 – 18
No. 50
8 – 13
8 – 13
8 – 13
No. 100
6 – 10
6 – 10
6 – 10
No. 200
4–7
4–7
4–7
Tabla 73. Niveles de tolerancias en el diseño de las mezclas
No. De malla
Tipo A
Tipo B
Tipo C
127 mm (1/2”)
-
-
±5
95 mm (3/8”)
-
±5
-
No. 4
±5
±3
±3
No. 8
±4
±4
±4
No. 16
±4
-
-
No. 200
± 1.0
± 1.0
± 1.0
Contenido de asfalto %
± 0.3
± 0.3
± 0.3
La capa de concreto asfáltico deberá tener los espesores que se presentan a continuación y
aplicarse en el tipo de vía que se indica:
322
Anexos I
Tabla 74. Espesores mínimos de concreto asfáltico
Clasificación
Tipo “A”
Tipo “B”
Espesor mínimo
para
carpetas nuevas sobre
pavimentos construidos
o caminos nuevos (mm)
Espesor mínimo
para carpetas con
fallas funcionales
menores (mm)
15
20
Tipo de vía en la
que se aplica
20
Adecuado para
pistas de
aterrizaje en
aeropuertos.
25
Adecuado para
vialidades urbanas
de alto tráfico.
Adecuado y se
Tipo “C”
25
37.5
recomienda para
carreteras y
autopistas.
La mezcla debe presentar un drenaje máximo de 0.3 % de acuerdo al método de prueba
AASHTO T 305. La prueba de drene debe ser corrida con el contenido óptimo de asfalto más
0.5 % y a una temperatura de 15 ºC por arriba de la máxima de mezclado.
Para medir la susceptibilidad a la humedad de la mezcla asfáltica se debe emplear la Prueba
de Tensión Indirecta AASHTO T-283, debiendo tener un resultado mínimo de 80 %. Las
probetas para esta prueba deben ser de 4.0 pulgadas de diámetro y compactados en el
Compactador Giratorio SUPERPAVE de acuerdo a la norma AASHTO TP-4.
Para la fabricación de las probetas, la mezcla asfáltica debe ser compactada en el
Compactador Giratorio SUPERPAVE a 100 giros, con un ángulo de 1.25º y 600 kPa de
presión.
La selección del contenido de asfalto está en función del cumplimiento de las propiedades
siguientes:

Espesor de película efectiva de 11 micrones mínimo.

Drene AASHTO T-305 de 0.3 % máximo.

TSR AASHTO T-283 de 85 % mínimo y 90 % mínimo cuando se usen materiales finos
con valores de Azul de Metileno dentro del rango de 10 a 15 gr/ml.

Vacíos de aire a 100 giros (Va) de 13 a 25 %.

Vacíos de agregado mineral (VMA) 20 % mínimo.

Proporción de polvo (Dp) de 0.6 a 1.2.
323
Anexos I
CONSTRUCCIÓN DEL PAVIMENTO POR EL SISTEMA CASAA.
Especificaciones preliminares.
No debe permitirse aplicación alguna sobre el pavimento cuya superficie esté mojada. La
temperatura de la superficie del pavimento, así como la temperatura ambiental no debe ser
menor a 10 ºC en el momento de la aplicación. Una superficie humedecida en el pavimento es
aceptable para la aplicación si se encuentra libre de agua estancada y si se esperan
condiciones ambientales favorables.
La planta de mezcla en caliente deberá contar con sistema automático de dosificación de fibras
y con sistema de recuperación de finos al proceso de mezclado. Además debe contar con un
mínimo de 3 tolvas de alimentación en frío y una para filler. La adaptación de la planta para la
integración de la fibra debe ser aprobada por el proveedor de la fibra y la dependencia, de tal
manera que se garantice un manejo adecuado de los productos.
La máquina pavimentadora debe tener la capacidad de ser autopropulsada y estar
especialmente diseñada y construida para aplicar el sistema CASAA. Deben tener depósitotolva de recepción y banda transportadora para evitar segregación, tanque de almacenamiento
de emulsión asfáltica, sistema medidor por volumen de la emulsión de asfalto modificado con
polímero, barra esparcidora con sistema de calentamiento (de longitud variable) y placa
vibrocompactadora. Este equipo debe ser capaz de rociar la membrana de emulsión de asfalto
modificado con polímero, aplicando la capa de mezcla en caliente y nivelando la superficie en
una misma acción y en forma sincronizada.
