Procedimiento de Tendido de Carpeta Asfáltica en Caliente

Carpeta Asfáltica
1.0 Objetivo:
Establecer el método para la ejecución de las actividades del tendido de
carpeta asfáltica en caliente
2.0 Referencias:
N.LEG. 3 Ejecución de Obras (Normativa SCT)
N.CTR.CAR.1.04.006 Carpetas asfálticas con Mezcla en Caliente
N.CTR.CAR.1.04.007 Carpetas asfálticas con Mezcla en Frío
N.CMT.4.05.001 Calidad de materiales asfálticos
N.CMT.4.05.004 Calidad de materiales asfálticos grado PG
N.CMT.4.04 Materiales Pétreos para Mezclas Asfálticas
N.CMT.4.05.002 Calidad de materiales asfálticos modificados
3.0 Definición:
Las carpetas asfálticas con mezcla en caliente son aquellas que se construyen
mediante el tendido y compactación de una mezcla de materiales pétreos de
granulometría densa y cemento asfaltico, modificado o no, utilizando calor
como vehículo de incorporación, para proporcionar al usuario una superficie de
rodadura uniforme bien drenada, resistente al derrapamiento, cómoda y
segura. Estas carpetas, debido a que generalmente tienen espesores mayores
de cuatro centímetros, tienen la función estructural de soportar y distribuir la
carga de los vehículos hacia las capas inferiores del pavimento.
4.0 Equipo:
El equipo que se utilice para la construcción de carpeta asfaltica, será el
adecuado para obtener la calidad especificada por el proyecto y/o el jefe de
disciplina civil, además deberá considerar que trabajara cerca de área
peligrosa por el manejo de gas por lo cual deberá tener un mata chispas en su
escape.
En la selección del equipo el contratista de obra considerara lo siguiente:
Planta de mezclado.- Contará como mínimo con: Secador con inclinación
ajustable colocado antes de las cribas clasificadoras y con capacidad suficiente
para secar una cantidad de material pétreo igual a la capacidad de producción
de la planta o mayor. Un pirógrafo a la salida del secador para registrar
automáticamente la temperatura del material pétreo. Cribas para clasificar el
material pétreo por lo menos en tres (3) tamaños diferentes, con capacidad
suficiente para mantener siempre en las tolvas material pétreo disponible para
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la mezcla asfáltica. Tolvas para almacenar el material pétreo, protegidas de la
lluvia y el polvo, con capacidad suficiente para asegurar la operación continua
de la planta por lo menos durante quince (15) minutos sin ser alimentadas, y
divididas en compartimentos para almacenar los materiales pétreos por
tamaños. Si la alimentación de las tolvas se realiza con equipo autopropulsado,
éste estará equipado con un cucharón cuyo ancho no provoque derrames en
compartimientos adyacentes, para evitar la contaminación del material. Silo
para almacenar y proteger de la humedad a los finos de aportación (filler), con
sistema para dosificación ajustable, con operación independiente a la del
sistema utilizado para el resto de los materiales pétreos. Dispositivos para
dosificar los materiales pétreos por masa, y sólo en casos excepcionales,
cuando así lo apruebe la Secretaría, por volumen y que permitan un fácil ajuste
de la dosificación de la mezcla asfáltica en cualquier momento, para poder
obtener la granulometría que indique el proyecto. Equipo para calentar el
cemento asfáltico en forma controlada, que garantice que éste no se contamine
y que esté provisto de un termómetro con rango de veinte (20) a doscientos
diez (210) grados Celsius. Dispositivos para dosificar el cemento asfáltico, con
una aproximación de más menos dos (± 2) por ciento de la cantidad de
cemento asfáltico requerida según el proporcionamiento de la mezcla asfáltica.
En su caso, sistema de dosificación de fibras que permita su incorporación en
un punto tal que no se provoque su alteración por la flama en el tambor
secador o su pérdida por el flujo de gases dentro del tambor mezclador.
