Caminos II
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Caminos II Adherencia Neumático-Calzada Asfaltos Modificados Microaglomerados Adherencia Neumático-Calzada “Es la capacidad de contacto íntimo entre el neumático y la calzada, de forma tal que dé origen a una circulación segura del vehículo. Permite reducir la distancia de frenado y mantener en todo momento la trayectoria deseada del vehículo” ADHERENCIA NEUMÁTICO CALZADA Huella a 3 km/h Huella a 100 km/h Adherencia Neumático-Calzada Resistencia al deslizamiento SUPERFICIE DE LA PISTA MACROTEXTURA MICROTEXTURA Gruesa Áspera Gruesa Pulida Fina Áspera Fina Pulida MEDICIÓN DE LA MACROTEXTURA parche de arena rugolaser MEDICIÓN DEL COEFICIENTE DE FRICCIÓN Péndulo de fricción Griptester Mu meter ROAR (Norsemeter) Stuttgarter SCRIM Fuente: IMAE COEFICIENTE DE FRICCIÓN 0.80 PÉNDULO FRICCIÓN GRIPTESTER FRICCIÓN MU METER Nº 2 DNV MU METER MARK 5 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 Fuente: IMAE Resistencia al Deslizamiento (Fricción) • Índice de Fricción Internacional (IFI), resulta como función de dos parámetros principales: coeficiente de fricción y el coeficiente de macrotextura. • Cualquier equipo que pueda establecer valores en escala del IFI, será apto para medir la calidad superficial del pavimento. • Las mediciones serán una por hectómetro. • La macrotextura se podrá medir con parche de arena, sobre la misma huella en la que se mida la fricción. El sector a medir será representativo de la sección evaluada. ÍNDICE DE FRICCIÓN INTERNACIONAL Durante dicho experimento participaron 37 equipos de medición del coeficiente de fricción. Dichos equipos fueron calibrados a IFI. EQUIPO ”x” constantes A, B, C en función de cada equipo de medición de macrotextura En Argentina se utilizaron mediciones de macrotextura y coeficiente de fricción con: Parche de Arena y Péndulo de Fricción (equipos participantes experiencia AIPCR) para calibrar el resto de los equipos de medición del coeficiente de fricción Fuente: IMAE EXIGENCIAS DE ADHERENCIA La exigencia debe pasar por fijar valores admisibles de macrotextura de las carpetas y valores de CPA de los agregados pétreos EN ARGENTINA Los Pliegos de concesiones sólo establecen un valor mínimo de coeficiente de fricción a ser verificado por el valor promedio de cada kilómetro, expresadas en unidades de equipo Mu meter, para rutas en servicio Los Pliegos provinciales no establecen la obligatoriedad de medir Las Empresas concesionarias fijan valores de macrotextura a ser obtenidos en carpetas de rodamiento nuevas y están comenzando a seleccionar agregados pétreos Asfaltos Modificados Características funcionales (AIPCR) Asfaltos modificados para pavimentación Objetivo de la modificación Conseguir ligantes CON PROPIEDADES REOLÓGICAS que no pueden ser alcanzadas de por sí cuando son obtenidos a partir de las técnicas convencionales de refinación Modificadores TIPO EJEMPLO Filler mineral RELLENOS Negro de humo Fibras HIDROCARBUROS Asfaltos Naturales POLÍMEROS Látex Natural CAUCHOS Celulosa Polipropileno, Vidrio Asfaltitas Caucho Natural Estireno-Butadieno (SBR) Latex Sintético Copolímeros en Block Estireno-ButadienoEstireno (SBS) Caucho regenerado PLÁSTICOS Calcáreo, cemento, cenizas volantes Peladura de Neumáticos Polietileno, Polipropileno, Etil-Vinil-Acetato (EVA), Policloruro vinilo (PVC) RELLENOS FILLER En el caso de los Rellenos, los distintos tipos de fillers modifican el sistema filler-betún, incrementando su viscosidad respecto al asfalto puro. No producen cambios en su composición química. Vehículo ideal para elevar las proporciones de ligante bituminoso sin que se produzcan exudaciones o escurrimientos. Modificadores TIPO EJEMPLO Filler mineral RELLENOS Negro de humo Fibras HIDROCARBUROS Asfaltos Naturales POLÍMEROS Látex Natural CAUCHOS Celulosa Polipropileno, Vidrio Asfaltitas Caucho Natural Estireno-Butadieno (SBR) Latex Sintético Copolímeros en Block Estireno-ButadienoEstireno (SBS) Caucho regenerado PLÁSTICOS Calcáreo, cemento, cenizas volantes Peladura de Neumáticos Polietileno, Polipropileno, Etil-Vinil-Acetato (EVA), Policloruro vinilo (PVC) Asfaltos Naturales Asfaltitas Hidrocarburo de origen natural Posee alto peso molecular Punto de fusión elevado Soluble en sulfuro de carbono Asfaltos Naturales Asfaltitas Mejoras que produce a los asfaltos Aumenta la consistencia Disminuye la susceptibilidad térmica Mejora la adherencia entre ligante y agregado pétreo. Modificadores TIPO EJEMPLO Filler mineral RELLENOS Negro de humo Fibras HIDROCARBUROS Asfaltos Naturales POLÍMEROS Látex Natural CAUCHOS Celulosa Polipropileno, Vidrio Asfaltitas Caucho Natural Estireno-Butadieno (SBR) Latex Sintético Copolímeros en Block Estireno-ButadienoEstireno (SBS) Caucho regenerado PLÁSTICOS Calcáreo, cemento, cenizas volantes Peladura de Neumáticos Polietileno, Polipropileno, Etil-Vinil-Acetato (EVA), Policloruro vinilo (PVC) Definición de polímero Los polímeros son compuestos orgánicos de elevado peso molecular, formados por la repetición sucesiva de grupos estructurales más sencillos Esquema de fabricación de un asfalto modificado BETÚN POLÍMERO BETÚN MODIFICADO MEZCLA HETEROGÉNEA Caso más probable Asfalto y Polímero son incompatibles, se separan MEZCLA HOMOGÉNEA Caso poco frecuente Compatibilidad perfecta. La modificación de las propiedades del ligante es muy débil respecto del original. Solo aumenta la viscosidad MEZCLA MICRO HETEROGÉNEA Caso de compatibilidad deseada Constituida por dos fases finamente divididas y superpuestas El Polímero se hincha absorbiendo parte de la fracción ligera aceitosa del asfalto (maltenos) formando una fase polimérica diferente de la fase asfáltica residual. Asfaltos modificados con polímeros Objetivo de la modificación n Aumentar la cohesión interna n Disminuir susceptibilidad térmica n Mejorar la flexibilidad y elasticidad a bajas temperaturas n Mejorar el comportamiento a fatiga n Mejorar resistencia al envejecimiento n Mejorar adhesividad árido-ligante Norma IRAM 6596 Recuperación elástica torsional Indicador Cilindro metálico Dial de 0º a 180º Mezcla densa con asfalto resistente a los solventes Microaglomerados Definición: Capas delgadas Las mezclas fabricadas en caliente con árido de tamaño máximo 12 mm y que se colocan en espesores delgados inferiores o igual a 3.5 cm MICROAGLOMERADOS EN CALIENTE MICROAGLOMERADOS EN CALIENTE CONTINUOS DISCONTINUOS Microaglomerados continuos Mezclas muy trabajables y flexibles Sand Asphalt Sheet Asphalt Fine Cold Asphalt Sables Enrobé Clouté Gussasphalt Microaglomerados continuos Sand Asphalt Arena 0/3 - 0/5 ó 0/9 Pasa Tamiz # 8 entre el 50 y el 60% Filler entre el 3 y 12% Asfaltos de penetración 150/200 ó 50/60 Contenidos de ligante del orden del 7 al 10% Microaglomerados continuos Ventajas Buen comportamiento a fatiga Elevada flexibilidad Microtextura áspera Bajo nivel sonoro Impermeables Autorreparación Microaglomerados continuos Desventajas Baja estabilidad mecánica Riesgo de deformaciones plásticas Baja resistencia al deslizamiento a elevadas velocidades Mala adherencia a las capas de apoyo Baja durabilidad Microaglomerados continuos Algunas soluciones a las desventajas Modificación de la granulometría 15 % o mas de árido superior a 6 mm Reemplazar las arenas naturales por arenas de trituración Incorporación de fibras Microaglomerados continuos Algunas soluciones a las desventajas Incrustación de áridos Inmediatamente después del extendido Tamaños comprendidos 10 / 14 ó 14 / 18 mm Preenvueltos con ligante bituminoso Microaglomerados discontinuos Se define como Microconcretos Asfálticos en Caliente (MAC), aquellas mezclas de granulometría discontinua, que son elaboradas y colocadas en caliente para capas de rodamiento. Sus materiales componentes son la combinación de un cemento asfáltico modificado con polímeros, áridos que presentan una discontinuidad granulométrica muy acentuada en