Además este equipo debe tener la capacidad de aplicar la mezcla en caliente y la membrana
de emulsión de asfalto modificado con polímero, a una velocidad controlada de 9 a 28 m/min;
con la garantía de que ninguna rueda u otra parte de la máquina pavimentadora o de cualquier
otro elemento externo entre en contacto con la membrana de emulsión antes de que la mezcla
en caliente de concreto asfáltico sea aplicada. Lo anterior también no puede estar en función
de la habilidad humana durante la operación.
Aplicación.
La aplicación debe realizarse desde el centro de la corona, realizando un ajuste vertical por
medio de sus extensiones para alcanzar el perfil deseado en el pavimento. La preparación
óptima debe realizarse previamente a la aplicación del Sistema CASAA. Si se trata de una
superficie que fue previamente fresada deberá estar libre de polvo y se deberá realizar un
relleno y sellado de grietas mayores a 5 mm.
324
Anexos I
La membrana de emulsión de asfalto modificado con polímero sin diluir debe ser rociada por
la barra del equipo a una temperatura entre 49 a 75 ºC. El sistema esparcidor debe trabajar de
forma precisa, con monitoreo continuo de dosificación y proveyendo una aplicación uniforme
en todo lo ancho del pavimento.
La dosificación de la membrana asfáltica sin diluir debe ser considerada en el orden de los
0.70 hasta los 1.5 lt/m2. Los ajustes de campo en dosificación deben ser determinados
basados en las condiciones de la superficie del pavimento existente con el objetivo de lograr
una completa impermeabilización. Los ajustes a la dosificación de la membrana de emulsión
modificada con polímero pueden tomar la prueba de permeabilidad como referencia.
El concreto asfáltico de mezcla en caliente debe ser aplicado a una temperatura entre 140 a
165 ºC y debe ser colocado inmediatamente después de haberse aplicado la membrana de
emulsión de asfalto modificado con polímero sobre toda la superficie de aplicación.
Compactación:
La compactación debe desarrollarse inmediatamente después de la aplicación de la capa
asfáltica (mínimo de dos pasadas), antes de que la temperatura del material baje a menos de
100 ºC, utilizando un compactador con un rodillo de tambor metálico liso con un peso mínimo
de 10 t, el cual deberá estar equipado con un sistema de rocío por agua para prevenir la
adherencia entre la mezcla recién extendida y el tambor metálico del equipo. El equipo de
compactación deberá operarse en el modo estático, ya que una excesiva compactación podría
causar la disgregación del material o un no adecuado perfil, debiéndose evitar que se
estacionen sobre el concreto asfáltico recién aplicado.
La capa asfáltica de rodamiento no debe ser abierta al tráfico si no se ha completado el
proceso de compactación y si el material no se encuentra por debajo de los 85 ºC.
CONTROL DE CALIDAD.
Densidad de la mezcla compactada.
La densidad de la mezcla compactada debe ser de al menos el 95 % del peso volumétrico de
la mezcla compactada en laboratorio y deberá ser medida con densímetro nuclear o
electromagnético previamente calibrado en la franja de prueba.
Para la aprobación de la mezcla asfáltica colocada se utiliza como prueba de desempeño la
prueba de Rueda Cargada de Hamburgo (AASTHO T-324) en testigos de 10 pulgadas
extraídos directamente en campo, realizando dos muestreos en los primeros 100 m de la franja
325
Anexos I
de prueba. La prueba se debe realizar saturada a una temperatura de 50 ºC y la deformación
máxima promedio a 20,000 ciclos no debe exceder los 7 mm no debiéndose presentar
desprendimiento del agregado durante la prueba, la cual debe efectuarse al menos por cada
kilómetro de mezcla colocada.
Se debe realizar al menos una prueba de tensión indirecta de acuerdo con la norma AASHTO
T-283, seleccionando las muestras que presenten mayores desviaciones con respecto al
diseño de la mezcla. La primera muestra tomada después de que la planta de mezcla en
caliente inicie sus actividades debe ser tomada entre la carga tercera y quinta de la
producción.
Aceptación de la mezcla.
Las pruebas de verificación de calidad de la mezcla asfáltica deben ser realizadas en un
laboratorio de campo, debiendo completarse en un tiempo razonable. Un mínimo de tres
muestras por lote de mezcla deben ser ensayadas para determinar contenido de asfalto y
granulometría antes de producir el siguiente lote.
