ANALISIS DEL SISTEMA DE REPARACION DE...
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ANALISIS DEL SISTEMA DE REPARACION DE PAVIMENTOS FLEXIBLES POR INYECCION NEUMATICA DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN FRIO, TECNOLOGÍA VELOCITY PATCHING TESIS DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL Presentados por JOHN FREDY AMADO MARIN Director de tesis ING. HERNANDO VILLOTA POSSO UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLOGICA PROYECTO CURRICULAR INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ 2015
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ANALISIS DEL SISTEMA DE REPARACION DE PAVIMENTOS FLEXIBLES POR
INYECCION NEUMATICA DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN FRIO, TECNOLOGÍA
VELOCITY PATCHING
TESIS DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
Presentados por
JOHN FREDY AMADO MARIN
Director de tesis
ING. HERNANDO VILLOTA POSSO
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLOGICA
PROYECTO CURRICULAR INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ
2015
NOTA DE ACEPTACIÓN
TABLA DE CONTENIDO
LISTA DE TABLAS ................................................................................................. 7
LISTA DE GRAFICAS .............................................................................................. 9
1. INTRODUCCION ............................................................................................... 10
2. RESUMEN ......................................................................................................... 12
3. OBJETIVOS....................................................................................................... 14
3.1 Objetivo General ................................................................................... 14
3.2 Objetivos Específicos ............................................................................ 14
4. MARCO METODOLOGICO ............................................................................... 14
5. MARCO TEÓRICO O CONCEPTUAL ............................................................... 19
5.1 Definición de pavimento ........................................................................ 19
5.2 Pavimento flexible ................................................................................. 20
5.3 Mezcla asfáltica ..................................................................................... 21
5.4 Función de la carpeta asfáltica ............................................................. 21
5.4.1 Impermeabilidad ...................................................................... 21
5.4.2 Resistencia .............................................................................. 22
5.5 Compactación de mezclas asfálticas..................................................... 22
5.5.1 Estabilidad ............................................................................... 22
5.5.2 Cohesión ................................................................................. 22
5.5.3 Impermeabilidad ..................................................................... 22
5.6 Ventajas de la compactación de pavimentos al 100 por ciento de la
densidad de laboratorio ............................................................................... 23
5.7 Deterioro en pavimentos asfalticos ....................................................... 23
6. CLASIFICACIÓN DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS ........................................ 28
6.1 Por fracciones del agregado pétreo en la mezcla ................................. 28
6.2 Temperatura de la mezcla en la puesta en obra ................................... 28
6.3 Proporción de vacíos en la mezcla asfáltica ......................................... 28
6.4 Por el tamaño máximo del agregado pétreo .......................................... 29
6.5 Por la estructura del agregado pétreo ................................................... 29
6.6 Por Granulometría ................................................................................. 30
6.7 Clasificación y husos granulométricos .................................................. 30
6.8 Emulsión asfáltica ................................................................................. 30
7. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN .......................................................... 31
7.1 Generalidades ....................................................................................... 31
7.2 Características de la maquina ............................................................... 32
7.3 Proceso constructivo ............................................................................. 36
7.4 Limpieza y señalización ......................................................................... 36
7.5 Impermeabilización y ligado .................................................................. 37
7.6 Aplicación de la mezcla asfáltica ........................................................... 38
7.7 Terminación y acabado ......................................................................... 39
7.8 Calidad de la mezcla instalada .............................................................. 39
7.9 Ventajas particulares del sistema .......................................................... 40
7.10 Pruebas en el sitio ............................................................................... 41
7.11 Granulometría E-213 art 450 ............................................................... 43
7.12 Extracción cuantitativa del asfalto en mezclas para pavimentos ......... 43
7.13 Inmersión compresión ......................................................................... 44
7.14 Resistencia a la compresión simple de mezclas bituminosas ............ 45
7.15 Resistencia de mezclas bituminosas utilizando el aparato Marshall
estabilidad y flujo ........................................................................................ 45
7.16 Resistencia del agregado grueso a la degradación por abrasión
utilizando el aparato Micro Deval ................................................................ 46
7.17 Ductilidad de los materiales asfalticos ................................................. 46
7.18 Agua en emulsiones asfálticas ............................................................ 46
7.19 Penetración de los materiales asfalticos ............................................. 47
7.20 Medida de la macro textura superficial de un pavimento empleando la
técnica volumétrica (método circulo de arena) ............................................ 47
7.21 Vacíos con aire .................................................................................... 48
7.22 Vacíos en el agregado mineral ........................................................... 49
7.23 Vacíos llenos de asfalto ....................................................................... 49
7.24 ANÁLISIS DE RESULTADOS ....................................................................... 49
7.24.1 Análisis de la granulometría ............................................................. 49