Mezcladora equipada con un dispositivo para el control del tiempo de
mezclado. Dispositivo para recolección y reincorporación de polvo, que impida
la pérdida de los finos (material que pasa la malla N°200) y los reincorpore a la
mezcla asfáltica, evitando la contaminación ambiental.
Pavimentadoras.- Autopropulsadas, capaces de esparcir y precompactar la
carpeta asfáltica con mezcla en caliente que se tienda, con el ancho, sección y
espesor establecidos en el proyecto, incluyendo los acotamientos y zonas
similares. Estarán equipadas con los dispositivos necesarios para un adecuado
tendido de la carpeta asfáltica, como son: un enrasador o aditamento similar,
que pueda ajustarse automáticamente en el sentido transversal, ser calentado
en caso necesario y proporcionar una textura lisa y uniforme, sin
protuberancias o canalizaciones; una tolva receptora de la mezcla asfáltica con
capacidad para asegurar un tendido homogéneo, equipada con un sistema de
distribución mediante el cual se reparta la mezcla uniformemente frente al
enrasador, y sensores de control automático de niveles. Los dispositivos
externos que se utilicen como referencia de nivel para los sensores de niveles,
estarán colocados en zonas limpias de piedras, basura o cualquier otra
obstrucción que afecte las lecturas. Si durante la ejecución de los trabajos, los
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controles automáticos operan deficientemente, la Secretaría, a su juicio, podrá
permitir al Contratista de Obra terminar el tendido del día, mediante el uso del
control manual de la pavimentadora; sin embargo, el tendido se podrá reiniciar
sólo cuando los controles automáticos funcionen adecuadamente. Es
necesario contar además, con equipos especiales para verter la mezcla
asfáltica a las pavimentadoras, evitando que los camiones vacíen directamente
en las tolvas de las mismas, mejorando así la uniformidad superficial de la
carpeta asfáltica con mezcla en caliente.
Compactadores.- Compactadores de rodillos metálicos Autopropulsados,
reversibles, provistos de un sistema de rocío por agua y de petos limpiadores
para evitar que el material se adhiera a los rodillos. Pueden ser de tres (3)
rodillos metálicos en dos (2) ejes, o de dos (2) o tres (3) ejes con rodillos en
tándem, con diámetro mínimo de un (1) metro (40 in), en todos los casos.
Compactadores neumáticos Remolcados o autopropulsados. Tendrán nueve
(9) ruedas como mínimo, de igual tamaño, montadas sobre dos ejes unidos a
un chasis rígido, equipado con una plataforma o cuerpo que pueda ser
lastrado, de forma que la masa total del compactador se distribuya
uniformemente en ellas, dispuestas de manera que las llantas del eje trasero
cubran, en una pasada, el espacio completo entre las llantas adyacentes en el
eje delantero. Las llantas serán lisas, con tamaño mínimo de 7.50-15 de cuatro
(4) capas e infladas uniformemente a la presión recomendada por el fabricante,
con una tolerancia máxima de treinta y cuatro coma cinco (34,5) kilopascales
(5 lb/in2 ).
Barredoras mecánicas: Autopropulsadas o remolcadas, contaran con una
escoba rotatoria con el tipo de cerdas adecuado según el material por remover
y la superficie por barrer.
5.0 Responsabilidades
-El residente: es el responsable de la implantación de este procedimiento
-Jefe de disciplina civil: Es responsable de asignar el personal necesario y
capaz para la realización de dicha actividad, además deberá verificar su
correcta ejecución.
- El supervisor de control de calidad y/o su designado: Es responsable de
verificar la correcta ejecución de las actividades de excavación y/o corte
mediante la revisión aleatoria en la ejecución del proceso.
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6.0 Materiales:
Materiales. Reunirá las siguientes características:
6.1 Composición General. El concreto asfáltico consistirá en una combinación
de agregados gruesos triturados, agregado fino y llenante mineral,
uniformemente mezclados en caliente con cemento asfáltico en una planta de
mezclas asfálticas que reúna los requisitos de calidad y control para su
producto.