Aceptación de la textura superficial de la carpeta compactada.
Con la finalidad de garantizar la macrotextura rugosa de la carpeta compactada, deben
efectuarse pruebas del círculo de arena (o de la mancha de arena) cada 100 m en el margen
izquierdo a 50 cm del paseo, en el centro y en el margen derecho a 50 cm, por cada carril
aplicado, la prueba debe efectuarse de acuerdo con la norma ASTM E965-96. El diámetro
mínimo debe ser de 13 cm y el máximo de 16 cm que corresponde a una macrotextura de 1.2
mínima a 1.7 máxima.
2.5. Reciclado de Pavimentos
El reciclado es una tecnología muy empleada en la actualidad por las evidentes ventajas
económicas y ambientales.
La implementación de las tecnologías constructivas de reciclado en los pavimentos flexibles
que se llevan a cabo en el mundo y recientemente en Cuba desde el año 2007, son de suma
importancia para elevar la eficacia de los trabajos de conservación de los pavimentos flexibles
de la red nacional de carreteras, así como para minimizar el impacto ambiental de estos
trabajos y la reducción de los costos de ejecución de los pavimentos.
326
Anexos I
La aplicación a escala nacional de esta tecnología puede conllevar a un ahorro considerable
de recursos materiales (fundamentalmente de áridos y asfalto) y de la energía empleada en la
elaboración de los HAC y los HAF.
2.5.1. Reciclado de pavimentos flexibles
Es la reutilización de los materiales de las capas superficiales de los pavimentos flexibles de
las carreteras que han estado en explotación, mediante el fresado o demolición y el
mejoramiento de sus propiedades mecánicas, para su empleo en la reconstrucción de dichas
capas.
Este reciclado se lleva a cabo cuando las magnitudes de los parámetros básicos a cumplir por
las capas superficiales del pavimento flexible, tales como: textura, fricción, regularidad
superficial, capacidad estructural (carga de rotura y fluencia), atentan contra transitabilidad y
seguridad de circulación de la carretera debido a distintos tipos de deterioro que se originan.
2.5.1.1. Ventajas y desventajas
El reciclado ofrece una serie de ventajas técnicas, económicas y ambientales, de las cuales el
reciclado de los materiales de las capas superficiales de los pavimentos flexibles no está
ajeno. Los materiales reciclados (áridos y asfalto) son en comparación a los materiales de
nueva explotación más baratos, pues ya están en la obra, no hay que transportarlos, lo que
trae consigo ahorros económicos considerables, además de los ambientales antes
mencionados.
Ventajas de los reciclados de pavimentos asfálticos:
 Se consiguen mejoras estructurales.
 Se mejora la regularidad superficial.
 Puede alcanzarse un aprovechamiento al 100 % del material a reciclar con el ahorro
que supone en ligante asfáltico y de los áridos.
 Se puede mantener el nivel de la rasante de la vía evitándose problemas en los gálibos
requeridos en túneles, en puentes y en las vías urbanas.
 Con su implementación no se alteran las pendientes de las vías por lo que no se
originan problemas de drenaje.
 En el caso de vías urbanas se evita el cubrimiento de las tapas de los registros de
drenaje pluvial o sanitario.
327
Anexos I
 Optimización del empleo de los recursos disponibles en la obra.
 Permite la estabilización de las capas inferiores del pavimento (base y sub base) en
caso de que posean problemas estructurales, con el consiguiente aprovechamiento de
los materiales de éstas capas.
 Disminuye los trabajos de excavación en canteras para la extracción de nuevos áridos,
disminuyendo la afectación ambiental.
 Disminución de la temperatura de ejecución los trabajos.
 Reducción del consumo de combustibles y la energía necesaria para la extracción de
áridos y la producción de asfalto.
 Disminución de la contaminación atmosférica.
Estas técnicas poseen como principales deficiencias: el gasto de energía producto del
transporte del material fresado en la obra hasta la planta y de esta a la obra, así como del
calentamiento de los áridos, trayendo como consecuencia la contaminación ambiental producto
del desprendimiento de gases y la potencial degradación del asfalto. Necesita de la existencia
de grandes volúmenes de material fresado que hagan rentable económicamente el empleo de
las plantas de asfalto para efectuar el HAC con materiales reciclados. En relación con el
control y organización de las actividades se necesita de una buena organización en las
operaciones de fresado para asegurar una operación continua, así como de grandes
superficies o áreas de almacenamiento en las plantas de asfalto. Para los reciclados en el
lugar, la calidad de la mezcla final es muy deficiente, ya que no hay un control previo de los
materiales empleados en la fabricación de la nueva mezcla asfáltica.