7.24.2 Análisis de la resistencia a la abrasión en el aparato Micro Deval .. 53
7.24.3 Análisis de la resistencia a la compresión simple ............................. 55
7.24.4 Análisis de ensayo inmersión/compresión ........................................ 57
7.24.5 Análisis del flujo y la estabilidad ....................................................... 58
7.24.6 Análisis del contenido de asfalto, porcentaje de emulsión mezclado
con el agregado y del contenido de agua en la emulsión asfáltica .............. 62
7.24.7 Análisis de la ductilidad y penetración del material asfáltico ........... 66
7.24.8 Análisis de los resultados de la macro textura superficial del
pavimento (método círculo de arena) .......................................................... 69
7.24.9 Análisis de vacíos con aire ............................................................... 71
7.25 INSPECCIÓN ESTADO DE LAS REPARACIONES ...................................... 72
7.25.1 Ondulación ....................................................................................... 72
7.25.2 Hundimientos ................................................................................... 72
7.25.3 Exudación ........................................................................................ 73
7.25.4 Abultamientos .................................................................................. 74
8. CONCLUSIONES .............................................................................................. 75
9. RECOMENDACIONES ...................................................................................... 82
10. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 84
11. REGISTRO FOTOGRÁFICO ........................................................................... 86
12. TABLAS ........................................................................................................... 93
13. INFORMES DE LABORATORIO EN FÍSICO UMV ....................................... 114
14. INFORMES DE LABORATORIO EN FÍSICO CONTECON URBAR ............. 388
8
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Unidad de parcheo para mezclas asfálticas frías ............................. 33
Tabla 2. Ensayos realizados a la mezcla asfáltica y a los componentes usados
en la producción de la misma ........................................................... 42
Tabla 3. Granulometría propuesta por Green Patcher como fórmula de
trabajo .............................................................................................. 43
Tabla 4. Comparativo mezcla Green Patcher Vs Tratamientos superficiales
simples y Mezclas abiertas en frio (INVIAS) ..................................... 53
Tabla5. Comparativo mezcla Green Patcher Vs Tratamientos superficiales
simples y Mezclas abiertas en frio (IDU) ........................................... 53
Tabla 6. Límites referenciados de Micro-Deval para diferentes aplicaciones de
los agregados ................................................................................... 55
Tabla 7. Comparativo resultados efectuados sobre la emulsión asfáltica ..... 68
Tabla 8. Resultados de la macro textura superficial del pavimento ................ 69
Tabla 9. Requerimiento para tratamientos superficiales simples y mezclas
abiertas en frio según criterios de las normas IDU e INVIAS ............ 70
Tabla 10. Primer serie de tamizado (% Pasa) .................................................. 93
Tabla 11. Segunda serie de tamizado (% Pasa)............................................... 94
Tabla 12. Franja granulométrica de diseño ..................................................... 97
9
Tabla 13. Clasificación de los agregados y porcentajes de participación ........ 97
Tabla 14. Estadístico de resistencia a la abrasión en el aparato Micro Deval
............................................................................................................................. 100
Tabla 15. Resistencia a la compresión simple ................................................ 101
Tabla 16. Flujo y Estabilidad .......................................................................... 103
Tabla 17. Pesos unitarios y porcentajes de vacíos ........................................ 106
Tabla 18. Porcentaje Asfalto, Porcentaje falto absorbido, Porcentaje pasa tamiz
Nº 200, Porcentaje relación llenante ligante .................................. 109
Tabla 19. Porcentaje agua, penetración, ductilidad, Porcentaje asfalto residual
........................................................................................................ 113
10
LISTA DE GRAFICAS
Grafica 1. Granulometría Promedio (1er serie) ................................................ 51
Grafica 2. Granulometría Promedio (2da serie) ................................................. 51
Grafica 3. Porcentajes de participación de los agregados ............................... 52
Grafica 4. Porcentaje de desgaste en Micro Deval ........................................... 54
Grafica 5. Estabilidad ........................................................................................ 59
Grafica 6. Flujo .................................................................................................. 60
Grafica 7. Relación Estabilidad / Flujo .............................................................. 61
Grafica 9. Porcentaje asfalto ............................................................................. 63
Grafica 10. Porcentaje de emulsión mezclado con el agregado ......................... 64
Grafica 11. Porcentaje de agua en emulsiones asfálticas ................................... 65
Grafica 12. Penetración de los materiales asfálticos (0,1 mm) ........................... 66
Grafica 13. Ductilidad .......................................................................................... 67
11
1. INTRODUCCION
Uno de los propósitos de un pavimento es ofrecer una superficie lo
suficientemente regular plana sin ondulaciones ni cambios bruscos de nivel que
permita un tránsito cómodo de los vehículos que la circulan.
Debido al constante uso de las vías y a la falta de mantenimiento es natural que
estas presenten deterioro; en particular, los pavimentos flexibles, los cuales son
susceptibles a presentar diversos tipos de deterioros generados por el uso, por
factores inherentes de las mezclas, por la exposición a factores climáticos y
atmosféricos, entre otros. De los diversos daños que puede presentar un
pavimento flexible, uno de los más comunes es el bache, el cual consiste en la
pérdida de la carpeta asfáltica en un lugar puntual de la superficie de rodamiento.
El bacheo (término usado para referirse al proceso de reparación efectuado
solamente a la carpeta asfáltica), es una actividad ampliamente utilizada, dicho
procedimiento se ejecuta para prolongar la vida útil de los pavimentos flexibles, el
cual aprovecha las características físicas y bondades propias de las mezclas
asfálticas, durante muchos años este procedimiento se adelantó siguiendo unos
parámetros preestablecidos que consideran el tipo de mezcla, el sistema
constructivo y características que debe cumplir la reparación terminada.
