Micro pavimentos+fhwa--sa-94-051[1]

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Micro pavimentos+fhwa--sa-94-051[1]

  1. 1. Condiciones para Prácticas de Diseño,Construcción y Rendimiento de Micro-pavimentos 1 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  2. 2. INDICE GENERALRESUMEN EJECUTIVO………………………………………………………………... 3INTRODUCCION……………………………………………………………………..….. 4 A. ANTECEDENTES……………………………………………………………………. 4 B. OBJETIVO…………………………….…………………………………………...…. 4 C. DEFINICIONES………………………………………………………………...……. 5 D. DESCRIPCIONES, USOS E HISTORIA……………………………………......….. 6PRACTICAS DE DISEÑO DE MEZCLA…………………………..…………..….. 8 A. SELECCION DE COMPONENTES Y PRUEBAS……………..………...……….. 8 1. Agregados……………………………………………………………………… 8 2. Finos Minerales…………………………………………………………….…. 10 3. Emulsión………………………………………………………………………. 12 4. Agua……………………………………………………………………………. 13 5. Polímero……………………………………………………………………….. 14 6. Aditivos de control en campo……………………………………………..….. 14 B. PRUEBAS DE MEZCLADO………………………………….…………………..…. 15 1. Mezclado y características de aplicación……………………………………. 15 2. Determinación del contenido óptimo de asfalto…………………..……….... 18 C. PRUEBAS DE RENDIMIENTO A LARGO PLAZO……………………………… 23CONSTRUCCIÓN………………………………………………………………………… 28 A. CONDICIONES ATMOSFERICAS…………………………………………..……. 28 B. EQUIPO………………………………………………………………………..……… 28 C. PREPARACION DE LA SUPERFICIE……………………………………..……… 32 D. APLICACIÓN……………………………………………………………………..….. 32 E. CALIDAD DE LA CONSTRUCCIÓN…………………………………………..….. 35 1. Texturizado/Sellado………………………………………………………..…. 35 2. Recuperación de Ahuellamientos…………………………………………..... 38 3. Pases de prenivelacion………………………………………………………… 39 4. Recomendaciones y otros usos……………………………………………...... 40 F. DISEÑOS ALTERNOS Y ASPECTOS CONSTRUCTIVOS…………………..…. 41 G. ESPECIFICACIONES……………………………………………………………...... 42COMPORTAMIENTO…………………………………………………………………... 44 A. AHUELLAMIENTO…………………………………………………………………. 44 B. RESISTENCIA ANTI-DERRAPANTE………………………………………….….. 46 C. DESINTEGRACION/DESPRENDIMIENTO………………………………………. 46 D. SELLADO/PERFILADO DE GRIETAS……………………………………………. 46 E. ALISAMIENTO (PÉRDIDA DE FRICCION SUPERFICIAL)…...……….….…... 47 F. INTERCAPAS………………………………………………………………………… 47COSTO………………………………………………………………………………….…..... 48CRESUMEN Y COMENTARIOS……………………………………………….……. 50 2 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  3. 3. RESUMEN EJECUTIVOEl Micro-pavimento (micro-surfacing) es un sistema de pavimentación superficial por capas delgadascompuesto por emulsión asfáltica modificada con polímeros, 100% agregados triturado, finos minerales,agua y aditivo de control de campo según sea necesario. Es aplicado como tratamientos superficialesdelgados de 10 - 13 mm de espesor, para mejorar características de fricción en pavimentosprincipalmente. Su segundo mayor uso es en recuperación de ahuellamientos, tanto en vías conmoderado así como con alto volumen de tráfico vehicular. El micro-pavimento ha sido también usadopara corregir irregularidades en pavimentos como alisamientos por exudación, desintegración yoxidación.El Micro-pavimento fue desarrollado en Europa a mediados de los años 70’s, fue usado por primera vezen los Estados unidos en 1980 en Kansas. Desde entonces, ha sido usado en carreteras con moderado yalto tráfico en varios Estados. Cuando es diseñado y construído apropiadamente, el micro-pavimento hamostrado resultados prometedores de 4 – 7 años como vida de servicio. Ya que el micro-pavimento seadhiere bien con la superficie existente, puede ser perfilado sin desintegración de bordes y puedegeneralmente ser abierto al tráfico dentro de una hora después de su aplicación, es particularmenteapropiado para carreteras de alto volumen y áreas urbanas.Considerando el potencial del micro-pavimento, su uso ha sido de alguna manera restringido debido avarios factores. Estos incluyen contratistas con falta de experiencia, falta de calidad de agregados enmuchas partes del país, inhabilidad de contratistas (en algunos casos) de obtener agregados con lagranulometría requerida debido a la baja demanda, rechazo de usuarios a aplicar nuevas tecnologías einformación faltante o incompleta en esta tecnología. Desde el punto de vista de la Ingeniería, losprocedimientos de diseño de micro-pavimentos no has sido aún estandarizados. La industria del morteroasfáltico y micro-pavimento (slurry seal & micro-surfacing) está consciente de esto, actualmente estádando pasos para mejorar y estandarizar los procedimientos y pruebas de diseños de mezcla y ajustar losdiseños estándar para reflejar mejor los efectos en la amplia variación de los materiales.Tecnologías como el micro-pavimento, ofrecen soluciones con efectividad en costos y mejoran ante todoel rendimiento del pavimento. Este documento es una revisión comprensiva de terminologías, diseño,construcción, costo y desempeño del micro-pavimento. La recopilación de información asistirá agerentes y diseñadores ofreciendo una opción adicional, al seleccionar el tipo de técnica para larehabilitación de superficies, que cumplan tanto como con el presupuesto así como con los criterios derendimiento en proyectos. 3 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  4. 4. MICRO-PAVIMENTOS (Técnica para rehabilitación de superficies)INTRODUCCIÓNA – ANTECEDENTESEl rendimiento de un pavimento depende de su condición estructural y funcional. Mientras que lacondición estructural depende de la capacidad de carga del pavimento y de la base, la condiciónfuncional describe cuan “buena” es una vía para permitir al usuario moverse desde un punto A hasta unpunto B bajo condiciones aceptables de confort y seguridad, a costos y velocidad aceptables.Mantenimiento preventivo y técnicas de rehabilitación superficial que pueden preservar y mejorar éstascondiciones funcionales, ofrecen soluciones de bajo costo inicial y mejoran el rendimiento total delpavimento. Estas técnicas deben ser consideradas por Ingenieros y Gerentes cuando seleccionen unaestrategia para cumplir tanto con las necesidades presupuestarias, como con los criterios de rendimiento.Generalmente con la aplicación de técnicas de mantenimiento preventivo y rehabilitación de superficies,se logra poco o ningún incremento estructural. Por ello estas técnicas deben de ser consideradas solopara aquellos pavimentos que posean capacidad de carga remanente, necesaria para soportar las cargasde diseño vehicular. Casi todas las agencias de carreteras usan algún tipo de técnica de rehabilitación desuperficies, para mantener y extender la vida útil de sus pavimentos.Una nueva y promisoria tecnología (micro-pavimentos) ha sido usada en los Estados Unidos como unatécnica de rehabilitación para pavimentos asfálticos desde 1980. El micro-pavimento es un sistema depavimentación compuesto por de emulsión asfáltica modificada con polímeros, agregados triturados,finos minerales, agua y aditivos de control en campo. Cuando se diseña y aplica apropiadamente, hamostrado buenos resultados para mejorar las características de fricción superficial, recuperación deahuellamientos y pequeñas irregularidades, en vías tanto de alto como de bajo volumen de tráfico.También ha sido usado como un sello superficial para corregir irregularidades tales como pérdidade propiedades anti-derrapantes (alisamiento), oxidación y desprendimientos en pavimentos. Losresultados han sido variables, pero generalmente apropiados para estas aplicaciones. El uso demicro-pavimentos en vías pavimentadas con cemento portland (PCC) y en plataforma de puentes, hasido relativamente limitado pero usualmente satisfactorio.B. OBJETIVOLa selección de la estrategia de rehabilitación de superficie más económica y más efectiva para unproyecto dado, requiere comprender a profundidad las limitaciones, rendimientos y costos asociados acada estrategia viable de rehabilitación. Desafortunadamente, la información en referencia ainvestigaciones y aplicaciones actuales, es a menudo escasa y las evaluaciones son incompletas. Por lotanto, la información necesaria no está disponible fácilmente a gerentes e ingenieros enfrentados con ladecisión de seleccionar la técnica de rehabilitación de superficies mas apropiada. Esto particularmenteverdadero para los micro-pavimentos, por lo cual aún después de 20 años de uso, pocos ingenieros einspectores entienden a profundidad los diversos aspectos del sistema, los requerimientos de materialesy los diseños de mezcla.El objetivo de este folleto es sintetizar información acerca del uso, diseño, construcción,comportamiento, costo y limitaciones del micro-pavimento. Intentamos resumir las experiencias devarios Estados y comunicar la información a las agencias de carreteras, para ser usada cuando seconsidere el micro-pavimento como una técnica de rehabilitación para sus vías. Se efectuó una detalladarevisión de literatura conjuntamente con inspectores de campo, a numerosos proyectos existentes y en 4 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  5. 