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Tema: Metodología SuperpaveAutor: Loreto Araya Zamorano
Mauricio Ortiz Orden
XIV Seminario ALACPA de Pavimentos AeroportuariosXII Taller Federal Aviation AdministrationVII Curso Rápido de Mantenimiento de Pavimentos de Aeródromos28/05 al 01/06 2018 – Ciudad de Quito - Ecuador
“Rehabilitación de Pavimento en Aeropuerto Arturo Merino Benítez de Santiago, con Mezcla Asfáltica Diseñada a través de Metodología
Superpave”
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RED AEROPORTUARIA EN CHILE
92% de los pavimentos de la red primaria ysecundaria de Chile corresponden a mezclaasfáltica
Causas de los deterioros; Clima y Carga
Intervenciones de conservación mayorprematuras, cada 6 u 8 años que implicabanmolestias a las operaciones del aeropuerto
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Desarrollar una especificación técnica paradiseño de mezcla asfáltica que relacionedirectamente los ensayos de laboratorio con elcomportamiento los pavimentos asfálticos
OBJETIVO
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1. Desarrollado a partir de los años 302. Evalúa el esfuerzo en la compactación3. Proceso de Selección y Ensayos de materias primas4. Desarrollo de mezclas de prueba5. Medición de Estabilidad y Fluencia
METODO MARSHALL
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1. No simula la densificación producida por las cargas de uso esperado dando lugara mezclas susceptibles a presentar deformaciones permanentes o ahuellamiento.
2. Podría estar considerando contenidos de asfalto no óptimo para el desempeñode la mezcla.
3. Estabilidad y Fluencia no caracteriza la mezcla asfáltica para un proyectodeterminado.
METODO MARSHALL
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Proceso Colaborativo Academia Público Privado
Investigación y Desarrollo de Seminarios
Desarrollo de trabajo de alumnos tesistas y talleres o capacitaciones con universidades
Elaboración de Especificación Técnica de diseño para atender determinado tipo de proyectos
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SHRP: Strategic Highway Research Program 1987 a 1993
Superpave(Superior Performance Pavements)
Considera un conjunto de ensayos yespecificaciones para ligantes y mezclasasfálticas en virtud del comportamiento delmaterial en terreno
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Áridos Propiedades de origen
TenacidadAASHTO T96, ASTM C131, M.C.8200.11
Durabilidad-SolidezAASHTO T 104 y ASTM C 88, ~ MC 82002.17
Desintegración por sulfato de sodio MAX 10%Desintegración por sulfato de magnesio MAX 13%
Cantidad de Materiales DeletéreosASTM C 142, ~M. C. 8202.16
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Áridos Propiedades de consenso
Angularidad del agregado grueso % Caras fracturadasASTM D5821, AASHTO TP 61, ~ M. C. 8202.6
Angularidad del agregado finoAASHTO T304, ASTM C 1252
Partículas planas y alargadasASTM D4791,~ M.C 8.202.6
Contenido de arcilla-Equivalente de arenaAASHTO T176, ASTM D2419, ~ M.C. 8.2002.9
Partículas Lajeadas Máx 8 %
Equivalente de arena Mín 45%
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12,5 mm
Graduación 3
Graduación 219 mm
Graduación 125 mm
ESQUELETO MINERALÁridos
Puntos de Control Superior
Puntos de Control Inferior
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AsfaltoPG Grado de Desempeño ASTM D6373
PG XX-YY
Promedio 7 díascorridos demáximatemperatura delpavimento
Medidas 20 mmbajo la superficiede la mezclaasfáltica
Mínimatemperaturadel pavimento
Medidas en lasuperficie dela mezclaasfáltica
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Modificación de valor PG final
> PG T° max
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Evaluación 3 etapas críticas
1. Transporte, almacenamiento ymanejo
2. Producción, mezcla y construcción
3. Envejecimiento del cementoasfáltico desde su colocación hastael fin de su vida de diseño
2 horas a temperatura decompactación de la mezcla
Horno Rotatorio de Película Delgada (RTFO)
PAV Pressure Aging Vessel
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Evaluación 3 etapas críticas
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Método de Compactación
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Método de Compactación
