DERECHOS RESERVADOS

 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
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PROPUESTA PARA EL CONTROL DE CALIDAD DE MATERIALES Y MEZCLAS
ASFÁLTICAS PROVENIENTES DE RECICLAJE EN FRIO IN-SITU
Trabajo Especial de Grado presentado ante la Universidad Rafael Urdaneta para optar
al título de
INGENIERO CIVIL
Autor: Br. Andrea Molero
Tutor Académico: Ing. Heine Rincón
Maracaibo, julio de 2014
PROPUESTA PARA EL CONTROL DE CALIDAD DE MATERIALES Y
MEZCLAS ASFÁLTICAS PROVENIENTES DE RECICLAJE EN FRIO IN-SITU
OS
D
A
RV
Molero Rincón, Andrea Carolina
C.I. 21.043.609
Urb. Cumbres de Maracaibo calle 92 casa #60ª-104
Teléfono: 04146966478
[email protected]
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______________________
Ing. Heine Rincón
Tutor académico
DEDICATORIA
A Dios, por darme la sabiduría, fuerza y voluntad para alcanzar esta meta.
A mis padres, por ser mi fuente de inspiración, por su orientación y apoyo
incondicional.
A mi hermana.
Los amo.
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Andrea.
AGREDECIMIENTOS
Le agradezco a mi tutora académica, Ing. Heine Rincón Maggiolo, por su apoyo,
paciencia y su capacidad para guiarme, sus ideas han sido un aporte fundamental
para el desarrollo de esta investigación.
A la tutora metodología, Ing. Ángela Finol, por sus sugerencias, asesoramiento y
consejos, los cuales sirvieron de mucha ayuda en el desarrollo de esta tesis.
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Al Ing. Donald Peñaloza, por suministrarme su experiencia, asesoramiento e
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SR
información acerca del reciclaje de pavimentos. Sus aportes fueros muy valiosos
HO
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para la realización de este estudio.
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Muchas gracias.
ÍNDICE GENERAL
RESUMEN
ABSTRACT
INTRODUCCION………………………………………………………………….
OS
1.1. Planteamiento del problema……………………………………………….
D
A
RV
E
1.2. Objetivos de la investigación………………………………………………
S
E
R
S
1.2.1. Objetivo general………………………………………………………….
HO
C
E
1.2.2. Objetivos
ER
Despecíficos…………………………………………………….
1. CAPITULO I. EL PROBLEMA………………………………………………
pág
11
13
13
15
15
15
1.3. Justificación………………………………………………………………...
15
1.4. Delimitación…………………………………………………………………
16
1.4.1. Delimitación espacial……………………………………………………
16
1.4.2. Delimitación temporal……………………………………………………
16
1.4.3. Delimitación científica…………………………………………………..
17
2. CAPITULO II. MARCO TEÓRICO…………………………………………..
18
2.1. Antecedentes de la investigación………………………………………..
18
2.2. Bases teóricas……………………………………………………………...
22
2.2.1. ISO 9000…………………………………………………………………..
22
2.2.2. Calidad…………………………………………………………………….
22
2.2.3. Control de calidad………………………………………………………..
23
2.2.4. Asfalto……………………………………………………………………..
24
2.2.5. Emulsiones asfálticas…………………………………………………...
25
2.2.6. Reciclaje…………………………………………………………………..
26
2.2.6.1. Material asfaltico reciclable (RAP)…………………………………...
27
2.2.7. Agentes estabilizadores…………………………………………………
pág
27
2.2.7.1. Estabilización con cemento………………………………………….
28
2.2.7.2. Estabilización con asfalto……………………………………………
28
2.2.7.3. Estabilización con emulsión asfáltica………………………………
29
2.2.8. Mezclas asfálticas………………………………………………………..
30
2.2.8.1. Mezclas asfálticas en frio…………………………………………….
31
2.2.9. Reciclado de mezclas asfálticas………………………………………..
32
OS
D
2.2.9.2. Procedimiento del reciclaje in-situ. …………………………………
A
V
R
E
S
2.2.10. Clasificación del reciclaje en frio……………………………………..
E
R
S
2.2.10.1. Reciclado del 100%
RAP………………………………………..
HdeO
C
E
R
2.2.10.2. Estabilización
DE con RAP/base granular…………………………….
2.2.9.1. Diseño de mezclas asfálticas con materiales reciclados…………
32
33
35
35
36
2.2.10.3. Pulverización………………………………………………………….
37
2.2.10.4. Reprocesamiento……………………………………………………..
38
2.2.10.5. Modificación de propiedades mecánicas…………………………..
38
2.2.11. Norma Covenin 2000-1987. Parte I para el diseño de mezclas
asfálticas en frio…………………………………………………………………...
38
2.2.12. Instituto Venezolano del Asfalto………………………………………..
40
2.2.13. Características de los materiales reciclados in-situ en frio con
cemento……………………………………………………………………………
40
2.2.14. Calidad de la mezclas asfálticas recicladas in-situ en frio con
cemento……………………………………………………………………………
42
2.2.15. Características de los materiales reciclados in-situ en frio con
emulsiones bituminosas…………………………………………………………
44
2.2.16. Calidad de la mezclas asfálticas recicladas in-situ en frio con
emulsiones bituminosas…………………………………………………………
45
2.2.17. Inspección………………………………………………………………..
46
2.2.18. Registros………………………………………………………………….
47
2.3. Definición de términos básicos…………………………………………….
47
2.4. Sistema de variables………………………………………………………..
pág 49 2.4.1. Definición conceptual…………………………………………………….
49
2.4.2. Definición operacional……………………………………………………
49
3. CAPITULO III. MARCO METODOLÓGICO………………………………..
52
3.1. Tipo de investigación………………………………………………………
52
3.2. Diseño de la investigación………………………………………………..
53
3.3. Unidad de análisis…………………………………………………………
54
3.4. Técnicas de recolección de información………………………………..
3.5. Procedimiento metodológico……………………………………………..
OS
D
A
V
Rutilizados
3.5.1. Definición de los procesos de control deS
calidad
en
E
E
SenR
materiales provenientes del reciclaje
frio inO
H
C
E
situ………………………………………………………………………………..
R
E
D
55
asfálticas provenientes del reciclaje en frio in-situ …………………………..
56
56
56
3.5.2. Definición los procesos de control de calidad utilizados en mezclas
3.5.3. Determinación los factores que afectan que afectan los procesos
de control de calidad de los materiales y mezclas asfálticas provenientes
del reciclaje en frio…………………………………….…………………………
57
3.5.4. Propuesta de los lineamientos para el proceso de control de
calidad materiales y mezclas asfálticas provenientes del reciclaje en frio
in-situ…………………………………..………………………………………….
58
4. CAPITULO IV. RESULTADOS DE LA INVESTIGACION……………….
60
4.1. Definición los procesos de control de calidad utilizados en materiales
provenientes del reciclaje en frio in-situ………………………………………
60
4.1.1. Especificación de los materiales……………………………………….
62
4.1.2. Ensayos/pruebas…………………………………………………………
63
4.2. Definición los procesos de control de calidad utilizados en mezclas
asfálticas provenientes del reciclaje en frio in-situ…………………………..
4.2.1. Tipo de mezcla…………………………………………………………….
65
pág 4.2.2. Tipo de transito…………………………………………………………….
66
4.2.3. Estudios preliminares…………………………………………………….
67
4.2.4. Especificaciones de los materiales……………………………………..
67
4.2.5. Propiedades Marshall…………………………………………………….
68
4.2.6. Ejecución de la obra………………………………………………………
68
4.2.6.1.Curado…………………………………………………………………….
70
4.2.6.2. Extendido…………………………………………………………………
70
4.2.6.3. Compactación……………………………………………………………
70
4.2.7. Equipos……………………………………………………………………..
OS
D
A
RVde control de
4.3. Determinación los factores que afectan los
procesos
E
S
E provenientes del reciclaje
R
S
calidad de los materiales y mezclas
asfálticas
O
H
C
E
en frio. ……………………………………………………………………………..
ER
D
4.3.1. Falta de instrumentos e insumos……………………………………….
70
4.2.8. Temperatura………………………………………………………………..
71
4.3.2. Manejo indebido de materiales o productos……………………………
73
4.3.3. Temperatura del ambiente……………………………………………….
73
4.4.4. Calibración de los equipos………………………………………………
73
4.3.5. Mano de obra no calificada………………………………………………
74
72
72
5. CAPITULO V. Lineamientos para el control de calidad de materiales y
mezclas asfálticas provenientes del reciclaje en frio insitu……………………….…………………………………………………………
75
CONCLUSIONES………………………………………………………………..
111
RECOMENDACIONES………………………………………………………….
113
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………………………………………
114
ANEXOS…………………………………………………………………………..
118
Molero Rincón, Andrea Carolina. Propuesta para el control de calidad de materiales y
mezclas asfálticas provenientes de reciclaje en frio in-situ. Trabajo Especial de Grado
para obtener el título de Ingeniería Civil. Universidad Rafael Urdaneta. Escuela de
Ingeniería Civil. Maracaibo, Venezuela, julio 2014(123p).
RESUMEN
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo principal proponer el control de
calidad de materiales y mezclas asfálticas provenientes de reciclaje en frio in-situ, bajo
la norma Covenin 2000-1987. Parte I y la norma ISO 9000, siendo los objetivos
específicos: definir los procesos de control de calidad de materiales y mezclas
asfálticas provenientes del reciclaje en frio in situ, determinar los factores que afectan
su calidad y proponer los lineamientos para los procesos de control de calidad de
dichas mezclas. El tipo de investigación fue descriptiva, con un diseño no experimentaltransversal. La técnica de recolección de datos fue la observación documental, de la
cual se extrajeron los datos relevantes del reciclaje de dichas mezclas para el
desarrollo de las fases de la investigación, y se observó que esta técnica constructiva
no es comúnmente aplicada en el país por poco de conocimiento en la materia, aunque
existe información para el desarrollo de su elaboración establecidas por el Instituto
Venezolano del Asfalto, en las mismas no existe unos parámetros para el
aseguramiento de su calidad, razón por la cual se propusieron los lineamientos a seguir
para garantizar el control de calidad de los procesos de elaboración de mezclas
asfálticas en frio provenientes del reciclaje, como alternativa para el aseguramiento de
su calidad.
E
S
E
SR
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C
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OS
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A
RV
Palabras Claves: Control de calidad, procesos, mezclas asfálticas, reciclaje.
Email: [email protected]
Molero Rincón, Andrea Carolina. Proposal of the quality control of the materials and
asphalts mixtures from cold in-place recycling. Trabajo Especial de Grado para obtener
el título de Ingeniería Civil. Universidad Rafael Urdaneta. Escuela de Ingenieria Civil.
Maracaibo, Venezuela, julio 2014(123p).
ABSTRACT
The present research work had the main objective to propose the quality control of the
materials and asphalts mixtures from cold in-place recycling under Covenin 2000-1987
and ISO 9000 standards, being the specific objectives: define of the quality control
process of the materials and asphalts mixtures from cold in-place recycling, determine
the factors that influence in their quality control process and propose the guidelines of
quality control process of this type of asphalt mixture. This research was descriptive,
with a no-experimental transactional design. The data collection technique was
documentary information, which was extracted relevant information about recycling in
these asphalt mixtures for the development of the investigation phases, and was notice
that this construction technique is not commonly applied in this country because there’s
not enough information about this subject, although there’s some information about it
manufacturing established by the Venezuelan Institute of Asphalt, there’s not
parameters for the assurance of this mixture quality, reason why was proposed the
guidelines to ensure the quality control of the production process of the asphalts
mixtures from cold in-place recycling, as an alternative for their quality assurance.
E
S
E
SR
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C
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ER
D
OS
D
A
RV
Key words: Quality control, processes, asphalt mixture, recycling.
Email: [email protected]
CAPITULO I
EL PROBLEMA
En el presente trabajo se desarrolló el planteamiento del problema y su
formulación, lo que permitió elaborar los objetivos de la investigación según las
aspiraciones y metas que se desean lograr con este trabajo, su justificación y
delimitación, basándose en la bibliografía y antecedentes relacionados con la
OS
D
A
RV
variable de estudio.
1.1.
E
S
E
SR
Planteamiento del problema
HO
C
E
ER
A lo largo de los últimos años, la innovación en los proyectos de infraestructura
D
vial ha sido todo un reto para los profesionales del sector, puesto que, requiere de
soluciones integrales y permanentes basadas no sólo en el desarrollo del
crecimiento económico, sino también en uno sustentable que involucre de igual
forma los aspectos sociales y ambientales.
Asimismo, en Venezuela la implementación de nuevas técnicas de pavimentación
no ha tenido el auge que debería en relación con otros países. No obstante, han
sido necesarias debido al alto crecimiento urbano, la creciente demanda de
materiales constructivos y sus altos costos, la disminución de productividad en las
plantas asfálticas y los beneficios económicos que estas ofrecen. Tal es el caso,
del reciclado con cemento el cual comenzó a utilizarse en el país en el 2003,
especialmente en algunas regiones donde hay una carencia casi completa de
material granular.
En este sentido, existen varios tipos de reciclado de pavimentos asfalticos, estos
pueden ser con emulsión, cementos, aditivos, en caliente, en frio, in-situ o en
planta. Cada uno de ellos posee sus ventajas, siendo uno de los más beneficiosos
el reciclado en frio in-situ. El proceso de reciclado in situ se aplica cuando no se
trata de corregir problemas de insuficiencia estructural sino problemas en capas
14
superficiales como son los debidos a envejecimiento del ligante, agregados
pulidos, pérdida de textura, entre otros.
El reciclado de pavimentos en frio in-situ puede rehabilitar pavimentos a una
fracción del costo de los procesos de reconstrucción convencionales, debido a que
es realizado con una máquina recicladora móvil y no requiere del uso de
transporte, como es el caso del reciclado en caliente. Consiste en retirar material
de la capa de rodamiento a través del fresado y combinarlo con un agente ligante,
agua o emulsiones dependiendo del grado de deterioro que posea el mismo, esta
OS
D
A
RV
mezcla homogénea resultante debe cumplir con una serie de especificaciones y
normativas que permitan obtener los requerimientos mínimos de acuerdo con las
E
S
E
SR
exigencias que garantizan la calidad de las obras de vialidad.
HO
C
E
ER
De esta forma, se debe asegurar un seguimiento de la calidad de los productos y
D
servicios, siendo estos objetos de una evaluación y supervisión continua durante
su proceso de manufacturación y colocación por parte de los entes encargos, con
la finalidad de alcanzar su eficiente funcionamiento.
Sin embargo, la utilización de estos métodos en Venezuela es escasa y son pocos
los criterios e información que existen para su elaboración, control y cumplimiento
de sus especificaciones, lo cual trae como consecuencia que sea difícil alcanzar
un 100% de efectividad del proceso constructivo, ocasionando así problemas tanto
al empresario constructor como al usuario debido al pronto deterioro de la vía.
Tomando en cuenta lo antes descrito es que surge la necesidad de realizar esta
investigación en la cual se establecieron los parámetros y lineamientos a seguir
para el control de calidad de los procesos de construcción de mezclas asfálticas y
materiales provenientes del reciclado en frio.
Conocida la situación en cuanto los procesos de control de calidad de mezclas
asfálticas recicladas en frio, se plantean la siguiente pregunta:
¿Cuáles son los lineamientos a seguir para el control de calidad de materiales y
mezclas asfálticas provenientes del reciclaje en frio in-situ.
15
1.2.
Objetivos de la investigación
1.2.1. Objetivo general
Proponer los lineamientos para el control de calidad de materiales y mezclas
asfálticas provenientes del reciclaje en frio in-situ.
1.2.2. Objetivos específicos
-
Definir los procesos de control de calidad utilizados en materiales provenientes
del reciclaje.
-
E
S
E
S Rlos procesos de control de calidad de los
Determinar los factores que O
afectan
H
C provenientes del reciclaje en frio.
Easfálticas
materiales y mezclas
R
E
D
Proponer los lineamientos para el proceso de control de calidad materiales y
provenientes del reciclaje en frio in-situ.
-
-
OS
D
A
RV
Definir los procesos de control de calidad utilizados en mezclas asfálticas
mezclas asfálticas provenientes del reciclaje en frio in-situ.
1.3.
Justificación
El pavimento está sujeto a la acción continua del tráfico, las condiciones climáticas
y las cargas excesivas. Estos factores, junto con el envejecimiento natural de los
materiales y la calidad de su construcción, hacen que el pavimento sufra un
proceso de deterioro, ocasionando una disminución progresiva de los niveles de
seguridad y confort de la carretera. Sin embargo, una rehabilitación a tiempo con
tratamientos como la adición de una nueva capa de rodamiento o el reciclaje de
materiales puede extender la vida útil del pavimento y aumentarle su calidad.
Durante la construcción de mezclas asfálticas con material reciclado, se deben
desarrollar una serie de actividades o procesos, los cuales deben cumplir con un
conjunto de requerimientos que garanticen la calidad de la mezcla obtenida,
proporcionado de esta forma, a todos los organismos, empresas e instituciones
dedicadas a la construcción de obras viales, un esquema de control de procesos
de calidad, con la finalidad de establecer una estandarización de las
16
especificaciones necesarias para garantizar tanto la eficiencia como la
optimización de sus productos y servicios.
La calidad del producto final dependerá de la correcta operación de la recicladora,
la aplicación de los aditivos en sus dosis correctas y la adecuada colocación,
compactación y terminación del material tratado. El reciclado es una operación con
una alta tasa de producción, si un problema no es detectado a tiempo este se
agrava rápidamente lo que origina un impacto negativo en la productividad y
genera pérdidas tanto de tiempo como de dinero.
S
O
D
A
para el cumplimiento del control de calidad de mezclas
RV asfálticas y materiales
E
S
Eadaptándose a lo establecido por las
provenientes del reciclado en frio en sitio,
R
S
HO
normas venezolanas y E
losC
requerimientos
de calidad de mezclas asfálticas a nivel
R
E
internacional. D
Desde el punto de vista práctico, este estudio recolectó la información necesaria
Finalmente, la presente investigación representó un aporte metodológico para todo
el personal técnico y profesional encargado del control de calidad de los
materiales y mezclas asfálticas, así como a otros investigadores interesados en el
reciclaje de pavimentos como variable de estudio.
1.4.
Delimitación
1.4.1. Delimitación espacial
El estudio se llevó a cabo en las instalaciones de la Universidad Rafael Urdaneta
(URU), ubicada en la Av. 2 El Milagro, Vereda del Lago, Municipio Maracaibo,
Estado Zulia, Venezuela.
1.4.2. Delimitación temporal
La investigación se realizó entre los meses de Septiembre 2013 y Julio 2014.
17
1.4.3. Delimitación científica
El presente trabajo especial de grado se enmarcó en el ámbito de Ingeniería Civil,
en el área de vialidad, específicamente en la línea de investigación de control de
calidad, estableciendo los lineamientos para el control de calidad de mezclas
asfálticas y materiales provenientes del reciclaje en frio, basándose en lo
establecido
por
la
Norma
COVENIN
2000-1987
“Sector
construcción.
Especificaciones. Codificación y mediciones. Parte I: Carreteras” y la Norma ISO
9000.
D
HO
C
E
ER
E
S
E
SR
OS
D
A
RV
CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
En el presente capitulo se recopilan todos los aspectos teóricos en los cuales se
fundamentó la propuesta de control de calidad de materiales y mezclas asfálticas
provenientes del reciclado en frio in situ. Estos implican tanto la revisión de la
literatura correspondiente como los antecedentes de la investigación, las bases
OS
D
A
De este modo, según Rodríguez (2005) el marco
RVteórico es la exposición
E
S
E científico y de hechos acerca de
resumida, concisa y pertinente del conocimiento
R
S
O
C
nuestro objeto de estudio.
El H
investigador se apoya en una serie de conocimientos
E
DER
teóricas, definición de términos básicos y el sistema de variables.
obtenidos en etapas anteriores del desarrollo de la ciencia sin ignorar los
acontecimientos científicos de mayor importancia en la actualidad.
2.1. Antecedentes de la investigación
Para el desarrollo del presente trabajo especial de grado se consultó la
bibliografía existente, así como las diferentes investigaciones realizadas
anteriormente sobre el control de calidad de pavimentos reciclados en frio in situ
como variable de estudio.
Lameda y Marquez (2012), Diseño de los procesos de control de calidad para
mezclas asfálticas de plantas tipo continua. trabajo especial de grado.
Universidad Rafael Urdaneta. Maracaibo, Venezuela.
Esta investigación tuvo como finalidad diseñar los procesos de control de calidad
para mezclas asfálticas de plantas tipo continua, para lo cual se utilizó información
proporcionada por las evaluaciones realizadas por el Servicio Autónomo de
Ensayo de Materiales (SAEMA) a 9 plantas procesadoras tipos continúas del
Estado Zulia.
19
El mismo, fue de tipo descriptivo, y tuvo como conclusiones que si bien las plantas
evaluadas cumplen exitosamente tanto en planta física como en diseño de mezcla
lo establecido por el SAEMA, en las mismas no existe un programa de
aseguramiento de la calidad de las mezclas, ni de los materiales, así como
tampoco estas poseen una constancia física de los controles realizados a los
productos.
Melian y Miquilena (2011). Diseño de una mezcla asfáltica en frio reciclada con
adición de emulsión y polvo de caucho. Trabajo Especial de Grado.
S
O
D
A
Este trabajo de investigación de tipo descriptivo
RyVde diseño experimental,
E
S
E en frio reciclada con emulsión y
consistió en la elaboración de una mezcla
asfáltica
R
S
HO
polvo de caucho, para
posteriormente
compararla con una mezcla asfáltica
C
E
R
E
convencional D
en frio, el mismo tuvo como finalidad brindar diferentes alternativas
Universidad Rafael Urdaneta. Maracaibo, Venezuela.
para la disposición final de recursos y para la elaboración de vías de
comunicación, brindado así nuevas técnicas alternativas en el área de la
ingeniería vía.
De esta manera se concluyó, que los resultados de la mezcla reciclada con
emulsión y polvo de caucho no fueron superiores a los de la mezcla asfáltica en
frio convencional, y que su uso es totalmente factible ya que los ensayos
realizados cumplieron con los requerimientos exigidos por el Método de Illinois,
también se observó que si bien la mezcla elaboradas con emulsión y polvo de
caucho cumplen con lo requerido, estas presentan menor estabilidad en
comparación con la mezcla en frio convencional, es decir, el caucho le brinda
elasticidad pero le resta estabilidad en cierta proporción.