2.5.1.2. Materiales usados en la tecnología del reciclado de
pavimentos flexibles
En esencia los materiales que se reciclan son los áridos y el asfalto empleados en la
elaboración de los hormigones asfálticos en caliente (HAC) y en frío (HAF), por lo que es
necesario conocer sus propiedades y las características que los mismos deben tener para
cumplir con las exigencias para su reutilización.
RAP o MBR
El RAP por sus siglas en inglés (Reclaimed Asphalt Pavement) o el MBR (Mezcla Bituminosa
a Reciclar) no es más que el material recuperado producto del fresado o demolición de las
capas bituminosas superficiales de los pavimentos flexibles.
328
Anexos I
El RAP es triturado o tamizado hasta un tamaño máximo de 14–20 mm, en este proceso se
produce la disgregación de los componentes originales y la rotura de algunas partículas de las
fracciones más gruesas.
La calidad del RAP es un concepto de suma importancia a considerar en el reciclado de
mezclas asfálticas y depende de los factores siguientes:
 El desgaste y la erosión de los áridos.
 Deficiencias en el diseño de la mezcla inicial con factores como el contenido de asfalto
o la distribución granulométrica de los agregados pétreos.
 Oxidación que presenta el cemento asfáltico de la mezcla reciclada, provocando rigidez
y pérdida de ductilidad.
No todo RAP es adecuado para la fabricación de mezclas asfálticas. Una de las principales
características que impiden la utilización del mismo es la variabilidad de la granulometría que
lo compone, haciendo énfasis en la cantidad de filler. La presencia de arcilla provoca
problemas funcionales en capas asfálticas superficiales tales como protuberancias en la
estructura del pavimento.
Ligante Asfáltico
El tipo de asfalto a emplear será aquél que, combinado con el procedente del material asfáltico
del RAP a reciclar, permita alcanzar las proporciones fijadas en el diseño de la mezcla de HAC
o HAF, además obtener un ligante hidrocarbonado de características similares al ligante
utilizado en el diseño de la mezcla asfáltica inicial.
Agentes o sustancias rejuvenecedoras
El agente rejuvenecedor se utiliza para ajustar la viscosidad del asfalto existente en la mezcla,
restaurar las propiedades químicas originales del asfalto reciclado para asegurar la durabilidad.
Los agentes rejuvenecedores acostumbran a ser aceites ligeros, de alta penetración y baja
viscosidad.
Áridos
La calidad de los áridos corrigen las deficiencias del material a reciclar, de manera que la
mezcla final presente características que se sitúen dentro de las tolerancias admitidas para las
mezclas totalmente nuevas. Los áridos utilizados deben ser vírgenes.
329
Anexos I
2.5.1.3. Tipos de reciclado de pavimentos flexibles
Las tecnologías de reciclado de los pavimentos flexibles se clasifican tal como se muestra
seguidamente:
1. En función del lugar donde se lleva a cabo la mezcla:
Reciclado “in situ”
Reciclado “en planta”
2. En función de la temperatura de elaboración y colocación de la mezcla
Reciclado en frío
Reciclado en caliente
3. En función del ligante añadido:
Con cemento o betún asfáltico
Con emulsiones asfálticas
Con aglomerante hidráulico como el cemento Portland
Existe tres tipos de fresados entre los que encontramos: superficial, poco profundo, y profundo
o a profundidad total. A continuación se definen cada uno de ellos
 Fresado superficial
Es utilizado para corregir problemas superficiales, por lo tanto no produce aporte estructural al
pavimento. En países europeos es llamado microfresado.
 Fresado poco profundo
Es utilizado para espesores de capas asfálticas, con la que es posible realizar bacheos
superficiales. Al igual que el anterior fresado no produce aporte estructural al pavimento.
 Fresado profundo o a profundidad total
Este produce aporte estructural al pavimento. Este llega a niveles profundos pudiendo alcanzar
a la base o sub-base.
El diseño o proporcionamiento de las mezclas asfálticas recicladas en caliente y en frío se
harán cumpliendo con el método establecido por el Instituto del Asfalto de los EUA y que viene
explícitamente expuesto en el Tomo 2 del libro “Ingeniería de Pavimentos”, del Ing. Alfonso
Montejo Fonseca (Editorial Félix Varela, Habana 2011), entre las páginas 278 a la 299.