5. ejecución en varios Estados. Los proyectos fueros seleccionados para representar varios climas,condiciones de pavimentos en carreteras de moderado y alto tráfico. Se discutió con representantes deagencias usuarias y de la industria, para recopilar información acerca de uso, comportamiento y costosde los micro-pavimentos. Adicionalmente, se hicieron visitas a los laboratorios de materiales de lasindustrias y fabricantes de equipos, para obtener información acerca de mezclas y de la operación deequipos.C. DEFINICIONES asíVías de alto volumenPara el propósito de este trabajo, las vías de alto volumen se definen como las carreteras y arterias dondecirculan más de 5,000 vehículos por día y por carril. Vías con tráfico pesado de camiones (mas de500,000 vehículos por año, con un equivalente de carga por eje simple de 80 kN) también sonconsideradas como vías de alto volumen. Vías de bajo volumen son definidas como carreteras troncalesy locales que tienen un tráfico diario promedio (ADT) de menos de 500 vehículos por día por carril.Técnicas de Mantenimiento y Rehabilitación de SuperficiesLas técnicas de mantenimiento y rehabilitación de superficies son definidas en este folleto como eltrabajo realizado a la superficie del pavimento, para preservar o extender su vida útil, hasta que seanecesaria una rehabilitación o reconstrucción completa. Estas técnicas pueden clasificarse en preventivasy correctivas, de acuerdo a su función. • Técnicas correctivas, son usadas para reparar deficiencias en la superficie del pavimento a medida que se desarrollan. Pueden incluir reparaciones temporales y permanentes. La reparación de ahuellamientos y el mejoramiento de la fricción superficial, son usualmente considerados como mantenimiento correctivo. • Técnicas preventivas, pretenden mantener el pavimento por encima de un nivel mínimo aceptable y son usadas para retardar el deterioro del pavimento, a un nivel en el cual requiera corrección o reconstrucción. El sellado de superficies se considera una forma de mantenimiento preventivo.Ruptura, Deposición y Curado de la EmulsiónUna emulsión asfáltica es la suspensión de cemento asfáltico en agua, con un agente emulsificante. Laseparación del cemento asfáltico del agua en contacto con una substancia extraña, como el agregado oun pavimento, es llamado Ruptura. El tiempo que tardan las gotas de asfalto en separarse del agua esllamado comúnmente “tiempo de rompimiento”. Por ejemplo, una emulsión de ruptura rápida, romperágeneralmente entre 1 y 5 minutos, mientras que una de ruptura media puede tomar 30 minutos o máspara romper. Las emulsiones modificadas para micro-pavimentos son diseñadas para romper entre 2 y 4minutos. El propósito del proceso de ruptura, es cubrir las partículas de agregado en la mezcla. Los finosminerales y el aditivo de campo (emulsificante), son usados para controlar el rompimiento de lasemulsiones. El proceso de rompimiento puede reconocerse por un cambio del color de la mezcla de caféa negro. 5 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  6. 6. Tiempo de deposición, en el contexto del micro-pavimento se refiere al tiempo en el cual, agua clara esexpulsada de la mezcla al aplicársele presión. En este momento, la mezcla es resistente al agua y nopuede ser re-mezclada. El tiempo de deposición del micro-pavimento esta en aprox. 20 minutos.Proceso de curado, es la eliminación completa del agua de la mezcla emulsificada debido a laevaporación, expulsión química, presión o absorción de los agregados. Aunque el micro-pavimentopuede tomar de 7 a 14 días para su curado, la mayoría del agua en la mezcla (90- 97 %) es desplazadadentro de las primeras 24 horas.Cubrimiento del agregadoEl cubrimiento del agregado es un proceso que se inicia y continua progresivamente a medida que lamezcla rompe, entra en deposición y cura. Al final del proceso de curado, el cubrimiento del agregadocon cemento asfáltico es completo.Tiempo de apertura al tráficoEl tiempo de apertura al tráfico en el contexto del micro-pavimento, se refiere al tiempo después del cualpuede permitirse circular al tráfico sobre la nueva superficie, sin dañarla. Las aplicaciones de micro-pavimento en espesores hasta de 13 mm están diseñadas para aceptar tráfico dentro de una hora despuésde su aplicación.D. DESCRIPCIONES, USOS E HISTORIAEl micro-pavimento (micro-surfacing) es una mezcla compuesta por emulsión asfáltica catiónicamodificada con polímeros (tipo quick-setting), agregados pétreos 100 % triturados, finos minerales,agua y aditivos de control de ruptura en campo. Como material de finos se usa generalmente cementoportland tipo I; sin embargo muchos materiales inertes pueden usarse. La cal hidratada ha sido usada enalgunos sistemas. El aditivo de control en campo se usa para ajustar el tiempo de rompimiento durante laaplicación.El micro-pavimento es básicamente un tipo de mortero asfáltico (slurry seal) con un ligante modificadocon polímeros que requiere agregados de alta calidad. Aunque el mortero asfáltico puede ser colocadosolo en espesores 1 ½ veces el tamaño mayor del agregado en la mezcla (debido al alto contenido decemento asfáltico), el micro-pavimento puede ser colocado en capas de mayor espesor, debido alincremento en la estabilidad de la mezcla. Comparado con el asfalto en caliente (HMA), que se trabajasolamente cuando esta caliente y se endurece a medida que se enfría, el micro-pavimento es mezclado yaplicado e temperatura ambiente. La emulsión rompe y se endurece a través de un proceso electro-químico y por la perdida de agua del sistema. El micro-pavimento es también llamado un sistema demezcla en frío. 6 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  7. 7. Los usos más comunes del micro-pavimento son como textura superficial/sellado y recuperación deahuellamientos en pavimentos de concreto asfáltico. Algunos Estados han usado el micro-pavimento conotros propósitos, como: • Corrección de desprendimientos/pérdida de fricción superficial • Micro-capas de nivelación • Capas intermedias • Sellado/calafateado de grietas • Recuperación y llenado de vacíos • Reparación y bacheos de poca profundidadNo obstante el micro-pavimento es usado principalmente en pavimentos asfálticos, en algunos Estadosse ha usado sobre pavimentos rígidos de PCC (Portland Cement Concrete) y en puentes, para larestauración de propiedades antiderrapantes. Por lo menos un Estado ha usado el micro-pavimento parala recuperación de ahuellamientos en pavimentos rígidos de PCC.Historia de los micro-pavimentosEl micro-pavimento fue desarrollado inicialmente en Europa, donde es conocido generalmente comomicro concreto asfáltico. A mediados de los años 70’s, Screg Route una compañía Francesa diseñó unSeal-Gum que era un micro concreto asfáltico el cual fue posteriormente mejorado por la firma Raschigde Alemania. Raschig comercializó su producto en los Estado Unidos bajo el nombre de “Ralumac” aprincipios de los años 80’s. A finales de la década de los 80’s, la firma Española Elsamex desarrollo ycomercializo su micro concreto asfáltico en los Estados Unidos bajo el nombre de Macroseal. Hoymuchos otros sistemas genéricos están disponibles en los Estado Unidos.Micro-pavimentos en los Estado UnidosEl micro-pavimento fue inicialmente introducido en los Estados Unidos en Kansas. Desde entonces,muchos otros Estados y agencias locales han usado este tratamiento para corregir ciertas condiciones depavimentos en vías de tráfico moderado y pesado. Los Estados que mayormente lo ha usado son:Kansas, Ohio, Oklahoma, Pennsylvania, Tennessee, Texas y Virginia. El micro-pavimento también hasido aplicado en varios kilómetros de autopistas (turnpikes) de tráfico pesado y alto tráfico vehicular enNew Jersey, Pennsylvania y otro tipo de autopistas (freeways) en varios Estados.Sistemas de Micro-pavimentosLas mayores diferencias entre los variados sistemas de micro-pavimentos, se deben a los tipos deemulsificante y polímeros usados. Aunque el micro-pavimento puede ser diseñado aniónico, todas laemulsiones usadas hasta el presente para micro-pavimentos en los Estado Unidos, han sido catiónicas.Muchos de los sistemas de micro-pavimento son conocidos por su nombre genérico (ejemplo: micro-pavimento) sin embargo, otros son conocidos por el nombre comercial de las emulsiones. Por ejemplo elsistema de micro-pavimento que usa emulsión Ralumac se le conoce como Ralumac. Existen otrosnombres comerciales como: Polymac, Macroseal, Durapave, etc. 7 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  8. 8. PRACTICAS DE DISEÑO DE MEZCLAComo se ha mencionado en este folleto, el diseño se refiere a la caracterización de los materiales ydiseños de mezcla. Desde que el micro-pavimento al igual que otros tratamientos de superficie, se utilizapara mejorar la funcionalidad de los pavimentos, ningún diseño estructural es efectuado. En la práctica,al constructor se le pide proveer un diseño de mezcla que cumpla con las especificaciones para mezclasy materiales de la Agencia Estatal de Carreteras (SHA). El diseño de mezcla que es normalmentedesarrollado por el productor de la emulsión, establece cantidades de emulsión modificada conpolímeros, agregados y finos minerales e incluye rangos recomendados para las cantidades de agua yaditivos. El constructor es responsable de la selección de las cantidades de agua y aditivos, de acuerdo alas condiciones de campo. La información sobre el diseño de mezcla en este folleto, se basa endocumentos de diseño de la International Slurry Surfacing Association (ISSA) y otras publicaciones, envisitas a laboratorios de materiales, en la revisión de especificaciones estatales y en discusiones con laindustria y agencia usuarias.El proceso de diseño de micro-pavimentos consiste en los siguientes pasos:A) Selección y pruebas de los componentes de la mezcla para verificar si cumplen con las especificaciones.B) Pruebas de las mezclas para determinar: a) Mezclado y características de aplicación de los componentes mayores (emulsión y agregados), efectos del contenido de agua, de los finos y de los aditivos y b) Contenido óptimo de cemento asfáltico.C) Pruebas relacionadas con el comportamiento de las muestras en las mezclas, para asegurar un buen rendimiento a largo plazo.A. PRUEBAS Y SELECCIÓN DE MATERIALESEl primer paso en el diseño de una mezcla para micro-pavimentos, es la selección y prueba de loscomponentes de la mezcla (primeramente los agregados y la emulsión asfáltica modificada conpolímeros). La mayoría de las pruebas a los componentes de la mezcla son las establecidas por laAmerican Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) y la American Societyof Testing Materials (ASTM).1. AgregadosLos agregados (excluyendo finos minerales) constituyen entre el 82 y 90 % del peso del micro-pavimento, dependiendo de la granulometría de los agregados y la aplicación, éstos tienen una graninfluencia en el rendimiento de los micro-pavimentos. Para obtener mejores resultados, los agregadosdeben ser 100 % triturados, limpios, resistentes y libres de químicos, arcillas y otras materias quepuedan afectar su adherencia, mezclado y colocación. Los agregados triturados preferentemente deberánde ser angulares y no contener muchas partículas planas ni alargadas. La granulometría del agregado yotros componentes de la mezcla requeridos por los Estados, normalmente siguen las recomendaciones dela ISSA con variaciones menores (ver tabla 1). 8 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  9. 