La relevancia de este estudio en relación con el presente, radica en que sirvió de
apoyo para la búsqueda de los procesos de elaboración de mezclas asfálticas en
frio recicladas con emulsión, además de brindar características y parámetros a
considerar en el cumplimiento de los procesos de control de calidad de dichas
mezclas.
20
Por su parte, también sirvió de apoyo para reiterar que la mezclas asfálticas en frio
provenientes del reciclaje cumplen con los mismo requisitos y parámetros que una
mezclas asfáltica convencional, solo con variaciones pequeñas en sus
especificaciones, las cuales pueden ser corregidas con aditivos o la incorporación
de agregados vírgenes, lo que las hace aptas para cualquier proyecto vial, siendo
posible comparar su calidad con la de cualquier mezcla asfáltica calificada.
Severich y Valenzuela (2010). Rehabilitación de pavimentos asfálticos de la
ciudad de Cochabamba mediante el fresado y reciclado en frío. Journal
S
O
D
A
El presente artículo científico tenía como objetivo proponer
RV el método del fresado y
E
S
E para la restauración y rehabilitación
reciclado en frío como una alternativa R
viable
S
O de Cochabamba. En el mismo, se analizaron
Hciudad
de pavimentos asfálticos
de
la
C
E
DER con el propósito de escoger la indicada con respecto a los
diferentes alternativas
Boliviano de Ciencias. Vol 7, n.21. pp 29-39. Bolivia.
problemas que presentaba la calle Hamiraya de dicha ciudad, la cual contaba con
una condición de pavimento pobre, debido a que según sus autores actualmente,
los métodos utilizados para la restauración y rehabilitación de los pavimentos
asfálticos en mal estado son ineficientes y no garantizan su durabilidad. La
alternativa seleccionada fue el reciclado en frío el cual es un método viable para la
rehabilitación del pavimento asfáltico debido al amplio campo de aplicación, al
corto tiempo de ejecución, a la minimización del impacto ambiental y el bajo costo
por metro cuadrado comparado con otros métodos no convencionales de
construcción.
De este modo, se concluyó que uno de los beneficios más evidentes del reciclado
en frio es que se logra una alta y consistente calidad de mezclado de los
materiales in situ con el agua y el agente estabilizador, además de producir
mezclas homogéneas y de reducir drásticamente el uso de combustible y de
transporte.
Angulo y Chacón (2009). Diseño de un manual para el control de calidad en la
construcción de carreteras. Trabajo Especial de Grado. Universidad Rafael
21
Urdaneta. Maracaibo, Venezuela.
Dicho estudio de tipo descriptivo, con un diseño no experimental, se realizó
basándose en lo establecido por la norma COVENIN 2000-1987 parte I y la norma
internacional ISO 9001, el mismo, tuvo como finalidad ilustrar y concientizar a
través de un manual el adecuado control de calidad en la construcción de
carreteras. De esta manera, se concluyó que para obtener el óptimo
funcionamiento y calidad de la obra, tanto los organismos públicos como las
empresas privadas deberían utilizar un manual para el adecuado control de
OS
D
A
RV
calidad en la construcción de carreteras, garantizando así la buena práctica de los
profesionales del sector.
E
S
E
SR
HO
C
E
ER
La relevancia de este estudio en relación con el presente radica en que sirvió de
apoyo en la búsqueda de diferentes sistemas normativos sobre el proceso de
D
control de calidad de mezclas asfálticas y materiales provenientes del reciclaje,
además de brindar aportes significativos en relación con los procedimientos y
métodos del control de calidad de pavimentos flexibles en general, permitiendo
así, formular los requerimientos mínimos necesarios que los pavimentos
elaborados con reciclaje en frio deben cumplir.
Corredor (2008), Experiencia venezolana en el reciclado de pavimentos
asfalticos con cementos. Revista técnica Cemento Hormigón. n.916. pp 60-64.
Venezuela.
El reciclado de pavimentos con cemento comenzó a utilizarse en Venezuela en
2003. Hoy en día es la opción preferida para mejorar la capacidad de soporte de
los pavimentos asfálticos agotados, especialmente en algunas partes del país en
donde hay una carencia casi completa de agregados. En el presente artículo se
dio a conocer la experiencia vivida en el estado Apure en el año 2005 donde se
realizó la aplicación del reciclado de pavimentos asfálticos para la construcción de
más de 700km de carretera.
A pesar que la elaboración del proyecto del reciclado de pavimentos asfálticos con
22
cemento, mediante el proceso de pulverización y remezclado obtuvo resultados
satisfactorios, este se vio afectado por diferentes factores como lo fueron: la
carencia de equipos distribuidores del cemento, fallos en el suministro del cemento
debido a la demanda excesiva del mismo, la oposición de algunos contratistas en
aplicar las nuevas tecnologías de pavimentación, falta de conocimiento sobre el
diseño de mezclas asfálticas provenientes del reciclado, así como del control de
calidad de las mismas, lo que evidencia la necesidad de establecer los
lineamientos para el control de calidad de materiales y mezclas asfálticas
provenientes del reciclaje en frio, con el fin de proporcionar las herramientas
OS
D
A
RV
necesarias para la creación de mezclas calificadas que cumplan con los
parámetros de diseños requeridos.
O
H
C
E
2.2 Bases teóricas
DER
E
S
E
SR
A continuación se presentan las bases teóricas de la presente investigación, las
cuales componen una serie de conceptos y teorías, dirigidas a explicar el
fenómeno o problema planteado.
2.2.1. ISO 9000
La serie de Normas ISO 9000 son un conjunto de enunciados, los cuales
especifican que elementos deben integrar el sistema de gestión de la calidad de
una organización y como deben funcionar en conjunto estos elementos para
asegurar la calidad de los bienes y servicios que produce la organización. Esta, no
define como debe ser el sistema de gestión de la calidad de una organización,
sino que fija requisitos mínimos que deben cumplir los sistemas de gestión de la
calidad.
2.2.2. Calidad
La calidad puede ser un concepto confuso debido a que las personas consideran a
esta de acuerdo con diversos criterios basados en sus funciones individuales, por
23
lo que existen diferentes definiciones de calidad según sea el caso. De esta
manera, Evans y Lindsay (2008) sostienen que la calidad se determina de acuerdo
con lo que el cliente quiere. Las personas tienen distintos deseos y necesidades y,
por lo tanto, diferentes normas de calidad, lo que indica que para algunos la
calidad es cuán bien desempeña el producto su función.
Desde el punto de vista de manufactura, Evans y Lindsay (2008) definen la calidad
como el resultado deseable de la práctica de ingeniería y manufactura o la
conformidad con las especificaciones. Durante las operaciones de manufactura
OS
D
A
RV
puede ocurrir mucha variación. Los parámetros de las máquinas se desajustan; los
operadores y armadores cometen errores; o los materiales pueden estar
E
S
E
SR
defectuosos. La función de los procesos de calidad en la manufactura es la de
HO
C
E
Rproducto final es el esperado.
que el desempeño
DEdel
garantizar que se cumplen las especificaciones de diseño durante la producción y
Existen dos tipos de calidad, la calidad interna y la calidad externa. La calidad
interna corresponde al mejoramiento de la operación interna de una compañía,
esta beneficia a la administración y a los empleados de la compañía. Por su parte,
la calidad externa corresponde a la satisfacción de los clientes.
Por otra parte, La norma ISO 8402-94 define la calidad como el conjunto de
características de una entidad que le otorgan la capacidad de satisfacer
necesidades expresas e implícitas. De igual manera, la norma ISO 9000 define la
calidad como el grado en el que un conjunto de características inherentes cumple
con los requisitos.
2.2.3. Control de calidad
Según Juran, Gryna y Bingham (2005) es el proceso de regulación a través del
cual se puede medir la calidad real, compararla con las normas o las
especificaciones y actuar sobre la diferencia.
El control de calidad son todos los mecanismos, acciones, herramientas que reali
24
zamos para detectar la presencia de errores.La función del control de calidad es
la de conocer las especificaciones establecidas por la ingeniería del producto y
proporcionar asistencia al departamento de fabricación, para que la producción
alcance estas especificaciones.
Para controlar la calidad de un producto se realizan inspecciones o pruebas de
muestreo para verificar que las características del mismo sean óptimas. El único
inconveniente de estas pruebas es el costo que conlleva el control de cada
producto fabricado.
2.2.4. Asfalto
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
HO
C
E
ER
La American Society for Testing and Materials (ASTM) define al asfalto como un
material ligante de color marrón oscuro o negro, constituido, principalmente, por
D
betunes que pueden ser naturales u obtenidos por refinación del petróleo.
El asfalto se presenta en proporciones variables en la mayoría de los petróleos
crudos y varía ampliamente en consistencia, entre sólido y semisólido a
temperaturas ambientes normales. Cuando se calienta lo suficiente, el asfalto se
ablanda y se vuelve líquido, lo cual le permite cubrir las partículas de agregado
durante la producción de mezcla en caliente. Este pueden tener dos origines: los
derivados de petróleos y los naturales.
Los asfaltos naturales pueden encontrase como escurrimientos superficiales en
depresiones terrestres, dando origen a los lagos de asfalto o impregnando los
poros de algunas rocas. También, se encuentran mezclados con elementos
minerales, como arenas y arcillas en cantidades variables, debiendo someterse a
posteriores procesos de purificación, para luego poder ser utilizados en la
pavimentación. (Vázquez, 2010).
Sin embargo, los asfaltos más utilizados en el mundo hoy en día, son
los derivados del petróleo, los cuales se obtienen por medio del proceso de
destilación industrial del crudo. El cual consiste en extraer el petróleo de los pozos,
25
y someterlo a un proceso en el que se separan las fracciones livianas como la
nafta y keroseno de la base asfáltica mediante la vaporización, fraccionamiento y
condensación de las mismas, obteniendo como residuo al asfalto.
2.2.5. Emulsiones asfálticas
El uso de emulsiones asfálticas en Venezuela se inicia en los años 80. Las
aplicaciones han consistido en gravas estabilizadas, bases asfálticas, técnica de
mantenimiento preventivo y rehabilitación como el slurry seal y sellos monocapa y
OS
D
A
RV
bicapa. En la actualidad se cuenta con 12 carreteras construidas total o
parcialmente a base de emulsiones. Entre ellas tenemos 30 km. de la carretera
E
S
E
SR
Coro - Churuguara, 70 km. de reciclaje y estabilización de la carretera Lara-Zulia y
HO
C
E
Bracho y Avendaño,
DER2008).
80 km. De reciclaje y estabilización de la carretera Yaracal-Piritu. (Mercado,
Las emulsiones asfálticas fueron originalmente desarrolladas para resolver
dificultades constructivas asociadas a la construcción con asfalto en caliente, y
también fueron ideadas como aplicaciones para eliminar la emisión de polvo. El
incentivo para reducir el consumo de combustibles en la crisis energética de los
años 70, hizo que se generara un explosivo aumento en el uso de las emulsiones
en la estabilización de agregado mineral, incluyendo el mezclado con material
húmedo a temperaturas ambientales.
Según Mercado et al. (2008), una emulsión asfáltica consiste en una dispersión de
finas gotas de asfalto, estabilizadas en una fase acuosa, por la presencia de un
agente emulsificante, obteniéndose un producto relativamente fluido. Pueden ser
usadas sin adición de calor o de solventes, además, pueden ser bombeadas,
almacenadas y aplicadas a temperaturas mucho más bajas que con otro tipo de
utilización del asfalto. Está constituida por asfalto, agua, un emulsificante, y en
algunos casos, según los requerimientos, cierto tipo de aditivo.
En cuanto el uso de emulsiones en mezclas asfálticas recicladas, indican que “la
mayoría de las emulsiones utilizadas como agentes estabilizadores tienen un
26
componente de “asfalto residual” de 60%, que significa que el 60% de volumen de
la emulsión está compuesto de asfalto disperso en un 40% del volumen que es
agua. El porcentaje de asfalto puede, sin embargo, variar entre 30% y 70%, pero
los porcentajes de asfalto mayores a 60% no son recomendables para el reciclado
debido a que la emulsión se torna viscosa, más difícil de bombear y por lo tanto es
más difícil cubrir el agregado”.
Se debe tener en cuenta ciertos factores al utilizar emulsiones asfálticas en la
construcción de mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje, dichos
S
O
D
A
Tabla 2.1. Consideraciones para el uso de emulsiones
RV en mezclas asfálticas
E
en frio provenientes
del
reciclaje.
S
E No recomendable
Recomendable OS R
Pavimentos agrietados
Pavimentos con problemas
CH
E
R
E
evidentes en la subrasante
D
Pavimentos con desprendimiento de Áreas de trabajo que no puedan
factores se muestran en tabla 2.1:
áridos y envejecidos
Pavimentos rugosos
acomodar el volumen de trafico
Pavimentos con ahuellamiento
debido a mezclas exudadas e
inestables
Para nivelación y recarpeteos
Condiciones atmosféricas muy frías
o muy húmedas, incluyendo áreas
con sombra permanente
Con TDM menores a 5000 excepto
Pavimentos menores a 50mm de
en carreteras multicarril
espesor
Revista Ingeniería de Construcción (2001).
2.2.6. Reciclaje
El término reciclaje se define como la utilización de desperdicios para la
refabricación del mismo producto o la elaboración de productos nuevos. Consiste
en exponer una materia o un producto que ha sido utilizado con anterioridad ante
un tratamiento que puede ser parcial o total y que tiene como objetivo obtener
materia prima o incluso un nuevo producto a partir del producto que hemos
reciclado. (González, 2007).
27
2.2.6.1. Material asfáltico reciclable (RAP)
Valdés, Martínez y Pérez (2008), definen al material asfaltico reciclable o
Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) como el pavimento asfáltico que ha cumplido
su vida útil que ha sido fresado o extraído y posteriormente triturado, y sus
propiedades dependen directamente de varios factores como: el tipo de mezcla
asfáltica del que proviene, la metodología empleada en su extracción, la capa
delpavimento que se extrajo, o bien, del proyecto que proviene, lo que produce
generalmente una heterogeneidad en el material, implicando algunas variaciones
OS
D
A
RV
significativas en cuanto a la calidad de los áridos, contenido y tipo de ligante
adherido, lo cual puede influir en la homogeneidad de la mezcla final que se desea
E
S
E
SR
fabricar, sobre todo cuando el RAP se emplea en altas tasas.
HO
C
E
ER
Miró y Perez (2002) señalaron que “frecuentemente, en las mezclas recicladas se
D
utilizan tasas de RAP que varían del 10% al 30%, obteniendo de esta forma
mezclas con un comportamiento similar a las mezclas convencionales” (p. 29).
Sin embargo, si se desea utilizar íntegramente los residuos generados del fresado
o demolición de los pavimentos asfálticos existentes, se debe aumentar estas
tasas, desarrollando así, una construcción sostenible que minimiza el gasto
energético y el de los recursos naturales mediante el aprovechamiento tanto del
ligante adherido como del agregado pétreo contenido en el RAP. (Valdés, et al,
2008).
2.2.7. Agentes estabilizadores
Hoy en día, se utilizan una variada gama de agentes estabilizadores. Estos
incluyen compuestos químicos tales como cloruro de calcio, polímero, productos
derivados del petróleo y otros productos y agentes ligantes más convencionales,
como cemento y asfalto. Todos ellos apuntan a alcanzar el mismo objetivo de ligar
las partículas individuales de agregado para incrementar la resistencia y hacer el
material más resistente al agua.
28
Los agentes estabilizadores cementados, como lo son la cal, el cemento y las
mezclas de estos productos con cenizas volátiles, escoria de alto horno y otros
materiales aportan rigidez mientras que los agentes asfálticos tienden a producir
un material relativamente flexible. El material cementado es propenso a la
retracción, que se manifiesta en un agrietamiento en la superficie del pavimento
cuando se somete a cargas repetidas, mientras que los materiales ligados con
asfalto tienden a ser más blandos, con mejores propiedades elásticas. Sin
embargo, las cargas repetitivas causan que el material sufra una falla por fatiga, o
agrietamiento y el tipo de agente ligante es uno de los mejores determinantes en
OS
D
A
RV
el número de repeticiones que una capa puede soportar antes de que se agriete.
(Wirtgen, 2004).
E
S
E
SR
O
H
C
E
2.2.7.1. Estabilización
DER con cemento
El cemento es el agente estabilizador más comúnmente utilizado; su utilización
mundial excede enormemente el uso de todos los otros agentes estabilizadores
juntos. Una de las razones principales es su disponibilidad, ya que este se fabrica
en la mayoría de los países. Otra razón es su comprobado historial como material
de construcción, además de que existe una gran cantidad de estándares, métodos
de ensayo y especificaciones disponibles.
Existen tres formas de distribuir el cemento, a mano, a granel o en forma de
lechada. La distribución en sacos sólo se autorizará en zonas en donde el equipo
distribuidor no pueda hacerlo, o en el caso de que el equipo de distribución
presente fallas mecánicas, y solo durante el tiempo requerido para reparar el
equipo. El método más preciso es la distribución de cemento en forma de
lechadas, este es recomendado especialmente cuando se va a realizar un
reciclaje profundo (> 200 mm). (Wirtgen, 2004).
2.2.7.2. Estabilización con asfalto
Estabilizar con asfalto mejora la resistencia de un material y reduce al mismo tiem
29
po los efectos perjudiciales del agua. Éste tipo de estabilización produce una capa
relativamente flexible en comparación al mismo material tratado con cemento
En general, existen cuatro maneras para hacer que el asfalto sea trabajable:
•
Utilizando calor (aumentando la temperatura).
•
Mezclándolo con solventes de petróleo.
•
Emulsificándolo en agua para formar una emulsión asfáltica.
•
Creando asfalto espumado en un estado temporal de baja viscosidad.
Los dos primeros procedimientos no son aplicables en el reciclado en frío.
OS
D
A
RV
Por otro lado, el material estabilizado con asfalto, con menos de 1,5 % en peso de
E
S
E
SR
cemento, no sufre del fenómeno de agrietamiento por retracción y puede ser
HO
C
E
ER superficiales o el desgaste bajo la acción del tráfico. Sin
la pérdida de D
agregados
abierto al tránsito inmediatamente debido a su resistencia inicial, lo cual previene
embargo, mientras el material adquiere resistencia y se produce el proceso de
curado, los vehículos pesados, incluyendo a los compactadores, no deben
transitar por la capa terminada. El contenido real de vacíos de este material
después de compactado es rara vez menor al 10 % y la resistencia bajo carga
tiende a ser tomada en parte por la fracción granular, que es capaz de resistir
tensiones de compresión o aplastamiento debido a la fricción existente entre sus
partículas.
Sin embargo, ciertos materiales marginales tratados con un agente estabilizador
asfáltico no conservan en forma satisfactoria sus propiedades resistentes. Esto
puede ser solucionado con la adición de pequeñas cantidades de un filler activo
(como la cal hidratada o el cemento), entre 0,5 a 1,5%masa, el cual puede
aumentar la resistencia sin afectar las propiedades de fatiga de la capa. (Wirtgen,
2004).
2.2.7.3. Estabilización con emulsión asfáltica
Según Wirtgen (2004), la razón principal para utilizar emulsión asfáltica como
30
agente estabilizador es permitir que el asfalto se pueda mezclar efectivamente
con material frío y húmedo.
Existen dos formas muy distintas de tratamiento que pueden ser logradas al
utilizar una emulsión asfáltica:
•
Proceso rejuvenecedor: Es aplicable a pavimentos antiguos con mezclas de
asfalto en caliente. Al aplicar una emulsión asfáltica especialmente realizada
con RAP se logra incorporar asfalto nuevo, permitiendo así que la mezcla sea
colocada y compactada como una mezcla en frío. El criterio de diseño para
OS
D
A
caliente y los diseños de mezclas son realizados
RV de acuerdo al método
E
S
Ede 100 mm de diámetro.
tradicional Marshall, utilizando probetas
R
S
HSeOaplica a los materiales granulares. Las probetas
C
Proceso de estabilización:
E
ER
Dson
de muestra
fabricadas usando una compactación tipo Proctor y todos los
este proceso es esencialmente el mismo que para las mezclas asfálticas en
•
procedimientos de mezclas utilizan las propiedades de resistencia para
determinar el nivel de aplicación requerido. Siendo esencialmente un material
granular “mejorado”, las capas de pavimento construidas de material
estabilizado con asfalto deben tener espesores mayores a 100 mm.
2.2.8. Mezclas asfálticas
Una mezcla asfáltica en general es una combinación de asfalto y agregados
minerales
pétreos
en
proporciones
exactas
que
se
utiliza
para
construir pavimentos. Las proporciones relativas de estos minerales determinan
las propiedades físicas y, eventualmente, el rendimiento de la misma como mezcla
terminada para un determinado uso. Su función principal es proporcionar una
superficie de rodamiento cómoda, segura y económica a los usuarios de las vías
de comunicación, facilitando la circulación de los vehículos, y la trasmisión de las
cargas debidas al tráfico para que sean soportadas por ésta. El comportamiento
de la mezcla depende de circunstancias externas a ellas mismas, tales como son
el tiempo de aplicación de la carga y de la temperatura. Por esta causa su
31
caracterización y propiedades tienen que estar vinculadas a estos factores.
(Padilla, 2004).
Por otro lado, las mezclas asfálticas deben ser duraderas, es decir, resistentes a
las acciones tales como el despegue de la película de asfalto del agregado por
efectos del agua, abrasión debido al tránsito y a los agentes atmosféricos y debe
ser trabajable para su fácil colocación y compactación en el terreno. Estas pueden
clasificarse en mezclas asfálticas en frio o en caliente, sin embargo, el presente
trabajo de investigación solo se centró en las mezclas asfálticas en frio.
OS
D
A
RV
E
S
E
R de diferente granulometría con una
Son la combinación de agregadosS
pétreos
O
H
EClíquido. Estos pétreos adecuadamente graduados por
emulsión asfáltica oR
asfalto
E
D
su tamaño y escogidos por las propiedades que les provee su naturaleza forman
2.2.8.1. Mezclas asfálticas en frio
lo que llamamos, el esqueleto pétreo y se mantienen íntimamente adheridos y
cohesionados. (Padilla, 2004).
Las mezclas asfálticas en frio se realizan por el método Hubbard Field y por lo
general se mezclan en sitio. Algunas de sus ventajas son:
•
Se fabrican y colocan a temperatura ambiente
•
Se pueden almacenar a temperatura ambiente por periodos de hasta cinco o
seis meses, dependiendo de las condiciones de almacenamiento.
•
Tiene más vida útil, pues no se calienta. El asfalto entre más se calienta,
menos vive.
•
Es seguro para los operarios que lo aplican, pues minimizan los riesgos
operacionales.
•
No contaminan el medio ambiente, pues no emiten vapores al colocarlas.