Actualmente ha surgido un nuevo sistema de reparación de baches denominado
Velocity Paching o sistema de reparación de baches por inyección neumática, el
cual se ha utilizado en la mayoría de países de Europa, este novedoso sistema de
reparación es originario del reino unido, en el cual se han desarrollado diversos
proyectos, este sistema también se ha implementado en algunos países de África,
y América Latina como lo es México. Actualmente la alcaldía distrital a través de la
unidad de mantenimiento vial ha celebrado un contrato bajo la modalidad de
“transferencia de ciencia y tecnología” con la empresa Green Patcher Colombia
12
S.A.S” para implementar este sistema y restaurar las vías intermedias de la
capital.
La reparación de baches con el método denominado “inyección a presión
neumática de mezcla asfáltica en frio” se efectúa con una unidad autónoma
denominada “Remalladora” la cual es un vehículo autopropulsado que lleva todo el
equipo y materiales necesarios para la reparación de los defectos de las vías.
Por consiguiente se busca con el presente trabajo de grado efectuar un análisis
descriptivo de esta nueva tecnología con respecto a su proceso constructivo, a la
mezcla asfáltica empleada y a los componentes individuales que participan en la
producción de la misma, haciendo uso de los ensayos de laboratorio efectuados
por el laboratorio de la UMV y resultados de laboratorio efectuados de forma
independiente a la misma mezcla, aunado a este análisis se busca observar el
comportamiento de las reparaciones efectuadas con el sistema en mención
después de un periodo de tiempo de servicio.
En el presente documento se encuentra una descripción especifica de la máquina,
y del proceso constructivo, una recopilación de los resultados de los ensayos de
laboratorio efectuados por la UMV y otros efectuados de forma independiente para
propósitos de esta tesis, dichos ensayos fueron efectuados sobre la reparación
física, sobre la mezcla asfáltica y sus componentes, en función de estos se
encuentra un análisis estadístico de dichos resultados, registro fotográfico y
anexos pertinentes.
.
13
2. RESUMEN
Las entidades gubernamentales responsables del mantenimiento de las vías,
actualmente han implementado un nuevo sistema de reparación de los daños
superficiales que presentan los pavimentos flexibles, dicho sistema conocido como
“inyección neumática de mezclas asfálticas en frio” promete solucionar los
problemas que presenta actualmente la maya vial intermedia de la capital.
En función de esta nueva tecnología se desarrolló el presente proyecto
denominado “Análisis del sistema de reparación de pavimentos flexibles por
inyección neumática de mezclas asfálticas en frio, tecnología Velocity Patching”.
El cual genero una exploración de esta nueva tecnología con respecto a su
proceso constructivo, a la mezcla asfáltica empleada y a los componentes
individuales que participan en la producción de la misma.
El proyecto se desarrolló recopilando información referente al equipo empleado en
la instalación, (maquina remalladora) y al proceso de instalación. Con respecto a
la mezcla asfáltica y a sus componentes, la UMV suministro los ensayos de
laboratorio efectuados durante un periodo de 8 meses; asociados a estos se
adelantaron pruebas de laboratorio sobre una muestra de la mezcla recuperada en
campo, la cual fue sometida a una serie de ensayos específicos con el propósito
de constatar las propiedades y características físicas de esta. Los ensayos de
evaluación se realizaron en los laboratorios Contecon Urbar y E.I.E Echeverry.
El proceso metodológico que permitió identificar todas las características
relevantes de la mezcla, sus componentes y la reparación física, están ceñidos a
las normas INVIAS las cuales establecen las directrices que se deben seguir para
cada caso.
14
Del análisis efectuados a los resultados suministrados por las UMV y los obtenidos
de la muestra sometidas a ensayos en los laboratorios Contecon Urbar y E.I.E
Echeverry.
Se pudo constatar que la mezcla “Green Patcher” cuenta con algunas de las
características propias de una mezcla abierta en frio, y se clasificó en términos
generales de acuerdo a sus características físicas como una mezcla abierta de
estructura gruesa y graduación continua con un alto contenido de vacíos de aire.
Ya efectuada la caracterización de la mezcla se quiso determinar si esta cumplía
con las condiciones específicas y tolerancias respecto a la calidad de la mezcla
sus componentes y el producto terminado de acuerdo a los lineamientos
establecidos por el instituto de desarrollo urbano (IDU).
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3. OBJETIVOS
3.1 Objetivo General
Analizar y reconocer las características específicas de las reparaciones
efectuadas a pavimentos flexibles con el sistema Velocity Patching, teniendo en
cuenta el modo de colocación de la mezcla y las propiedades físicas de la misma.
3.2 Objetivos Específicos
Identificar las propiedades de la mezcla asfáltica en frio utilizada para
efectuar reparaciones en pavimentos (parcheo). Analizando los resultados
de los ensayos de laboratorio efectuados a la mezcla y a los componentes
de la misma, con respecto a la fórmula de trabajo y a las especificaciones
particulares que haya lugar.
Analizar el sistema de colocación de mezclas asfálticas en frio para
reparación de baches, usando la tecnología ‘Velocity Patching’.