330
Anexos I
2.5.1.3.1 Reciclado “in situ” en caliente
Los reciclados en el lugar son utilizados cuando no existan problemas de insuficiencia
estructural en los pavimentos y cuando hay problemas con la función del ligante asfáltico,
excesivo pulimento de la superficie, desgaste de los áridos o pérdida de la textura superficial
del pavimento. En el reciclado “in situ” en caliente los trabajos se realizan con equipos
especiales denominados Trenes de Reciclado (ver foto x), dotados de calefactores (sopletes o
por paneles de rayos infrarrojos) que elevan la temperatura de la superficie del pavimento
entre 120–160 °C de manera previa al fresado, facilitando la disgregación de los materiales de
la capa de superficie del pavimento
Foto 47: Tren de reciclado de pavimentos flexibles “in situ” en caliente.
El Tren de Máquinas o Tren de Reciclado es capaz con una sola pasada de efectuar el fresado
de la capa de rodadura asfáltica deteriorada, proceder a triturar el RAP asegurando la
reutilización de los áridos, clasificándolos mediante su tamizado, posteriormente calentarlos y
mezclarlos con el betún asfáltico en las proporciones establecidas en el diseño de la mezcla, el
material compuesto será colocado y pre-compactado en capas de espesor uniforme por este
Tren de Reciclado, para finalmente ser compactado a máxima densidad por el compactador
idóneo.
Este Tren de reciclado es de última tecnología y tiene un alto precio en el mercado
internacional de maquinarias, por sus dimensiones deben ser utilizados en las autopistas o en
vías multicarriles. El rendimiento de los mismos oscila generalmente entre los 200–350 metros
de carril por hora.
La principal ventaja de esta variante tecnológica es la alta productividad que se logra en la
realización de los trabajos al emplearse equipos de gran rendimiento, sin que se produzca la
degradación de los agregados pétreos de la mezcla asfáltica, lográndose un alto
aprovechamiento de la cantidad de asfalto existente en el RAP en la nueva mezcla a elaborar.
331
Anexos I
Como principales inconvenientes de esta variante es que no soluciona problemas estructurales
y que debido al calentamiento que se realiza hay una oxidación del ligante asfáltico producto
de las altas temperaturas que se alcanzan en el proceso de remoción de la capa de rodadura
existente, dificultando la efectividad del reciclado. Además existen problemas como la emisión
de humo a la atmósfera y la realización de los trabajos a temperaturas elevadas.
La duración estimada, la efectividad y desempeño de los diferentes procesos de reciclado en
caliente “in situ” dependen principalmente de que el pavimento esté estructuralmente sano, así
como de las condiciones locales, clima, tránsito, la técnica, la calidad de los materiales usados
y de la calidad del trabajo.
Los pasos o procedimiento a cumplir para realizar el reciclado “in situ” en caliente son los
siguientes:
1. Evaluar el estado del pavimento existente para precisar los deterioros que presenta.
2. Definir el tipo y diseño de la mezcla asfáltica a preparar in situ.
3. Definir el agregado virgen a ser adicionado para corregir la granulometría de los áridos a
emplear en la elaboración del HAC especificado en el proyecto.
4. Obtención del RAP por fresado, previo calentamiento.
5. Caracterizar el RAP obtenido en cuanto a granulometría y calidad del asfalto.
6. Definir el % de RAP a ser adicionado en la fabricación de la nueva mezcla asfáltica.
7. Determinar el % teórico de asfalto.
8. Determinar el % de asfalto nuevo a ser adicionado en la mezcla asfáltica.
9. Diseñar el HAC nuevo.
10. Diseño de la mezcla resultante de HAC nuevo con el RAP.
11. Evaluación de las características de la mezcla resultante.
12. Colocar la mezcla en obra.
13. Compactar la mezcla adecuadamente.
14. Controlar la calidad de la mezcla colocada.
2.5.1.3.2. Reciclado “in situ” en frío
Este tipo de reciclado se logra mediante la ejecución de actividades tales como: la
disgregación de las capas superiores del pavimento por fresado en frío empleando Máquinas
Especiales, la aportación de áridos si fuese necesario y la adición de emulsiones asfálticas, de
332
Anexos I
los asfaltos diluidos o de asfaltos espumados, para conformar la mezcla resultante por la
misma máquina, que posteriormente se compacta adecuadamente para obtener un material
resistente y finalmente se realiza el curado requerido. Los trabajos en esta variante tecnológica
se realizan a temperatura ambiente.