6.2 Agregados Gruesos. La porción de agregados retenido en el tamiz No. 4 se
denominará agregado grueso y estará constituido por roca o grava triturada y
estarán constituidas por material limpio y durable, libre de polvo, terrones de
arcilla u otros materiales objetables que puedan impedir la adhesión del asfalto
a los agregados pétreos.
El material, al ser sometido al ensayo de abrasión en la máquina de los
Angeles, deberá presentar un desgaste menor del 40%. El agregado triturado
no mostrará señales de desintegración ni de pérdida mayor del 12% al
someterla a cinco (5) ciclos en la prueba de solidez en sulfato de sodio. Por lo
menos un 50% en peso de las partículas retenidas en el tamiz No. 4 tendrá al
menos una cara fracturada. El material se someterá al ensayo de adherencias
(stripping) y el porcentaje del área total del agregado sobre el cual la película
bituminosa resulte adherida será superior al 95%.
6.3 Agregado Fino. La porción de agregado que pasa por el tamiz No. 4 y es
retenida en el tamiz No.200, se denomina agregado fino y consistirá de arena
natural, material de trituración o de combinación de ambos y se compondrá de
granos limpios, duros, de superficie rugosa y angular, libre de terrones de
arcilla o de material objetable que pueda impedir la adhesión completa del
asfalto a los granos.
El material fino de trituración se producirá de piedra o de grava que cumpla los
requisitos exigidos para el agregado grueso. El agregado fino de trituración
tendrá un equivalente de arena superior al 50%.
6.4 Llenante Mineral. Cuando se requiera llenante mineral, éste consistirá de
polvo de piedra caliza, polvo de dolomita, cenizas de carbón o de fundición,
cemento Portland u otro material mineral inerte. Estará seco y libre de terrones.
6.5 Graduación del Llenante Mineral.
Tamiz % que Pasa en Peso
30
100
200
95 - 100
80
65 - 100
6.6 Material Bituminoso. El material bituminoso llenará los requisitos
estipulados por el Asphalt Institute y se ensayará de acuerdo con las
respectivas normas de la ASTM y será cemento asfáltico con penetración 60100 o en su defecto 85-100.
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6.7 Granulometría de los Agregados. La mezcla de los agregados se ajustará a
una de las siguientes alternativas de graduación.
Tamiz % del peso del material que pasa C. Asfáltico Tipo 1 C. Asfáltico Tipo 2
3l4"
100
100
1/2"
85- 100
80- 100
3/8"
75- 100
70- 90
No. 4
55- 75
50- 70
No. 8
35
50
No. 10
40
55
No. 30
18
29
No. 40
20
30
No. 50 13
23
No. 100
10- 18
8- 16
No. 200
4- 8
4- 10
6.8 Mezcla de Concreto Asfáltico. Reunirá las siguientes condiciones:
6.8.1 Diseño de la Mezcla. Antes de iniciar los trabajos, el Contratista
presentará al Interventor la "fórmula de trabajo" de las mezclas que utilizará en
la obra. En ella aparecerán claramente definidas las fuentes de los materiales y
sus principales características, incluyendo resistencia a la abrasión, solidez en
sulfato de sodio y adherencia con el asfalto.
Presentará además las curvas propias del método de diseño Marshall para
briquetas compactadas entre 120° y 130° C con 50 golpes por cada cara,
incluyendo curvas de densidad, estabilidad, fluencia, vacíos en la mezcla total,
vacíos llenos con asfalto y vacíos en los agregados, sobre briquetas
elaboradas con incrementos de 0.5% en el cemento asfáltico, dentro de un
intervalo recomendado para el diseño entre 4.5 y 7.5%.
Con estos daños se procederá a la escogencia del contenido óptimo de asfalto
de manera que se cumplan simultáneamente las condiciones que se indican a
continuación:
Estabilidad mínima (680 Kg.) 1500 libras
Flujo mínimo (2.54 mm.) 0.10 pulgadas
Flujo máximo (4.00 mm.) 0.16 pulgadas
Vacíos en la mezcla total Entre 3 y 5%
Vacíos en los agregados Entre 14 y 30%
Vacíos llenos con asfalto Entre 75 y 85%
6.8.2 Tolerancias Admisibles de las Mezclas. Aceptada la fórmula de trabajo
por la supervisión, se admitirán las siguientes tolerancias máximas entre la
mezcla colocada en obra y las proporciones especificadas en la fórmula de
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trabajo.