9. TABLE 1. COMPOSITION OF MICRO-SURFACING SYSTEMS STATE ISSA ISSA PA OK OH TX TN VA AZ TYPE II III B II - GR-2 - C IIISIEVE SIZEmm (inches) % PASSING 9.5 (#3/8) 100 100 95-100 99-100 100 99-100 100 100 100 4.75 (#4) 90-100 70-90 65-85 80-94 85-100 86-94 64-100 70-95 55-74 2.36 (#8) 65-90 45-70 46-65 50-80 45-65 40-75 45-70 45-55 2.00 (#10) 40-60 1.18 (#16) 45-70 28-50 28-45 40-65 25-46 25-60 32-54 25-40 0.60 (#30) 30-50 19-34 19-34 25-45 15-35 16-39 23-38 19-34 0.40 (#42) 12-30 0.30(#50) 18-30 12-25 10-23 13-25 10-25 8-29 16-29 10-20 0.22 (#70) 8-20 0.15 (#100) 10-21 7-18 7-18 5-20 9-20 7-18 0.075 #200) 5-15 5-15 4-10 5-15 5-15 5-15 2-14 5-15 5-15 Residual 5.5.-9.5 5.5.-9.5 5.5.-7.5 6-9 6-8 6-9 5-9 5-7.5 6-11.5 asphalt* Mineral 0-3 0-3 0.5-2.5 1.5-3.0 0.5-2.5 0.5-3.0 0.5-3.0 0.25-3.0 0.1-1.0 Filler Polymer 3 min. 3 min. as req. 3 min as req. as req. as req. 2.8 min. 5 min. modifier **Application rate 5.4-10.6 8.1-16.2 13.3-21.3 13.3 11.7-16.2 13.3 10.6-16.2 10.6-18.7 kg/m2 Water and additive**** % by dry weight of dry aggregate** % solids by weight of residual asphalt*** as neededNotes: 1. Some States (e.g., Tennessee) routinely apply two layers of micro-surfacing. 2. PA uses 3 gradations (A, B, RF) A is a finer type and RF is a coarser used for filling deep ruts. Only natural rubber is specified as a modifier. 3. OK uses 3 gradations types I, II, III. Type III is normally used for filling deep ruts 4. OH and Tennessee specify only one gradation 5. TX specifies two gradations Grades 1, 2. 6. VA specifies two gradations: Types B, C. Type C is also used for rut filling with slightly reduced binder content (4.5-6.5 %) 7. NC gradations/applications rates and mixture composition are similar to Virginia, except that polymer content must be a minimum of 3%. 9 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  10. 10. Selección de AgregadosLos agregados para el micro-pavimento deberán de ser de alta calidad. Las actuales especificacionesEstatales generalmente identifican los tipos de agregados que pueden ser usados en micro-pavimentos.El constructor, con las recomendaciones del laboratorio de diseño de mezclas, selecciona el tipo deagregado y la fuente apropiada que mas se adapte a la operación, notifica al laboratorio de mezclas de suselección y de ser necesario proporciona una muestra de agregado para uso del laboratorio. Aunque losagregados de buena calidad esta disponibles en muchas partes del país (USA) los constructores en otraslocalidades tienen dificultad en conseguir agregados de buena calidad a distancias razonables.Otro problema es la poca disposición de los proveedores de agregados de suministrar la granulometríaque requieren los micro-pavimentos, debido a la relativamente baja cantidad requerida para un proyectoespecífico. Diferentes tipos de agregados han sido usados con éxito en micro-pavimentos en diversosEstados. Los cuales incluyen:Estado Tipo de agregadoOhio Caliza, escoria de alto horno, sílicePennsylvania Caliza, síliceVirginia Granito, diabasita, sílice, basaltoTennessee Granito, escoriaOklahoma Pedernal, granito, arena de rocaTexas Granito, arena de roca, roca trapeana, basalto, reolita.Kansas Pedernal, calizaNebraska Pedernal, granito, grava triturada, cuarzitaColorado Granito, grava silícea, basalto, diabasitaPruebasLas agencias de usuarios realizan muchas pruebas básicas en fuentes de agregado y en los depósitos demateriales, para determinar su compatibilidad y usarse en aplicaciones. Pruebas adicionales sonrealizadas por los laboratorios de diseño, para determinar las características del agregado consideradasde importancia para el diseño, construcción y rendimiento de las mezclas para el micro-pavimento. Latabla 2 muestra algunas de as pruebas requeridas para el micro-pavimento. Discusiones adicionalesacerca de estas pruebas y de su importancia en micro-pavimentos se incluye en el apéndice A.Es muy importante para el control de calidad de los micro-pavimentos, que se ejecuten las pruebas a lasfuentes de agregados, ya que la composición y las características químicas pueden variar. Muchas de laspruebas comunes para los agregados de asfalto en caliente (HMA) y morteros asfálticos (slurry seal) sontambién aplicables a los micro-pavimentos. Generalmente, los requerimientos de las agencias usuariasde micro-pavimentos son mayores que para el mortero asfáltico.2. Finos mineralesLos finos minerales cumplen dos propósitos principales: a) minimizar la segregación de los agregados yb) incrementar o reducir el sistema con el cual la mezcla alcanza su rompimiento y su deposición. Parala mayoría de los agregados, los finos minerales acortan el tiempo de rompimiento. El cemento portlandy la cal hidratada has sido usados como finos minerales para micro-pavimentos. Los finos minerales,típicamente incrementan la rigidez del residuo asfáltico. Para la mayoría de agregados, los finosminerales son requeridos para que la mezcla obtenga una deposición apropiada. 10 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  11. 11. Los finos minerales particularmente el cemento portland, puede también ser usado para mejorar lagranulometría, pero su costo puede ser prohibitivo. Normalmente se especifica hasta un 3 % de cementoportland (o ¼ a ¾ de cal hidratada) por el peso seco del agregado.Los finos minerales son normalmente aceptados por laboratorios de diseño de mezclas, sobre la base dela certificación de los proveedores y no se realizan pruebas de calidad adicionales. Muchos laboratoriosalmacenan los finos minerales que usarán en sus diseños. Algunas veces el constructor suministra unamuestra del fino mineral, si la fuente no es conocida por el laboratorio de diseño. El análisis deltamizado de los finos minerales se realiza bajo las normas AASHTO T37 (ASTM D546). TABLE 2. COMMONLY USED AGGREGATE TESTS FOR MICRO-SURFACING Standard Commonly used TEST AASHT Significance of the Test values for micro- ASTM ISSA surfacing O Durability, resistance to 15-20 % max. weight Soundness C88 T104 weathering disintegration loss LA Hardness, resistance to 30% max C131 T96 Abrasion weathering disintegration weight lossParticle Shape D3398 Workability, strength and 100 % crushed; good and Texture D4791 skid resistance texture Calculation of AC content, maintain proper void Gradation C136 T27 ISSA Type II and III content, affects surface texture workability Sand Determine the amount of D2419 T176 60 min. equivalent clay or plastic fines Determines change in unit Unit weight C29 T19 weight of aggregate with change in moisture content Specific C127 Determination of AC T84 Gravity C128 content Methylene TB 145 Determines fines reactivity 15 max* Blue Value* This value represents the maximum amount of methylene blue commonly allowed for the test. Only fewlaboratories run this test. 11 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  12. 12. 3. EmulsiónEmulsiones catiónicas modificadas con polímeros son comunmente usadas en las mezclas de micro-pavimentos en los Estados Unidos. El contenido de asfalto residual en los micro-pavimentos,generalmente varia de 5.5 - 9.5 % por el peso seco del agregado (ver tabla 1).Las propiedades de la emulsión asfáltica dependen grandemente de un producto químico denominadoemulsificante. El emulsificante determina que la emulsión pueda ser clasificada como catiónica,aniónica o no-iónica. El emulsificante mantiene las partículas de asfalto en suspensión estable y permiteel rompimiento (ejemplo: la reversión a cemento asfáltico) en el tiempo apropiado. A medida que seincrementa el emulsificante, aumenta el tiempo de rompimiento.Muchos emulsificantes están disponibles en el mercado. Cada emulsificante debe ser evaluado yseleccionado para determinar su compatibilidad con el cemento asfáltico a emulsionar. La mayoría delos emulsificantes catiónicos son grasas aminas (por ejemplo: diaminas, imidazolinas, amidoaminas,etc.). Las aminas son convertidas en jabón por la reacción con un ácido, usualmente ácido clorhídrico.Otros tipos de emulsificantes (ejemplo: grasas y sales cuaternarias de amonio) usados para produciremulsiones cationicas, no requieren la adición de ácidos para hacerlas solubles en agua. Cada productorde emulsificante tiene su propio procedimiento para usar su emulsificante en la producción deemulsiones asfálticas. Generalmente, el agente emulsificante se mezcla con agua antes de suintroducción en el molino coloidal en la planta de producción. Las especificaciones actuales nocontemplan ninguna prueba para el emulsificante.Para el micro-pavimento, los proveedores de emulsión adquieren cemento asfáltico que cubre lasespecificaciones HMA para aplicaciones en caliente. Los productores d cemento asfáltico típicamenteefectúan pruebas en el asfalto para determinar características de ductilidad, viscosidad, penetración ypérdida por película delgada en horno, para cumplir con las especificaciones Estatales de los gradosespecíficos de asfalto (ejemplo: AC-10, AC-20, etc.)PruebasLos productores de emulsión realizan una serie de pruebas estándar a las emulsiones y al asfaltoresidual, para determinar su viabilidad de uso en micro-pavimentos y asegurarse de cumplir con lasespecificaciones Estatales. Algunas de las pruebas comúnmente usadas son:Pruebas a las emulsiones asfálticas • Viscosidad Saybolt Furol @ 25° C, seg. AASHTO T50 ASTM D244 • Pruebas de sedimentación AASHTO T59 ASTM D244 • Prueba del tamiz AASHTO T59 ASTM D244 • Carga de partícula AASHTO T59 ASTM D244 • Prueba del pH ISSA 12 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  13. 13. Pruebas al residuo por evaporación • Viscosidad absoluta, 60° C, poises ASTM 2171 • Penetración, 100 gm./5seg. @ 25° C AASHTO T49 ASTM D2397 • Punto de ablandamiento AASHTO T49 ASTM D36 • Ductilidad @ 25° C, 5 cm./min. cm. ASTM D113 • Contenido de polímeros en el residuo ISSALa tabla 3 muestra las pruebas a emulsiones y al residuo asfáltico requeridas por algunos Estados. Unadiscusión sobre éstas pruebas está incluida en el Apéndice A. Existe una buena posibilidad que muchasde las pruebas que se efectúan actualmente; como la viscosidad, punto de ablandamiento y penetración,puedan ser reemplazadas por especificaciones para ligantes en el Strategic Highway Research Program(SHRP) TABLE 3. TEST ON EMULSION AND RESIDUE STATE VA AZ TX OKTEST ON EMULSION Viscosity @ 25°C, sec 15-50 20-100 20-100 Storage Stability, 24 hrs, % 0.1 max. 0.01*-1 0-1 0-1 Sieve, % 0.01-0.1 0-0.1 0-0.1 Particle charge positive Positive positive positive Residue, % 57 min. 60-61.5* 62 min 62 min.TEST ON RESIDUE Absolute Viscosity, 60° C, poises 8,000 min 6,621*-8,000 8,000 Penetration, 100 gm, 5 sec. 40-100 55-90 4-90 Softening point, ° C 59 min. 60-69* 57 min. 57 min. Ductility, 25° C, 5cm/minute 40-119 70 70 Solubility in Trichloroethylene, % 97.5 97 97 * Typical values4. AguaEl agua es el medio utilizado para las mezclas de micro-pavimentos. Es el principal factor en ladeterminación de la consistencia en la mezcla. Es introducida en las mezclas, de tres maneras: como lahumedad contenida en los agregados, como el agua de mezclado y como uno de los dos constituyentesmayores presentes en la emulsión asfáltica. Cualquier agua potable puede ser usada en micro-pavimentos, por lo que normalmente la calidad no es tan importante como la cantidad.Dependiendo de la condición del agua y del porcentaje de absorción en los agregados, buenas mezclaspara micro-pavimentos pueden ubicarse en un rango limitado como contenido total de humedad,típicamente del 4 – 12 % respecto al peso seco del agregado. Cantidades menores de agua son usadas enclimas fríos y mayores durante climas calientes. Las mezclas con muy bajo contenido de humedad, son 13 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  14. 