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Diseño Superpave
Esta metodología deja de lado eldiseño empírico utilizado porMarshall y se enfoca en lapredicción del comportamiento delos pavimentos. Además, considerauna nueva clasificación de ligantesasfalticos, llamada clasificación PG(Performance Grade), basada en lascondiciones climáticas del lugar (T°máximas y mínimas). Todo estopermite obtener mezclas asfálticascon mejor desempeño
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Análisis Volumétrico
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Análisis Volumétrico
VAM
% vacíos
VFA
DP
% asfalto
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Especificación para Mezcla Asfáltica
% vacíos
VAM
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0,6 - 1,2
Especificación para Mezcla Asfáltica
VFA
DP
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Gráficas
% vacíos vs % asfalto
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Gráficas
VAM vs % asfalto
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Gráficas
VFA vs % asfalto
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Gráficas
DP vs % asfalto
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Sensibilidad a la humedadTSR
ASTM D 4867TSR > 75%
Especificación para Mezcla Asfáltica
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Análisis de Desempeño
Módulo
Ahuellamiento Fatiga
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Norma ASTM D 7369-11 (Módulo resiliente)
Norma AASHTO TP31-96(Módulo resiliente)
Norma UNE 12697-26 (2012), Anexo C (Módulo de rigidez)
Norma AASHTO T342-11(Módulo dinámico)
Módulo
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Ahuellamiento
Stripping Point
Consolidación
Pasadas de rueda (N°)
Pro
fun
did
ad a
hu
ella
da
(mm
)
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Ahuellamiento
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Fatiga 𝐹𝑎𝑡𝑖𝑔𝑎 =𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜_𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
2
Norma UNE 12697-26
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Fenix UPC
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Fatiga AASHTO T321-14
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1ra Experiencia en Chile Conservación Rutinaria Aeropuerto Arturo MerinoBenítez, año 2016, etapa I realizada entre julio yagosto de 2016.Reposición de 17.463 m2 de pavimento asfáltico
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Primera Experiencia en ChileConservación Rutinaria Aeropuerto Arturo MerinoBenítez, año 2016, etapa I realizada entre julio yagosto de 2016.Reposición de 17.463 m2 de pavimento asfáltico
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Conservación Mayor Pista 17R-35L Aeropuerto Arturo MerinoBenítez 2017 - 2018
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Conservación Mayor Pista 17R-35L Aeropuerto Arturo MerinoBenítez 2017 - 2018
PG 82-22 en el proyecto
PG 76-22 lo especificado
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Análisis Volumétrico
15% VAM
3,5 % vacíos
75,7% VFA
1,2DP
5,4 % asfalto
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Deformación promedio por tramo
Seguimiento mes a mes
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Comportamiento de la deformación en terreno
Ah
ue
llam
ien
to (
mm
)
Ahuellamiento promedio en meses
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1. En los primeros 2 años de vida, se observa un mejor comportamiento de lacapa asfáltica de rodadura, respecto de mezclas diseñadas con métodotradicional, en lo que refiera a la deformación permanente.
2. El proceso de compactación determinado en laboratorio es replicableposteriormente en terreno.
3. Se requiere en una 2da etapa del proyecto evaluar la evolución del modulode la mezcla asfáltica colocada en terreno.
4. Metodología de diseño y su control en obra, es simple.5. Para el desarrollo de las especificaciones, es necesario la revisión
bibliográfica y su estudio de manera colaborativa entre el estado, laacademia y el mundo privado.
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6. Es fundamental el trabajo conjunto entre estados, de manera tal de difundirlos conocimientos y apoyar la idea de que “ningún estado se queda atrás”