•
Ahorra combustibles y energía, ya que se fabrica en frio completamente.
•
Es conveniente utilizarlas en carpetas de rodamiento, cuando el tráfico es
liviano o mediano.
32
•
Se pueden utilizar en base o sub-base para todo tipo de tráfico.
En Venezuela las mezclas asfálticas en frio son utilizadas en vías de bajo tráfico y
en zonas alejadas. Las únicas empleadas en el país son las realizadas con RC250, las cuales utilizan como solvente kerosene o gasolina, y con emulsiones del
tipo catiónicas, porque resultan más económicas. La mezcla se considerada
curada, cuando todo el solvente se ha evaporado, y se dice que la mezcla se
rompe, cuando todo el emulsificante y el agua se evaporan transformándose del
color marrón al típico color negro del cemento asfaltico.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
2.2.9. Reciclado de mezclas asfálticas
HO
C
E
ER
Para Padilla (2004), este tipo de método se basa en la reutilización de los
materiales del pavimento defectuoso. Junto con los materiales envejecidos, se
D
pueden añadir otros elementos como agentes rejuvenecedores, nueva mezcla
bituminosa y agregados vírgenes. Dicho método se puede dividir en varios tipos,
los cuales son los siguientes:
•
Reciclado “in situ” en caliente.
•
Reciclado “in situ” en frio con cemento.
•
Reciclado “in situ” en frio con emulsiones bituminosas.
•
Reciclado en planta
El presente estudio solo se enfocó en el reciclaje en frio in situ.
2.2.9.1. Diseño de mezclas asfálticas con materiales reciclados
Según, Wirtgen (2004), el diseño de mezclas juega un rol importante en la
verificación de la calidad de los materiales reciclados en frio seleccionados para
tratamientos con los aditivos escogidos. Su objetivo es establecer el método más
efectivo de tratamiento de los materiales en las capas recicladas. Consiste es
tomar muestras representativas de la capa a ser reciclada para someterlas a los
ensayos correspondientes.
33
Las muestras deben ser preparadas para simular tan exactamente como sea
posible la proporción y gradación del material que será producido por el proceso
de reciclado real. Por lo tanto, cuando sea posible, se debe usar una pequeña
máquina recicladora para fresar muestras del pavimento. En algunos casos será
necesario mezclar estos materiales con agregados nuevos, dependiendo de la
calidad del material a ser reciclado y de las propiedades requeridas en el producto
de reciclado final.
El primer paso en el diseño de mezclas recicladas en frio es la selección inicial de
OS
D
A
Conveniencia en relación al tipo y calidad delRmaterial
V a ser reciclado. La
E
S
E más apropiado está basada en los
selección inicial del agente estabilizador
R
S
O
resultados de ensayos
deH
laboratorio realizados en la etapa de investigación de
C
E
DER
pavimentos.
los agentes estabilizadores, considerando los siguientes factores:
•
•
Propiedades de ingeniería requeridas de las mezclas recicladas relativas a al
diseño de pavimentos.
•
Disponibilidad, en términos de capacidad para lograr exigencias de volumen
diarios suficientes, y consistencia de calidad de los agentes estabilizadores que
pueden ser suministrados.
•
El costo relativo de diferentes agentes estabilizadores.
Basado en lo anterior, se debe realizar el diseño de mezclas provenientes de
reciclaje, utilizando uno de los agentes estabilizadores, o la combinación de dos
de ellos como lo son la emulsión asfáltica y el cemento.
2.2.9.2. Procedimiento del reciclaje in-situ
Para la construcción de pavimentos de mezclas asfálticas provenientes del
reciclaje se debe disponer en obra de máquinas recicladoras, compactadoras,
motoniveladoras, camiones cisternas, equipos complementarios y accesorios
necesarios que permitan la colocación y compactación de la mezcla asfáltica
reciclada sin demoras perjudiciales para la calidad de la obra. Estos equipos
34
deberán cumplir con todas las normas de protección ambiental y seguridad
industrial que sean aplicables.
Botasso, Cuattrocchio, Rebollo y Soengas (2008) señalaron que las máquinas de
reciclaje han evolucionado a través de los años, desde las primeras máquinas
modificadas para fresar y estabilizar suelos, hasta las más especializadas
utilizadas hoy en día. Estas, son especialmente diseñadas para lograr la
capacidad de reciclar capas de pavimento de gran espesor en una sola pasada. El
elemento más importante de estas máquinas es el rotor fresador-mezclador
OS
D
A
RV
equipado con cuchillas helicoidales de acero con pasos invertidos, especialmente
diseñadas para este proceso.
E
S
E
SR
HO
C
E
ER
A medida que la máquina avanza con el tambor rotando, el agua de un tanque
acoplado a la misma, mezcla el agregado con las cantidades de agua y emulsión
D
correspondientes. El flujo de agua es medido con precisión mediante un micro
procesador controlado por un sistema de bombeo, para alcanzar el contenido
necesario de humedad. De esta forma es posible conseguir altos niveles de
compactación. Cuando la lechada se ha uniformado y obtenido la consistencia
requerida, pasa a la caja extendedora.
De igual forma, Wirtgen (2004), indicó que los agentes estabilizadores líquidos,
como lo son la lechada asfáltica, cemento, agua o emulsión asfáltica, tanto en
forma separada como combinadas, pueden ser introducidos directamente a la
cámara de mezclado. Del mismo modo, el asfalto espumado puede ser inyectado
dentro de la cámara de mezclado mediante una barra aspersora especialmente
diseñada. Otros agentes estabilizadores, como la cal hidratada, son normalmente
repartidos en la superficie del pavimento existente, delante de la máquina
recicladora.
La máquina pasa trabajando sobre el estabilizador en polvo, mezclando a éste con
el material recuperado, para luego inyectarle agua, todo en una sola pasada. El
material que sale de la recicladora recibe la compactación inicial del rodillo pesado
vibratorio para alcanzar una densidad uniforme en todo el material.
35
Posteriormente se utiliza una motoniveladora, para finalmente compactar la
mezcla terminada con un compactador neumático y un rodillo vibratorio.
2.2.10. Clasificación del reciclaje en frio
El reciclado en frío es un proceso con múltiples aspectos que puede satisfacer
muchas necesidades en el mantenimiento y rehabilitación de la infraestructura vial.
Dependiendo de si el material es tratado o no con un agente ligante, se pueden
identificar dos categorías de reciclado en frío. Luego, como un segundo grupo de
OS
D
A
RV
clasificación, cada categoría con o sin agente ligante pude ser a su vez
categorizada por el tipo de tratamiento que el material recibe. Las distintas
E
S
E
SR
categorías se pueden observar en la figura 2.1.
HO
C
E
ER
D
Figura 2.1. Clasificación del reciclaje en frio (Wirtgen, 2004)
2.2.10.1. Reciclado del 100% de RAP
El reciclado del 100% del material de RAP como una mezcla asfáltica en frío
requiere el aporte de asfalto adicional en forma de emulsión. Esto es esencial en
un proceso de rejuvenecimiento del asfalto. Sin embargo, agregar cemento
36
asfáltico en una mezcla de concreto asfáltico sin estudiar las propiedades
volumétricas del material reciclado requiere una aproximación de diseño
cuidadosa. La granulometría de la capa reciclada será diferente a la del asfalto
original, y además, la fracción fina en general está adherida al material reciclado.
Generalmente esto significa que una cantidad adicional de finos debe ser añadida
a la mezcla mientras se realiza el proceso de reciclado. Cuando el 100% del
material de RAP es reciclado con un agente estabilizador, las propiedades del
producto son diferentes cuando rejuvenece. Normalmente se requiere una
OS
D
A
RV
superficie adecuada sobre la capa reciclada con el objetivo de alcanzar las
propiedades funcionales, como la resistencia al deslizamiento y la calidad de
E
S
E
SR
rodado. Para caminos de tráfico bajo, esto puede conseguirse con un riego con
HO
C
E
R
requerirse que
soporte tráfico pesado, en ocasiones puede ser
DelEpavimento
gravilla o con una capa de mezcla asfáltica en caliente delgada (< 40 mm). De
requerida una base asfáltica, además de la capa asfáltica superficial. (Wirtgen,
2004).
Existen dos tecnologías distintas que pueden ser aplicadas para reciclar el 100%
del material RAP, la primera de ellas sería la construcción de una capa de mezcla
asfáltica en frío, mediante la adición de emulsión como un rejuvenecedor, a una
capa reciclada delgada (normalmente de 100 mm de espesor o menos). En cuanto
a la segunda técnica, esta sería la estabilización del RAP con cemento, emulsión o
asfalto espumado en una capa más profunda (usualmente mayor a 100 mm).
De realizarse el reciclado del 100% de RAP, se debe considerar la naturaleza y
composición del pavimento existente (tipo de mezcla asfáltica, granulometría,
contenido de asfalto, envejecimiento, etc.), los tipos y causas del deterioro en el
pavimento existente al igual que su nivel de severidad, y el objetivo de la
rehabilitación.
2.2.10.2. Estabilización con RAP/ base granular
Este tipo de reciclado es típicamente aplicado como una medida para tratar estru
37
cturas de pavimentos deteriorados por bases granulares y superficies asfálticas
delgadas de máximo 4cm de espesor, constituidas tanto por concreto asfáltico
como por varias capas de sellos superficiales. El deterioro en este tipo de
pavimentos generalmente se manifiesta como capas asfálticas severamente
agrietadas, capas granulares deformadas, y baches. Botasso et al. (2008).
Por otra parte, Wirtgen (2004, p.33) señaló que “el objetivo de añadir agentes
estabilizadores mientras se recicla es recuperar la integridad estructural mediante
el mejoramiento de las propiedades de ingeniería de los materiales recuperados,
S
O
D
A
La estabilización granular/RAP puede ser efectuada
RVmediante el reciclado a
E
S
E 150 mm y 250 mm. Cuando la
distintas profundidades generalmente R
entre
S
Omejorada para ajustarse a mayores demandas
Hser
capacidad estructural necesita
C
E
ER
de tráfico, laD
profundidad del reciclado puede incrementarse, alcanzando un
al mismo tiempo que es posible alcanzar una calidad de rodado óptima”.
aumento en el espesor de la nueva capa estabilizada. Sin embargo, es necesario
que el pavimento existente tenga un espesor mínimo de material natural de buena
calidad para aplicar esta alternativa.
Una aplicación adicional de esta técnica es la modificación del material plástico
mediante el reciclado con cal hidratada. Durante el proceso de reciclado, sólo la
cal requerida es agregada al material recuperado para eliminar o reducir la
plasticidad. Por lo tanto, la adición de cal no es considerada como una
estabilización, ya que la razón de agregar este estabilizador no es conseguir un
aumento en la resistencia del material. (Wirtgen, 2004).
2.2.10.3. Pulverización
No siempre es necesario adicionar un agente estabilizador cuando se recicla un
pavimento existente que contiene capas asfálticas gruesas. En ocasiones, las
capas asfálticas gruesas que presentan un estado de agrietamiento por fatiga
severo, se tratan mejor mediante la pulverización previa de la capa asfáltica
completa. Posteriormente, se compacta este material para crear un granular
38
reconstituido. La base asfáltica nueva y las capas superficiales se construyen
sobre esta capa asfáltica reconstituida. (Wirtgen, 2004).
2.2.10.4. Reprocesamiento
La técnica de reprocesamiento es aplicable en caminos nuevos construidos con
materiales disponibles in-situ. Si la subrasante existente es adecuada, el
reprocesamiento es un método equivalente a escarificar y recompactar. De esta
forma, es posible conseguir una capa homogénea y con propiedades de
OS
D
A
RV
capacidad soporte consistente. (Wirtgen, 2004)
E
S
E
SR
2.2.10.5. Modificación de propiedades mecánicas
HO
C
E
ER
Uno de los principales factores que causa el deterioro de los pavimentos es la
D
granulometría deficiente de los materiales que componen las capas superiores del
pavimento, corregir este problema es posible mediante la adición de material
granular faltante para lograr una granulometría adecuada sobre la capa granular
existente, antes de aplicar la técnica correspondiente de reciclaje. El contenido de
humedad se ajusta durante este proceso, para alcanzar las condiciones óptimas
de compactación del material reutilizado.
La modificación de las propiedades mecánicas puede ser utilizada en el
tratamiento de materiales que presentan una plasticidad inaceptable. En algunos
casos, es posible tratar arcillas que se encuentran en el terreno, mediante el
mezclado de materiales arenosos sin cohesión, reduciendo así, la plasticidad
efectiva del material existente. (Wirtgen, 2004).
2.2.11. Norma Covenin 2000-1987 parte I para el diseño de mezclas asfálticas
en frio
COVENIN es la Comisión Venezolana de Normas Industriales, desde 1958 es el
encargado de velar por la estandarización, normalización y calidad de los
39
procesos industriales llevados a cabo en el país estableciendo los requisitos
mínimos para la elaboración de procedimientos, materiales, productos, actividades
y demás aspectos que estas normas rigen. En esta comisión participan entes
gubernamentales y no gubernamentales especialistas en un área específica.
Según la sección 12-4.06 el agregado que se utilice en mezclas asfálticas en frio
debe ser arena y/o grava sin picar, no contener arcilla adherida ni poseer material
orgánico. Del mismo modo, según la sección 12-4.07 el agregado debe cumplir los
siguientes requisitos:
•
•
OS
D
A
15% si la mezcla se realiza con motoniveladora,
ni del 29% si la mezcla se
RV
E
S
E
realiza en planta fija o móvil.
SR
O
H
EC que pase el tamiz #40 debe contener una humedad
La fracción de agregado
R
E
D
equivalente de campo en el momento de mezclado de 3% y un equivalente de
Los porcentajes de agregados pasantes del tamiz #200 no deben exceder del
arena máximo del 25%. Por otra parte, los agregados deben poseer un límite
líquido máximo del 25% y un índice de plasticidad no mayor del 6%.
•
El tamaño del agregado no debe ser mayor del 1½ “para la capa base, ni
mayor de 1” para la capa de rodamiento.
•
Los agregados retenidos en el tamiz #8 no deben tener un degaste mayor al
50%, al ser ensayados según la norma Covenin 266.
En cuanto a las mezclas asfálticas, estas deben cumplir con lo siguiente
establecido en la norma 12-4.11:
•
Estabilidad Hubbard Field al aire mínimo 1200lb.
•
Estabilidad Hubbard Field en agua mínimo 1000lb.
•
Hinchamiento volumétrico: máximo 5%
•
Absorción máxima 8%
•
La temperatura de la mezcla diseñada con RC-250 debe estar entre 40°C70°C, en cambio, si es diseñada con una emulsión debe tener una temperatura
40
entre 10°C-75°C.
•
No se debe realizar el aplanado ni la compactación de la mezcla antes de que
por lo menos, el 85% de los elementos volátiles del material asfaltico se hay
evaporado.
•
La compactación final se debe hacer con aplanadoras lisas de acero, tipo
Tandem.
•
Si por alguna razón aparecen grietas o se produce deslizamiento de la mezcla,
la superficie debe ser escarificada, trabajada y compactada nuevamente.
•
OS
D
A
RV
Los materiales asfálticos que se pueden utilizar para la construcción de
E
S
E
SR
pavimentos en frio, son asfaltos líquidos de los siguientes tipo: RC 250, MS-1,
HO
C
E
ER el RC 250 y algunas emulsiones de tipo aniónicas o
utilizado en
DVenezuela
MS-2, MS-2h, SS-1, SS-1h, CMS-2, CMS-2h, CSS-1, CCS-1h, siendo el único
catiónicas.
2.2.12. Instituto Venezolano del Asfalto
Inveas o Instituto Venezolano del Asfalto es el organismo encargado de asesorar a
los entes involucrados en el control, construcción, mantenimiento, rehabilitación e
inspección de obras viales, además de dictar las pautas correspondientes para
lograr un mejor y mayor uso del asfalto, obteniendo así una mejor calidad en las
obras de pavimentación y contribuir con la formación de profesionales y técnicos
para que realicen una óptima actuación profesional.
2.2.13. Características de los materiales reciclados in situ en frio con
cemento
Según el Instituto Venezolano del Asfalto (INVEAS), Se define como mezclas
recicladas en sitio con cemento, a la mezcla homogénea, bien extendida y
compactada, de cemento, agua, eventualmente algún aditivo particular, materiales
granulares de préstamo y material procedente de la disgregación, por fresado u
41
otro método adecuado, de un pavimento flexible existente, constituido por
agregados granulares, mezclados, o no, con cemento asfáltico o con cualquier
otro material bituminoso.
El reciclado de pavimentos con cemento incluye las siguientes etapas
constructivas:
•
Estudio previo de los materiales.
•
Estudio de la mezcla y obtención de las fórmulas de trabajo.
•
Disgregación y pulverización de la parte del pavimento a reciclar.
•
Incorporación del cemento, agua, aditivos (si es requerido), agregados para la
•
•
OS
D
A
corrección de la granulometría, mezclado y extendido
RVde la mezcla
E
S
E
Compactación y terminación. S R
HO
C
Curado y riego de
protección.
E
DER
La mezcla asfáltica o material proveniente del reciclaje estará constituida por
partículas recubiertas o no, con ligantes asfálticos, resultantes de la adecuada
disgregación de la parte del pavimento existente, que ha sido seleccionado como
objeto del reciclaje.
Se debe garantizar que en el material a reciclar, la materia orgánica no será
superior al 1 % en masa, el contenido de sulfatos, expresado en
, no será
superior al 1 % en masa; además estará libre de cualquier producto que pueda
influir negativamente en el fraguado del cemento y no contendrá partículas de
tamaños superiores a 80 mm, por lo cual es necesario adoptar las medidas
necesarias para eliminar las partículas que sobrepasen dicho tamaño.
De igual manera, la cantidad de partículas que pase por el tamiz #4 no será
inferior al 30 % en masa, el Límite Líquido será inferior al 35% y el Índice de
Plasticidad igual o inferior a 15%. Si el material no cumple con estos dos últimos
requisitos, se podrá tratar previamente, por ejemplo con cal, o con la incorporación
de un material virgen que una vez mezclado con el pavimento a reciclar, satisfaga
los requisitos anteriores.
42
Por otro lado, la resistencia a la compresión simple sin confinar del material
reciclado a los siete (7) días, será la que se especifique en el diseño del espesor
del pavimento, en ausencia de esta información se utilizará la mínima de 2 MPa.
(20 kg/cm ).
Así mismo, el contenido de cemento será el determinado en el diseño de la mezcla
reciclada, y no será menor al 3 % de la masa total del material seco a reciclar.
Por último, el material proveniente del reciclaje deberá ser totalmente compactado
en un lapso máximo de cuatro (4) horas después de que haya sido incorporado el
OS
D
A
RV
cemento al mismo.
HO
C
E
ER
E
S
E
SR
2.2.14. Calidad de las mezclas asfálticas recicladas in situ en frio con
cemento
D
Para alcanzar la calidad esperada de la mezcla asfáltica reciclada, según el
INVEAS se deben cumplir los siguientes parámetros:
•
El suministro del cemento y del agua debe realizarse con cisternas de modo
que no se produzcan paradas de los equipos de distribución del cemento y de
la recicladora. Se debe asegurar una mezcla homogénea en todo el área a
pavimentar.
•
Cuando el ancho de la superficie a reciclar sea superior al de la máquina
recicladora, el reciclado se debe realizar en franjas paralelas con un solape
mínimo de 15cm, con el fin de evitar materiales sin mezclar en los bordes de
las franjas.
•
De ser necesario adicionar agregados para corregir la granulometría existente,
estos se incorporarán a la mezcla mediante su extensión en una capa de
espesor uniforme sobre la superficie existente antes de la disgregación, o
mediante su incorporación al proceso de mezcla después de disgregados.
•
La compactación de la mezcla reciclada debe realizarse inmediatamente
después del mezclado de los materiales y el cemento, para evitar pérdidas de
43
humedad.
•
Cuando se termine la compactación de una capa, no se permitirá incrementar
su espesor para su nivelación, sin embargo, si se podrá hacer un perfilado con
motoniveladora, procediendo luego a barrer la superficie y eventualmente a
humedecerla, antes de hacer la compactación final.
•
Luego de tres horas de terminarse las operaciones de compactación y
perfilado, se procederá a aplicarse un riego de curado.
•
Si el extendido del cemento se realiza a granel, su dosificación se controlará
mediante una lona de superficie y peso conocidos, la cual se colocará antes de
OS
D
A
RV
la extensión del cemento y se pesará con posterioridad al mismo. Dicho control
E
S
E
SR
se hará, al menos, una vez por la mañana y otra por la tarde, debiéndose
HO
C
E
sacos deberáE
D serRhecha en forma tal que la separación de los sacos, tanto
incrementar la frecuencia en días con viento. Por otra parte, la dosificación por
transversal como longitudinalmente, garanticen que la cantidad aplicada
corresponda a la del diseño de laboratorio. Deberá llevarse un registro de la
cantidad de sacos empleados para distribuir el cemento.
•
Si el cemento es distribuido directamente a la recicladora en forma de lechada,
se controlará, al menos una vez por la mañana y otra por la tarde, el
funcionamiento de las boquillas de inyección.
•
La densidad promedio del material reciclado, inmediatamente después de
terminada la compactación, debe ser igual o mayor al 95% de la Densidad
Máxima Seca obtenida en el diseño de la mezcla, de acuerdo con el Método
Proctor Modificado
•
Se debe tomar una muestra del material a la salida de la recicladora, por lo
menos una vez en la mañana y otra en la tarde. De dicha muestra saldrá una
serie de tres briquetas, dichas briquetas deben permanecer en una cámara
húmeda para garantizar su curado. Luego, de 7 días deberán ser ensayadas a
compresión y su resistencia debería ser igual o mayor al 92% de la resistencia
establecida en el diseño. Se debe tener en cuenta que para que las briquetas
cumplan con sus requisitos de diseño y calidad, solo una de las tres briquetas
44
puede tener una resistencia menor al 90% de la de diseño.
•
El espesor promedio del pavimento terminado debe ser igual al de diseño o
tener una variación de máximo 10%.
•
La diferencia de altura entre las diferentes superficies del pavimento no deben
ser mayor de 15mm.
•
No se debe realizar la ejecución de reciclado en frio in situ con cemento, si la
temperatura ambiental es superior a los 35ºC o cuando está lloviendo.
•
En relación con los equipos a utilizar, estos deben estar calibrados y
OS
D
A
RV
aprobados por el Ingeniero Inspector, cualquier falla o defecto que afecte la
calidad de la mezcla es razón suficiente para suspender la producción de
E
S
E
SR
mezcla, hasta tanto ésta sea corregida. Por su parte, la máquina recicladora
HO
C
E
medios capaces
de actuar en el pavimento existente, a la profundidad y ancho
DER
debe tener un ancho mínimo de disgregación de medio canal y estar dotada de
especificados, para de esta forma producir un material con la granulometría
requerida.