Inspeccionar algunas de las reparaciones efectuadas con el sistema
‘Velocity Patching’, para apreciar el comportamiento que ha tenido la
reparación en un periodo de tiempo determinado.
Analizar y establecer las características físicas con las que debe contar un
bache, para que sea apta su reparación mediante el sistema Velocity
Patching’.
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4. MARCO METODOLÓGICO
El presente trabajo de grado se desarrolló bajo las siguientes pautas:
Recopilación de información pertinente al sistema de instalación de la mezcla
asfáltica en frio.
Identificación de las características físicas de la maquina.
Recopilación de antecedentes del sistema de reparación.
Identificación de las cualidades del sistema bondades y desventajas.
Recopilación de información pertinente a la mezcla asfáltica empleada en las
reparaciones:
Para obtener la información en cuestión se elevó la solicitud a la dirección
de la unidad de mantenimiento vial, la cual suministró un archivo de los
ensayos efectuados por el laboratorio de la UMV durante el periodo
comprendido entre el 8 de septiembre de 2014 y el 29 de abril de 2015, a
su vez suministró una descripción pormenorizada de las características de
la máquina y el método de colocación de la mezcla.
Formula de trabajo:
Con respecto a este aspecto en particular, no fue posible obtener de parte
de la UMV dicha información.
Organización y filtrado de información suministrada por la UMV.
Análisis de resultados de ensayos de laboratorio efectuados por la UMV.
Extracción y gradación de mezcla asfáltica – INV Art. 450.
Inmersión/compresión – INV E-747/E-738.
Resistencia de mezclas bituminosas flujo y estabilidad INV E-748.
Desgaste en Micro Deval INV E-238.
Clasificación de agregados INV E-213.
Agua en emulsiones asfálticas Norma INV E-761-7.
17
Penetración de los materiales asfálticos Norma INV E-706-07.
Ductilidad INV E-702.
Adicional a los ensayos de laboratorio suministrados por la UMV se ejecutaron de
forma independiente ensayos sobre una única muestra de la mezcla asfáltica y
emulsión asfáltica, las cuales fueron recuperada durante la ejecución de los
trabajos adelantados por una de las unidades de reparación (maquina
bacheadora) sobre la Carrera 32 entre Calles 22a y Calle 22b. Se evaluó
solamente una muestra ya que el propósito de dichos ensayos era constatar los
resultados obtenidos por la UMV, y no generar información suficiente para un
análisis estadístico, el cual se proyectó hacer con los resultados obtenidos por el
laboratorio de pavimentos de la UMV, los ensayos efectuados de forma
independiente se realizaron por el laboratorio Contecon Urbar, dichos ensayos se
relacionan a continuación:
Extracción y gradación de mezcla asfáltica – INV Art. 450.
Inmersión/compresión (No fue posible ejecutar).
Resistencia de mezclas bituminosas flujo y estabilidad INV E-748.
Clasificación de agregados INV E-213.
Agua en emulsiones asfálticas Norma INV E-761-7.
Penetración de los materiales asfálticos Norma INV E-706-07.
Ductilidad INV E-702.
Medida de la macro textura superficial de un pavimento empleando
la técnica volumétrica (método circulo de arena).
Como se observa en la relación anterior se realizó el ensayo del círculo de arena
para medir la macro textura superficial de un pavimento, si bien este ensayo no lo
implemento en ningún momento la UMV, se consideró de relevante importancia
para determinar las características físicas que presentaba la mezcla luego de su
instalación, adicional a esto en las “Especificaciones Generales De Construcción
18
De Carreteras” del IDU sección 552-11 “mezclas asfálticas abiertas en frio”,
numeral 552,6,2,7,3 y sección 531-11 “ tratamientos superficiales simples dobles y
triples” numeral 531,6,3,2, establecen el parámetro de medida de la textura
superficial como una de las condiciones para el recibo de los trabajo, sin
mencionar los criterios establecidos para esta misma característica por parte del
INVIIAS, el ensayo en mención se realizó sobre la Carrera 48 entre Calle 174B y
Calle 176 Norte, sobre tres reparaciones diferentes tomando 5 medidas en cada
reparación, minutos de pues de que estas fueran abiertas al tráfico.
Como se mencionó anteriormente con los resultados obtenidos por la Unidad de
Mantenimiento Vial se realizó un análisis estadístico de todos los resultados de las
pruebas de laboratorio efectuadas durante el periodo comprendido entre el 8 de
septiembre de 2014 y el 29 de abril de 2015. Con este análisis estadístico se
desarrollaron graficas que mostraran el comportamiento de los resultados para
cada prueba específica, con el propósito de identificar si los componentes
guardaban simetría y la mezcla estaba siendo reproducida de forma análoga,
adicional a esto se buscó tipificar la mezcla de estudio según las características
inherentes de esta para determinar a qué tipo de mezcla se ajusta.
Ya que el objeto de esta investigación es analizar las características de la mezcla
y el comportamiento físico de la reparación en sí, y en función que no se contaba
con paramentos específicos que establecieran las propiedades con que debía
cumplir cada uno de los aspectos, se realizó una comparación con los sistemas
convencionales que más se le asemejaran; respecto a su característica funcional
se consideró que esta se asemeja a las mezclas asfálticas empleadas en
tratamientos superficiales simples y en cuanto a sus características físicas se
comparó con una mezcla abierta en frio.