Los reciclados de pavimentos flexibles “in situ” en frío son posibles gracias a la aparición de
equipos de fresados con cámara de mezclado, en que el RAP o MBR son mezclados con
ligantes asfálticos o hidráulicos o mixtos y recolocados en el lugar, tal como se muestra en la
foto 48
Foto 48. Máquina para reciclado en frío Wirtgen WR 2000
Figura 22. Fresadora con barredoras incluidas
Los reciclados con emulsiones asfálticas presentan una serie de aspectos positivos que hacen
atractivo su empleo en trabajos de conservación de carreteras, entre éstos:
 Evita el recrecimiento del espesor del pavimento manteniéndose el nivel de rasante
proyectada.
333
Anexos I
 Mejora la regularidad superficial del pavimento existente.
 Minimiza las afectaciones al tráfico, permitiendo una apertura casi inmediata.
 Es la técnica de reciclado más bondadosa con el medio ambiente, ya que minimiza el
consumo energético.
Entre las principales deficiencias que presenta el reciclado “in situ” con emulsión asfáltica se
encuentra que no permite solucionar algunos tipos de problemas habituales como son los
problemas de calidad de la explanación o de las capas más profundas del pavimento y el
período de curado que se requiere.
La técnica o procedimiento a cumplir para realizar el reciclado “in situ” en frío con emulsión
asfáltica son los siguientes:
1. Evaluar el estado del pavimento existente en cuanto a los deterioros que presenta.
2. Definir el tipo y diseño de la emulsión asfáltica a preparar.
3. Definir el agregado o árido virgen a ser adicionado para corregir la granulometría de la
mezcla, si fuese necesario.
4. Diseño de la mezcla para cada tramo con diferentes características
5. Obtención del RAP por fresado.
6. Caracterizar el RAP obtenido en cuanto a granulometría y contenido de asfalto.
7. Definir el % de RAP a ser adicionado en la fabricación de la nueva mezcla asfáltica.
8. Adición de la emulsión asfáltica y aditivos requeridos.
9. Elaboración del HAF
10. Evaluación de las características de la mezcla de HAF resultante.
11. Colocar la mezcla en obra.
12. Compactar la mezcla de HAF adecuadamente con los compactadores idóneos.
13. Curado
14. Controlar la calidad de la mezcla colocada.
2.5.1.3.3. Reciclado mixto
El reciclado mixto emplea aspectos de las técnicas descritas para el reciclado de pavimentos.
Esta técnica consiste en la utilización de la materia fresada o RAP empleando las maquinarias
de reciclado “in situ” en frío (Fresadoras en Frío) y posteriormente la elaboración de la mezcla
u hormigón asfáltico caliente en una Planta de Asfalto continua y móvil de tambor–secador
334
Anexos I
(foto 49). El hormigón asfáltico caliente (HAC) se elabora a una temperatura entre 150-180 °C.
En el proceso se le adiciona al mismo agente rejuvenecedor y agregados pétreos si es
necesario para la fabricación de la nueva mezcla.
Foto 49. Planta móvil de reciclado con tambor-secador
Entre las principales deficiencias de esta técnica está el aseguramiento de la calidad del
producto final, ya que la granulometría de este material reciclado no siempre es estable y
también por la inexactitud en las proporciones del árido virgen con la dosis de asfalto. El
segundo problema de la implementación de la técnica son los daños medioambientales debido
a la emisión de las fracciones más volátiles del asfalto presentes en estas plantas de asfalto
continuas.
Control de calidad del Reciclado “in situ”.
El control de calidad de los trabajos constituye el punto de mayor importancia para el éxito de
los reciclados asfálticos. En los ensayos “in situ” se deben de tomar muestras de testigo de los
distintos puntos del tramo reciclado de forma aleatoria, para así tener datos que permitan
determinar las características mecánicas del HAF en el tramo analizado y poder compararlas
con las exigencias establecidas
También se debe realizar un control de la ejecución teniendo en cuenta aspectos como son:
dosificación del ligante; fresado y mezcla reciclada en aspectos como el espesor extendido. En
este paso se debe de comprobar la composición y la forma de actuación de equipo de
compactación en cuanto a:
 El número de equipos, tipos e idoneidad de ellos.