•
Por último, el personal debe estar calificado para aplicar dicha técnica
constructiva.
2.2.15. Características del material reciclado in situ en frio con emulsiones
bituminosas
Según el Instituto Venezolano del Asfalto (INVEAS), se entiende por mezclas
asfálticas recicladas con emulsión, al proceso mediante el cual un pavimento
asfáltico existente sobre una calzada vial es desintegrado o triturado en sitio por
medio de equipos de fresado y el material producto de esta trituración es
posteriormente mezclado con emulsión asfáltica, con la finalidad de producir una
mezcla adecuada para ser utilizada como una nueva base de un pavimento
asfáltico.
Las mezclas asfálticas recicladas en frio en sitio con emulsiones bituminosas se
diseñan con lo establecido en el Método Marshall Modificado, y deben cumplir con
45
los siguientes requisitos:
•
Estabilidad Marshall a 22ºC ≥700 lbs
•
Porcentaje de pérdida de estabilidad luego de saturación e inmersión≤ 25%
•
Cobertura del agregado > 75%.
•
El producto de multiplicar el Índice de Plasticidad del material recuperado por el
porcentaje de agregados pasantes del tamiz #200, debe ser menor de 72%.
•
El Equivalente de Arena del material recuperado debe ser ≥ del 30%.
En cuanto a la granulometría, el Instituto Venezolano del Asfalto establece que el
material reciclado debe cumplir con lo siguiente:
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
Tabla 2.2. Granulometría del material reciclado
Tamiz
½”
1’
#4
#8
#50
%pasante
100
80-100
25-85
10-65
5-25
Instituto Venezolano del Asfalto (2003).
O
ECH
DER
#200
3-15
En el caso de que el material proveniente del reciclaje no satisfaga los requisitos
de la tabla anterior, puede ser mezclado con agregados vírgenes, de forma de que
la combinación obtenida resulte dentro de dichos límites.
Para completar el diseño de la mezcla asfáltica en frio reciclada con emulsión, los
siguientes ensayos son requeridos:
•
Gravedad específica Bulk
•
Flujo de las briquetas secas a 22,2C ± 1,1C
•
Estabilidad y flujo de las briquetas curadas 72 horas y sumergidas 4 días
•
Densidad
•
Contenido de vacíos
•
Humedad adsorbida durante el ensayo de inmersión
2.2.16. Calidad de las mezclas asfálticas reciclados in situ en frio con
emulsiones bituminosas
Para garantizar la calidad de la mezcla obtenida, según lo establecido por el Insti
46
tuto Venezolano del Asfalto (INVEAS), se debe cumplir lo siguiente:
•
El material asfáltico a ser empleado debe ser una emulsión asfáltica de rotura
lenta o media. También puede emplearse una emulsión del tipo súper estable.
Las emulsiones empleadas serán del tipo aniónico o catiónico, de acuerdo a lo
indicado en el diseño de la mezcla recuperada.
•
Las proporciones de los materiales en la mezcla deben ser determinados en un
laboratorio mediante un procedimiento de diseño reconocido. Deben evaluarse
diferentes tipos de emulsión y RAP para determinar la mejor combinación.
•
OS
D
A
RV
Se deben tomar muestra luego de compactar la muestra y la densidad de las
muestras no debe ser menor al 95% del resultado obtenido en el laboratorio.
•
E
S
E
SR
La capa asfáltica debe ser uniforme en toda la extensión del pavimento. Por lo
HO
C
E
ER
tanto, la diferencia en la altura de las diferentes superficies del pavimento no
D
debe ser mayor a 10mm.
•
En relación con los equipos a utilizar, estos deben estar calibrados y
aprobados por el Ingeniero Inspector, cualquier falla o defecto que afecte la
calidad de la mezcla es razón suficiente para suspender la producción de
mezcla, hasta tanto ésta sea corregida
•
El personal debe estar calificado para aplicar dicha técnica constructiva.
2.2.17. Inspección
La inspección de obras es una actividad profesional realizada en forma
permanente en relación al lapso de ejecución de una obra, que se requiere para
garantizar que se desarrolle de conformidad con las normas técnicas, los planos,
especificaciones, presupuesto y demás documentos que constituyen el proyecto
correspondiente, también abarca el control de la calidad en una obra, así como
también el control de la calidad de los materiales empleados, verificando que los
equipos, la mano de obra y servicios se empleen con la suficiente racionalidad,
cumpliendo las especificaciones técnicas pertinentes y las normas de seguridad
industrial. (Romero y Echeverría, 2010).
47
Su objetivo principal es hallar características físicas significativas para determinar
cuáles son normales y distinguirlas de aquellas características anormales (Lesur,
2007).
2.2.18. Registros
Los documentos requeridos por el sistema de control de la calidad deben
controlarse. Los registros son un tipo especial de documento y deben controlarse.
Los registros establecidos para proporcionar evidencia de la conformidad con los
OS
D
A
RV
requisitos así como la operación eficaz del sistema de control de la calidad. La
organización debe establecer un procedimiento documentado para definir los
E
S
E
SR
controles necesarios para la identificación, el almacenamiento, la protección, la
HO
C
E
permanecer legibles,
DERfácilmente identificables y recuperables.
recuperación, la retención y la disposición de los registros. Los registros deben
En las etapas adecuadas, deben realizarse revisiones sistemáticas del diseño y
desarrollo de acuerdo con lo planificado para evaluar la capacidad de los
resultados los mismos e identificar cualquier problema y proponer las acciones
necesarias para su solución.
Por otra parte, el ingeniero contratista debe hacer el seguimiento y medir las
características del producto para verificar que se cumplen los requisitos del
mismo. Esto debe realizarse en las etapas apropiadas del proceso de elaboración
del producto.
2.3. Definición de términos básicos
Agregado: También denominados áridos. Son una colección de partículas de
diversos tamaños que se pueden encontrar en la naturaleza, ya sea en forma de
finos, arenas y gravas o como resultado de la trituración de rocas.
Betún: Es una clase de sustancia compuesta principalmente de hidrocarburos de
alto peso molecular, de color oscuro sólida, semisólida o viscosa; natural o fabrica
48
da, en la cual son típicos los asfaltos y alquitranes.
Emulsiones aniónicas: Son las emulsiones en las que las partículas del asfalto
se cargan negativamente. Por este hecho, presentan afinidad por los materiales
pétreos electropositivos, como las calizas y basaltos.
Emulsión bituminosa: son productos bituminosos obtenidos por la dispersión de
pequeñas partículas de un betún asfáltico en agua o en una solución acuosa con
un agente emulsionante; además de los tres productos básicos (betún asfáltico,
agua y emulsionantes), pueden contener otros tales como materia mineral fina,
OS
D
A
V cargadas positivamente.
R
Emulsiones catiónica: Las partículas del asfalto
están
E
S
E electronegativos, como por ejemplo
R
Presentan afinidad con los materiales
pétreos
S
O
H
C
E
el cuarzo.
DER
caucho, etc.
Escarificar: Remover el material con un rastrillo para que sirva de base a una
siguiente capa.
Filler: Fracción mineral que pasa por el tamiz #200.
Granulometría: Consiste en pasar la muestra de agregados por una serie de
tamices, cada uno de los cuales tienen aberturas de un tamaño específico. Los
tamices están denominados de acuerdo al tamaño de sus aberturas. Las
partículas gruesas quedan atrapadas en los tamices superiores; las partículas de
tamaño medio pasan a través de los tamices medianos, y las partículas finas
pasan a través de los tamices inferiores.
Lechada asfáltica: Es una mezcla compuesta por una emulsión asfáltica,
agregados bien graduados, filler, agua y eventualmente aditivos. Es una mezcla
de consistencia fluida, capaz de penetrar y sellar grietas y defectos menores. Se
realiza in-situ de forma rápida y precisa, realizándose el mezclado y extendido
mediante una operación continúa. Método Marshall Modificado: Método basado en una investigación en la
Universidad de Illinois en el que se realizan los ensayos de durabilidad a la
49
humedad, estabilidad y flujo; es recomendable para el diseño de mezclas en
carretas o en planta preparada a temperatura ambiente.
Pavimento: Conjunto de capas de material seleccionado que reciben en forma
directa las cargas del tránsito y las transmiten a los estratos inferiores en forma
disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la cual debe funcionar
eficientemente. Riego de gravilla: Se define el tratamiento superficial que consiste en la ejecución
de una o varias aplicaciones de un ligante hidrocarbonado sobre una superficie,
OS
D
A
RV
complementada por una o varias extensiones de un árido de granulometría
E
S
E
R como sello superficial para corregir
Slurry seal: Es una mezcla asfáltica
Sutilizada
O
H
ECpérdida de propiedades de alisamiento, oxidación y
irregularidades talesR
como
E
D
desprendimientos en pavimentos. Está compuesta de emulsión asfáltica de rotura
uniforme.
lenta o emulsión de rotura lenta modificada con polímero, agregados de
granulometría cerrada, filler mineral, agua y otros aditivos.
2.4. Sistema de variables
Variable: Proceso de control de calidad.
2.4.1. Definición conceptual
El control de calidad de mezclas asfálticas y materiales provenientes del reciclado,
se refiere a todas las acciones, herramientas y procedimientos que se realizan
para que la mezcla asfáltica obtenida satisfaga los requisitos y necesidades de un
proyecto.
2.4.2. Definición operacional
El proceso de control de calidad de mezclas asfálticas y materiales provenientes
del reciclaje en frio in-situ debe efectuarse cumpliendo con lo establecido por la
50
Norma Covenin 2000-1987. Sector Construcción. Edificaciones. Codificación y
Mediciones. Parte I Carreteras, durante su fabricación e inspección final del
producto, con la finalidad de alcanzar las especificaciones requeridas y una
mezcla asfáltica que cumpla con las condiciones de diseño.
De esta manera, la variable fue evaluada a través de las dimensiones: Elaboración
de mezclas asfálticas recicladas en frio, Control de calidad utilizados en materiales
y mezclas asfálticas, Factores que afectan la calidad y Lineamientos para el
control de calidad, tal como se observa en la tabla 2.2.
OS
D
A
RV
Tabla 2.3. Operacionalización de la variable
Objetivo general: Proponer los lineamientos para el control de calidad de
materiales y mezclas asfálticas provenientes del reciclaje en frio in-situ.
Objetivo
Variable
Dimensiones
Indicadores
Definir los
Materiales
- Investigación
procesos de
provenientes del
preliminar
control de
reciclaje en frio in- Selección de
calidad utilizados
situ.
material
en materiales
- Especificaciones
provenientes del
agregados
reciclaje en frio
- Especificaciones
in-situ.
material asfaltico
- Ensayos/pruebas
Definir los
Mezclas asfálticas
- Tipo de mezcla
procesos de
provenientes del
- Tipo de transito
control de
reciclaje en frio in- Estudios
calidad utilizados
situ.
preliminares
en mezclas
- Especificación
asfálticas
de los materiales
provenientes del
- Método Marshall
reciclaje en frio
Modificado
in-situ.
- Curado
- Extendido del
material
- Compactación
- Equipos
- Temperatura
E
S
E
SR
HO
C
E
ER
Procesos de control de calidad
D
51
Procesos de control de calidad
Tabla 2.3. Continuación
Objetivo general: Proponer los lineamientos para el control de calidad de
materiales y mezclas asfálticas provenientes del reciclaje en frio in-situ.
Objetivo
Variable
Dimensiones
Indicadores
Determinar los
Factores que
- Falta de
factores que
afectan los procesos
instrumentos e
afectan los
de control de
insumos
- Manejo indebido
procesos de
calidad
de materiales o
control de
productos.
calidad de los
- Temperatura del
materiales y
ambiente.
mezclas
- Calibración de
asfálticas
los equipos.
provenientes del
- Mano de obra
reciclaje en frio.
no calificada.
Proponer los
lineamientos
para el proceso
de control de
calidad
Lineamientos para el proceso de
materiales y
control de calidad
mezclas
asfálticas
provenientes del
reciclaje en frio
in-situ.
D
HO
C
E
ER
E
S
E
SR
OS
D
A
RV
CAPITULO III
MARCO METODOLÓGICO
Para Arias (1999, p.18), el marco metodológico es el “conjunto de pasos, técnicas
y procedimientos que se emplean para formular y resolver problemas”, ya que en
el se destacan todos los aspectos relativos a la metodología empleada en la
presente investigación como lo son el diseño y tipo de investigación, la población,
OS
D
A
RV
muestra, así como los instrumentos de recolección de datos, con el propósito de
E
S
E
SR
responder las preguntas planteadas en dicha investigación.
HO
C
E
ER
3.1. Tipo de investigación
D
La presente investigación tuvo como finalidad proponer los lineamientos a seguir
para el control de calidad de materiales y mezclas asfálticas provenientes del
reciclaje en frio in-situ, con los que se plantea proporcionar las herramientas
necesarias para el apropiado cumplimiento de las especificaciones basándose en
la Norma Covenin 2000-1987. Parte II e ISO 9000, de las cuales se obtuvieron los
diferentes datos y mediciones necesarios para determinar los controles de calidad
que deben aplicarse a las mezclas asfálticas y materiales provenientes del
reciclado en frio.
En función a lo anteriormente mencionado el estudio de tipo descriptivo se adaptó
perfectamente al objetivo general de esta investigación, ya que de acuerdo con
Hernández, Fernández y Baptista (2010, p.117), “las investigaciones descriptivas
miden, evalúan o recolectan datos sobre diversos aspectos, dimensiones o
componentes del fenómeno a investigar”, ya que su función principal es la de
comprender situaciones y hechos específicos que lleven a la búsqueda de
propiedades, parámetros o cualquier proceso sometido a un análisis.
Por otra parte, Van Dalen y Meyer (1996), afirman que la meta de las
investigaciones descriptivas no solo se limita a la recolección de datos, sino tambi
53
bién a la predicción e identificación de las relaciones existentes entre dos o
variables, y que ella sirve de base de una hipótesis o teoría, ya que exponen y
resumen la información necesaria, para luego analizarla minuciosamente, con el
fin de obtener unos resultados que contribuyan al conocimiento y a las siguientes
investigaciones relacionadas con el objeto de estudio.
Conforme a la naturaleza del problema, esta investigación fue de tipo descriptiva
ya que para establecer los controles de calidad de materiales y mezclas asfálticas
recicladas en frio en situ, primero se describen los procesos de elaboración de las
OS
D
A
RV
mismas mediante un análisis de técnicas constructivas y factores de afectan su
E
S
E
SR
calidad, que a sus vez involucran la recolección calificada de conceptos,
HO
C
E
ER
especificaciones y normativas existentes con la finalidad de proporcionar las
herramientas necesarias que contribuyan al eficiente control de calidad de los
D
materiales y mezclas asfálticas provenientes del reciclaje.
3.2. Diseño de la investigación
Para Arias (1999), el diseño de la investigación es la estrategia que adopta el
investigador para responder al problema planteado. Debido a que esta además de
proporcionar las respuestas a las interrogantes y comprobar las hipótesis de la
investigación, también suministra las estrategias que el investigador adopta la
recolección de datos y especifica los pasos que deben seguirse para el control de
las variables planteadas.
Ahora bien, según los objetivos y el tipo de investigación que se plantearon
anteriormente, el diseño correspondiente al presente estudio es de tipo no
experimental, que como lo establecieron Paella y Martins (2006, p.87), “es el que
se realiza sin manipular en forma deliberada ninguna variable. El investigador no
sustituye intencionalmente las variables independientes. Se observan los hechos
tal y como se presentan en su contexto real y en un tiempo determinado o no, para
luego analizarlos. Por lo tanto en este diseño no se construye una situación
especifica si no que se observa las que existen”.
54
De esta manera, la presente investigación se consideró del tipo no experimental
debido que para respuesta al objetivo general se analizaron características,
técnicas y factores específicos influyentes en la variable de estudio, sustentadas
por una variedad de documentos históricos, bibliografía consultada y las normas
Covenin, Inveas e ISO 9000 sin la necesidad de manipular la variable o de alguna
actividad de experimentación.
Finalmente, se clasifica el diseño como transversal, pues según Hernández et al.
(2003) los diseños de investigación transversal recolectan datos en un solo
OS
D
A
RV
momento, en un tiempo único, debido que en este estudio se recolectaron los
datos en un tiempo determinado sin intervenir en el ambiente en el que se
E
S
E
SR
desarrollaron, por lo tanto no hubo manipulación de las variables.
HO
C
E
ER
3.3. Unidad de
Danálisis
Balestrini (2001, p. 137) define la población como el “conjunto finito o infinito de
personas, casos o elementos, que presentan características comunes”, ya que de
la misma se extrae información necesaria para dar respuesta a los objetivos de la
investigación y por consiguiente respuesta al problema planteado.
Por otra parte, Balestrini (2001, p.141), señala que “una muestra es una parte
representativa de una población, cuyas características deben producirse en
ella, lo más exactamente posible”, esta puede ser una unidad de análisis, un
grupo de personas, eventos, sucesos, comunidades, etc; que debe delimitarse y
sobre los cuales es posible generalizar los resultados. Por lo tanto, una unidad de
análisis se refiere al que o quien va a ser objeto especifico de interés en la
investigación.
En referencia a lo antes expuesto, la unidad de análisis de la presente
investigación son los materiales y mezclas asfálticas recicladas en frio, incluyendo
todas sus operaciones como elaboración, inspección, y colocación, con base en lo
establecido según la Norma Covenin 2000-1987 en cada una de sus actividades.
55
3.4. Técnicas de recolección de información
Una vez seleccionado el diseño de investigación apropiado y la muestra
adecuada, de acuerdo con el problema de estudio la siguiente etapa consiste en
recolectar los datos pertinentes sobre los atributos, conceptos o variables de las
unidades de análisis. Según Sabino (1996, p.114), “un instrumento de recolección
de datos es, en principio, cualquier recurso de que se vale el investigador para
acercarse a los fenómenos y extraer de ellos información”. De esta misma forma
establece que según su procedencia, los datos pueden dividirse en dos tipos,
OS
D
A
RV
datos primarios y secundarios, siendo los primeros aquellos que el investigador
E
S
E
SR
obtiene directamente de la realidad, recolectándolos con sus propios instrumentos,
por otra parte, los secundarios, son también registros escritos obtenidos de la
HO
C
E
ER
realidad, pero que han sido recolectados y muchas veces procesados por otros
D
investigadores.
Según lo antes mencionado, en esta investigación se recopilaron datos primarios,
en donde la principal técnica de recolección fue la observación documental, la cual
es definida según Tamayo y Tamayo (2003) como la que se realiza con base en la
revisión de documentos, manuales, revistas, periódicos, actas científicas,
conclusiones de simposio, seminarios o cualquier tipo de publicación considerado
como fuente de información, es decir, se vale de fuentes escritas para la
recolección de los datos.
Por otra parte, Balestrini (2001), plantea que la observación documental comienza
con la lectura general de textos, la búsqueda y observación de hechos presentes
en los materiales escritos consultados para esta investigación.
La técnica anteriormente descrita es aplicable para los objetivos propuestos en
esta investigación, dado que para el desarrollo de los mismos se realizó la
recopilación de distintas fuentes documentales, como la de libros, revistas
científicas, manuales, normas para la construcción específicamente la norma
Covenin 2000-1987 Parte I, la norma internacional ISO 9000, entre otras fuentes
bibliográficas, que sirvieron para sustentar los argumentos y actividades
56
necesarios para el correcto control de calidad de materiales y mezclas asfálticas
provenientes del reciclaje en frio.
3.5. Procedimiento metodológico
FASE I: Definición de los procesos de control de calidad utilizados en materiales
provenientes del reciclaje en frio in-situ.
En esta fase se procedió a la descripción de un proceso de control de calidad
especifico, que pueda utilizarse para obras de este tipo, es decir, se estudió la
OS
D
A
provenientes del reciclaje en frio in-situ, determinando
RVde esta forma, aspectos
E
S
E
R
importantes como sus características,
investigaciones preliminares a realizar,
S
O
Hrequisitos
C
especificaciones constructivas,
de calidad, las actividades principales en
E
R
E
D
la ejecución de la obra a las que se les debe efectuar un riguroso control de
secuencia a seguir durante los procesos de elaboración de materiales
calidad para de esta forma obtener el producto deseado y acorde a lo establecido
en las normas pertinentes, como lo son la norma Covenin 2000-1987. Parte I,
Inveas e ISO 9000; entre otros factores, con la finalidad de identificar cada
actividad y etapa necesaria en los procesos de control de calidad de dichos
materiales reciclados.
La información acerca de las situaciones presentadas y sus posibles soluciones,
fue recolectada a través de textos y normas sobre las mezclas asfálticas en frio y
el reciclaje de este tipo de pavimentos. De dicha información se extrajo como
resultado la identificación de cada actividad que debe realizarse en los procesos
de control de calidad de estos materiales, además del establecimiento de
requerimientos mínimos y máximos que deben satisfacer dichos materiales, en
concordancia con lo estipulado en la norma Covenin.
FASE II: Definición los procesos de control de calidad utilizados en mezclas
asfálticas provenientes del reciclaje en frio in-situ.
57
De igual manera, en esta fase se especificaron los procesos para control de
calidad, en este caso de mezclas asfálticas provenientes del reciclaje en frio in-situ
en sí, las cuales deben cumplir las según lo registrado en la norma Covenin 20001987 Parte I y en las normas Inveas 11-70 y 12-80, las cuales establecen los
requerimientos mínimos que deben aplicarse a las construcción de pavimentos
reciclados con cemento y emulsión asfáltica respectivamente.
Se identificaron las actividades correspondientes a los procesos de control de
calidad de mezclas asfálticas en frio recicladas en sitio y se realizó un diagrama de
OS
D
A
RV
flujo que recopila los procesos de control de calidad que deben ejecutarse en
dichas mezclas, además se establecieron los requerimientos mínimos que deben
E
S
E
SR
cumplir las propiedades Marshall y los controles de calidad que deben aplicarse en
HO
C
E
ER
el transcurso de la ejecución de la obra.
D
FASE III: Determinación de los factores que afectan los procesos de control de
calidad de los materiales y mezclas asfálticas provenientes del reciclaje en frio.