19
Ya asociada la mezcla según sus características a un tipo de sistema se
determinó los paramentos con los que debería cumplir según las normas IDU e
INVIAS tanto como materia prima como producto terminado, considerándola como
una posible mezcla abierta en frio, o un tratamiento superficial simple.
Adicional al análisis al que se sometió la mezcla asfáltica y de forma paralela se
presenció en campo el proceso de reparación de baches con el sistema de
inyección neumática, se identificaron sus bondades y desventajas desde el punto
de vista de la operación o desarrollo de la reparación, luego del acompañamiento
realizado durante las reparaciones, se continuo efectuando un seguimiento e
inspección a algunas de las reparaciones efectuadas con este sistema, para
identificar el comportamiento que presentaba estando en uso y bajo la acción del
tráfico. Las vías a las que se les realizo el seguimiento fueron:
Carrera 48 entre Calle 174b y Calle 176 Norte.
Carrera 52a entre Calle 174a y Calle 176 Norte.
Carrera 53 entre Calle 180a y Calle 182 Norte.
Carrera 32 entre Calles 22c y Calle 22b.
Carrera 32 entre Calles 22a y Calle 22b.
Calles 22a entre Carrera 32 y avenida NQS.
Del seguimiento efectuado a las vías relacionadas se pudo identificar que algunas
presentaban abultamientos en los bordes específicamente en el contorno entre la
reparación y el pavimento existente, se observaron depresiones o asentamientos
de la mezcla generando una superficie cóncava hacia arriba, descascaramientos y
piel de cocodrilo, de igual forma se evidenció que algunas reparaciones reflejaron
buen comportamiento sin ningún tipo de anomalía en su superficie.
20
5. MARCO TEÓRICO O CONCEPTUAL
5.1 Definición de pavimento:
Un pavimento está constituido por un conjunto de capas superpuestas,
relativamente horizontales, que se diseñan y construyen técnicamente con
materiales apropiados y adecuadamente compactados. Estas capas estratificadas
se apoyan sobre la subrasante. El pavimento debe resistir los esfuerzos que las
cargas repetidas del tránsito le imponen durante el período para el cual se diseña,
así como soportar las deformaciones máximas admisibles por los materiales que
lo conforman.
Un pavimento, para cumplir adecuadamente sus funciones, debe reunir los
siguientes requisitos:
Ser resistente a la acción de las cargas impuestas por el tránsito.
Ser resistente ante los agentes de intemperismo.
Presentar una textura superficial adecuada a las velocidades previstas de
circulación de los vehículos, por cuanto esta tiene una influencia decisiva en la
seguridad vial. Además, debe ser resistente al desgaste producido por el efecto
abrasivo de las llantas de los vehículos.
Presentar una regularidad superficial, tanto transversal como longitudinal, que
permita una adecuada comodidad a los usuarios en función de las longitudes
de onda de las deformaciones y de la velocidad de circulación.
Ser durable.
Presentar condiciones adecuadas de drenaje.
21
El ruido generado por el paso de los vehículos en la vía debe ser moderado
tanto en el interior de los vehículos como en el exterior, de tal forma que no se
vea afectado el entorno.
Ser económico.
Poseer el color adecuado para evitar reflejos y deslumbramientos y ofrecer
una adecuada seguridad del tránsito.
5.2 Pavimento flexible
Este pavimento está constituido por una carpeta bituminosa apoyada
generalmente sobre dos capas no rígidas, la base y la subbase1.
Debido a la alta flexibilidad de la carpeta bituminosa (capacidad de gran
deformación sin rotura bajo la acción de una carga), el peso del vehículo que
transita sobre la superficie es prácticamente una carga concentrada, cuyo efecto
disminuye a través del espesor de las capas subyacentes, hasta llegar distribuido
y atenuado a la subrasante2
5.3 Mezcla asfáltica
El asfalto es un material ampliamente utilizado en la construcción de carreteras,
aeropuertos, pavimentos industriales, Sin olvidar que se utilizan en las capas
inferiores de estructura viales de tráfico pesado. Las mezclas asfálticas ofrecen
amplias ventajas frente a otros materiales por su versatilidad para ser instalado y
1Montejo Fonseca, A. (2002). Ingeniería de pavimentos para carreteras. Bogota: Universidad Catolica de
Colombia
2Instituto Colombiano de Productores de Cemento (ICPC), Pavimentos de concreto. Manual de diseño,
Bogotá, 1975.
22
reparado a diferencia de materiales como el concreto que cumplen la misma
función pero pueden ser más costosos y su mantenimiento requiere mayor
inversión de recurso económico técnico y humano.
Una mezcla asfáltica está compuesta esencialmente por un ligante asfaltico el
cual es generalmente un producto que proviene de la destilación del petróleo
crudo, agregados minerales pétreos fino y grueso (arena y grava) y llenante
mineral que es un material no arcilloso que pasa el tamiz No. 200.