14. muy difíciles de esparcir y resultara con una muy baja adhesión al pavimento existente. Por otra parte,las mezclas que contienen mas del 12 % de agua, pueden ser demasiado fluidas segregando la mezcla,como se evidencia al asentarse el agregado dejando en suspensión al ligante emulsionado. El agua no es enviada al laboratorio para pruebas de diseño de mezcla sin embargo, si el agua esexcesivamente alta en minerales (posibilidad en lugares muy distantes), puede causar dificultades en elmezclado y en el rompimiento. Las actuales especificaciones Estatales, no establecen limites a lacantidad de agua que puede ser adicionada en campo.3. PolímerosLa adición de polímeros típicamente incrementa la rigidez del asfalto y mejora su susceptibilidad acambios de temperatura. El incremento de la rigidez incrementa la resistencia a ahuellamientos enclimas calidos y permite el uso de bases de cemento asfáltico relativamente mas blando, que a la vez,provee un mejor comportamiento en bajas temperaturas. Los ligantes modificados con polímeros,también muestran mejoras en las propiedades de cohesión y adhesión. Los polímeros pueden seradicionados en la solución con el emulsificante, o bien pueden ser mezclados con el cemento asfálticobase ya sea en la refinería o en la planta de emulsión pero siempre antes de la emulsificación. El primermétodo es preferido por algunos productores de emulsión, ya que puede ocurrir cierta degradación en losenlaces químicos (redes) del polímero debido al calor.Típicamente para mezclas de micro-pavimentos se especifican cantidades del 3 – 4 % de polímerossólidos (presentes en el residuo por destilación) por el peso del asfalto residual. Generalmente, unincremento en la cantidad de polímeros (hasta cierto limite) incrementara la rigidez de la mezcla.Pruebas de laboratorio, indican que la rigidez de la mezcla es también sensitiva a la cantidad deemulsión asfáltica. Algunos estudios de laboratorio indican que la adición de polímeros, usualmenteresultara en una máxima rigidez con contenidos de emulsión del 10 – 12 %.Los polímeros usados en micro-pavimentos son los mismos usados en otras mezclas asfálticos. La gomade látex natural, es usada mas a menudo, pero otros polímeros, incluyendo styrene-butediene-rubber(SBR), styrene-butadiene-styrene (SBS) y ethylene-vinyl-acetate (EVA) también son usados. Algunoscementos asfálticos no se modifican tan bien como otros. Similarmente, ciertos polímeros trabajan mejorque otros. Datos actuales en rendimientos, no identifican al mejor de los polímeros para micro-pavimentos. La cantidad y conveniencia (compatibilidad) de los polimeros es actualmente determinadapor pruebas de viscosidad y punto de ablandamiento en los cementos asfálticos. Si un polímero nocontribuye a mejorar el comportamiento característico de la mezcla, esto rápidamente resultara evidenteen las pruebas de mezcla y residuo asfáltico.6. Aditivos de control en campoAunque un aditivo puede ser usado tanto para acelerar como para retardar el tiempo de rompimiento deuna mezcla de micro-pavimento, comunmente es usado para retardar el tiempo de rompimiento. Lasregulaciones Estatales actuales, no especifican el tipo o cantidad de aditivo que puede ser adicionado encampo. Generalmente, el emulsificante usado en la elaboración de la emulsión, se usa como aditivo,debido a su compatibilidad con otros componentes de la mezcla. La cantidad de aditivo varia de 0-2 %del volumen de la emulsión. La práctica común es, mantener baja la cantidad de aditivos. En días muyfríos, ninguna o una mínima cantidad es necesaria. El diseño de la mezcla incluye recomendaciones enreferencia a cantidad y uso del aditivo. Su costo varia entre US$ 2.60 a US$ 5.20 por litro. 14 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  15. 15. B. PRUEBAS DE MEZCLADOComo cualquier mezcla para superficies, la buena calidad de los materiales es importante para elrendimiento apropiado de las mezclas de micro-pavimentos. Sin embargo, solamente materiales debuena calidad no aseguran una mezcla satisfactoria de micro-pavimentos ya que pueden serincompatibles cuando se mezclan entre ellos. Es por esta razón que las pruebas a la mezcla son tanimportantes en la evaluación del micro-pavimento.Las pruebas de mezclado se realizan para determinar: (1) características de mezclado y aplicación de los componentes (2) contenido óptimo de cemento asfáltico.La mayor parte de las siguientes pruebas bajo normas ISSA, están descritas en los Design TechnicalBulletins (TB).1. Mezclado y características de aplicación Desde que el micro-pavimento es una mezcla de varios materiales, cualquier cambio en uno de ellospuede cambiar el comportamiento del sistema. De acuerdo a ésto, se preparan cierto número deespecimenes de laboratorio y se someten a pruebas empíricas. Esto involucra, preparación de muestrasde prueba con variaciones en el contenido de emulsión asfáltica, agua, finos minerales y aditivos, paradeterminar los efectos del cambio en características de mezclado, rompimiento y deposición, con elobjeto de asegurar un buen control del sistema en campo. Posteriormente, se desarrollan pruebas demezclado para determinar: 1) si los componentes primarios, emulsión y agregados, son compatibles (por ejemplo, si hay buena adhesión entre ellos). 2) si es necesario el uso de finos minerales o control de aditivos en campo y de ser así a que concentración. 3) informar el rango de adición de agua para obtener mezclas homogéneas.Después que la consistencia de la mezcla es determinada en pruebas iniciales, se preparan nuevamentemuestras de prueba para determinar el contenido óptimo de finos y los efectos de los finos minerales envalores de cohesión en húmedo. Estas mezclas son preparadas con contenidos constantes de emulsiónasfáltica e incrementos porcentuales del 0.25 – 1 % de cemento portland o cal hidratadarespectivamente. Una vez que haya sido determinado el contenido deseado de finos minerales, de nuevose preparan muestras de prueba con contenidos constantes de finos minerales pero con variaciones en elcontenido de emulsión asfáltica.Otra prueba realizada por algunos laboratorios durante esta etapa, es la prueba del pH. Esta prueba mideel pH del agua exudada del especimen de la muestra, usando papel de tornasol (litmus paper). Uncambio en el pH de 2 a 10, de la emulsión final en la mezcla inmediata a la deposición, se consideradeseable para mezclas de micro-pavimento.Esta prueba es tanto de laboratorio como de campo y asegura se esta realizando una reacción química yque el rompimiento y la deposición de la mezcla pueden ocurrir en el periodo de tiempo deseado.Muestras aceptables son sometidas a pruebas de cohesión, para clasificar la mezcla en términos deltiempo en el cual desarrolla una adecuada cohesión para permitir ser abierta al tráfico. La prueba decohesión puede ser usada también, para optimizar el contenido de finos. 15 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  16. 16. Prueba de cohesión (ISSA TB-139)La prueba de cohesión es usada para clasificar los sistemas de micro-pavimentos de acuerdo al tiempode rompimiento y apertura al tráfico. La prueba de cohesión (foto 1) es la simulación del giro torsionaldel neumático de un vehículo, que mide el torque necesario para desintegrar una muestra de mezcla, de6-8 mm de espesor por 600 mm de diámetro bajo la acción de un vástago neumático con unaalmohadilla de caucho de 32 mm de diámetro a una presión de 200 kPa (25 lb./ft²). Las medidas detorque son efectuadas con intervalos de tiempo de 20, 30, 60, 90, 150, 210 y 270 minutos después deldesmoldado.Un sistema es definido de “rompimiento rápido”, si desarrolla un valor de torque de 1.2 N/m dentro delos 20-30 min. Similarmente un “sistema de apertura rápida al tráfico” es definido como la mezcla quedesarrolla 1.96 N/m de torque dentro de los 60 min. Un torque de 1.2 N/m es considerado el valor decohesión al cual la mezcla se consolida, es resistente al agua y no puede ser re-mezclada. A un valor de1.96 N/m se ha producido suficiente cohesión para permitir circulación de tráfico. La ISSA usa 5sistemas para clasificar varios tipos de morteros asfálticos y sistemas de micro-pavimentos (ver figura1). Todos los micro-pavimentos son diseñados como sistemas de rompimiento rápido y de aperturarápida al tráfico.Los resultados de las pruebas de cohesión, han sido usados por algunos laboratorios para optimizar losfinos minerales mediante el uso de la “Curva Benedict” (ver figura 2), en la cual es graficado el efectode incremento de finos minerales contra la cohesión. El contenido óptimo de finos es aquel que produceel valor de cohesión más alto. La forma de la curva, mostrara la sensibilidad del sistema a cambios enlos finos minerales. Esto ayudará a determinar el rango de finos minerales, que arrojará resultadosaceptables en laboratorio.Foto 1. Equipo de pruebas modificado, para pruebas de cohesión ASTM 39-10-80a. Este probador esusado para clasificar sistemas de mortero asfáltico y micro-pavimento y optimizar el contenido de fino. 16 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  17. 17. 17 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  18. 