Existen varios factores que intervienen en aplicación de los procesos de control de
calidad de materiales y mezclas asfálticas provenientes del reciclaje en frio in-situ,
que impiden que se logre su correcta elaboración y colocación. La calidad de los
materiales y mezclas asfálticas proveniente del reciclaje puede verse afectada
principalmente a que por ser materiales reciclados han perdido ciertas
propiedades debido al desgaste del pavimento, también a las condiciones de su
aplicación, tipo de vía en el cual van a ser utilizados, así como la experiencia y
conocimiento del ente encargado en la materia.
Se analizó la bibliografía y textos consultados, las norma Covenin 2000-1987.
Parte I, las normas Inveas, así como las pautas establecidas para la gestión de
calidad de un producto propuestas por la internacional ISO 9000, además de
consultar con varios profesionales especializados en el área de vialidad. Luego se
analizaron dichos datos y se extrajeron los factores considerados que pueden
afectar o perjudicar los procesos de control de calidad efectuados a materiales y
58
mezclas asfálticas provenientes del reciclaje en frio en sitio. Estos factores son los
siguientes:
•
Falta de instrumentos e insumos
•
Manejo indebido de materiales o productos
•
Falta de especificaciones
•
Temperatura del ambiente.
•
Calibración de los equipos.
•
Mano de obra no calificada.
OS
D
A
V de control de calidad
FASE IV: Propuesta de los lineamientos para el R
proceso
E
S
Edel reciclaje en frio in-situ.
R
materiales y mezclas asfálticas provenientes
S
HO
C
E
Una vez desarrolladas
DER las fases anteriores, se analizaron los datos recolectados
por medio de la observación directa y análisis de documentos, se obtuvo la
información necesaria para formular los lineamientos para el control de calidad
materiales y mezclas asfálticas provenientes del reciclaje en frio in-situ.
Posteriormente, se procedió a la elaboración de la estructura de la propuesta de
los lineamientos para el control de calidad materiales y mezclas asfálticas
provenientes del reciclaje en frio in-situ, tomando en cuenta los procesos
estipulados por las normas Covenin 2000-1987 Parte I e Inveas. Por su parte, en
Venezuela, no existe ninguna norma o especificaciones para la verificación e
inspección del control de calidad de materiales recicladas en frio provenientes del
reciclaje, por lo que se tomó como referencia las pautas y requisitos presentados
por la normas ISO 9000 para el sistema de gestión de calidad de un producto
basado en procesos
La propuesta abarca las actividades y procesos de control de calidad asociados a
la realización de un producto, su planificación y diseño, los registros y
documentación requerida para la verificación y constancia de su calidad, procesos
de inspección que deben realizarse, así como todo lo que envuelve el control de
59
calidad en la elaboración del producto, en este caso los materiales y mezclas
asfálticas en frio provenientes del reciclaje en sitio, parámetros que deben
satisfacer sus materiales, métodos constructivos, pruebas de laboratorio,
medición, equipos, mano de obra, entre otros.
D
HO
C
E
ER
E
S
E
SR
OS
D
A
RV
CAPITULO IV
ANALIS DE RESULTADOS
En este capítulo se señalan los resultados de la presente investigación, los cuales
reflejan el proceso de control de calidad de materiales y mezclas asfálticas
provenientes del reciclaje en frio in-situ, en base a lo establecido por las normas
Covenin 1987-2000, Inveas e ISO 9000. Dicho análisis se realizó en función de
OS
D
A
RV
los objetivos, dimensiones e indicadores que conforman la variable de estudio
“control de calidad”.
E
S
E
SR
HO
C
E
R
provenientesD
delE
reciclaje en frio in-situ
4.1. Definición de los procesos de control de calidad utilizados en materiales
Se entiende por procesos de elaboración la secuencia de pasos o actividades
requeridas para la fabricación de un producto bien o servicio.
El proceso de control de calidad de materiales está desarrollado en varias etapas
o actividades y engloban desde el instante en el que se decide la cantidad de
material reciclado a utilizar, la evaluación de si este debe ser modificado, la
elección de los agregados vírgenes que deben incorporarse a la mezcla si se da
el caso, la elección del tipo de reciclado a utilizar, cemento, emulsión asfáltica o
algún otro agente estabilizador, los ensayo/pruebas realizados a los mismos, así
como determinación de sus requerimientos mínimos de calidad y las actividades
de inspección y verificación que deben realizarse para garantizar una mezcla apta
y de alta calidad.
En la Figura 4.1. se presentan los procesos de control de calidad que deben
realizarse a materiales utilizados en el reciclaje de mezclas asfálticas en frio sitio,
mediante un diagrama de flujo.
61
E
S
E
SR
HO
C
E
ER
D
OS
D
A
RV
Figura 4.1 Diagrama de flujo de los procesos de control de calidad utilizados en
materiales provenientes del reciclaje en frio in-situ.
62
4.1.1. Especificación de los materiales
Como resultado del análisis de la bibliografía, textos y normas consultadas se
extrajeron los parámetros que deben cumplir los materiales utilizados en el
reciclaje de pavimentos, en la tabla 4.1, se observan dichas especificaciones que
deben satisfacer los materiales seleccionados para el reciclaje de pavimentos y
utilizados en el mismo, como parte de los procesos en el control de calidad de los
mismos, en concordancia con la norma Covenin 2000-1987 Parte I y las normas
Inveas.
OS
D
A
V en Mezcla asfáltica
Rasfáltica
Especificación
Descripción
Mezcla
E
S
en frio reciclada
con
E frio reciclada
R
S
con emulsión
cemento
O
H
C
E Es el material Deberá cumplir con Debeasfáltica
R
satisfacer
E
D
requisitos
proveniente
del las especificaciones los
Tabla 4.1. Especificación de los materiales utilizados en el reciclaje de
mezclas asfálticas en frio in-situ.
Actividad
Especificaciones de los materiales
Material
reciclado
Agregados
vírgenes
Emulsión
asfáltica
establecidos en la
norma Inveas 1280.05.
fresado
del
pavimento existente.
establecidas en la
norma Inveas 1170.09.
Este material se
añade para corregir o
completar
la
granulometría del
material reciclado, de
manera
que
se
obtenga
una
granulometría lo más
continua posible.
Debido a que el
rompimiento de la
emulsión asfáltica se
lleva a cabo por la
interacción química
de ésta con el
material pétreo, es
necesario
conocer
las
características
del material reciclado
que se tiene, para
determinar el tipo de
emulsión
asfáltica
más apropiada para
la mezcla asfáltica en
frio.
Deben -cumplir con lo establecido en la
norma Covenin 12-4.07.
.
Deben -cumplir
con lo establecido
en la norma
Covenin 12-4.09 e
Inveas 12.80-06
63
Tabla 4.1. Continuación
Actividad
Especificación
Cemento
Descripción
Mezcla asfáltica
en frio reciclada
con cemento
El
cemento
utilizado
será
Portland Tipo 1,
de
marca
aprobada
oficialmente,
el
cual
deberá
cumplir con las
Normas
COVENIN
vigentes a la
fecha
de
la
construcción del
proyecto.
El contenido de
cemento será el
determinado en
el diseño de la
mezcla reciclada
y debe cumplir
con
los
requerimientos
mínimos
expuestos en la
norma Inveas 1170
Mezcla asfáltica
en frio reciclada
con emulsión
asfáltica
No aplica.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
HO
C
E
4.1.2. Ensayos/pruebas
DER
Una de las etapas más importante del control de calidad de materiales
provenientes del reciclaje, así como de sus materiales es la correcta realización de
los ensayos, ya que de estos depende obtener el correcto cumplimiento de todas
las especificaciones y requisitos que los materiales provenientes del reciclaje de
pavimentos
deben satisfacer para
su adecuado manejo y uso, además de
asegurar que se utilice un material que satisfaga la mezcla asfáltica y de
proporcionar un registro que sirva como evidencia del cumplimiento de las
especificaciones de diseño.
Luego de analizar los respectivos documentos, normas y material bibliográfico
consultado se extrajeron los requisitos mínimos que los materiales provenientes
del reciclaje de pavimentos en frio así como los utilizados en la elaboración de
dichos pavimentos deben cumplir para obtener un producto de alta calidad. Dichos
requisitos están expuestos en las siguientes tablas:
64
Tabla 4.2. Requisitos de calidad de los agregados provenientes del reciclaje
Ensayo
Reciclado con
Reciclado con
cemento
emulsion
Norma Covenin
Norma Inveas 1212.04-06
80.05
Igual o mayor al 30%.
Inferior al 35%
Igual o inferior
El producto de
a 15%.
multiplicar el
Índice de
Plasticidad del
material
recuperado por
su porcentaje
pasante el tamiz
# 200, debe ser
menor de
72.
Buena
<2% en masa
>60%
<=40%
<1%
Granulometría
Equivalente de arena
Limite plástico
Índice de plasticidad
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
HO
C
E
ER
Adherencia
Contenido de arcilla
Caras fracturadas
Desgaste
Contenido de sulfatos
D
20kg/ܿ݉ଶ
Resistencia a la
compresión simple
Tabla 4.3. Requisitos de calidad para las emulsiones aniónicas utilizadas en
mezclas asfálticas en frio recicladas in-situ.
Tipo de ensayo
MS-2
min
Viscosidad Saybolt – Furol
50C
% de estabilidad de
almacenamiento
% de mezclado del
cemento asfaltico
% retenido en el tamiz
máx.
100
min
65
SS-1
máx.
100
1
% de asentamiento
Destilación
MS-2h
SS-1h
min
máx.
min
máx.
20
100
20
100
1
1
1
2
2
0.1
0.1
0.1
0.1
5
5
5
5
65
% de residuo
Tabla 4.3. Continuación
57
57
65
Tipo de ensayo
MS-2
MS-2h
SS-1
SS-1h
min
máx.
min
máx.
min
máx.
min
máx.
Penetración a
25C
Ductilidad a 25C
100
200
40
90
100
200
40
90
40
40
40
40
% de solubilidad
en tricloetileno
Temperatura de
almacenamiento
97.5
97.5
97.5
97.5
20
70
20
70
10
60
10
60
Tabla 4.4. Requisitos de calidad para las emulsiones catiónicas utilizadas en
mezclas asfálticas en frio recicladas in-situ.
Tipo de ensayo
CMS-2
min
máx
OS
H
C
1
E
Viscosidad Saybolt – Furol
50F
%
de
estabilidad
de
almacenamiento
carga de la partícula
%
de
mezclado
del
cemento asfaltico
% de asentamiento
% retenido en el tamiz
Destilación
% de residuo
Penetración a 25C
Ductilidad a 25C
%
de
solubilidad
en
tricloetileno
Temperatura
de
almacenamiento
DER
CSS-1
OS
D
A
min
máx.
RVmin máx.
E
S
20
100
RE
CMS-2h
Positiva
1
Positiva
5
0.1
65
min
máx.
20
100
1
1
Positiva
2
Positiva `
2
5
0.1
65
CSS-1h
5
0.1
57
5
0.1
57
100
40
97.5
250
40
40
97.5
90
100
40
97.5
250
40
40
97.5
90
20
70
20
70
10
60
10
60
4.2. Definición de los procesos de control de calidad utilizados en mezclas
asfálticas provenientes del reciclaje en frio in-situ.
En la Figura 4.2 se muestra un diagrama de flujo, donde se muestran los
procedimientos a seguir en el control de calidad utilizado en la elaboración de
mezclas asfálticas provenientes del reciclaje en frio in-situ.
66
E
S
E
SR
HO
C
E
ER
D
OS
D
A
RV
Figura 4.2. Diagrama de flujo procesos de control de calidad utilizados en mezclas
asfálticas provenientes del reciclaje en frio in-situ.
4.2.1. Tipo de mezcla
Existen distintas formas de reciclaje de mezclas asfálticas en frio, recicladas con
67
cemento o con emulsión asfáltica, el tipo de mezcla seleccionado es el que define
los siguientes procedimientos a ejecutarse, material a utilizar, métodos
constructivos, equipos, además de los controles de calidad específicos para cada
tipo de mezcla y sus especificaciones. Luego de realizada la investigación
preliminar se procede al análisis de los datos extraídos y en concordancia con las
exigencias del ente contratante y de la vía a pavimentar y los recursos
económicos, se selecciona la opción acorde a las necesidades del proyecto,
tomando en cuenta el tipo de vía y las condiciones de diseño.
OS
D
A
RV
4.2.2. Tipo de tránsito
E
S
E
SR
Se realizan los procedimientos necesarios para obtener la información anticipada
HO
C
E
la cual servirá para
establecer los parámetros y exigencias estructurales que debe
DER
del tráfico (número de vehículos, configuración, cargas por eje, tipo de vehículos),
cumplir el pavimento, de ser insuficientes dichos datos, se deben realizar los
procedimientos pertinentes para obtener esa información adicional. La definición
de la vía y el análisis de tráfico es de vital importancia para la correcta elaboración
del pavimento, ya que define si el reciclado de pavimento es efectivo, si el material
reciclado necesita la adicción de nuevos agregados vírgenes o adictivos que
aumenten su calidad y resistencia, el tipo de emulsión a utilizar, así como otros
factores económicos y de adquisición de recursos
4.2.3. Estudios preliminares
Las vías pavimentadas raramente son homogéneas a distancias largas, por lo que
se realiza un estudio previo a la ejecución del pavimento reciclado, utilizando la
excavación de calicatas, para definir los tramos que posean características
granulométricas homogéneas y de densidad máxima parecida. Cada tramo, debe
tener su propia fórmula de trabajo.
Se determina un patrón de compactación, este patrón proporciona la siguiente
información: tipo de mezcla, espesor de la capa a reciclar, características de los
68
equipos de compactación, número de pases de cada compactadora y su
secuencia de aplicación, así como la velocidad de aplicación de las mismas.
En el caso de verse en la obligación de modificar algunos de los parámetros
mencionados anteriormente, que alteren las condiciones de la obra, deberá
determinarse un nuevo patrón de compactación.
4.2.4. Especificaciones de los materiales
Los materiales utilizados en la elaboración son: material reciclado, emulsión
OS
D
A
deben cumplir como se explica en el objetivo anterior
RVcon lo establecido por la
E
S
E Inveas, satisfaciendo los pertinentes
norma Covenin 2000-1987. Parte I y la norma
R
S
HO
controles de calidad necesarios
para obtener una mezcla asfáltica de alta calidad
C
E
R
E
Dlos estándares de diseño.
que cumpla con
asfáltica, cemento, agua, agregados vírgenes, de darse el caso, y aditivos. Y
4.2.5. Propiedades Marshall
Los buenos procedimientos de control de calidad e inspección y verificación
realizados en las pruebas de las propiedades Marshall, garantizan el
aseguramiento de la calidad de la mezcla asfáltica reciclada, y evitan que puedan
surgir alguna falla, inconveniente o el pronto deterioro del pavimento, ya que de
estos resultados depende casi totalmente el rendimiento y calidad del proceso
constructivo del pavimento.
El contenido de emulsión varía entre el 1% y 3%, correspondiente al 3%, las
mezclas con altos porcentajes de agregado aplastado y muy envejecido. Las
mezclas asfálticas cuyo contenido de emulsión sea del 1%, corresponderán a las
mezclas que posean graduación fina, con agregados redondeados con un alto
contenido de asfalto.
La realización del método Marshall Modificado proporciona una serie de datos
vitales para la elaboración y el control de calidad de la mezcla asfáltica reciclada,
69
de los cuales se obtienen de los siguientes procedimientos:
-
Ensayos de calidad a los agregados para determinar sus propiedades y su
posible uso en mezclas recicladas con emulsión asfáltica.
-
Ensayos de calidad a las diferentes emulsiones asfálticas para determinar sus
propiedades, calidad y cuál es la más adecuada para el tipo de vía a
pavimentar.
-
Ensayos de revestimiento y recubrimiento para determinar el residuo asfaltico,
tipo de emulsión y cantidad de agua necesaria para el mezclado del material.
-
OS
D
A
RV
Diferentes combinaciones de mezclado entre el agua y la emulsión hasta que
la emulsión haya cubierto al menos el 50% del agregado.
-
E
S
E
SR
Cálculo del contenido de humedad en la compactación.
HO
C
E
ER
A continuación se muestra en la tabla 4.5 los requerimientos mínimos y máximos
D
de calidad que deben cumplir los ensayos realizados en la elaboración del método
Marshall Modificado, para de esta forma obtener un diseño de mezcla apto y una
mezcla asfáltica de alta calidad.
Tabla 4.5. Requisitos del Método Marshall Modificado
Propiedades
Mínimo
Máximo
Estabilidad (Lb)
500
% de perdida de estabilidad
50
% Expansión
3
% total de vacíos
2
Estabilidad después de 4
días inmersa(lb)
% Humedad absorbida
después de 4 días
% Recubrimiento
1000
% Compactación
88
8
4
50
Si la mezcla no cumple con algunos de los requisitos anteriores, no es apta para
su colocación.
70
4.2.6. Ejecución de la obra
4.2.6.1. Curado
Se extiende la mezcla en bandejas de peltre, para ser curada en temperatura
ambiente. Luego, se coloca la muestra al sol para mayor calor y así generar una
mayor y rápida evaporación de los solventes. Se toma una porción con las manos
frotándolas entre ellas, si no aparecen manchas de asfalto, se han curado
satisfactoriamente, de lo contrario falta curado, dicho procedimiento es el realizado
en el laboratorio de control de calidad de la obra.
OS
D
A
V
operación de mezclado y consiste en distribuirE
laR
mezcla en capas delgadas y
S
E el objeto de lograr por aireación la
R
uniformes, y recogerla en camellones,
con
S
O
H
C
E
evaporación de los
ERelementos volátiles del material asfaltico. Es de vital
D
importancia, que no se comience el aplanado y la compactación de la mezcla
El control de calidad del curado en el sitio de la obra, se realiza luego de la
antes de se hayan evaporado al menos el 85% de los elementos volátiles de la
misma.
4.2.6.2. Extendido
Para mezclas asfálticas recicladas con cemento el extendido del mismo se realiza
según lo especificado en la norma Inveas 11-70.51, tomando en consideración la
técnica de extendido utilizada.
Sin importar el material utilizado para la mezcla asfáltica reciclada, esta se
extiende en capas, sobre la superficie, utilizando motoniveladoras y/o maquinas
pavimentadoras (finisher).
4.2.6.3. Compactación
La compactación de la mezcla asfáltica se realiza con compactadoras de ruedas
neumáticas
autopropulsadas.
Se
corrigen
todas
las
imperfecciones
e
irregularidades que presente la superficie del pavimento con motoniveladoras,
71
dicho trabajo de compactación y nivelación se realiza hasta conseguir que la
superficie quede de acuerdo al trazado, a la rasante y a la sección transversal del
diseño del proyecto.
La compactación final se realiza con compactadoras de ruedas lisa, tipo Tándem.
En el caso de que aparezcan grietas en la superficie del pavimento, se escarifica,
para luego aplicarle la mezcla y compactarla nuevamente.
Al terminarse las operaciones de compactación y perfilado, se procede a la
aplicación de un riego de curado. De ser necesario y en el caso de que sea
S
O
D
A
superficial, para evitar la pronta erosión de la mezcla
V Este material debe
Rreciclada.
E
S
E en la norma Covenin 2000-1987.
cumplir y ejecutarse de acuerdo a lo señalado
R
S
HO
C
E
DER
4.2.7. Equipos
exigido por el ingeniero inspector se realiza la aplicación de un tratamiento
El equipo debe estar en buenas condiciones mecánicas, calibrados antes de
iniciar los trabajos de pavimentación, ser operados y mantenidos de acuerdo a lo
indicado en los manuales del fabricante y satisfacer los requisitos establecidos en
la norma Covenin 2000-1987 e Inveas 11-70 y 12-80.
En las figuras 4.3 y 4.4 se observan los típicos equipos utilizados para el reciclaje
de mezclas asfálticas en frio en sitio, según sea su tipo de mezcla.
Figura 4.3.Típico tren reciclador con mezclador de lechada. (Wirtgen GmbH, 2004)
72
Figura 4.4. Típico tren reciclador con mezclador de lechada y camión tanque de
asfalto. (Wirtgen GmbH, 2004)
4.2.8. Temperatura
S
O
D
A
lo en que en ningún momento se permite la ejecución V
R del reciclado in situ, cuando
E
S
Esuperior a los 35ºC, o cuando esté
la temperatura ambiente a la sombra,R
sea
S
O
H
lloviendo, de ser la mezcla
reciclada con cemento debe tomarse en cuenta el
C
E
DER
viento al momento
del extendido del cemento. Para la aplicación de la emulsión
Las mezclas asfálticas en frio se elaboran y colocan a temperatura ambiente, por
asfáltica la temperatura no debe ser menor a los 10°C, ni mayor de los 75°C.
4.3. Determinación de los factores que afectan los procesos de control de
calidad de los materiales y mezclas asfálticas provenientes del reciclaje en
frio.
4.3.1. Falta de instrumentos e insumos
La falta de algún instrumento, equipo o material afecta considerablemente el
desarrollo de la obra, así como su control de calidad. La falta de mantenimiento de
algunos equipos e instrumentos de medición contribuye al pronto deterioro de los
mismos, originando que no puedan seguir siendo utilizados, ocasionando retrasos
en la ejecución de la obra, en la elaboración de los ensayos y en el desarrollo de
todo el proyecto en general. La adquisición de estos equipos especialmente la
recicladora, puede resultar dificultosa, por no ser un equipo muy utilizado en el
país, por lo que es conveniente realizarle el mantenimiento requerido y que se
maneje de la forma correcta, con el propósito de generar situaciones que puedan
comprometer la calidad de la mezcla asfáltica reciclada.
73
4.3.2. Manejo indebido de materiales o productos
El control de calidad de cualquier material o proceso esta infinitamente relacionado
con el correcto manejo de sus productos, así como de los equipos o instrumentos
de medición encargados de efectuar las pruebas que servirán de verificación de la
calidad del producto. La mezcla asfáltica en frio proveniente del reciclaje es una
técnica relativamente nueva en el país, por consiguiente poco utilizada, por lo que
la falta de conocimiento sobre algún procedimiento puede conllevar al uso
adecuado de algún material o equipo, viéndose directamente afectada la calidad
OS
D
A
RV
de la mezcla asfáltica reciclada. Es de vital importancia
la instrucción en la
E
S
E
SR
materia del personal, especialmente los técnicos de laboratorio y los operadores
de la maquinaria, sobre los parámetros a seguir y el correcto uso de las
HO
C
E
ER
herramientas de trabajo para evitar futuros inconvenientes.
D
4.3.3. Temperatura del ambiente
La temperatura, es uno de los factores principales que puede afectar la calidad de
mezclas asfálticas en frio recicladas en sitio, especialmente cuando la técnica
utilizada para el reciclaje es el cemento, por esa razón al momento del extendido
de la mezcla asfáltica la temperatura debe estar inferior a los 35ºC y no debe estar
lloviendo.