Para garantizar el correcto funcionamiento del pavimento es importante que cada
componente de la mezcla se encuentre en una proporción adecuada, al igual que
cada uno de ellos debe cumplir con una serie de características físicas que son
relevantes en el rendimiento de la misma, la falta de calidad en alguno de ellos
afecta el comportamiento y desempeño de la mezcla. Por consiguiente se
efectúan diferentes ensayos a la mezcla como tal y a cada uno de los materiales
que interviene en ella. El ligante asfáltico y el polvo mineral son los dos elementos
que más influyen tanto en la calidad de la mezcla asfáltica como en su costo total.
5.4 Función de la carpeta asfáltica:
La carpeta debe proporcionar una superficie uniforme y estable al tránsito, de
textura y color conveniente y resistir los efectos abrasivos del tránsito.
5.4.1 Impermeabilidad: Hasta donde sea posible, debe impedir el paso del agua
al interior del pavimento.
23
5.4.2 Resistencia: Su resistencia a la tensión complementa la capacidad
estructural del pavimento.
5.5 Compactación de mezclas asfálticas
El efecto de la compactación consiste en forzar las partículas de agregado a estar
en contacto y luego mantener ese contacto mediante la acción adhesiva del
asfalto. De esta forma el pavimento adquiere estabilidad, cohesión e
impermeabilidad.
5.5.1 Estabilidad: está definida por la capacidad de un pavimento de mantener o
restaurar su equilibrio bojo las cargas del tránsito que tienden a desplazarla. No
puede desarrollarse estabilidad sin fricción que tiene lugar cuando por
compactación se mantienen las partículas en contacto.
5.5.2 Cohesión: esta propiedad permite mantener unidos los componentes de la
masa del pavimento y esta originada por la acción adhesiva del asfalto y relleno
mineral. En tanto la cohesión comunica resistencia a la tracción, la compactación
une las partículas y permite que el material cohesivo que recubre las partículas las
mantenga en contacto.
5.5.3 Impermeabilidad: se define como la resistencia que opone el pavimento al
paso de agua y aire. La impermeabilidad mejora a medida que aumenta la
densidad de la mezcla, pues, ello evita que los vacíos de la masa, queden
interconectados.
Solo a través, de una compactación adecuada se pueden obtener capas de
rodamiento resistentes, durables y lisas.
24
5.6 Ventajas de la compactación de pavimentos al 100 por ciento de la
densidad de laboratorio durante la construcción
Las ventajas derivadas de la compactación de pavimentos al 100 por ciento de la
densidad de laboratorio, durante la construcción son los siguientes:
Cuanto mayor es la cantidad de vacíos dejados en la mezcla luego de La
compactación, más rápida es la velocidad de endurecimiento del asfalto, hecho
que ocasionara deterioros prematuros en el pavimento a poco tiempo de su
construcción. Este fenómeno puede evitarse con la compactación de las
mezclas de grano denso, al 100 por ciento de la densidad de laboratorio.
Se ha demostrado que las mezclas compactadas al 95 y 97% de la densidad
de compactación de laboratorio, obtienen una estabilidad Marshall del 20 al
40%, aproximadamente, de la estabilidad lograda con una mezcla compactada
al 100% de la densidad de laboratorio.
A medida que se aumenta la densidad de una mezcla asfáltica, aumenta el
módulo de rigidez de la capa compactada.
La compactación de una mezcla por debajo del 100% de la densidad de
laboratorio afecta de forma importante los espesores requeridos para un
pavimento asfaltico. 3
5.7 Deterioro en pavimentos asfalticos
La incidencia de factores de diverso origen determina alteraciones de la superficie
de rodamiento de los pavimentos que afectan la seguridad, comodidad y velocidad
con que debe circular el tránsito vehicular presente y futuro.
3 Montejo Fonseca, A. (2002). Ingeniería de pavimentos para carreteras. Bogota: Universidad Catolica de
Colombia
25
La finalidad de todo proceso de mantenimiento o refuerzo de los pavimentos en
servicio, es corregir los defectos mencionados para alcanzar un grado de
transitabilidad adecuado durante un período de tiempo suficientemente prolongado
que justifique la inversión necesaria.
Las causas de los defectos mencionados son de distinto origen y naturaleza; entre
las que cabe destacar las siguientes:
Elevado incremento de las cargas circulantes y de su frecuencia con respecto
a las previstas en el diseño original.
Deficiencias durante el proceso constructivo en la calidad real de los materiales
en espesores o en las operaciones de construcción, particularmente en la
densificación de las capas4.
Diseños deficientes (ejemplos: empleo de métodos de diseño que resultan
inadecuados en la actualidad; incorrecta valoración de las características de
los materiales empleados; incorrecta evaluación del tránsito existente y
previsto durante el período de diseño del pavimento).
Factores climáticos regionales desfavorables (ejemplos: elevación del nivel
freático, inundaciones, lluvias prolongadas, insuficiencia de drenaje superficial
ó profundidad prevista).
Deficiente mantenimiento por escasez de recursos económicos disponibles,
equipo, maquinaria especializada y personal capacitado.
Problemas de aprovisionamiento en algunas zonas del país, por agotamiento
de materiales adecuados en las proximidades de los puntos de empleo,
obligando a mayores distancias de acarreo. A veces la limitante es legal, por
razones urbanísticas y aún ambientales.