18. Pruebas de compatibilidad inicial (Adhesión agregado/ligante)Como último paso en la fase de pruebas de la mezcla, algunos laboratorios realizan una verificaciónrápida de compatibilidad. Se usan dos pruebas para este propósito: la Prueba de Desprendimiento enHúmedo (Wet Stripping Test - ISSA TB 114) y la Prueba de Ebullición (Boiling Water Test – ISSA TB149). La prueba de desprendimiento en húmedo se efectúa en una muestra de cohesión, curada a 60° Cque es hervida en agua durante tres minutos para determinar la adhesión del asfalto al agregado. Unaretención del recubrimiento del 90 % o mayor, es considerada satisfactoria, entre 75 – 90 % marginal ypor debajo del 75 % insatisfactoria. La prueba de ebullición es similar a la prueba de desprendimiento enhúmedo. Ambas son usadas como pruebas de compatibilidad inicial.Otra prueba usada para determinar compatibilidad bajo condiciones húmedas es la prueba de Schulze-Breuer-Ruck (ISSA TB 144). Esta prueba sin embargo, es usada como una evaluación final decomportamiento y será discutida mas adelante en pruebas relacionadas con rendimientos a largo plazo.2. Determinación del contenido óptimo de asfaltoLos laboratorios de diseño, generalmente usan dos tipos de pruebas para determinar el contenido decemento asfáltico. Algunos laboratorios usan pruebas con procedimientos ISSA, otros usanprocedimientos Marshall Modificados. Algunas agencias Estatales, especifican procedimientos deestabilidad Hveem.Procedimientos ISSABajo procedimientos ISSA, el contenido óptimo de asfalto es determinado al combinar gráficamente losresultados de la Prueba Abrasión en Húmedo (Wet Track Abrasion Test ó WTAT) y la Prueba deRueda Cargada (Loaded Wheel Test ó LWT). La figura 3 (a, b y c) muestran cómo el contenido óptimode asfalto puede ser determinado por la combinación grafica de WTAT y LWT, dentro de un rangoaceptable. Los contenidos máximo y mínimo de asfalto, deben estar dentro del rango maestro deespecificación. ISSA recomienda que el contenido de asfalto residual deba estar en un rango de 5.5 – 9.5%. Las pruebas WTAT y LWT serán discutidas mas adelante.Prueba de Abrasion en Húmedo ISSA TB 100 - (Wet Track Abrasion Test) – Esta prueba determinala resistencia a la abrasión de mezclas de micro-pavimentos relacionada con el contenido de asfalto,siendo ésta una de las dos pruebas que ISSA utiliza para determinar el contenido óptimo de asfalto. Estaprueba simula condiciones de abrasión en pavimentos mojados, tales como un vehículo circulando enuna curva y frenando. Una muestra curada de 6 mm de espesor por 280 mm de diámetro previamentesaturada en agua por períodos ya sea de 1 hora o 6 días, es sumergida en una bandeja con agua a 25° C ysometida a la acción de abrasión y torsión de una manguera de caucho, con un peso de 2.3 Kg durante 5minutos (foto 2). La muestra desgastada es secada al horno a 60° C y pesada. La perdida de pesomáxima permitida para 1 hora y 6 días, son 0.540 kg/m² y 0.800 kg/m² respectivamente. Los contenidosde asfalto resultantes de estas pérdidas de peso, son considerados los contenidos mínimos de asfalto.La prueba WTAT de una muestra saturada por 6 días, generalmente no se requiere. Sin embargo, debidoal incremento en la severidad de la saturación a los 6 días, es preferido por algunos laboratorios yagencias para predecir el comportamiento del sistema. 18 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  19. 19. Fotografía 2. Maquina de pruebas de abrasión. El especimen circular de mezcla de mortero asfáltico, esdesgastado bajo agua por una manguera de caucho con sobrepeso, sujetada al final del eje de rotación.Prueba de Rueda Cargada ISSA TB 109 (Loaded Wheel Test) – Esta prueba es usada para determinarel contenido máximo de asfalto y evitar excesos en el contenido de asfalto en los sistemas de morterosasfálticos y micro-pavimentos. Esto se logra mediante la medición de arenas finas especificadaspreviamente, que se adhieren al espécimen de una muestra que se encuentra bajo la acción de cargassimuladas de una rueda. La ISSA recomienda un valor máximo de adhesión de arena de 0.540 kg/m²para vías de tráfico pesado. Si la adhesión de arena es por debajo de este valor máximo, no ocurriráninguna exudación en la mezcla.En esta prueba, una muestra de 50 mm de ancho por 375 mm de longitud y de un espesor deseado(generalmente 25 % más grueso que la partícula más grande), es fijada a una placa de montaje ycompactada con 57 kg de peso, durante 1,000 ciclos a 25° C. Al final de la compactación, la muestra eslavada, secada a 60° C y pesada. Se mide una cantidad de arena y posteriormente colocada sobre lamuestra y se repite esta misma prueba a un número de ciclos (usualmente 100) especificados. Después, 19 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  20. 20. la muestra es retirada y pesada. El incremento en peso debido a la adhesión de arena es anotado. Lafotografía 3 muestra la maquina de pruebas de rueda cargada.Fotografía 3. Máquina para Pruebas de Rueda Cargada. En esta prueba, la rueda cargada es colocadasobre el especimen el cual se encuentra sujetado sobre una placa de rodaje. La compactación se logramediante el movimiento hacia adelante y en retroceso de la rueda cargada, durante un númeroespecificado de ciclos. 20 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  21. 21. 21 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  22. 22. Recomendaciones y Limitaciones de Diseño ISSA.Las pruebas de laboratorio han demostrado que la precisión y reproducibilidad de los resultados, puedenser afectadas por muchos factores. El micro-pavimento es un sistema sensitivo al agua, ya que unavariación del 1-2% en el contenido de agua, puede tener un efecto significante en los resultados delaboratorio y en la calidad de la aplicación. El diseño de mezcla deberá permitir al operador de lamaquina, mezclar los ingredientes con pocas cantidades de agua y de aditivo de control. La preparaciónde las muestras tiene considerable influencia en los resultados de laboratorio. Si no se toma extremocuidado en la preparación de las muestras, se puede producir una segregación de los agregados.Los valores de torque son medidos en el laboratorio bajo condiciones específicas (no se ha establecido lacorrelación con el comportamiento del pavimento en campo). El mezclado y la prueba de cohesión enhúmedo, deberán de realizarse para varios contenidos de humedad, humedades relativas y temperaturas,para simular las condiciones que se esperan en campo. En adición, se han reportado que algunosagregados que cumplen los estándares de torque de ISSA para 60 minutos, no han podido cumplir conlos de 30 minutos. Algunos laboratorios también usan un análisis subjetivo para determinar el torque. Lamuestra examinada después que el torque es aplicado y si falla, el valor de torque es determinado por unexamen visual de la condición de la muestra. Sin embargo, este análisis pareciera negar la objetividad dela prueba de cohesión, ya que esto indica un área donde la industria deberá reexaminar losprocedimientos para la prueba de cohesión y considerar el efecto de varios agregados en los resultadosde la prueba.El WTAT fue correlacionado con el comportamiento en campo, solo para espesores de 6 mm ygranulometrías # 0/4. De acuerdo a ello, valores de 0.540 kg/m² ó 0.807 kg/m² pueden no ser apropiadaspara otros espesores y granulometrías de agregados, por lo que mayores pruebas son necesarias paraverificar o establecer nuevos valores. También algunas agregados calizos cumplen con el estándar deWTAT para un periodo de saturación de 1 hora, pero falla alcanzando perdidas de máxima abrasión,cuando una muestra con 6 días de saturación es ensayada. Mientras que la prueba WTAT en una pruebade 6 días de saturación es solamente usada como información, la industria puede revisar y ajustar susactuales estándares de diseño.La reproducibilidad de la Prueba de Rueda Cargada es cuestionable, ya que le brazo que mueve la ruedano permanece horizontal, sino que mas bien se mueve hacia arriba y hacia abajo durante la prueba. Estocambia la presión sobre la muestra, por esta razón el brazo debe ser modificado para que permanezcahorizontal. Hasta ahora los pesos utilizados para aplicar presión, son bolsas con perdigones de plomo,estas bolsas pueden desplazarse durante la prueba y afectar la presión aplicada. Las bolsas deben serreemplazadas por placas, que pueden ser sujetadas a la plataforma de carga de la máquina.Se ha demostrado que la preparación de la muestra afecta los resultados de la LWT en un factor tangrande como al doble. El especimen de prueba puede exudarse, si los niveles de agua no soncuidadosamente controlados, esta condición afectará la adhesión de arena. Los actuales procedimientosde laboratorio para la preparación de especimenes de muestra deben ser mejorados, para que puedan sermoldeadas con más consistencia. Para algunos agregados, la LWT ha mostrado excesivas cantidades deligante, resultando mezclas inaceptables, esto es cierto particularmente en áreas donde existe una altaresistencia a la fricción como las intersecciones viales. Los datos de comportamientos indican que lasmezclas producidas con estos agregados usando un bajo contenido de ligante (que pudieran serpermitidos por LWT), han arrojado buenos resultados extendiendo la vida útil de servicio del pavimento. 22 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  23. 