4.3.4. Calibración de los equipos
Tanto en el sitio de la obra como en el laboratorio de la misma, debe disponerse
de los equipos suficientes para realizar el trabajo sin inconvenientes y sin afectar
la calidad de pavimento. El incorrecto manejo o alguna falla en la calibración de
los equipos es motivo para detener todo trabajo, ya que de ellos depende en gran
parte la elaboración de la mezcla asfáltica y cualquier desperfecto que puedan
tener, puede perjudicar directamente a todo el proceso de fabricación, como a las
propiedades de la mezcla y su vida útil.
74
Cabe destacar, que el contratista está en todo su derecho de exigir, de
considerarlo conveniente, la ejecución de pruebas de campo para la aprobación
de los equipos.
Los equipos o instrumentos que determinan los parámetros de los materiales o de
la mezcla asfáltica reciclada que tengan incidencia significativa en su calidad final,
es necesario conocer su nivel de precisión de acuerdo con el nivel de tolerancia de
propiedades a evaluar, además de garantizar el buen funcionamiento del equipo.
Para cada equipo se realizaran las calibraciones y verificaciones que establezca el
OS
D
A
RV
coordinador del laboratorio, con la frecuencia que ellos determinen, además de
tener un historial de calibraciones y verificaciones con el personal responsable,
para así dar fe de su control.
HO
C
E
ERno calificada
4.3.5. Mano de
Dobra
E
S
E
SR
El personal que se emplee para la construcción de pavimentos de reciclados en
frio en sitio debe estar debidamente calificado para ejecutar el trabajo requerido,
de acuerdo con lo establecido en las norma y en el programa de obra establecido
por el ente contratante.
Un aspecto fundamental de la calidad es la capacitación, si el personal no está lo
suficientemente capacitado los procesos de control de calidad no funcionaran. La
capacitación del personal debe cubrir dos aspectos:
-
El personal de todos los niveles del proyecto debe poseer los conocimientos y
el entrenamiento adecuado para realizar su propia tarea, conociendo a fondo
todos los procedimientos fijados en su área de trabajo.
-
El personal que realice trabajos que puedan afectar la calidad del producto
debe ser competente en cuanto a educación, formación, habilidades y
experiencia.
CAPITULO V
PROPUESTA PARA EL CONTROL DE CALIDAD DE MATERIALES Y
MEZCLAS ASFÁLTICAS PROVENIENTES DE RECICLAJE EN FRIO IN-SITU
En función de los resultados observados a lo largo del desarrollo de la
investigación, se presentan a continuación en el siguiente apartado los
“Lineamientos para el control de calidad de materiales y mezclas asfálticas
provenientes del reciclaje en frio in-situ”, los cuales se encuentran estructurados
de la siguiente forma:
O
H
C
E
Realización del producto
ER
D
Planificación de diseño y desarrollo del producto
1. Situación problemática
2.
3.
E
S
E
SR
OS
D
A
RV
4. Control de cambios
5. Documentos
6. Registros
7. Inspección
8. Fórmula de trabajo
9. Sitio de la obra
10. Mezcla asfáltica o material a reciclar
11. Pavimento existente
12. Agregados
13. Cemento
14. Emulsión asfáltica
15. Aditivos
16. Agua de premezclado
17. Recubrimiento
18. Compresión simple
19. Compactación
76
20. Espesor del pavimento terminado
21. Nivelación de la superficie
22. Juntas longitudinales
23. Acomodamiento del tráfico
24. Profundidad del fresado
25. Almacenamiento del material
26. Equipos
27. Control de calidad de mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje en
sitio.
Fuentes bibliográficas
D
HO
C
E
ER
E
S
E
SR
OS
D
A
RV
77
1. Situación problemática
El campo de la ingeniería posee un crecimiento constante en el desarrollo de
nuevas técnicas y métodos de diseño en la construcción
y evaluación de
pavimentos. La elección de la técnica constructivas y de los materiales a utilizar en
un proyecto vial, generalmente está relacionada a una serie de condiciones y
requerimientos, entre los cuales se pueden citar: aspectos económicos, ubicación
y magnitud de la obra, circunstancias ambientales y de seguridad, disponibilidad
de los equipos, disponibilidad de los materiales.
OS
D
A
preocupación por preservar el medio ambiente, R
hanVconducido al empleo de
E
S
Ede pavimentos existentes mediantes
mezclas asfálticas provenientes de reciclaje
R
S
HoOagentes estabilizadores como el cemento. La
la utilización de emulsiones
C
E
ER
aplicación deDesta técnica es muy amplia, abarcando la rehabilitación de
La necesidad de un mejor aprovechamiento de los recursos y la creciente
pavimentos, estabilización de los mismos, como en la construcción de caminos de
baja intensidad de tráfico, que es la forma más utilizada actualmente en nuestro
país.
Así mismo, con la intención de buscar alternativas que permitan satisfacer las
necesidades de la población, en pos de una mejor calidad de vida, es que se
propone la utilización de materiales y mezcla asfálticas en frio provenientes del
reciclaje en sitio.
Las mezclas asfálticas en frio, particularmente la provenientes del reciclaje no son
muy conocidas ni aplicadas en el país, por lo que su implantación no ha tenido un
gran auge en comparación con otros países de la región como Argentina o
México. Es por esta razón que no se poseen los conocimientos de los procesos de
control de calidad necesarios para llevarlos a cabo.
La calidad de mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje depende en gran
medida de la cantidad del material reciclado a utilizar, tipo de mezcla, la capacidad
de los agregados para proporcionar una buena estructura granulométrica, los
78
cuales debe ser los suficientes duros y rugosos, de tal modo, de asegurar una
buena adherencia entre el árido y la emulsión, con una granulometría continua que
permita obtener una buena compactación, resistencia ante las cargas del tráfico y
a su vez un buen curado de la mezcla. De igual manera, es de vital importancia la
afinidad y adhesividad del agregado con la emulsión y el grado de homogeneidad
alcanzado en dosificación de la mezcla.
Para alcanzar lo anterior expuesto, es necesario el cumplimiento de una serie de
procesos que satisfagan los parámetros, especificaciones y características de la
OS
D
A
RV
mezcla asfáltica a elaborar, dichos procesos al no conocerse toda la información
sobre el tema del reciclaje en frio presentan algunas fallas debido al
E
S
E
SR
incumplimiento de un correcto control de calidad en los mismos, además de la
HO
C
E
profesional especializado
DER en la materia. Es por esta razón, que se propone en el
falta de algunos equipos, el inapropiado mantenimiento de los mismos y la falta de
presente apartado los lineamientos para el control de calidad de materiales y
mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje en frio, con el propósito de que
su aplicación genere mezclas asfálticas óptimas que cumplan con los
requerimientos mínimos de diseño y una alta calidad en la infraestructura vial del
país, así como mayor calidad de vida para sus habitantes.
2. Realización del producto
La norma ISO 9001 indica, en el capítulo 7 de la misma, que la realización del
producto comienza con la planificación y desarrollo de los procesos necesarios
para su elaboración y que la organización, en este caso el ente contratante o
compañía encargada del proyecto debe determinar los siguientes aspectos:
a. Objetitos de la calidad
b. Requisitos del producto
c. Establecer los procesos, documentos y proporcionar los recursos para la
realización del recurso.
79
d. Las actividades de verificación, validación, seguimiento, inspección, muestras y
ensayos para el producto, así como los criterios de aceptación del mismo.
e. Los registros que hacen falta para dar evidencia de que los procesos de
realización y el producto resultante cumplen con los requisitos propuestos.
3. Planificación de diseño y desarrollo del producto
La calidad en el diseño y desarrollo es sumamente importante en los procesos de
control de calidad de mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje, ya que
OS
D
A
RV
los imprevistos que ocurran en esta etapa no solo afectaran a la fabricación sino a
E
S
E
SR
todos los procesos involucrados con las mezclas asfálticas reciclables. Es
sumamente importante planificar el diseño y documentar los requisitos que debe
HO
C
E
mismo. Esta etapa
debe estar referenciada en los documentos y registros a los
DER
cumplir el producto, así como realizar los planos, cálculos, dibujos y prototipos del
largo de todo el proceso de realización del proyecto.
En este punto la norma ISO 9000 hace referencia a que la organización debe
determinar las etapas del diseño, así como la revisión, validación y verificación de
dichas etapas, las responsabilidades que deben cumplir y las autoridades
encargadas de las mismas. Además, deben determinarse los requisitos y
especificaciones del producto, los cuales deben describir las características y
propiedades, e identificar los requisitos de funcionamiento, mantenimiento y
seguridad que debe cumplir el mismo. Este procedimiento debe realizarse
previamente a la elaboración del producto.
Una vez terminado el diseño del producto, en este caso la mezcla asfáltica, es
necesario documentar los datos finales, establecer criterios de aceptación e
identificar las características críticas o en riesgo de falla, de tal manera de
conseguir el buen funcionamiento y estándares de calidad deseados. También se
deben realizar revisiones del diseño realizado previamente, con la finalidad de
evaluar la capacidad de los resultados para cumplir los requisitos e identificar
80
cualquier problema o falla que pueda surgir y proponer las acciones necesarias de
darse el caso.
Del mismo modo, también se debe contar con los procedimientos escritos que
definan los métodos y pasos a desarrollar para producir la mezcla asfáltica, como
monitorear los parámetros del proceso de control de calidad y cual serían los
criterios para la ejecución de tareas. Se debe disponer de los equipos de
producción adecuados y procedimientos de mantenimiento necesarios para
asegurar
la
continuidad
del
proceso.
Mayor
información
sobre
dichos
OS
D
A
RV
procedimientos y etapas de diseño se encuentra detalla en las próximas
secciones.
E
S
E
SR
HO
C
E
ER
4. Control de cambios
D
Los cambios realizados tanto en el diseño como en la colocación de la mezcla
asfáltica reciclada deben identificarse y registrarse, además de revisarse,
verificarse y validarse, antes de su implementación.
De igual forma, se deben identificar adecuadamente el estado de inspección,
ensayo y calidad de la mezcla elaborada, asegurándose de que solo los productos
que estén conforme a los requisitos establecidos previamente puedan ser
colocados y aplicando las acciones correctivas para eliminar las causas que
puedan provocar la no conformidad. En el anexo 1 se muestra un modelo
propuesto de la planilla de control de cambios.
5. Documentos
Todo proceso de control de calidad debe incluir la siguiente documentación:
a. Declaraciones de la política de calidad
b. Objetivos de la calidad
c. Un manual de calidad
d. Los procedimientos, documentos y registros necesarios para asegurarse
de la eficacia, planificación, operación y control de los procesos realizados.
81
Debe existir un procedimiento que controle, revise y apruebe dichos documentos,
para de esta forma asegurar la vigencia, revisión, actualización, disponibilidad y
legalidad de los mismos. Dichos documentos deben ser establecidos y elaborados
por la organización, un modelo de dichos documentos se muestra en el anexo 2.
6. Registros
En todo proceso de control de calidad es necesaria la utilización de registros para
proporcionar evidencia de los ensayos/pruebas y controles efectuados sobre el
OS
D
A
RV
producto, así como la eficacia de dicho control, en este caso de los materiales y
E
S
E
SR
mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje.
HO
C
E
ER
Los registros son un tipo de documento, en ellos se almacena toda la información
necesaria para cumplir con los procesos de control de calidad, así como los
D
requerimientos y especificaciones establecidos por las normas reglamentarias, en
este caso la norma Covenin 2000-1987.
Dichos registros a no ser una técnica de pavimentación de alta popularidad no
están plasmados en las normas venezolanas de carreteras, por lo tanto deben ser
elaborados por cada organización. En el presente trabajo de investigación se
proponen a continuación los registros que deberían aplicarse para la elaboración
de mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje en sitio.
-
Informes de inspección
-
Resultados de ensayos
-
Toma de muestras
-
Datos de calibración
-
Datos de verificación de material
-
Inspección de equipos
-
Procesos elaborados
Algunos de estos registros, como los que contienen los resultados de los ensayos
son elaborados por el laboratorio encargado de realizar dichas pruebas y
82
dependen del tipo de procedimiento y equipos a implementar, un modelo
propuesto del resto de los registros se encuentran en la sección de anexos.
7. Inspección
En todo el proceso de elaboración de un producto, la inspección es de gran
importancia para obtener los requisitos propuestos, determinación de estándares,
identificación de errores, etc. La organización o el ente contratante deben realizar
un seguimiento de las características de calidad del producto para verificar que se
OS
D
A
RV
cumplan los requisitos del mismo. Dicha inspección se realizará en conjunto con la
E
S
E
SR
toma de muestras y ensayos, en todas las distintas etapas de la realización del
producto.
D
HO
C
E
ER
Fig.1. Proceso de inspección.
De igual forma, se deben determinar las actividades de seguimiento y medición a
realizar, en el proceso de inspección, así como los dispositivos y equipos
utilizados para ese fin, con el propósito de dar evidencia de la conformidad del
producto, es decir, la mezcla asfáltica reciclada.
Los equipos utilizados para dichas acciones deben ser controlados periódicamente
y recibir el mantenimiento adecuado. También se debe medir la incertidumbre del
dispositivo de medición utilizado, ya que esta debe ser compatible con la del
ensayo que se desea realizar. El equipo de medición debe operarse bajo los
siguientes parámetros: calibrarse o verificarse a intervalos especificados, ajustarse
cuando sea necesario, protegerse contra danos o ajustes que puedan invalidar los
resultados.
83
Por su parte, los equipos utilizados en la elaboración y colocación de mezclas
asfálticas recicladas, también deben cumplir con los parámetros nombrados
anteriormente, además de los establecidos en la norma Covenin 2000-1987.
Algunos de los equipos que deben ser inspeccionados y utilizados para verificar el
control de calidad de las mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje son:
•
Los equipos utilizados para la elaboración de la mezcla, la máquina
recicladora, la finisher, la compactadora, máquina extractora de la muestras en
la vía, las cuales se deben verificar que estén calibradas, especialmente la
OS
tamices,
D
A
RV
recicladora, y que no posean ningún desperfecto ni falla.
•
Equipo
de
laboratorio,
como:
balanzas,
E
S
E
SR
hornos,
cilindros,
compactador, máquina ensayo Marshall, viscosímetro Saybolt-Furol, flujometro
HO
C
E
ER
Marshall.
D
8. Fórmula de trabajo
La fórmula de trabajo contendrá la información presentada en la figura 2:
Fig. 2. Parámetros contenidos en la fórmula de trabajo
84
9. Sitio de la obra
Para garantizar la máxima calidad tanto de los materiales como de la mezcla
asfáltica en sí, en el sitio de la obra se debe disponer de la documentación
necesaria que avale los procedimientos de evaluación y verificación efectuados en
la misma, dicha documentación debe estar compuesta de registros de todos los
procedimientos de inspección y control de calidad efectuados, planillas que
reflejen los resultados de la pruebas y ensayos realizados a la mezcla asfáltica
reciclada en la ejecución de la obra, y cualquier otro procedimiento de inspección
OS
D
A
RV
o verificación efectuado en la misma. El ingeniero inspector debe autorizar, por
E
S
E
SR
escrito, como lo establece las normas Inveas 11-70 y 12-80, el inicio de los
trabajos de construcción de pavimentos en frio reciclados en sitio, luego de
HO
C
E
R de obra y en las especificaciones particulares de la
pertinentes, en
DelEcontrato
constatar que se han satisfecho todos los requisitos establecidos en las normas
organización encargada del proyecto, si las hubiere.
Por otra parte, en el sitio de trabajo de la obra debe existir un local que sirva para
la instalación del laboratorio de control de calidad, el cual debe ser dotado por el
contratista o ente encargado con los equipos necesarios: balanzas, horno,
briquetas, espátulas, cilindros, martillos, compactadores, máquina de compresión,
baño de agua para probetas, vernier, máquina extractora de muestras de
pavimento, entre otros equipos mínimos requeridos establecidos por la norma
Inveas 12-80.20.
10. Mezcla asfáltica o material reciclado
Estará constituido por partículas recubiertas o no, con ligantes asfálticos,
resultantes de la adecuada disgregación de la parte del pavimento existente, que
ha sido seleccionado como objeto del reciclaje.
En el material a reciclar, la materia orgánica no será superior al 1 % en masa, el
contenido de sulfatos, expresado en SO , no será superior al 1 % en masa y no
85
serán potencialmente reactivos con el cemento; además estarán libres de
cualquier producto que pueda influir negativamente en el fraguado de cemento y
no contendrá tamaños superiores a 80 mm. por lo cual es necesario adoptar las
medidas necesarias para eliminar las partículas que sobrepasen dicho tamaño.
El contenido de partículas que pase por el tamiz 4,75 mm. no será inferior al 30 %
en masa, el límite líquido será inferior al 35% y el índice de plasticidad igual o
inferior a 15%. Si el material no cumple con estos dos últimos requisitos, se podrá
tratar previamente, por ejemplo con cal, o con la incorporación de un agregado
OS
D
A
RV
virgen que una vez mezclado con el pavimento a reciclar, satisfaga los requisitos
anteriores.
E
S
E
SR
HO
C
E
ER
11. Pavimento existente
D
El tipo de material que constituye el pavimento existente, su consistencia, y su
contenido de humedad in-situ son propiedades relevantes que afectan el proceso
de reciclado. Los cambios de espesor de los distintos materiales que constituyen
el pavimento existente pueden tener una influencia significativa en la velocidad de
avance de la recicladora. Sumado a esto, la trabajabilidad del material que se
recicla va a determinar el método de colocación, compactación y terminación.
Además, va a influir en la ejecución del trabajo cualquier restricción de tiempo en
la colocación y compactación (especialmente relevante cuando se trabaja con
agentes estabilizadores cementados).
Los perfiles de los pavimentos existentes que están en malas condiciones
deberían corregirse antes de comenzar el proceso de reciclaje. Esto asegura que
el espesor de la capa terminada sea uniforme (tanto transversal como
longitudinalmente) y que las cotas finales sean las requeridas una vez que la capa
haya sido perfilada por la motoniveladora.
Las correcciones de perfil incluyen cambiar la pendiente transversal, así como
también hacer ajustes menores a la rasante para suavizar irregularidades
pronunciadas, como protuberancias localizadas y depresiones. Los baches y el
86
ahuellamiento se deben considerar dentro de estas irregularidades. Asentamientos
mayores que excedan el espesor de la capa reciclada deben ser tratados en forma
separada, con anterioridad al proceso de reciclado.
12. Agregados
El agregado en una mezcla reciclada es el material proveniente del proceso de
desintegración o trituración del pavimento asfáltico, conocido también como
fresado, mediante el empleo de una máquina de fresado en frío o de una
OS
D
A
RV
recuperadora de caminos, este material se denomina “material asfaltico
E
S
E
SR
reciclable”, RAP. El RAP generalmente presenta una alta variabilidad en su
granulometría, como consecuencia del tipo de mezcla a reciclar, agregados que
HO
C
E
ER
conforma la mezcla triturada, método de recuperación empleado, etc.
D
El agregado utilizado debe ser arena y/o grava sin picar, debe proceder de rocas
duras y resistentes, no debe tener arcilla en terrones ni como película adherida a
los granos y debe estar libre de todo material orgánico.
Las propiedades del agregado son un factor determinante para una gran variedad
parámetros con respecto a la mezcla final, así como para los procesos de control
de calidad de la misma; para conocer todos esos factores y características es
necesario realizar los siguientes ensayos:
-
Gravedad especifica
-
Absorción del agregado grueso y fino.
-
Equivalente de arena
-
Ensayos adicionales para agregados procesados
-
Desgaste de sulfato de magnesio o sodio
-
Desgaste de los Ángeles
La fracción de agregado que pasa el tamiz #200 no debe exceder del 29% para
mezclas asfálticas en sitio. El tamaño del agregado no debe exceder de 38 mm
87
(11/2”) para la capa base y 25 mm (1”) para la capa de rodamiento, y el desgaste
del agregado retenido en el tamiz #8 no debe ser mayor al 50%.
13. Cemento
El cemento es el agente estabilizador más utilizado en el mundo. Este material
puede ser aplicado como único estabilizador o en conjunto con otros agentes
(generalmente bituminosos). Las tasas de aplicación especificadas varían en un
amplio rango del 1% al 6%. El cemento es uno de los materiales con más
OS
D
A
RV
posibilidad de presentar fallas en su calidad debido a los diferentes factores que
E
S
E
SR
lo hacen propenso a un rápido deterioro. Unas de las principales preocupaciones
al trabajar con cemento es su inevitable agrietamiento por retracción, causadas
HO
C
E
R un cambio de volumen y por consecuencia que este se
hidratarse, lo D
queE
genera
debido a la diferentes reacciones químicas que experimente el cemento al
contraiga.
Otro factor que afecta al cemento es el agrietamiento por fatiga el cual ocurre
cuando el material tratado con cemento está sobrecargado o cuando excede su
vida estructural. La iniciación del agrietamiento ocurre en la parte inferior de la
capa en donde las tensiones inducidas por tráfico son máximas, causando
deformaciones máximas. Las capas tratadas con cemento son extremadamente
sensibles a las sobrecargas de tránsito, al ser relativamente frágiles y presentar
una resistencia a la flexo-tracción baja, lo que trae como consecuencia un proceso
continuo de degradación hasta lograr que el alto deterioro del pavimento.
Es por esa razón, que deben realizarse los ensayos pertinentes, así como el
cumplimiento de todas las especificaciones establecidas por la norma Covenin
para evitar posibles inconvenientes o fallas ocasionadas por el incorrecto uso o
aplicación del cemento en mezclas asfálticas recicladas en frio en sitio
Unos de los ensayos que se deben realizar al cemento es el ensayo a la
compresión, el cual se realiza por medio de muestras del material reciclado con
cemento colocadas en probetas cilíndricas que han sido curadas por 7 días a una
88
temperatura de 22 ºC y a una humedad superior al 90%. Después del período de
curado, se debe sacar las probetas y dejar enfriar a temperatura ambiente.
También deben realizarse también los ensayos de contenido óptimo de humedad
y densidad máxima seca del material reciclado con cemento.
En la construcción de la obra el extendido del cemento se realizara a granel, o en
forma de lechada. La distribución en sacos sólo se autorizará en zonas en donde
el equipo distribuidor no pueda hacerlo, o en el caso de que el equipo de
distribución presente fallas mecánicas, y solo durante el tiempo requerido para
OS
D
A
RV
reparar el equipo. La forma de distribución será aprobada previamente por la
Inspección de la obra.