 El funcionamiento de los dispositivos de humectación y limpieza
 La frecuencia y la amplitud de los compactadores vibratorios
 El número de pasadas de cada compactador para alcanzar la densidad esperada.
335
Anexos I
Posteriormente se realiza un control de recepción de la unidad terminada llevándose a cabo la
aceptación o el rechazo del tramo controlado.
Este tipo de reciclado ha sido aplicado exitosamente en la provincia de Holguín en la
rehabilitación de las carreteras a Guardalavaca, de Holguín a Moa y más recientemente en la
carretera Granma.
2.5.1.3.4. Reciclado en planta de asfalto en caliente
Este reciclado consiste en la reutilización de los materiales recuperados (RAP) de las capas
envejecidas del pavimento asfáltico o flexible, mediante fresado o demolición mecánica,
además de mezclas nuevas por no haber cumplido con las especificaciones o exigencias del
proyecto, para su posterior tratamiento en una planta de fabricación de mezclas asfálticas en
caliente. Estos son mezclados con áridos vírgenes, asfalto y agentes rejuvenecedores en las
proporciones adecuadas para producir nuevas mezclas que cumplan con los requisitos de
calidad, resistencia y durabilidad exigidos para el tipo de capa asfáltica que serán utilizados.
El proceso de fresado o demolición de las capas asfálticas se realiza retirando las mezclas en
forma de bloques, extraídos con palas o martillos neumáticos rompedores. Empleando el
fresado se utiliza la misma maquinaria que para los reciclados “in situ”, eliminándose una parte
de la capa asfáltica del pavimento flexible. Este material es trasladado a la planta donde es
machacado o triturado, ensayándolo para ver las propiedades de los materiales componentes,
así como clasificación granulométrica y adicionado para elaborar nuevas mezclas.
La economía de la operación del reciclado en planta depende del porcentaje de material
fresado en la mezcla final y de las condiciones del transporte del RAP desde la obra hasta la
planta y viceversa, así como de los áridos vírgenes que están presentes en el nuevo hormigón
asfáltico. En ocasiones al emplear esta técnica se obtienen ahorros en el costo final de la
mezcla fabricada en un orden de 5-30 %, teniendo en cuenta por supuesto las consideraciones
antes expresadas.
El procedimiento o técnica a cumplir para realizar el reciclado en planta en caliente es el
siguiente:
1. Evaluar el estado del pavimento existente, definiendo los deterioros que presenta.
2. Obtención del RAP por fresado o por demolición.
3. Transporte del RAP hasta la planta de asfalto.
4. Caracterizar el RAP obtenido en cuanto a granulometría y calidad del asfalto.
336
Anexos I
5. Definir el % de RAP a ser adicionado en la fabricación de la nueva mezcla asfáltica.
6. Determinar el % de asfalto nuevo a ser adicionado en la mezcla asfáltica.
7. Diseñar el HAC nuevo.
8. Diseño de la mezcla resultante de HAC nuevo con el RAP.
9. Evaluación de las características de la mezcla resultante.
10. Transporte de la mezcla asfáltica hasta la obra.
11. Preparación de la superficie para la colocación del HAC
12. Colocar uniformemente la mezcla de HAC en obra.
13. Compactar la mezcla adecuadamente.
14. Controlar la calidad de la mezcla colocada.
El control de calidad de esta técnica continúa siendo un importante paso para el excelente
cumplimiento de esta actividad de conservación. El primer control se realiza sobre los
materiales procedentes de las capas asfálticas recuperadas en cuanto a: granulometría del
material disgregado y el contenido de asfalto. El segundo paso lo constituye la comprobación
de la calidad del material asfáltico a reciclar tanto en planta como en la obra. El control de la
ejecución debe de realizarse en la planta durante el proceso de fabricación de HAC. Por
último, se realiza el control para ver si el HAC cumple las exigencias establecidas en el
proyecto, finalmente se rechaza o se acepta el tramo de vía estudiado, obteniendo probetas de
testigo tomadas de forma aleatoria en todo el tramo para verificar las características del
hormigón asfáltico fabricado principalmente la resistencia a tracción, la carga de rotura y la
fluencia.
2.5.1.3.5. Reciclado en frío en planta de asfalto
Esta técnica de reciclado se lleva a cabo con la mezcla obtenida del fresado o la demolición de
las capas superficiales de los pavimentos flexibles (RAP) o con los áridos procedentes de
capas granulares de la base o subbase. Cuando se utiliza para capas asfálticas el material se
mezcla con emulsiones asfálticas en plantas continuas.