-Porcentaje de cemento asfáltico +/- 0.4%
-Temperatura +/- 8°C.
6.8.3 Preparación del Asfalto. El cemento asfáltico se calentará a la
temperatura especificada en tanques diseñados para evitar
sobrecalentamiento. El suministro de asfalto al calentador deberá ser continuo
y a una temperatura uniforme.
El contenido de asfalto se dosificará ya sea por peso o por volumen dentro de
las tolerancias especificadas. Habrá un dispositivo para comprobar la cantidad
de asfalto aportada al mezclador. El asfalto se deberá distribuir uniformemente
dentro de la masa total de agregados.
Las plantas estarán provistas de termómetros graduados entre 37° y 205°C
cerca a la válvula de descargue del asfalto al mezclador.
6.8.4 Temperatura. El asfalto y los agregados pétreos, serán calentados en la
planta entre 135° y 170°C. La diferencia entre las temperaturas de los
agregados y el asfalto no será mayor de 10°C. La mezcla de concreto asfáltico,
al salir de la planta deberá tener una temperatura entre 135° y 160°C y la
temperatura de colocación no será menor de 115° C.
6.8.5 Preparación de los Agregados. Los agregados para la mezcla serán
secados y calentados a la temperatura especificada en la planta antes de
llevarlos al mezclador. El soplete usado para secar y calentar se ajustará, para
evitar daños a los agregados y la formación de capa de hollín.
Inmediatamente después de calentar los agregados se tamizarán en tres o
cuatro fracciones y se almacenarán en tolvas separadas. Los contenidos de
agregados en las tolvas no podrán diferir entre sí en más del 10% en peso.
6.8.6 Preparación de la Mezcla. Los agregados secos y separados se
combinarán en la Planta, según la fórmula de trabajo establecida. Todas las
plantas estarán equipadas con un tanque de almacenamiento de asfalto en
caliente. El asfalto se llevará al mezclador, midiéndolo en las cantidades
determinadas. Cuando la planta sea de producción de cochadas, los
agregados se mezclarán primero en seco y después se les adicionará el
asfalto, continuando el proceso por el tiempo necesario hasta obtener un
producto homogéneo en el cual las partículas queden uniformemente cubiertas
de asfalto. El máximo tiempo total de mezclado será de 60 segundos.
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7.0 Proceso:
7.1Condiciones Meteorológicas. Se prohíbe impregnar y pavimentar cuando
existan condiciones de lluvia. Sólo en casos extremos, la supervisión autorizará
la aplicación de mezcla asfáltica en horas nocturnas.
7.2 Preparación de la Superficie. Al iniciar la pavimentación, la superficie
impregnada debe encontrarse seca y en perfecto estado. Las áreas
deterioradas en su impregnación o en pavimentos o bases asfálticas
existentes, serán previamente reparadas, a entera satisfacción del supervisor.
Las losas de concreto y los pavimentos o bases asfálticas que se han de
repavimentar se limpiarán previamente y cuando estén completamente secas,
se prepararán con un riego de liga.
7.3 Transporte de la Mezcla. Los vehículos empleados para llevar la mezcla a
la obra, tendrán volco metálico liso, el cual se limpiará cuidadosamente de todo
material extraño.
El transporte de la mezcla asfáltica de la planta a la obra, se hará hasta una
hora en que la luz diurna permita controlar su extensión y compactación.
7.4 Extensión de la Mezcla de Concreto Asfáltico. Se colocará por medio de
una máquina pavimentadora, vibroextendedora y estará diseñada para
extender y conformar la mezcla con los alineamientos, anchos y espesores
señalados en planos o determinados por el supervisor.