E
S
E
SR
HO
C
E
ER
La uniformidad de la aplicación sobre el material reciclado es fundamental para
que la mezcla asfáltica final alcance las especificaciones de resistencia
D
requeridas. El material reciclado (incluyendo el cemento y cualquier otro material
que se extiende sobre la superficie del camino existente) no experimenta un
desplazamiento horizontal apreciable por lo que es importante que el extendido se
realice de forma uniforme. Se debe tener en cuenta que, las recicladoras no
mezclan homogéneamente el material en el sentido transversal y ninguna es
capaz de mezclar el material previamente. En los casos en que el extendido del
cemento en forma manual no pueda alcanzar los parámetros deseados (en
particular con aplicaciones inferiores al 2%) se debe considerar realizar la
aplicación del cemento directamente en forma de lechada.
14. Emulsión asfáltica
El material asfáltico a ser empleado debe ser una emulsión asfáltica de rotura
lenta o media. También puede emplearse una emulsión del tipo súper estable. Las
emulsiones empleadas serán del tipo aniónico o catiónico, de acuerdo a lo
indicado en el diseño de la mezcla recuperada.
Cada despacho de emulsión asfáltica debe estar acompañada de su
correspondiente certificado de calidad, expedido por la empresa suplidora de este
89
material, en el cual se indiquen los resultados de los ensayos exigidos en la norma
Covenin 2000-1987 parte I, a cada entrega de material recibido se le debe tomar
una muestra, la cual debe ser guardada en el laboratorio de la obra, para el caso
eventual en que sea requerida la ejecución de ensayos especiales.
Las proporciones de los materiales en la mezcla deben ser determinados en
laboratorio mediante un procedimiento de diseño reconocido. Deben evaluarse
diferentes tipos de emulsión y material asfáltico reciclado para determinar la mejor
combinación para la obra. Diferentes agentes químicos y aditivos son utilizados
OS
D
A
RV
para variar las dosificaciones de manera de ajustar una emulsión a una aplicación
específica. Dado que el tipo de material que se mezcla con la emulsión tiene una
E
S
E
SR
gran influencia en la estabilidad (tiempo de quiebre), es importante que al
HO
C
E
ER Cualquier tipo de filler activo que se debe añadir en
que debe serD
reciclado.
fabricante de la emulsión le sea entregada una muestra representativa del material
conjunto con la emulsión asfáltica debe ser también suministrado para permitir
desarrollar y ensayar la formulación correcta de la emulsión.
Las emulsiones asfálticas son susceptibles a la temperatura y presión. Las
condiciones que van a hacer que el asfalto se separe de la suspensión
(lentamente como “floculación”, o instantáneamente como “quiebre instantáneo”)
deben ser claramente entendidas para evitar de que esto ocurra en terreno. De
igual manera, el fabricante debe conocer las condiciones predominantes en
terreno para permitir una formulación correcta, incluyendo los detalles de todas las
bombas que serán utilizadas para transferir la emulsión entre los estanques y para
suministrar la barra con aspersores en la recicladora.
Por su parte el tiempo de rotura de la emulsión asfálticas es un factor a considerar
en su uso en mezclas asfálticas, este está controlado principalmente por el tipo y
cantidad de agente químico utilizado, además del tipo de agregado utilizado para
su rompimiento, su composición química y granulométrica, la temperatura y las
condiciones climáticas donde se aplique.
90
El tiempo de ruptura en las emulsiones catiónicas es más breve que el de las
aniónicas, y puede ser utilizadas a más baja temperatura. Las emulsiones
aniónicas son utilizadas en el caso de que el agregado utilizado sea
extremadamente electropositivo. El tiempo de ruptura puede acelerarse por
medios mecánicos como el uso de rodillos vibrantes. Mientras más porcentajes de
finos tengan los áridos usados para la ruptura, el proceso de ruptura es acelerado
debido a la alta superficie específica cargada eléctricamente.
15. Aditivos
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
Se podrán usar aditivos de reconocida calidad, para modificar alguna de las
propiedades de la mezcla, algunos de ellos podrían ser: cal hidratada, cemento o
HO
C
E
a la obra, con
dosificaciones que garanticen el efecto deseado, sin que se
DlasER
filler. Su empleo deberá definirse por medio de ensayos efectuados con antelación
disminuyan las propiedades restantes de la mezcla.
16. Agua de premezclado
La densidad de la mezcla asfáltica compactada, está íntimamente relacionada con
el resto de las propiedades de dicha mezcla. Por lo tanto, es necesario realizar el
siguiente procedimiento en el laboratorio previo a la realización del pavimento en
sitio, para determinar el contenido óptimo de agua en la compactación y de esta
forma maximizar las propiedades de la mezcla. Dicho procedimiento está
establecido en la norma ASTM D1557 Ensayo de Proctor Modificado; debe
realizarse para cada tipo de emulsión y tipo de agregado considerado para el
diseño
-
Preparación de 3 briquetas para cada ensayo de contenido de agua.
-
Utilización de un total de 3,6Kgs de agregados para cada 3 briquetas.
-
Cálculo del peso del agregado secado al aire, peso de la emulsión, peso de
agua de premezclado y el peso de perdida de agua por compactación.
91
-
El agua utilizada para el mezclado debe estar a una temperatura de 22,2°C
±1,7°C. Se debe añadir el agua lentamente a la mezcla durante un periodo de
2 a 5 minutos hasta que el agua este dispersa uniformemente en el agregado.
Para agregados que contengas arcillas se deberán dejar un mínimo de 15
horas en un contenedor sellado. Se agrega la emulsión al agregado
humedecido y se mezclan. Cuando el resultado obtenido difiera del contenido
óptimo de humedad en la compactación, se debe colocar la mezcla extendida
en una bandeja de aireación de igual forma se puede utilizar un ventilador
mecánico para acelerar el proceso.
-
OS
D
A
V de temperatura.
Ra 22,2°C
Curado de la mezcla por 24 horas en los moldes
E
S
Ea la estabilidad y el flujo
R
S
Posteriormente se ensayan las
briquetas
HO
C
E
DER
Utilización de moldes Marshall estándar para la compactación de la mezcla.
17. Recubrimiento
La selección del tipo y grado de emulsión se basa en la habilidad de esta de
recubrir el agregado. Existe una serie de factores que afectan dicha selección,
estos son los siguientes:
-
Tipo de agregado
-
Porcentaje de agregado proveniente del reciclaje
-
Granulometría del agregado y su porcentaje de finos.
-
Desgaste del material reciclado
-
Contenido de humedad
-
Clima
-
Equipos
-
Procedimiento de ejecución
El recubrimiento es evaluado visualmente como el porcentaje de agregado
recubierto, utilizando el porcentaje de asfalto residual determinado en el diseño de
la mezcla. El contenido de agua de premezclado puede afectar la habilidad de la
emulsión para recubrir al agregado, ya que insuficiente agua de premezclado
92
ocasiona que la emulsión rompa antes de se haya logrado el recubrimiento
necesario. Se considera aceptable el recubrimiento mayor al 50%, la emulsión que
no cumpla con el recubrimiento requerido es desechada.
18. Compresión simple
La resistencia del pavimento es una de sus propiedades más importante, para
lograr la correcta vida útil del mismo, evitar su pronto desgaste y la aparición de
fallas, además de influir directamente en el resto de las propiedades. La
OS
D
A
RV
resistencia puede ser determinada, a través de la ejecución de varios ensayos de
E
S
E
SR
laboratorio en una muestra del material mezclado obtenido de la parte posterior de
la recicladora, o directamente, determinando la resistencia verdadera de muestras
HO
C
E
ER
extraídas del camino.
D
Dichas muestras sólo pueden extraerse una vez que el material ha alcanzado la
resistencia suficiente, lo que resulta es excesivamente lento, mientras que los
resultados de ensayos realizados en muestras obtenidas detrás de la recicladora
pueden obtenerse relativamente rápido.
Una vez en la mañana y otra por la tarde, y al menos una vez por lote (cantidad de
mezcla reciclada producida en media jornada de trabajo) se debe tomar una
muestra de material a la salida de la recicladora, para preparar de cada muestra
una serie de 3 briquetas, las cuales se conservaran en una cámara húmeda, o en
algún otro método aprobado por el ingeniero inspector que produzca
adecuadamente el curado de las briquetas, para luego de 7 días de curado ser
ensayadas a la compresión simple. La resistencia promedio de las tres briquetas
debe ser igual o mayor al 92% de la resistencia de diseño, y no más de una de las
tres briquetas podrá tener una resistencia menor al 90% de la de diseño. Se
entiende como “resistencia de diseño” a la resistencia determinada en el
laboratorio al 95% de la Densidad Máxima Seca (AASHTO T-180) de la mezcla
con el contenido de cemento determinado durante el diseño de la mezcla. Es de
93
vital importancia que las probetas sean ensayadas representado fielmente las
condiciones del terreno.
19. Compactación
La compactación del material reciclado para obtener la densidad requerida es uno
de los factores más determinantes en el futuro desempeño del pavimento
rehabilitado. El material compactado en forma deficiente se va a densificar con el
tráfico, causando ahuellamiento prematuro. Cuando un material estabilizado no es
OS
D
A
RV
compactado apropiadamente el problema es aún mayor. Además de que no se
E
S
E
SR
alcanzan los objetivos de resistencia, una compactación pobre aumenta la
permeabilidad, promoviendo así el daño por humedad, envejecimiento de los
HO
C
E
ER haciendo inevitable una falla prematura en el pavimento.
el caso de serD
utilizado,
agentes estabilizadores asfálticos y una carbonatación temprana del cemento, en
Por lo tanto es necesario que el proceso de compactación sea tratado como uno
de los aspectos más importantes del reciclado.
La medición de la densidad de un material reciclado después de su compactación
frecuentemente es más difícil de medir que materiales nuevos de construcción.
Una de las características del material reciclado es la variabilidad, en especial
cuando el pavimento existente ha sido extensamente reparado. Esta variabilidad
puede ocasionar problemas cuando se utilicen métodos convencionales para
verificar que la densidad de diseño haya sido alcanzada.
La compactación de la mezcla asfáltica reciclada se inicia inmediatamente
después del mezclado de los materiales y el cemento, para evitar pérdidas de
humedad y su plazo de finalización será de 4 horas.
En el sitio de la obra se deben realizar como mínimo 5 ensayos de la densidad
promedio del material reciclado, inmediatamente después de su compactación,
esta será >= al 95% de la densidad máxima seca obtenida en el diseño de mezcla
descrito anteriormente. La mezcla empleada para los ensayos de control de
densidades será la misma mezcla colocada en el tramo o lote evaluado.
94
20. Espesor del pavimento terminado
Esto se chequea simplemente al cortar pequeños agujeros de inspección en la
capa del pavimento mientras el material aún esté fresco, inmediatamente después
de la terminación. El espesor promedio, en al menos cinco (5) puntos de medición
por lote, deberá ser igual al de diseño, aceptándose una variación, en el promedio,
del 10%. Los espesores de la capa terminada podrán ser medidos en los puntos
en los cuales se determine la densidad del pavimento terminado.
OS
D
A
La distribución del agregado y la textura superficialR
deVla capa asfáltica debe ser
E
S
E terminado, de lo contrario, el
uniforme en toda la extensión del pavimento
R
S
O
C
ingeniero podrá mediante
la H
previa evaluación del sector defectuoso rechazar el
E
R
E
D
trabajo y exigir su corrección. En este sentido, durante y después de la
21. Nivelación de la superficie
compactación,
en
la
superficie
del
pavimento
tanto
transversal
como
longitudinalmente, y especialmente en las juntas de construcción, se debe
garantizar que la superficies no excedan de diez (10) mm de diferencia entre sí, en
ningún sitio. En el caso que exista alguna deformación que sobrepase la tolerancia
indicada, esta se deberá corregir.
22. Juntas longitudinales
El ancho del camino es de vital importancia debido a que determina el número de
pasadas de reciclado requeridas para cubrir el ancho completo de la vía a
pavimentar. Adicionalmente, la forma de la superficie influye en el posicionamiento
de juntas longitudinales entre cortes adyacentes.
Cuando se recicla se debe poner atención a dos tipos de juntas constructivas: las
juntas longitudinales, que se materializan en forma paralela al eje de la calzada, y
las juntas transversales, que se materializan en ángulos rectos con respecto al eje
central. Todas las juntas son esencialmente discontinuidades en el pavimento y, a
menos de que se traten en forma adecuada, tienden a afectar negativamente la
95
integridad estructural de la capa reciclada. Las juntas longitudinales y
transversales presentan características distintas: las longitudinales se utilizan para
ajustarse a la geometría del camino y las transversales se utilizan cada vez que la
operación del reciclado se detiene.
El ancho del corte reciclado va a ser siempre menor que el ancho del camino o del
carril. Se requieren de varias pasadas para reciclar completamente el ancho total
de la calzada a reciclar, generando así una serie de juntas longitudinales entre
cortes adyacentes.
S
O
D
A
ubicación de cada junta longitudinal está determinada
V
Rpor:
E
S
E y los detalles de las secciones
- El ancho del camino a ser reciclado
R
S
O pendiente transversal distinta a cada lado del
Hcon
transversales. Los caminos
C
E
ER
eje de la D
calzada se deberían tratar en mitades de ancho para lograr una
El número de cortes necesario para reciclar el ancho completo del camino y la
profundidad uniforme de reciclado en toda la sección transversal.
-
El tipo de máquina recicladora utilizada en el proyecto y en particular el ancho
del tambor reciclador.
-
Evitar ubicar las juntas longitudinales en las huellas de las ruedas de vehículos
pesados.
23. Acomodamiento del tráfico
En muchas ocasiones la cantidad de tráfico que utilice el camino existente, su
composición en términos de vehículos livianos y pesados, y cómo éstos van a ser
acomodados durante las operaciones de reciclado definirán el método de trabajo a
ser ejecutado. Frecuentemente se establecen limitaciones en las horas de trabajo
y en los requerimientos de accesos temporales a la vía. En comparación a otros
procesos de rehabilitación de profundidad completa (por ejemplo, la excavación y
el reemplazo de capas fatigadas), el reciclado en frío tiene un impacto
relativamente pequeño en el tránsito del público. La naturaleza del proceso y las
altas tasas de producción hacen posible que sólo una porción limitada del camino
96
se deba cerrar cada vez, y normalmente sólo por el ancho de un canal.
A través de una planificación cuidadosa de los trabajos, no es necesaria la
interrupción del tráfico al menos en una mitad del ancho del camino, pudiendo
controlar el tráfico a través de banderilleros o semáforos portátiles.
Es importante cumplir con los requerimientos legales en relación a señalización de
advertencias en ambos lados de la sección del camino a reciclar. Adicionalmente,
como disposiciones mínimas se deben colocar grandes conos o delineadores cada
20 m centrados a lo largo del camino, demarcando la sección cerrada al tráfico.
OS
D
A
Ra V
en el sitio de las obras o incluso se puede llegar
suspender los trabajos por
E
S
E
alguna eventualidad.
SR
O
H
EC
R
E
D
24. Profundidad del fresado
Un control de tráfico deficiente puede llevar a grandes alteraciones y dificultades
Un prerrequisito antes de cualquier fresado es el de chequear el pavimento
existente para asegurar que la porción superior pueda ser removida sin perjudicar
la resistencia total de la estructura del pavimento. Además, se debe verificar la
calidad del material subyacente para asegurar el espesor requerido de la capa
reciclada, sin involucrar material de mala calidad de las capas inferiores.
Cuando se estima la profundidad del material a fresar, se deben considerar los
siguientes factores.
-
El efecto que cualquier tipo de agregado virgen tendrá en el espesor de la capa
reciclada. Esto es relativamente simple de estimar cuando se agrega material
grueso. Sin embargo, el material fino tiende a absorberse como filler entre el
material reciclado, en especial cuando se agrega menos del 15% en volumen.
Mientras más grueso sea el material reciclado, mayor será la pérdida de estas
partículas finas en los vacíos, generando cambios imperceptibles en el
volumen.
-
El tipo de material en el pavimento existente influye en el esponjamiento que se
97
produce cuando se recicla: El asfalto siempre se expande en al menos 10%
cuando se recicla como una capa estabilizada. Este fenómeno es causado por
un aumento relativo del contenido de vacíos entre el asfalto y el RAP. Sin
embargo, estos grandes cambios volumétricos no se experimentan cuando se
recicla utilizando emulsión asfáltica.
-
El espesor de cualquier capa adicional que va a ser construido sobre la capa
reciclada
25. Almacenamiento del material
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
En grandes proyectos de reciclaje de pavimentos, o en aquellos en que las
cadenas de abastecimiento son extensas, hay ocasiones en que se establecen
HO
C
E
Típicamente
DER estas instalaciones
instalaciones temporales de almacenaje como medida de protección de los
materiales.
debieran tener capacidad para
satisfacer la demanda de al menos un día de trabajo. Frecuentemente se
construyen silos para el cemento, se posicionan contenedores para productos
embolsados y estanques para líquidos.
En teoría, estas instalaciones debieran ser llenadas y utilizadas sólo cuando
ocurre alguna escasez de materiales, evitando así la doble manipulación. Sin
embargo, en la práctica es preferible incorporarlas al sistema para así evitar
problemas adicionales a futuro.
Se debe considerar los siguientes factores a la hora de almacenar algún material:
-
El cemento asfalto caliente (> 160 ºC) almacenado en un estanque bien aislado
va a perder temperatura a una tasa aproximada de 1 ºC por hora. Por lo tanto,
se debe mantener a alta temperatura si la intención es usarlo en la
eventualidad de que no lleguen insumos en forma normal.
-
No todas las emulsiones asfálticas son estables por largos períodos. Se deben
obtener del fabricante las instrucciones especiales de almacenamiento para
evitar que el asfalto se separe del agua mientras está almacenado.
-
El cemento se debiera utilizar siempre dentro de los primeros tres meses de
98
fabricación dado que pierde resistencia con el tiempo. Además, los silos o
contenedores deben ser sellados para evitar el ingreso de agua.
Con respecto, al almacenamiento de las emulsiones asfálticas este aspecto exige
mayores precauciones que para otros tipos de materiales asfálticos; un manejo o
almacenamiento inapropiado puede producir la rotura prematura de la emulsión;
por tanto, se deben seguir los siguientes procedimientos, para asegurar resultados
óptimos en su aplicación:
-
La descarga de cisternas puede hacerse por gravedad o utilizando bombas con
S
O
D
A
El transporte de la emulsión asfáltica a la obra
debe hacerse en cisternas
RV
E
S
Einterior, para evitar la formación de
provistas de rompeolas que dividan
su
R
S
HO
espumas.
C
E
DER pueden utilizarse los mismos tanques de eje horizontal que
Para almacenarlas,
tolerancias apropiadas que permitan el libre flujo del líquido.
-
-
comúnmente se usan para asfaltos líquidos, y presentan la ventaja de no
requerir calentadores especiales.
-
Se pueden utilizar tanques de almacenamiento verticales (para almacenar
emulsiones por largos períodos de tiempo) porque es mucho menor el área de
emulsión expuesta al aire que en tanques horizontales, disminuyendo la
posibilidad de formación de natas.
-
Cuando se requiera almacenar una emulsión por largos períodos de tiempo,
se debe recircular con la frecuencia requerida (según la sedimentación de la
emulsión).
-
La salida de la emulsión debe ser por el fondo del tanque, para minimizar la
contaminación por nata que se haya formado.
-
Se deben evitar repetidos bombeos y reciclados, si es posible, puesto que la
viscosidad puede afectarse e involucrarse aire, haciendo inestable la emulsión.
-
La temperatura de almacenamiento se encuentra especificada en la siguiente
tabla:
99
Tabla 1. Temperatura de almacenamiento de la emulsión asfáltica en °C
Grado
RS1
RS2, CRS1, CRS2
SS1, SS1h, CSS1. CSS1h,
MS1,
MS2, CMS2, CMS2h,
Mínima
20
50
10
Máxima
60
85
60
20
70
26. Equipos
Para la construcción de pavimentos de mezclas recicladas debe disponerse en
OS
D
A
RV
obra de la cantidad necesarias de equipos especificados anteriormente, que
permitan la colocación y compactación de la mezcla asfáltica reciclada sin
E
S
E
SR
demoras perjudiciales para la calidad de la obra. Dichos equipos deberán cumplir
HO
C
E
aplicables. El equipo
DERmínimo debe estar constituido por:
con todas las Normas de Protección Ambiental y Seguridad Industrial que sean
Tabla 2. Equipos mínimos requeridos
Equipo
Descripción
Maquina recicladora
Capaz de cortar, mezclar y
extender la mezcla en una
sola pasada sobre la vía o
puede
ser
estacionaria
dotada
de
tolvas
y
alimentadores en frío (una
para el RAP y otra para el
agregado virgen), tanques
de
almacenamiento
de
emulsión,
correas
transportadoras, cámara de
mezclado y cámara de
almacenamiento temporal y
descarga de la mezcla.
Maquina fresadora
Imagen
(Wirtgen, 2004)
Remueve las capas de
pavimento
a
una
profundidad predeterminada
antes de colocar un nuevo
pavimento.
PM200 (Caterpillar, 2014)
100
Tabla 2. Continuación
Equipo
Descripción
Equipo distribuidor de
cemento
Se utiliza cuando se realiza
el extendido de cemento a
granel
Imagen
W900, (Kenworth 2012)
Motoniveladora
Se utiliza para nivelar la
superficie del pavimento.
E
S
E
SR
O
ECH
DER
Maquina extendedora
finisher
OS
D
A
RV
CAT 120M2, (Caterpillar, 2014)
Coloca la mezcla asfáltica
con espesor, alineamientos,
pendientes
y
anchos
especificados.
Vinayak Construction Equipment,
2012
Compactadora de ruedas
neumáticas
(Autopropulsada)
El acabado superficial de las
capas compactadas con
rodillos neumáticos suele
presentar una rugosidad
suficiente para garantizar
una buena homogeneidad
entre las capas colocadas
posteriormente.
CAT CW34 (Caterpillar, 2014)
Compactadora vibratoria de
rodillo liso
Se
utiliza
compactación
granulares.
en
la
de suelos
CAT CB34B, (Caterpillar, 2014)
101
Tabla 2. Continuación
Equipo
Descripción
Imagen
Compactadora vibratoria de
tambor con pisones (tipo pata
de cabra, opcional)
Se utiliza en la compactación
de suelos cohesivos.