23. Los requerimientos sobre la gravedad específica son muy subjetivos, debido al procedimiento demuestreo, ya que la muestra total para LWT es pesada húmeda y seca para obtener la gravedadespecifica. Después de la compactación, la misma prueba es repetida, el problema es que solo del 50 –60 % de la muestra es compactada. Variaciones en la gravedad especifica de las muestras, puedentambién cambiar los resultados en la LWT - para evitar esto - la industria debe evaluar losprocedimientos y estándares de esta prueba, mediante conducción de pruebas adicionales con diferentesagregados.Procedimientos para Flujo y Estabilidad Marshall (ASTM D 1559 Modificada, AASHTO T245)El segundo método comúnmente usado para determinar/confirmar el contenido optimo de asfalto, es através del uso del criterio de mezclas asfálticas en caliente. Ya que estos son sistemas de emulsión enfrio modificados con polimeros, los procedimientos de pruebas de Flujo y Estabilidad han sidomodificados para permitir el secado por aire y a baja temperatura (por lo menos 3 días de curado al aire,18-20 horas de secado en horno a 60° C antes de la compactación a 135° C), asimismo las briquetas soncompactadas con 50 golpes por lado.Bajo este procedimiento, varias muestras para prueba son preparadas para diversas combinaciones deagregados y contenido de asfalto. Los contenidos de asfalto son seleccionados para proveer vacíostotales en la mezcla (VTM) entre 4.5 - 5.5 %. Las muestras de esta prueba de compactación sonprobadas para obtener gravedad especifica suelta (Bulk Specific Gravity ASTM D 2726 – AASHTO T166) en estabilidad y valores de flujo. Por ultimo, el contenido óptimo de cemento asfáltico esdeterminado usando los resultados de estas pruebas, pero debido a las delgadas aplicaciones del micro-pavimento, la estabilidad no es considerada un factor principal para determinar el contenido óptimo decemento asfáltico. Para algunos agregados, los valores de flujo pueden requerir que el contenido decemento asfáltico sea determinado para un valor de VTM mucho mayor. Muchas Agencias Estatalesespecifican el procedimiento Marshall Modificado para determinar el contenido óptimo de cementoasfáltico.Limitaciones del Diseño MarshallLa aplicabilidad de esta prueba para mezclas asfálticas en caliente (HMA) en micro-pavimentos, escuestionable. La serie Marshall usa muestras grandes con diferentes contenidos de asfalto que sonsecadas, calentadas a 135° C y compactadas para bajar el contenido de vacíos. Las mezclas de micro-pavimentos nunca alcanzan estas temperaturas ni se compactan para bajar el contenido de vacíos.Observaciones en campo han encontrado vacíos del 10 – 15 % después de 1 ó 2 años de su colocación.Existe la necesidad de correlacionar los vacíos medidos durante el diseño por el método de mezcla encaliente, con los vacíos reales en el campo. Un laboratorio de materiales que ha desarrollado una pruebaen frío del procedimiento Marshall para estimar vacíos en el campo, relaciona los vacíos en campo conlos vacíos obtenidos por el procedimiento modificado de pruebas para HMA.Las muestras de HMA se preparan compactándolas en un molde, la pregunta de si las muestras demicro-pavimentos deben de ser compactadas o vaciadas en el molde, está por resolverse. También paraobtener resultados confiables, la muestra debe ser curada en una capa uniformemente distribuida a travésde todo su espesor.C. PRUEBAS DE COMPORTAMIENTO A LARGO PLAZOEl paso final en procedimientos de diseño de mezclas para micro-pavimentos, son las pruebas desimulación en el campo. Estas son pruebas ISSA y no están incluídas en ningún listado de pruebas 23 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  24. 24. estándar AASHTO o ASTM. Estas pruebas, proveen a la industria de una medida de comportamientofuturo de la mezcla en el campo.Equipo de Pruebas de Rueda Cargada Múltiple (MLWT) ISSA TB 147BEl MLWT es usado para estudiar los valores de compactación de varias muestras de asfaltosimultáneamente. Muestras que usan agregados de 0 a 5 mm o de 0 a 8 mm, son vaciadas enespecimenes alargados de 13 a 19 mm de espesor por 50 mm de ancho y 380 mm de longitud. Estasmuestras son curadas al aire por 24 horas y después secadas a 60° C durante 18 – 20 horas. Las muestrasson medidas y compactadas con 57 kg durante 1,000 ciclos, con una temperatura ambiente de 21° C. alfinal de la prueba, se determinan los porcentajes de desplazamiento vertical (profundidad del surco),desplazamientos laterales y densidades de compactación. Para esta prueba puede usarse el equipoestándar de rueda cargada o la máquina de 3 carriles (ver fotografía 4).Foto4. La máquina de tres carriles para determinación de desplazamientos vertical y lateral y densidadesde compactación en especímenes.Mezclas aceptables de micro-pavimentos han mostrado alcanzar un buen estado en la gravedadespecífica, mientras que mezclas inaceptables continúan con incrementos en su gravedad específica. Ellímite recomendado para la gravedad específica compactada, es de 2.10 y para este propósito se puededesarrollar un gráfico conteniendo la gravedad específica versus el número de ciclos en pruebas LWT.Esta prueba se usa para determinar el espesor máximo de una capa para aplicaciones en recuperación deahuellamientos y predecir la cantidad de “corona” requerida para permitir la consolidación inicial por eltráfico. Aunque algunos laboratorios de diseño recomiendan porcentajes de desplazamiento vertical del10 – 12 % y de desplazamiento lateral del 5 %, muchos otros laboratorios reportan dificultad paracumplir con la compactación vertical estándar. 24 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  25. 25. Pruebas Schulze Breuer and Ruck - ISSA TB 144La prueba Schulze-Breuer and Ruck (S-B) se desarrolla como una verificación final de compatibilidad(como ejemplo; la adhesión) entre los finos del agregado de 0-2 mm (0/#10) y el residuo asfáltico. Estaprueba ha sido usada durante mucho tiempo en Alemania, para verificar la compatibilidad de materialesen mezclas de ”Gussasphalt”. En esta prueba, el agregado es mezclado con 8.2 % de cemento asfáltico ycomprimido en pastillas de 40 gr, de 30 mm de diámetro y 30 mm de espesor aproximadamente paraposteriormente sumergirlas en agua durante 6 días. Después de los 6 días, las pastillas son pesadas paradeterminar la absorción y colocadas en la maquina S-B dentro de cilindros giratorios cerrados y en aguadurante 3,600 ciclos @ 20 RPM (ver foto 5). Al final del proceso, la muestra es pesada para determinarla perdida por abrasión. La muestra desgastada, es sumergida en agua hirviendo durante 30 minutos,pesada y registrada como un porcentaje de la muestra originalmente saturada. Este porcentaje es el valorde cohesión a alta temperatura, o simplemente denominado“integridad”. Finalmente después de sersecada al aire por 24 horas, la muestra remanente es examinada para medir el porcentaje de partículasfinas del agregado que se encuentran completamente cubiertas con asfalto. Este porcentaje decubrimiento, se registra como adhesión.A cada una de las propiedades de la mezcla (absorción, perdida por abrasión, integridad y adhesión), sele asigna un valor para identificar el mejor asfalto para una fuente dada de agregado. ISSA recomiendaun total mínimo de 11 puntos para un sistema aceptable.Foto 5. Muestras de micro-pavimento son agitadas en agua en la máquina Schulze Breuer dentro de loscilindros giratorios durante 3 horas. Esta prueba determina la abrasión, adhesión, absorción e integridadde la mezcla. 25 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  26. 26. Aspectos Generales de DiseñoEl propósito principal de todas las pruebas de diseño a esta altura, es determinar la compatibilidad de losdiversos materiales. Aunque se necesita más trabajo para validar y estandarizar los procedimientos parapruebas de diseño de mezcla ISSA, la experiencia en campo indica que los micro-pavimentos por logeneral se han comportado bien de acuerdo a lo previsto, cuando una mezcla ha cumplido con losrequerimiento de pruebas ISSA. Además del diseño, es esencial un control de calidad efectivo paraobtener resultados satisfactorios y el éxito del sistema a largo plazo. La tabla 4 proporciona losrequerimientos de pruebas para mezclas en algunos Estados.Las pruebas de Rueda Cargada, Abrasión en Húmedo y Cohesión en Húmedo, fueron desarrolladasoriginalmente para mortero asfáltico (slurry seal). Aunque LWT y WTAT son aplicables también a losmicro-pavimentos, su validez como prueba para comportamiento a largo plazo, no esta totalmenteasegurada. Sin embargo, ISSA cree que estas pruebas son un indicador confiable del comportamiento enel campo de los sistemas de micro-pavimento y son útiles para ayudar a identificar los factores de riesgode los sistemas de micro-pavimentos.Actualmente, algunas de la pruebas de mezclado relacionadas con el comportamiento a largo plazo, noestán bien definidas. Además, no todas las pruebas son usadas por cada laboratorio. La industria estatratando de corregir estos problemas, acordando en un numero uniforme de pruebas que puedan serrepetidas, aceptadas y usadas por todos sus miembros, por lo que esta buscando trabajar conASTM/AASHTO para estandarizar sus pruebas. La FHWA estará trabajando conjuntamente conAgencias Estatales de Caminos y la industria para este fin. No obstante las diferencias en el enfoque delos diseños, el éxito de gran número de proyectos da crédito a los esfuerzos de diseño de la industria.Laboratorios de Micro-pavimentos y Fabricantes de Equipos de Pruebas de Laboratorio.Existen aproximadamente 11 laboratorios en los Estados Unidos y Canadá que diseñan mezclas demicro-pavimentos. Además, siete empresas en los Estados Unidos, se conoce que fabrican uno o mastipos de equipos para laboratorio utilizados para diseñar, evaluar materiales y mezclas de micro-pavimentos. Los nombres y direcciones de estas empresas se pueden obtener a través de la ISSA. 26 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  27. 27. TABLE 4. STATE SPECIFICACTIONS FOR MIXTURE TESTING STATE AZ PA VA CO TX TN OHTESTCohesion, N.m@ 30 min. 1.2 1.4@ 60 min. 2.0 2.3Adhesion %, min 90LOADED WHEELSand adhesion, kg/m2 0.54 0.54Compaction (mm)WET TRACK ABRASION KG/M2One daySix days 0.8 0.8SCHULZE-BREUER-RUCKTotal grade pointsAbrasion loss, % 9AdhesionIntegrityWater absorption, % 9Methylene Blue (MB) max 15(mg of MB/gm of aggregate)MARSHALL1. Stability 1,800 1,800 1,800 1,8002. Flow 6-16 6-16 6-16 6-163. Voids, % 4-6Hveem Stability, min 35 35*Note: Several other States (OK,NB,KS,ND) specify requirements for component materials, but do not specify any requirements for mixture* Hveem is generally required when application thickness exceeds twice the maximum aggregate size. Texas is evaluating variations of ISSA mixture design tests for inclusion in its specifications. 27 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  28. 