Esta variedad de reciclado no es muy utilizada ya que encarece mucho el transporte del
material fresado a la planta y el de la mezcla obtenida de nuevo a la obra. Como principales
ventajas están el control previo de la mezcla fabricada, además de la corrección de la cantidad
de ligante que presenta el material fresado y la granulometría.
337
Anexos I
2.5.1.4. Experiencias cubanas en el reciclado de pavimentos
En el año 2007 el Ministerio de la Construcción decide adquirir un tren de reciclado en frío con
tecnología de estabilización con asfalto espumado e iniciar su aplicación en Cuba en la
rehabilitación de la carretera Holguín–Guardalavaca. A partir de ese momento comienza un
período de preparación inicial del personal cubano y de complementación de las
investigaciones ya realizadas.
En octubre del 2008 se inician oficialmente los trabajos de reciclado en la carretera Holguín–
Guardalavaca por los trabajadores de la Empresa Constructora de Obras de Ingeniería No 5
(ECOI 5) perteneciente al Ministerio de la Construcción.
El proceso de reciclado se realizó con una máquina Wirtgen WR 2500 S; para la compactación
se emplearon tres compactadores HAMM, inicialmente un pata de cabra vibratorio de 14 ton de
peso encargado de la compactación primaria de la sección inferior de la capa reciclada,
seguido por una motoniveladora encargada de perfilar la superficie ajustándola a la sección
transversal prevista, a continuación se ejecutó la compactación secundaria con un rodillo liso
vibratorio de 10 ton de peso y luego el sellado superficial con un compactador neumático de 8
ton precedido de un ligero riego de agua. La sección transversal de la vía se recicló en 4
cortes, trabajando cada día media calzada, minimizando así las afectaciones a la circulación
vehicular (aproximadamente 2000 veh/día); los rendimientos diarios promedios se ubicaron
entre 2300 a 2800 m2/día, llegando en ocasiones a 3500 m2/día.
Esquema 4. Tren de Reciclado empleado en Cuba
338
Anexos I
Foto 50. Tramo reciclado de la carretera Holguín a Guardalavaca.
Foto 51. Tramo de la misma vía ya pavimentada.
De la aplicación de la tecnología de reciclado en frío en esta carretera es necesario destacar:
el notable impacto positivo en la esfera económica, medioambiental y el dominio de la
tecnología logrado por parte de los operarios y especialistas de la empresa constructora del
MICONS que ha tenido la responsabilidad de su introducción en Cuba. Otros aspectos
significativos fueron:
 Reutilización del 100 % del material existente en la vía, evitando la producción, el
transporte y depósitos de escombros.
 Reducción de la excavación y uso de canteras de préstamos, no excavando 2498 m 3/km
de material, ni transportándolo a obra.
339
Anexos I
 Disminución de los tiempos de ejecución de la obra en 1/3 de lo previsto con el método
tradicional.
 Disminución de la producción de ruidos.
 Disminución de la contaminación a la atmósfera por emisión de polvos y gases.
 Disminución de la producción de hormigones asfálticos calientes en plantas en el orden
de 1128 t/km promedio.
 Disminución del uso de áridos para la carpeta asfáltica en el orden de 800 m3/km.
 Disminución del consumo de combustibles en 24,1 t/km.
 Incremento de los parámetros de resistencia en la base del pavimento.
 Incremento de la vida útil de la vía.
 Permite integrar simultáneamente materiales para mejorar las bases existentes.
Solo resta destacar que con el desarrollo de la ciencia y la tecnología a nivel mundial se
están creando nuevos materiales de construcción, novedosas técnicas constructivas con
alto grado de mecanización, por lo que sería muy difícil abarcarlas todas en este libro, no
obstante puede abordarse que se encuentra aún en fase de estudio y experimentación el
empleo de geotextiles de refuerzo utilizados en la rehabilitación de estas estructuras, antes
del recapado, lo cual alarga el periodo inter-reparatorio y por consiguiente disminuye los
costos totales de construcción y de conservación, tal como se expone en un artículo de la
revista española Ingeniería Civil del CEDEX de Septiembre de 2013 y en una Tesis de
maestría que se desarrolla en estos momentos en el Departamento de Ingeniería Civil de la
Facultad de Construcciones de la UCLV.
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