Si durante la construcción, el equipo no produce el grado de pulimiento
necesario o deja huellas o irregularidades en la superficie que no sean
fácilmente corregibles, se exigirá el cambio del mismo. En las áreas con
obstáculos inevitables o con sobre anchos que no permitan el uso de
pavimentadora, se podrá extender la mezcla a mano con aprobación del
supervisor.
Las capas serán de 5 cm. de espesor máximo y se colocará el número que se
requieran para cumplir con el diseño, con su respectiva liga entre capa y capa,
de acuerdo con las especificaciones (riego de liga).
7.5 Compactación. En este proceso debe obtenerse una densidad en los
núcleos tomados en el campo, mayor del 97% en relación con la densidad
media de las briquetas compactadas en el laboratorio con la misma mezcla.
Ningún resultado individual puede ser inferior al 95%. Inmediatamente después
que la mezcla haya sido extendida se hará el control de espesor y se corregirá
cualquier defecto. Luego se efectuará una cuidadosa compactación y el
cilindrado se comenzará por los bordes y avanzará hacia el centro de la vía de
modo que cada pasada del rodillo traslape por lo menos la mitad de la anterior.
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En las curvas, la compactación se iniciará desde el borde inferior hacia el
superior de las mismas.
La mezcla se compactará a la máxima temperatura posible, cuando el
cilindrado no cause desplazamientos indebidos o grietas. La primera pasada
debe darse a una temperatura mínima de 115°C.
Para prevenir la adherencia de la mezcla al cilindro, las ruedas se
humedecerán ligeramente. No se permitirá el exceso de agua.
Cualquier desplazamiento ocurrido como consecuencia de la contramarcha o
cambio de dirección del cilindro o por causas similares, se corregirá
inmediatamente con el uso de rastrillos y la adición de mezcla fresca.
Se tendrá especial cuidado en el cilindrado para no desplazar los bordes de la
mezcla extendida. El pavimento se dará al servicio solamente cuando se haya
endurecido y en ningún caso antes de seis (6) horas posteriores a la
terminación de la compactación.
En las zonas inaccesibles para la cilindradora se obtendrá la compactación de
la mezcla mediante compactadores portátiles mecánicos adecuados.
Para la compactación final y el acabado de la mezcla se utilizará un
compactador de llantas neumáticas con presión de inflado superior a 7 Kg/cm2.
7.8 Juntas. Las juntas de construcción de una capa de concreto asfáltico, serán
verticales. Antes de colocar mezcla nueva, el borde vertical del pavimento
adyacente debe pintarse con asfalto. (Riego de liga).
7.9 Reparaciones. Todos los defectos del pavimento no advertidos durante la
colocación y compactación serán corregidas y aprobadas por el supervisor.
Además, las perforaciones para los ensayos, serán reparadas por el contratista
por su cuenta y riesgo.
7.10 Tolerancias. Una vez ejecutada la última capa del pavimento, ésta
cumplirá los siguientes requisitos:
La distancia entre el eje del proyecto y el borde de la capa de rodadura,
excluyendo sus chaflanes, no admiten ninguna tolerancia con respecto a la
distancia señalada en los planos o determinada por el supervisor.
El espesor verificado por medio de perforaciones en el pavimento terminado en
promedio no deberá acusar diferencias mayores de más o menos medio
centímetro ( +/-0.5 cm.).
Una regla de tres (3) metros de longitud colocada normal y paralelamente al
eje de la vía sobre la superficie del pavimento, no deberá acusar diferencias
mayores de más o menos medio centímetro ( +/-0.5 cm.).
Las tolerancias para la calidad y características de los materiales y mezclas,
son las especificadas en esta sección. Cualquier mezcla que no cumpla con
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estas especificaciones o que muestre señales de haber sido sobrecalentada,
será rechazada por el supervisor y será retirada de la obra por el Contratista
por su cuenta y riesgo.
En caso de presentarse defectos de calidad, construcción o acabado, respecto
a lo especificado (pavimento suelto) agrietado o mezclado con polvo,
graduaciones o mezclas fuera de las tolerancias indicadas o deficiencias de
espesor mayores que las admisibles, el Contratista removerá y reconstruirá el
pavimento en el tramo afectado.
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