28. CONSTRUCCIÓNFueron revisados muchos proyectos de micro-pavimentos en varios Estados durante la temporada deconstrucción de 1991-1992, para observar la construcción y el comportamiento del micro-pavimento.Los Estados visitados fueron: Texas, North Carolina, Tennessee, West Virginia, Ohio Oklahoma,Kansas, Arizona, Massachussets, Pennsylvania y Wisconsin. Además fueron revisados muchos reportesdocumentando la experiencia de las agencias en la construcción y comportamiento del micro-pavimento.A continuación se resumen las experiencias y recomendaciones:A. CONDICIONES ATMOSFÉRICASEl micro-pavimento no deberá ser colocado si la temperatura del pavimento o la temperatura ambienteson menores de 10° C, si está lloviendo o si hay un pronóstico de temperaturas por debajo de 0° Cdurante las 24 horas siguientes a su colocación. Algunos proyectos han fracasado cuando han sidoaplicados en condiciones de frío y/o lluvia. En clima frío el micro-pavimento puede grietarse odesintegrarse o si se coloca en un día muy caliente y seco, la superficie puede romper demasiado rápido,causando retención de agua retardando el curado interior. El clima caliente requiere un cambio deformulación para tiempos de mezclado más largos y permitir al micro-pavimento ser aplicadoapropiadamente.B. EQUIPOMáquina Mezcladora/AplicadoraPara aplicar micro-pavimentos en carreteras de alto volumen de tráfico, se usa una máquina demezclado, carga y aplicación contínua (ver fotografía 6). Estas máquinas son capaces de recibirmateriales de camiones alimentadores, mientras ellas continúan mezclando y aplicando la mezcla. Estetipo de máquinas tienen estaciones de manejo en el lado opuesto, para optimizar la alineaciónlongitudinal durante la aplicación. Las máquinas permiten al operador (en la parte trasera de la maquina)un total control de la velocidad durante la colocación. El control de velocidad es importante cuando serecuperan ahuellamientos en carriles de circulación con variaciones en su profundidad, ya que permite aloperador ajustar el suministro de material simplemente ajustando la velocidad. El conductor al frente dela máquina, es responsable solo de la alineación de la máquina durante la aplicación.Las maquinas autopropulsadas de aplicacion continua, tienen una tolva para la transferencia delagregado, contenedores para finos minerales y tanque separados para agua, emulsión y aditivos. Elagregado es recibido en una tolva frontal, enviado a la tolva de agregados y posteriormente alimentadopor una banda transportadora impulsada por un rodillo de mando antideslizante hacia el mezclador. Acualquier velocidad de la banda transportadora, la cantidad de agregado que es enviado al mezcladorpuede ser controlada, variando la apertura de una compuerta situada directamente sobre el rodillo demando. En muchas maquinas, la emulsión es suministrada a presión al mezclador por una bomba dedesplazamiento positivo que incluye un dispositivo contador. El agua es suministrada a presión medianteuna bomba centrifuga tanto al mezclador como a una barra irrigadora inferior antes de la aplicacion,para humedecer la superficie de la vía y a mangueras que son usadas para limpieza del mezclador y cajaesparcidora una vez terminada la aplicación. Los aditivos líquidos son almacenados en tanques quevarían de 95 a 950 lt. (dependiendo de la concentración) y son adicionados, ya sea por bombascentrifugas o de desplazamiento positivo. 28 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  29. 29. Las máquinas autopropulsadas están diseñadas para trabajar a velocidades de 1 a 4 km/hr y son capacesde aplicar hasta 450 TM de micro-pavimentos por día. Además de las máquinas de aplicación continuasautopropulsadas, muchas Agencias de Carreteras permiten unidades montadas sobre camiones, paraproyectos de micro-pavimentos de menor magnitud. Una unidad montada sobre camión totalmentecargada, puede aplicar por lo general de 0.4 - 0.5 km lineales de producto terminado, por carga.Fotografía 6. Máquina típica de aplicación contínua de micro-pavimentosDispositivos de dosificaciónLas máquinas están equipadas con controles individuales de volumen y peso para dosificar el materialque se suministre al mezclador. Las cantidades de emulsión, agregados y finos minerales, songeneralmente fijadas antes de la aplicación y solo las cantidades de agua y aditivo necesitan sercontroladas durante la aplicación para obtener la consistencia apropiada, control de la mezcla y tiempode rompimiento.Calibración – La calibración de los diferentes sistemas es esencial, en orden de obtener lasproporciones adecuadas de todos los componentes de la mezcla. La práctica común es calibrar lamáquina por lo menos una vez al año. Los sistemas de dosificación (con contadores) en la máquina,deben ser verificados y calibrados cuando se cambia la fuente del (los) materiales en uso.Muchas de las actuales especificaciones Estatales requieren calibración, sin embargo, los requerimientosvarían de un Estado a otro. Algunas agencias exigen que la calibración sea en presencia de un OficialEstatal, mientras que otras aceptan certificación del contratista. Para garantizar un suministro apropiadodel material, la calibración debe ser verificada antes del inicio de cada proyecto, o al menos una vez porsemana durante los contratos usando controles métricos y contadores de revoluciones en la máquina. 29 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  30. 30. MezcladorLos mezcladores de las máquinas de micro-pavimentos tienen una longitud entre 1 – 1.3 mts y estarequipados con doble eje de paletas múltiples, para permitir un mezclado homogéneo de los materiales,los cuales son mezclados de 5 – 10 seg @ 3000 RPM. El tiempo de mezclado depende de lascaracterísticas del sistema emulsión-agua-agregados, por lo que un tiempo excesivo de mezclado puedeconducir a la separación del asfalto del agregado. Los mezcladores de micro-pavimentos son impulsadosmotores de 90 HP, en comparación con las máquinas convencionales de mortero asfáltico, que requierenmezcladores con motores de solo 30 HP.Los finos minerales son adicionados al agregado justo antes de entrar al mezclador. El agua y losaditivos son combinados y adicionados al agregado, conforme éste cae dentro del mezclador. Estosmateriales son mezclados antes de inyectar la emulsión asfáltica en él, usualmente en la tercera parte alo largo del mezclador. La descarga de la mezcla dentro de la caja esparcidora, es controlada por lacantidad de agregados fluyendo dentro del mezclador. La mezcla debe ser descargada dentro de la cajaesparcidora en movimiento, y con una cantidad suficiente que permita siempre mantener un ampliosuministro a todo lo ancho de la banda de enrasado. El mezclador deberá limpiarse cada vez que laoperación de pavimentado se detiene, por acumulación de material.Equipos terminadores/esparcidoresCaja esparcidoraPara aplicaciones de sellado/texturizado y prenivelado, el micro-pavimentos es aplicado por una caja asu máxima extensión, equipada con gusanos hidráulicos sinfín para manejar (durante 10-15 seg) yextender la mezcla a través de toda la caja permitiendo con ésto, una aplicación uniforme. El ancho de lacaja terminadora/esparcidora se puede ajustar de 2.4 – 4.2 mts, la cual es posicionada y acoplada en laparte trasera de la máquina de micro-pavimento. Está equipada con bandas de caucho o neopreno comoelemento de sellos laterales, frontales y traseros de la caja. El propósito de las bandas laterales yfrontales es mantener la mezcla dentro de la caja y la banda trasera actúa como enrasadora (terminadoraestructural) usualmente de caucho, neopreno o uretano. Placas de acero son usadas como enrasadoras enpases de prenivelacion y algunas agencias las utilizan para el texturizado (aplicación intermedia) ensuperficies irregulares. La fotografía 7 muestra un esquema de producción y aplicación de mezcla demicro-pavimentos.Para mejorar la textura de la superficie, muchos contratistas utilizan una barra secundaria de acabadosque es acoplada a la parte trasera de la caja esparcidora.Caja recuperadora de ahuellamientosPara recuperar los ahuellamientos en carriles, se utiliza una caja especialmente diseñada. Usualmente sesuministran en dos tamaños: 1.5 y 1.8 mts, cuya estructura tienen dos cámaras perfiladashorizontalmente en “V”, con la punta de la “V” hacia la parte trasera de la caja. La caja esta provista dedos ejes con gusanos sinfín para agitar continuamente el material, está diseñada para impulsar losagregados de mayor tamaño, hacia la parte más profunda y central del ahuellamiento o canal. Estas cajastienen una o dos placas metálicas de nivelación y una banda de caucho para el enrasado final. Losahuellamientos hasta de 38 mm pueden ser llenados con un solo pase (aunque no es recomendable). Lascajas son ajustadas para dejar una ligera corona en la superficie, para que pueda ser compensada con lacompactación inicial del tráfico. 30 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  31. 31. Cada ahuellamiento es recuperado individualmente (ejemplo: cada carril de tráfico, requerirá dos pasesde la caja recuperadora) para restaurar el perfil de la carretera. Hasta el presente, no hay equiposdisponibles que puedan recuperar simultáneamente ambos canales de ahuellamientos por neumáticos,por carril.Foto 7. Esquema del proceso de producción de micro-pavimento. (Fuente; ISSA.)Fabricantes de equipos y costos (datos actualizados año 2004)En los Estados Unidos, las máquinas aplicadoras continuas y montadas sobre camiones son producidaspor varias empresas fabricantes. Las máquinas montadas sobre camión tienen precios en fabrica entreUS$ 120,000.00 – US$ 180,000.00 (excluyendo el costo del camión) y las máquinas continuas su costoes US$ 350,000 – US$ 450,000.00. Las cajas esparcidoras tienen costos de $ 15,000 – US$ 35,000.00 ylas cajas recuperadoras de ahuellamientos su costo es de US$ 10,000.00 – US$ 15,000.00. Cualquierinformación sobre fabricantes de equipos, puede ser obtenida a través de la ISSA. 31 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  32. 