4 Montejo Fonseca, A. (2002). Ingeniería de pavimentos para carreteras. Bogota: Universidad Catolica de
Colombia
26
Por los problemas enunciados anteriormente y otros problemas circunstanciales
que se puedan presentar, existe la necesidad perentoria de determinar, mediante
diferentes tipos de ensayos, parámetros estructurales y funcionales, que nos
indiquen el estado actual del pavimento y su desempeño futuro.5
Teniendo en cuenta que un pavimento es una estructura con cierta capacidad para
absorber como energía elástica potencial el trabajo de deformación impuesto por
cada carga circulante durante su vida útil; retirada la carga, dicha energía es la
determinante de la recuperación elástica o cuasi elástica de las deformaciones
producidas, la que será tanto más completa cuanto menor relajación de la energía
elástica se ha producido durante el tiempo que ha actuado la carga. La falla de la
estructura se deriva de dos causas fundamentales:
Si la capacidad mencionada es excedida más allá del valor que determinan las
deformaciones recuperables por elasticidad instantánea y retardada, se
desarrollan deformaciones permanentes en cada aplicación de las cargas, las
que se acumulan modificando los perfiles de la calzada hasta valores que
resultan intolerables para la comodidad, seguridad y rapidez del tránsito y aún
pueden provocar el colapso de la estructura.
Si la capacidad mencionada no es excedida pero las deformaciones
recuperables son elevadas, los materiales y en particular las capas asfálticas
sufren el fenómeno denominado fatiga cuando el número de aplicaciones de
las cargas pesadas es elevado, que se traduce en reducción de sus
características mecánicas. En este caso la deformación horizontal por tracción
en la parte inferior de las capas asfálticas al flexionar la estructura, puede
exceder el límite crítico y se llega a la iniciación del proceso de fisuramiento.
5 2009). Tecnicas De Evaluacion De Carreteras No Destructivas.
www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/6124/.../capitulo%202.p...
27
Entre los múltiples daños que puede presentar un pavimento se encuentra los
baches. Los cuales se caracterizan por presentar perdida de la carpeta asfáltica
superficial o de rodadura, en una zona específica, se producen por limpieza
insuficiente previa a tratamientos superficiales, espesor insuficiente de la capa de
rodadura asfáltica, riego de liga deficiente, mezcla asfáltica muy permeable, y su
evolución probable puede ser piel de cocodrilo.
Según el tiempo de exposición de este daño a los factores climáticos y al tráfico
puede llegar a afectar las capas subyacentes inferiores del pavimento influyendo
desfavorablemente en la estructura del mismo y degenerando el daño en un
problema que llegara afectar la movilidad, seguridad y comodidad del usuario.
Según sea la gravedad de esta anomalía en el pavimento se distinguen dos tipos
de reparación de acuerdo a las “especificaciones técnicas generales de materiales
y construcción para proyectos de infraestructura vial y de espacio público en
Bogotá. Sección 57011 (parcheo y bacheo)”, del instituto de desarrollo urbano
IDU.
Parcheo: involucrar sólo las capas asfálticas, reparación de pequeñas áreas
fracturadas, restitución de la capa de rodadura (carpeta asfáltica) hasta la capa
superior del material de base. La reparación de la carpeta asfáltica se
realiza usando mezcla asfáltica en frío o en caliente.
Bacheo: implica reponer la carpeta asfáltica en su totalidad, reconformación,
reemplazo o adición de material de base o subbase subyacente a la carpeta
asfáltica deteriorada. La reparación de la carpeta asfáltica se realiza
usando mezcla asfáltica en frío o en caliente.
28
6. CLASIFICACIÓN DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS
Las mezclas asfálticas se clasifican de acuerdo a diferentes parámetros, entre
ellos:
6.1 Por fracciones del agregado pétreo en la mezcla
Masilla asfáltica: polvo mineral más el ligante.
Mortero asfáltico: agregado fino más masilla.
Concreto asfáltico: agregado grueso más mortero.
Macadam asfáltico: agregado grueso más ligante asfáltico.
6.2 Temperatura de la mezcla en la puesta en obra
Mezclas asfálticas en caliente:
Fabricadas con asfaltos a temperaturas elevadas, en el rango de los 150
grados centígrados, según la viscosidad del ligante, se calientan también los
agregados, para que el asfalto no se enfríe al entrar en contacto con ellos. La
puesta en obra se realiza a temperaturas muy superiores a la ambiente, pues
en caso contrario, estos materiales no pueden extenderse y menos aún
compactarse adecuadamente.
Mezclas asfálticas en frío:
El ligante es una emulsión asfáltica (aunque en algunos lugares se usan los
asfaltos fluidificados), y la puesta en obra se realiza a temperatura ambiente.
6.3 Proporción de vacíos en la mezcla asfáltica
Este aspecto es de importancia fundamental para que no aparezcan
deformaciones plásticas con el paso de las cargas y por las variaciones térmicas.
29
Mezclas cerradas o densas: con una proporción de vacíos no mayor al 6 %.
Mezclas semi–cerradas o semi–densas: la proporción de vacíos está entre el 6
% y el 10 %.