CAT 825H, (Caterpillar,
2014)
Camión cisterna para agua
E
S
E
SR
HO
C
E
ER
Camión cisterna para la
emulsión
D
OS
D
A
RV
617, (Acmar, 2012)
Equipo menor de extendido y
equipos complementarios
Equipo de laboratorio
Rastrillo, pala, placas
dirección simple, carretilla
de
Balanzas, horno, espátulas,
briquetas, cilindros, probetas,
tamices, máquina ensayo de
Marshall, martillo, embudo,
viscosímetro Saybolt – Furol,
flujometro,
Marshall, baño
maría, matraz volumétrico
102
Tabla 2. Continuación
Equipo
Descripción
aforado,
vaso
Imagen
volumétrico,
termómetros, penetrómetro de
asfaltos
OS
D
A
RV E
S
E
SR
HO
C
E
R recicladora debe estar calibrada antes del inicio de los
Por su parte, la E
D máquina
trabajos de pavimentación. Dicha calibración está sujeta a la aprobación del
Ingeniero Inspector. Se debe ejercer estricto control sobre el correcto
funcionamiento de la máquina recicladora. Cualquier falla o defecto que afecte la
calidad de la mezcla es razón suficiente para suspender la producción de mezcla,
hasta tanto ésta sea corregida. La suspensión de la producción debe hacerla el
Ingeniero Inspector, por escrito, justificando la razón de la paralización.
La máquina recicladora deberá tener un ancho mínimo de disgregación de medio
canal y estará dotado de medios capaces de actuar en el pavimento existente, a la
profundidad y ancho especificados, produciendo un material con la granulometría
requerida. Cuando el ancho de la superficie a reciclar sea superior al de la
máquina recicladora, el reciclado se realizará en franjas paralelas con un solape
mínimo de 15cm., con el fin de evitar materiales sin mezclar en los bordes de las
franjas.
Por otro lado, se evitarán al máximo las paradas del equipo y cuando ellas se
presenten, se cortará al instante el suministro de cemento, agua o lechada para
evitar sobredosificaciones y encharcamientos. Con regularidad, se verificará que la
103
granulometría del material fresado, corresponde a la esperada para el tramo en el
que se trabaja.
El equipo distribuidor de cemento a granel deberá tener tolvas con aberturas
graduables, y de dispositivos de acoplamiento tales que permitan que la cantidad
esparcida esté asociada con la velocidad de avance, en forma tal que se garantice
que la cantidad esparcida por metro cuadrado corresponda a las exigencias de
diseño, con el fin de que se pueda obtener la resistencia establecida en el
proyecto. Si la descarga del cemento se hace a más de 10 cm. de altura, los
OS
D
A
RV
esparcidores estarán dotados de mangas que eviten que el cemento sea
desplazado por el viento.
HO
C
E
ER
E
S
E
SR
Los camiones tanque o cisterna se acoplan a la recicladora para proveer agua o
emulsiones asfálticas. La capacidad de los tanques debe ajustarse al alcance del
D
trabajo y la geometría del camino. En general en proyectos pequeños se prefieren
los camiones tanque con chasis simple de capacidad entre 10.000 y 15.000 litros y
también cuando la geometría del camino es dificultosa (curvas cerradas y
pendientes fuertes). Existen grandes camiones cisterna con capacidades
superiores a los 20.000 litros que normalmente son utilizados en proyectos de
mayor escala y/o en proyectos de geometría normal. Deben estar libres de fugas
(tanto el tanque como las conexiones). Mientras el tren de reciclado se encuentra
en movimiento, el goteo de agua o de la emulsión no causa ningún daño. Sin
embargo, cuando el tren está detenido y el goteo se mantiene por largos períodos
sobre material reciclado suelto se puede producir la alteración de la dosificación
de la mezcla.
27. Control de calidad de mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje
en sitio.
Se ha mencionado a lo largo de todo esta propuesta acerca de los procesos de
control de calidad de los materiales y mezclas asfálticas en frio provenientes del
reciclaje en sitio. La calidad del producto final esta infinitamente relacionada con
104
la correcta operación de los equipos, especialmente la maquina recicladora, la
aplicación de los aditivos, agua y emulsión asfáltica en sus dosis correctas, la
compactación y terminación de la mezcla asfáltica reciclada, y finalmente su
inspección y verificación.
A lo largo de todo el proceso de elaboración de la mezcla asfáltica reciclada, se
realizan una serie de pruebas y chequeos de control de procesos, los cuales son
requeridos para garantizar que se satisfaga con los requerimientos de diseño y se
obtenga un pavimento de calidad. Estos chequeos y pruebas tienen el objetivo
OS
D
A
RV
principal de asegurar y monitorear que las maquinas funciones correctamente, se
cuente con el material e instrumentos suficientes, se realicen los ensayos
E
S
E
SR
correspondientes para el aseguramiento de la calidad de la mezcla asfáltica
HO
C
E
no es detectado
ni R
es corregido a tiempo, se generara un impacto negativo en la
DE
terminada. Realizar estos chequeos es de vital importancia ya que si un problema
productividad del trabajo, así como pérdidas de tiempo y de dinero.
Una vez finalizada la ejecución de la obra, es necesario realizar una serie de
ensayos de aceptación, con el propósito de asegurar que la capa reciclada cumpla
con las expectativas de diseño, asegurando que la capacidad estructural y vida útil
del pavimento rehabilitado sea alcanzada. Los resultados de los ensayos
permitirán probar si el producto se ajusta a los criterios de aceptación establecidos
en el diseño, o si se necesitan efectuar algunas modificaciones. Los
requerimientos de calidad están enmarcados en un conjunto de especificaciones y
normas, en este caso la norma Covenin 2000-1987. Parte I, específicamente la
sección 12-4, las normas INVEAS 11-70 y 12-80 y la norma internacional ISO
9000.
A continuación se presenta una serie de tablas donde se muestran los procesos
para el control de calidad de materiales y mezclas asfálticas provenientes del
reciclaje en frio in-situ, donde se puede apreciar la descripción, norma aplicada,
responsable, registros, variable a controlar para cada actividad efectuada en
dichos procesos.
105
#
Actividad
1
Definir tipo
de mezcla
2
Tipo de
transito
3
Material
reciclado
4
Especificac
iones del
agregado
CONTROL DE CALIDAD
Tipo: Materiales y Mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje en sitio
Norma
Recursos
Variable a
Registro
controlar
Estudios preliminares sobre el
Reciclaje con
Características y
Covenin
tipo de suelo, tipo de tránsito,
emulsión
especificaciones
2000-1987.
tipo de pavimento existente.
asfáltica
generales del
Parte I
Reciclaje con
proyecto.
cemento
Características
Resultado de medición del tipo
Ensayos y
Covenin
del tránsito
de tránsito y sus
mediciones del
2000-1987.
características registrado en el
tránsito
Parte I
lugar de la obra
Material
Resultados ensayos de
INVEAS
Granulometría
reciclado
granulometría, equivalente de
Equivalente de
arena, limite plástico e índice
arena
de plasticidad, adherencia,
Limite plástico
desgaste, contenido de
Índice de
sulfatos, resistencia
plasticidad
Adherencia
Desgaste
Contenido de
sulfatos
Resistencia
Piedra sin picar Humedad
Fracción agregado
Covenin
Granulometría
Grava sin picar
2000-1987. que pasa el tamiz
Equivalente de arena
Arena
#200 y #40
Parte I
Limite liquido
Fracción retenida
Índice plástico
en el tamiz #8
Caras fracturadas
% Humedad
Resistencia
Equivalente de
Resultado ensayo ASTM C136
arena
Limite liquido
Índice plástico
Adherencia
Contenido de
material arcilloso
E
R
E
D
R
S
O
CH
R
E
S
E
Responsable
Ingeniero de proyecto
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
S
O
D
VA
Ingeniero de proyecto
Ingeniero de proyecto
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
Ingeniero de proyecto
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
106
CONTROL DE CALIDAD
Tipo: Materiales y Mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje en sitio
#
5
Actividad
Especifica
ciones
emulsión
asfáltica
Norma
Covenin
2000-1987.
Parte I
Recursos
Variable a
controlar
% Caras fracturadas
Resistencia
Tipo de rotura
Viscosidad Saybolt –
Furol
Destilación
Estabilidad
Asentamiento
Penetración
Ductilidad
Solubilidad en
tricloetileno
Temperatura
Estructura
granulométrica
Tipo de emulsión
asfáltica
Tipo de reciclaje
6
Combinaci
ones de
diseño
Covenin
2000-1987.
Parte I
7
Propiedad
es
Hubbard
Field
Covenin
2000-1987.
Parte I
Laboratorio,
instrumentos y
equipos, personal
8
Propiedad
es
Marshall
Norma
Covenin
2000-1987.
Parte I
Laboratorio,
instrumentos y
equipos, personal
Responsable
S
O
D
A
V
R
E
Tipo de emulsión
Viscosidad
Penetración
Ductilidad
Solubilidad
Resultados de tipo de rotura,
viscosidad Saybolt – Furol, %
destilación, % de estabilidad, %
de asentamiento, % de
solubilidad en tricloetileno
Ingeniero de proyecto
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
Fracción gruesa
Fracción fina
Porcentaje de
material reciclaje
Tipo de mezcla
Resultados granulometría, tipo de
emulsión, adherencia del
agregado con el tipo de emulsión,
resistencia, penetración,
ductilidad, estabilidad, relación
técnica de reciclaje con cada tipo
de emulsión
Resultados de ensayo de
estabilidad al aire y al agua, % de
hinchamiento volumétrico, % de
adsorción
Ingeniero de proyecto
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
Resultados ensayos de
estabilidad, % de perdida de
estabilidad, % de expansión, %
de vacíos, contenido de
humedad, % de compactación, %
estabilidad después de 4 días
inmersa, % recubrimiento.
CONTROL DE CALIDAD
Ingeniero de proyecto
Técnico de laboratorio
S
E
R
OS
H
C
E
ER
D
Registro
Estabilidad al aire
y al agua
Hinchamiento
volumétrico
Adsorción
Estabilidad
% Expansión
% de vacíos
Contenido de
humedad
% compactación
Ingeniero de proyecto
Técnico de laboratorio
107
#
Actividad
9
Formula de
trabajo
Tipo: Materiales y Mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje en sitio
Norma
Recursos
Variable a
Registro
controlar
Resultados de porcentaje del
Variaciones y
Oficina de
Norma
material reciclado, porcentaje del
tolerancias
Covenin proyectos
agregado virgen, granulometría
permisibles en la
Laboratorio,
2000del material reciclado,
mezcla asfáltica
Ensayos de
1987.
granulometría del agregado
granulometría,
Parte I
virgen, cemento utilizado,
humedad,
porcentaje en masa del cemento
compactación
con respecto a la masa total del
material reciclado en seco,
humedad del material reciclado al
compactar, manejabilidad de la
mezcla, espesor reciclado,
dosificación de la mezcla, patrón
de compactación
Aditivo
Resultado de las características
Tipo de aditivo
Norma
químicas del aditivo,
Covenin Tipo de mezcla
comportamiento con cada tipo de
asfáltica
2000emulsión, comportamiento con
Combinaciones de
1987.
cada tipo de reciclaje.
diseño
Parte I
O
H
C
RE
DE
R
E
S
E
R
S
10
Aditivos
11
Recubrimiento
Norma
Covenin
20001987.
Parte I
Recubrimiento
% de emulsión
asfaltico
12
Resistencia
Compresión simple
Resistencia
Resistencia
13
Calibración de
los
INVEAS
ASTM
D1557
Covenin
2000-
Especificaciones
del fabricante y
Equipos
Recubrimiento
Responsable
Ingeniero de proyecto
Técnico de laboratorio
S
O
D
VA
Ingeniero de proyecto
Técnico de laboratorio
Resultado procedimiento
realizado según la norma
Covenin 360-93. Emulsiones
asfálticas. Determinación de las
características de recubrimiento y
resistencia al agua.
Resultado ensayo Marshall ASTM
D1557
Ingeniero de proyecto
Técnico de laboratorio
Planillas de control
Ingeniero inspector
Técnico d
Ingeniero de proyecto
Técnico de laboratorio
108
#
Actividad
equipos
14
Temperatura
del ambiente
15
Almacenamient
o de material
16
Curado de la
mezcla
17
Extendido de la
mezcla
18
Compactación
CONTROL DE CALIDAD
Tipo: Materiales y Mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje en sitio
Norma
Recursos
Variable a
Registro
controlar
1987.
Parte I.
INVEAS
ISO 9000
Covenin
20001987.
Parte I
Covenin
20001987.
Parte I
Covenin
20001987.
Parte I
INVEAS
Covenin
20001987.
Parte I
INVEAS
Covenin
20001987.
Parte I
INVEAS
ASTM
D1557
especificaciones
de diseño
Temperatura y
viscosidad de
emulsión asfaltico
R
E
S
E
R
S
Temperatura
CHO
Responsable
S
O
D
VA
laboratorio
Planillas de control
Registro de temperatura y
viscosidad
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
Especificaciones
del material
Especificaciones
Contaminación
Registro de la supervisión del
almacenamiento
Muestra de la
mezcla asfáltica
reciclada
Evaporación de
los volátiles
Registros de la supervisión del
curado, planillas de control
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
Tipo de reciclaje
Tipo de material
Recicladora
Finisher
Extendido
Registro de la supervisión del
extendido
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
Densidad máxima
seca del diseño de
la mezcla
Densidad
Registro ensayo ASTM D1557.
Ensayo de Compactación
Modificado en molde de 10 cm de
diámetro (Proctor Modificado)
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
E
R
E
D
109
#
Actividad
19
Espesor del
pavimento
20
Nivelación del
pavimento
21
Juntas
transversales y
longitudinales
22
Ensayos de
aceptación
23
Informe de
resultados y
ensayos
CONTROL DE CALIDAD
Tipo: Materiales y Mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje en sitio
Norma
Recursos
Variable a
Registro
controlar
Espesor
Planillas de control
Mezcla asfáltica
Covenin
Registro de supervisión del
reciclada
2000espesor terminado
terminada
1987.
Parte I
INVEAS
Nivel del
Registro de supervisión de la
Mezcla asfáltica
Covenin
pavimento
nivelación
reciclada
2000terminada
1987.
Parte I
INVEAS
Registro de supervisión de la
Detención de la
Mezcla asfáltica
Covenin
creación de cada junta, corte y
maquina
reciclada
2000detención del trabajo
Juntas
terminada
1987.
transversales
Parte I
Juntas
INVEAS
longitudinales
Registro de realización de
Mezcla asfáltica
Mezcla asfáltica
Covenin
ensayos de aceptación
Conformidad del
reciclada
2000Planillas de control
producto
terminada
1987.
Documentación
Registro de
Parte I
ensayos
ISO 9000
Producto final
Registro de realización de
Registro de
Covenin
ensayos, sus resultados y
ensayos
2000entrega de informe
realizados
1987.
Documentación
Parte I
ISO 9000 Hojas de control
D
H
C
E
ER
S
E
R
OS
S
O
D
A
V
R
E
Responsable
Ingeniero de proyecto
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
Ingeniero de proyecto
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
Ingeniero de proyecto
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
Ingeniero inspector
Técnico de laboratorio
110
FUENTES BIBLIOGRAFICAS
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CONCLUSIONES
Luego de analizar toda la información recolectada a través de la observación
documental, textos, antecedentes, consultas con profesionales en la materia y las
normas Covenin, Inveas e ISO 9000, se logró dar solución a los objetivos
planteados, llegando a las siguientes conclusiones:
9 Actualmente no existe un método constructivo mundialmente aceptado para la
OS
D
A
uno de los más aplicados actualmente para R
lasV
mezclas asfálticas en frio
E
S
recicladas con emulsiones asfálticasR
esE
el Método Marshall Modificado, el cual
S
O
H
Caceptables
ha arrojado resultados
dentro de los rangos de tolerancia. En el
E
R
E
Dmezclas asfálticas en frio recicladas con cemento estas se diseñan
caso de las
construcción de mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje, aunque
por el método tradicional establecido por la norma Covenin 2000-1987 para
mezclas asfálticas en frio, Hubbard Field.
9 El reciclaje de materiales y mezclas asfálticas en frio puede utilizarse como
estabilizador para cualquier vía, capa base para luego aplicar una capa de
rodamiento con agregados vírgenes, tratamiento superficial, rehabilitación de
pavimentos, sin inconvenientes y sin afectar la capacidad estructural de la vía
ni su calidad, ya que estas mezclas asfálticas recicladas cumplen con los
requisitos y parámetros establecidos por la norma Covenin 2000-1987 para
una mezcla asfáltica en frio convencional, solo con un poco de variación en su
estabilidad pero todavía dentro de los valores de tolerancia.
9 El porcentaje de emulsión asfáltica agregado a la mezcla reciclada puede
variar entre 30% y 60%, los porcentajes mayores al 60% no son
recomendables para el reciclado de mezclas asfálticas en frio debido a que la
112
9 emulsión se torna viscosa, más difícil de bombear y por lo tanto resulta más
difícil cubrir el agregado.
9 El uso de emulsiones catiónicas sobre las emulsiones aniónicas, presenta
mayores ventajas a la hora del proceso constructivo, ya que la emulsiones
catiónicas no solo poseen mayor popularidad internacionalmente, sino también
poseen propiedades químicas que las hacen mejores para mezclarse con los
OS
D
A
RV
agregados.
E
S
E
SR
9 A pesar de que las normas para el reciclaje de mezclas asfálticas en frio
HO
C
E
utilizadas debido
DERa que su tiempo de rotura es mucho más largo que el de resto
sugieren el uso de emulsiones de rotura lenta y media, estas no son muy
de las emulsiones, no permitiendo de esta forma el paso vehicular el mismo día
de aplicación como el resto de las emulsiones, sin embargo de ser necesario
su uso existen aditivos que pueden acelerar su proceso de rotura sin grandes
modificaciones en la dosificación de la mezcla asfáltica.
RECOMENDACIONES
9 Aplicar el uso del reciclaje de pavimentos en frio como método constructivo,
debido a sus altos beneficios económicos, reducción de utilización de recursos
y contribución al medio ambiente, pues no hay evaporación ni de solventes ni
de constituyentes del asfalto. Además de aumentar el uso de mezclas
asfálticas en frio como tipo de mezclas asfáltica utilizada en Venezuela.
OS
D
A
RV
9 Implementación de los procesos de control de calidad para materiales y
E
S
E
SR
mezclas asfálticas en frio provenientes del reciclaje en frio, en el estado Zulia y
HO
C
E
y privadas,
DER que tengan
en Venezuela, por parte de los entes gubernamentales y organizaciones
públicas
relación con el control de calidad de
pavimentos provenientes del reciclaje y mezclas asfálticas en frio. De igual
forma, utilizarlo de apoyo para la elaboración de dichos pavimentos, con el
propósito de que se logre satisfacer los requerimientos y especificaciones
establecidos por las normas constructivas referentes a al presente tema y se
obtenga una vialidad de con altos estándares de calidad.
9 Concientizar a todos los organismos involucrados en la construcción de
caminos sobre el uso de controles de calidad en los materiales y mezclas
asfálticas provenientes del reciclaje, así como en todo método constructivo
utilizado en la ingeniería de caminos; para de esta forma obtener vías que
perduren en el tiempo, reducir los futuros peligros vial, e incrementar la calidad
de la infraestructura vial de país, proporcionando un mayor desarrollo al
mismo.
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Alemania
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A
RV
E
S
E
SR
HO
C
E
ER
D
118
Anexo 1
REGISTRO DE CONTROL DE CAMBIOS
Control de cambios
FECHA:
ENCARGADO:
DOCUMENTOS APLICABLES:
EQUIPO DE CONTROL:
ACTIVIDAD:
LUGAR:
CRITERIOS:
INGENIERO INSPECTOR:
Proceso
Descripción
Elemento
a
controlar
Equipo
utilizado
Requisitos
de la
norma
OS
H
C
E
DER
Ingeniero Residente
OS
D
A
RV
R
ESE
Resultados
Ingeniero Inspector
Cumple
Si
Modificación
Observaciones
No
SELLO DE LA EMPRESA
119
Anexo 2
PLANILLA DE VERIFICACIÓN DE DOCUMENTOS
Verificación de Documentos
Fecha
N°
Nombre del
Área de
documento
aplicación
Norma
Firma encargado:
Revisión
Encargado
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
HO
C
E
ER
D
Código
Sello de la empresa:
Observaciones
120
Anexo 3
PLANILLA DE INSPECCIÓN
Inspección de actividades
Inspección:
Área a inspeccionar:
Fecha:
Criterios de inspección:
OS
D
A
RV
Normas aplicadas:
E
S
E
SR
Encargados:
Técnico de laboratorio:
O
H
C
E
Ingeniero inspector: R
DE
Equipo e instrumentos:
N°
Actividad
Descripción
Ensayos/Pruebas
Norma
aplicada
Resultados
Cumple
Si
Criterios
Registros
Observaciones
No
Equipo Inspeccionador:
Ingeniero Inspector
Técnico de laboratorio
121
Anexo 4
PLANILLA REGISTRO DE TOMA DE MUESTRA
Control de toma de muestras
Nombre de la empresa:
Proyecto:
Fecha:
Documentos aplicables:
OS
D
A
RV
Laboratorio:
Analista de los resultados:
E
S
E
SR
Técnico de laboratorio:
HO
C
E
Ingeniero Inspector:
DER
Equipo e instrumentos utilizados
en la extracción:
Descripción
Parámetro a evaluar
Área de
Ingeniero Inspector
Estabilidad
Densidad
Contenido de
humedad
Solubilidad
Ductilidad
Penetrabilidad
Viscosidad
Propiedades
Marshall
Adherencia
Resistencia
extracción
Granulometría
N°
Técnico de laboratorio
Observaciones
122
Anexo 5
PLANILLA DE INSPECCION DE LOS EQUIPOS
Registro inspección y verificación de equipos
Equipo:
Marca:
Modelo:
Lugar de origen:
OS
D
A
RV
Uso:
E
S
E
SR
Energía:
HO
C
E
ER
Especificaciones técnicas:
Apreciación:
Precisión:
Fecha de
inicio
D
Proceso de
calibración
Encargado
de la
calibración
Ingeniero Inspector
Documentación
adicional
Observaciones
Encargado
de
Inspección
Firma
Fecha de
culminación
123
Anexo 6
INFORME DE CALIBRACION DE LOS EQUIPOS
Registro y control de calibración de equipos
Equipo:
Marca:
Modelo:
Serie:
OS
D
A
RV
Distribuidor
E
S
E
SR
Fecha de inicio de servicio:
HO
C
E
ER
Uso:
D
Energía:
Especificaciones técnicas:
Apreciación:
Precisión:
Técnico de laboratorio:
Ingeniero Inspector:
Fecha de
calibración
Descripción
Ingeniero Inspector
Documentación
adicional
Encargado
Firma
Observaciones
Control
anterior
Próximo
control