32. C. PREPARACION DE LA SUPERFICIETratamiento de Grietas/Juntas de PavimentoTodas las juntas y grietas en pavimentos mayores de 6 mm, deberán ser preparadas y selladas antes de laaplicación del micro-pavimento. Todas las grietas superficiales, juntas y baches, deben ser reparados de1 a 6 meses antes de la aplicación del micro-pavimento, para asegurar un curado apropiado del trabajode reparación.El material de sellado de grietas/juntas no deberá salir sobre el perfil superficial, ya que puede serdañado por los deslizadores y estructura de las cajas esparcidoras/terminadoras durante la aplicación delmicro-pavimento, dejando rasgos y marcas de arrastre. La acumulación de material de sellado en lasuperficie del pavimento, es particularmente problemático durante climas calidos y cuando se usanplacas metálicas para enrasado en cajas esparcidoras. Es mejor mantener el material de sellado de grietasdebajo o al ras de la superficie, asimismo cualquier sellado en mal estado deberá ser raspado y retiradode la superficie antes de la aplicación del micro-pavimento.Riego de LigaNo se requiere riego de liga al menos que la superficie se encuentre extremadamente seca, desintegradao sea de concreto hidráulico, de ser necesario una emulsión diluida como riego de liga deberá precedera la aplicación del micro-pavimento. La ISSA recomienda que el riego de liga deberá de consistir en ladilución de 1 parte de emulsión asfáltica en 3 partes de agua y ser aplicada en cantidades de 0.16 – 0.32lt/m², la cual deberá permitírsele curar antes de aplicar el micro-pavimento, de otro modo el residuopuede acumularse produciendo grumos subsecuentes en la caja esparcidora. Se requiere normalmente unperiodo de curado mínimo de 1 ½ - 2 horas, en condiciones favorables.Nebulización con AguaDurante climas calidos, el pavimento es usualmente pre-humedecido para controlar la ruptura prematurade la emulsión y mejorar la adherencia con la superficie existente. Este pre-humedecimiento debe dejarla superficie saturada, pero sin agua remanente al frente de la caja esparcidora.D. APLICACIÓNCuadrilla de ConstrucciónLa mayor parte del éxito en la construcción de micro-pavimentos, depende del conocimiento yhabilidad de la cuadrilla que opera la máquina como una planta móvil de mezcla en frio. Lasagencias usuarias han indicado que la calidad del trabajo mejora, a medida que aumenta la experienciaadquirida por los trabajadores de las empresas contratistas. Una cuadrilla básica de aplicación, consisteen un operador/supervisor, un chofer y de 3 – 5 obreros. Durante la aplicación, el chofer esprincipalmente responsable de guiar la máquina y asegurar que esta permanezca en la ruta trazada. Eloperador en la parte trasera controla la velocidad y la operación de aplicación, así como también es elresponsable de ajustar las cantidades de agua y aditivos. Los obreros son necesarios para realizartrabajos manuales requeridos, colocar y mover la señalización de control de tránsito, ayudar en laboresdel cargado de materiales y la limpieza del equipo. 32 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  33. 33. Consistencia de la Mezcla y Cantidades de AplicaciónCuando la mezcla del micro-pavimento se deposita en la caja esparcidora, deberá de tener laconsistencia y estabilidad deseadas. Si la mezcla es muy rígida, puede fraguar prematuramente en lacaja esparcidora o arrastrarse bajo la barra niveladora de acabado, por el contrario si es demasiadofluida, la mezcla puede segregarse o correr en canales y los finos enriquecidos con ligante, puedenmigrar hacia la superficie produciendo una superficie de fricción irregular. Algunas de estasirregularidades fueron notadas en ciertos proyectos, pero mezclas ligeramente secas se comportarongeneralmente mejor que mezclas con más humedad.Durante el diseño de la mezcla, se determina un contenido óptimo de agua para aplicación en el campo,una vez ahí la cantidad de agua necesaria en la mezcla es afectada por la cantidad de humedad en elagregado, la humedad ambiental, el viento, la temperatura y la cantidad de humedad que la superficiedel pavimento absorbe. A medida que las condiciones cambian el operador debe cambiar las cantidadesde agua para mantener una consistencia uniforme. Los ajustes en el campo deben permanecer dentro delrango de diseño. Durante la operación de extendido, la caja esparcidora debe ser ajustada para proveeruna cantidad de aplicación que llene completamente los vacíos superficiales y aplique un recubrimientouniforme.Las cantidades de aplicación para sellos con textura en carreteras de alto volumen de tráfico, varían de 8- 20 kg/m², dependiendo del peso por unidad (granulometría) del agregado, las condiciones delpavimento y el espesor promedio de la superficie que se selecciona en base a los volúmenes de tráfico.Generalmente para espesores de 6 – 13 mm en un solo pase, se usan de 8 – 16 kg/m². La cantidad deaplicación para pases de prenivelacion, varía dependiendo de las irregularidades de la superficie, pararecuperación de ahuellamientos la cantidad de aplicación varía de acuerdo a la profundidad del surco. Lagranulometría de los agregados y las cantidades de aplicación usadas por diferentes Estados se muestranen la tabla 1 (página 6).El micro-pavimento como superficie de desgaste, usualmente es aplicado en espesores de 10 - 15 mm.El objetivo básico es aplicar el material con espesores al menos 1 ¼ veces el tamaño nominal máximodel agregado en la mezcla. Cuando la superficie existente se encuentra desgastada o de alguna formaáspera y abierta, se requiere más material para llenar los vacíos o huecos superficiales. Si se aplica muypoca mezcla de micro-pavimento sobre una superficie abierta, piezas individuales de agregado seráncapturadas por la caja esparcidora y arrastradas a lo largo de la superficie, dejando excesivas marcas dearrastre, por el contrario cuando la superficie es lisa o resbalosa, se necesita menos material. Una solaaplicación de micro-pavimento puede ser suficiente para lograr el objetivo deseado, cuando se aplicasobre superficies con un buen perfil, sin embargo si la superficie del pavimento es irregular o las huellaspor neumáticos tienen una profundidad de 6 – 13 mm, se deberán aplicar dos pases de micro-pavimento.El primer pase deberá ser usado como “pase de prenivelacion” (scratch course) para mejorar el perfiltransversal y el segundo pase deberá de tener la textura de una superficie de rodadura.Tiempo de Rompimiento y DeposiciónPrevenir y controlar el proceso de rompimiento es esencial para aplicaciones apropiadas de micro-pavimento. La temperatura y la humedad afectan el rompimiento, curado y consistencia del micro-pavimento. A medida que la temperatura aumenta y la humedad disminuye, el tiempo de ruptura yexpulsión de agua de la emulsión, también diminuye. El tipo de agregado, el área superficial y lascaracterísticas químicas y de absorción del agregado, tienen influencia en el tiempo de rompimiento y enla cantidad de asfalto depositado en el agregado 33 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)
  34. 34. Aditivo – Durante la aplicación, se utiliza un aditivo para controlar el tiempo de rompimiento de laemulsión. El diseño de mezcla incluye un rango recomendado para el tipo y cantidad de aditivo, eloperador decide sobre la cantidad y uso del aditivo según las condiciones en campo, ya que la cantidadde aditivo varía y es adicionada según las condiciones ambientales. En tiempos cálidos el aditivo esusado para incrementar el tiempo de rompimiento, pero si el tiempo de rompimiento no puede sercontrolado usando aditivo, puede ser necesario reformular la emulsión. En temporada de frío, el aditivopuede no ser necesario. Por lo general, una baja cantidad de aditivo resultara en un mejor producto.Finos Minerales – La cantidad de finos minerales es determinada durante el diseño y por lo general, alcontratista no se le pide que cambie las cantidades de diseño durante la construcción. Sin embargo encondiciones de frio excesivo, el micro-pavimento puede no romper o curar lo suficientemente rápidopara permitir el tráfico en el tiempo estipulado, aun cuando no se le adicione aditivo a la mezcla, bajoestas circunstancias el mejor curso de acción es reformular la emulsión.Si se requiere acción inmediata durante condiciones frías en campo, puede ser necesario incrementar lacantidad de finos minerales para acelerar el tiempo de rompimiento. El operador deberá de tener cuidadoal incrementar la cantidad finos minerales, porque una excesiva cantidad puede producir un rompimientoprematuro de la emulsión en la cámara de mezclado o en la caja esparcidora. Un incremento del 0.5 %sobre el valor de diseño (hasta un máximo de 3% de cemento) normalmente es suficiente para obtenerlos resultados deseados. En adiciones del 0.5 - 2 % el cemento normalmente actúa como un aceleradorde rompimiento, para varios agregados.Manejo de Emulsiones y Temperaturas de AplicaciónEl manejo de la emulsión afectara el comportamiento del producto final. Acciones de bombeo excesivoen la emulsión, pueden resultar en una disminución de la viscosidad o en la separación de losingredientes. Han sido reportadas que emulsiones arribando a obra muy calientes (65° a 82° C), puedenromper muy rápido o no mezclarse bien, produciendo marcas de arrastre y rayaduras en la aplicación,por lo tanto la emulsión debe ser almacenada por un tiempo, para reducir la temperatura antes de serusada. También, las emulsiones deberán de ser agitadas con cuidado antes de usarse para asegurar laconsistencia del polímero, temperatura y el residuo asfáltico.Oklahoma ha reportado marcas y rayaduras como resultado del uso de emulsión recién producida(caliente), algún otro Estado ha reportado problemas similares. Para un mejor resultado, la temperaturade la emulsión debe estar entre 27°– 45° C durante la aplicación.Tiempo de Apertura al Tráfico.El micro-pavimento es diseñado, para que el sistema pueda soportar tráfico vehicular después de unahora que haya sido aplicado. Para que esto ocurra, la emulsión debe romper, la mezcla debe ganarcohesión y desarrollar adherencia con la superficie del pavimento subyacente. Existen opiniones entreusuarios, que un micro-pavimento bien diseñado y aplicado, cura rápido y puede soportar tráficodespués de una hora, sin efectos de daño como ahuellamientos o desprendimientos. Duranteinspecciones de campo se observo que algunos proyectos experimentaron desprendimientos y/oahuellamientos inmediatamente después de su construcción. Un inadecuado diseño y/o control decalidad de la construcción, parecieron ser las principales razones de estas irregularidades.En algunos de los proyectos fueron reportados desprendimientos en áreas donde el tráfico gira losneumáticos frontales aun después de una hora. El uso de mezclas relativamente secas, seguido de unriego superficial de arena, ha demostrado efectividad para corregir estos defectos. Planes de control detráfico que consideren estas situaciones, son esenciales para llevar estos proyectos a feliz término. Hasta 34 Publication No. FHWA-SA-94-051 Traducción al Español por Ray Saucedo (2004)

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