los tamaños intermedios del total de la gradación, relleno mineral y eventualmente, aditivos. Microaglomerados discontinuos Buen comportamiento a fatiga Elevada flexibilidad Microtextura áspera Macrotextura rugosa Bajo nivel sonoro Impermeables Resistente a las deformaciones plásticas Alta durabilidad Microaglomerados discontinuos Granulometría discontinua Suprimir parcial o totalmente alguna fracción del árido • Mezclas con mayor cantidad de árido fino (30% grueso 70% fino) ‚ Mezclas con mayor cantidad de árido grueso (65-80 % grueso 20-35% fino) Microaglomerados discontinuos Utilizar ligantes modificados o mayor cantidad de ligante con fibras Asfaltos modificados con polímeros (SBS, EVA) Incorporación de fibras de: Celulosa, acrílicas, etc. 100 0 90 10 80 20 70 30 60 40 50 50 40 60 30 70 20 80 10 90 0 Nº200 Nº30 Nº8 Nº4 3/8" 1/2" 100 TAMICES Granulometría resultante Límite Inferior Límite Superior % R E T. A C U M . % PA SA A C U M . Curva granulométrica Mezcla tipo F Microaglomerados discontinuos Tipo F Principales exigencias de dosificación Estabilidad Marshall [kg] > 750 Vacíos [%] > 4 Velocidad de deformación en el ensayo de pista, intervalo 105´a 120´ [mm/min] < 15 Resistencia conservada ensayo inmersión-compresión [%] ≥ 75 Microconcretos Asfálticos en Caliente (MAC) Tabla 1: REQUISITOS DE LOS ARIDOS GRUESOS Ensayo Norma Exigencia Mínimo, 75 % de sus partículas, con 2 ó más caras de fracturas, y el 25 % restante, por lo menos con una. Para el caso de la trituración Partículas IRAM de rodados, el tamaño mínimo de las partículas trituradas 1851 a triturar debe ser al menos 3 veces el tamaño máximo del agregado triturado resultante. IRAM Índice de Lajas < 25 % 1687 Coeficiente de IRAM Desgaste Los < 25 % 1532 Ángeles Microconcretos Asfálticos en Caliente (MAC) Tabla 1: REQUISITOS DE LOS ARIDOS GRUESOS Ensayo Norma Exigencia Coeficiente de > 0,40 (valor indicativo, puesto que en IRAM Pulimento Argentina el estudio de los áridos disponibles 1543 Acelerado está en desarrollo) Durabilidad por IRAM ataque con < 10 % 1525 sulfato de sodio VN E 68Polvo Adherido < 0.5 % 75 IRAM Plasticidad No Plástico 10502 IRAM Microdeval Determinación obligatoria 1762 Relación Vía Seca-Vía Húmeda, de la VN E 7-65 > 50 % (*) fracción que pasa el tamiz IRAM 0,075 Microconcretos Asfálticos en Caliente (MAC) Tabla 2: REQUISITOS DE LOS ÁRIDOS FINOS Ensayo Norma IRAM Equivalente de Arena 1682 IRAM Plasticidad de la fracción que pasa tamiz IRAM 0,425 mm 10502 IRAM Plasticidad de la fracción que pasa tamiz IRAM 0,075 mm 10502 VN E Relación Vía Seca-Vía Húmeda, de la fracción que pasa el tamiz IRAM 0,075 7-65 (*) Si el pasante por el tamiz IRAM 0,075 ví vía hú húmeda es mayor del 5 % Exigencia > 50 % No plástico <4% > 50 % (*) Microconcretos Asfálticos en Caliente (MAC) Tipo F Tabla 7: REQUISITOS DE DOSIFICACIÓN PARA MEZCLAS TIPO F8 Y F10 Parámetro Nº golpes por cara Estabilidad (kN) Ensayo Marshall Porcentaje de Vacíos en mezcla VN_E 9 Porcentaje de Vacíos del Agregado Mineral (VAM) Porcentaje Relación Betún-Vacíos Porcentaje de Resistencia Conservada mediante el ensayo de Tracción Indirecta, según método incorporado en Anexo MAC II Porcentaje de Árido Fino no triturado en mezcla Porcentaje mínimo Cal Hidratada en peso sobre mezcla recomendado Porcentaje Máximo de Cal Hidratada o Cemento Porcentaje mínimo de ligante. (Total en masa sobre mezcla) Relación en peso Filler / Asfalto Exigencia 50 > 7,5 4-7 17 65 -75 > 80 0 1 (*) 5.2 < 1.6 Microaglomerados discontinuos Exigencias de dosificación para las mezclas tipo M Vacíos [%] ≥ 12 Pérdidas ensayo Cántabro en seco [%] ≤ 15 Pérdidas ensayo Cántabro tras inmersión [%] ≤ 25 Microaglomerados discontinuos o Método Cántabro n Moldeo de probetas Marshall con 50 golpes por cara n Ensayo en la máquina de Los Ángeles, 300 vueltas sin las esferas abrasivas a 25ºC n En seco y tras inmersión Ensayo Cántabro NLT 352-86 P= Pi - Pf Pi Ensayo de Parche de Arena (sobre modelo)