Mezclas abiertas: con una proporción de vacíos mayor de 12 %.
Mezclas porosas o drenantes: con una proporción de vacíos superior al 20 %.
6.4 Por el tamaño máximo del agregado pétreo
Mezclas gruesas: el tamaño máximo del árido es mayor a 10 mm.
Mezclas finas: son microaglomerados ó morteros asfálticos; éstas son mezclas
formadas básicamente por un árido fino incluyendo el polvo mineral y un
ligante asfáltico. el tamaño máximo del agregado pétreo determina el espesor
mínimo con el que se extiende la mezcla (del doble al triple del tamaño
máximo).
6.5 Por la estructura del agregado pétreo
Mezclas con esqueleto mineral:
Provistas de un esqueleto mineral resistente, su componente de resistencia
debida al rozamiento interno de los agregados es notable. Ejemplo, las
mezclas abiertas y los que genéricamente se denominan concretos asfálticos,
aunque también una parte de la resistencia de estos últimos, se debe a la
masilla.
Mezclas sin esqueleto mineral:
No poseen un esqueleto mineral resistente, la resistencia es debida
exclusivamente a la cohesión de la masilla. Ejemplo, los diferentes tipos de
masillas asfálticas.
30
6.6 Por Granulometría
Mezclas continuas: Una cantidad muy distribuida de diferentes tamaños de
agregado pétreo en el huso granulométrico.
Mezclas discontinuas: Una cantidad muy limitada de tamaños de agregado
pétreo en el huso granulométrico.
.
6.7 Clasificación y husos granulométricos
Las mezclas en frío son utilizadas, generalmente como capas de rodamiento, de
base o sub.-base.
De acuerdo con el porcentaje de vacíos final, las mezclas en frío se clasifican en
densas, sami densas y abiertas. Los límites están dados por:
Mezclas cerradas (densas, DF): 3 a 6% de vacíos.
Mezclas semi cerradas (semi densas, SF): 6 a 12% de vacíos.
Mezclas abiertas (AF): superior a 12%.
Para cada uno de estos tres tipos de mezclas, se adoptan, además, tres husos
granulométricos de acuerdo con el espesor que tendrá la capa compactada.
6.8 Emulsión asfáltica
Las emulsiones asfálticas son una mezcla de asfalto con agua que con el
emulsificante forman una emulsión estable que permite tender las carpetas
asfálticas "en frío", es decir, a temperaturas menores a 100°C.
Las desventajas de las emulsiones asfálticas son principalmente el tiempo de
fraguado que estas requieren, la complicada química y reología que se desarrolla
en las emulsiones, pues los compuestos químicos presentes en el asfalto como
los asfáltenos y máltenos son variables y de diferente naturaleza química.
31
Debido al mecanismo de fraguado, estas emulsiones comúnmente no logran una
estabilidad aceptable con el agregado pétreo del asfalto, por ello son aplicables
principalmente a caminos secundarios en los que la carga vehicular no es regular
ni posee alto peso.6
7. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN
7.1 GENERALIDADES
El subsistema vial está establecido por malla vial arterial, intermedia y local. La
jerarquía de estas vías está determinada por malla arterial, siguiéndole la malla
vial intermedia y local. Así mismo en su orden, la malla vial arterial brinda
movilidad y conecta la ciudad con la región y esta con el resto del país, la malla
vial intermedia sirve como vía conectante de la malla vial arterial dando fluidez al
sistema vial general y la local conformada por los tramos viales cuya principal
función es la de permitir la accesibilidad a las unidades de vivienda.
La falta de mantenimiento rutinario y periódico al subsistema de malla vial en los
últimos años ha provocado un deterioro acelerado de los segmentos viales,
afectando la movilidad de los ciudadanos, y a su vez disminuyendo su calidad de
vida.
En las últimas dos décadas el término de mantenimiento vial ha tomado más
fuerza a nivel mundial y se considera como una posible opción para la intervención
de las vías que se encuentran en regular a buen estado, prologando así su ciclo
de vida, por encima de aquellas vías que se encuentran en mal estado, las cuales
requieren de una inversión del orden de 6 a 10 veces mayor al costo de
6 http://www.construmatica.com/construpedia/Clasificaci%C3%B3n_de_las_Mezclas_Asf%C3%A1lticas
32
mantenimiento y su ciclo será más corto mientras no se tengan en práctica
políticas adecuadas de conservación.
De otra parte, se ha identificado que la probabilidad de ocurrencia de accidentes
de tránsito es alta, debido a los daños superficiales que se presentan en el
pavimento por falta de mantenimiento, tales como baches, fisuras, piel de
cocodrilo, fisuras en bloque, descascaramientos etc., los cuales obligan a los
usuarios de las vías a realizar maniobras peligrosas que ponen en riesgo su
integridad física originando en algunos casos la perdida de la vida.
Estos deterioros son considerados por la ciudadanía como los causantes de
accidentes, daños en las viviendas del vecindario, gastos adicionales en
mantenimiento de sus vehículos y demoras en los tiempos de viaje.
Para el desarrollo del contrato de ciencia y tecnología, se dividió la ciudad en 45
cuadrantes, delimitados por vías arteriales de todas las localidades del distrito,
cubriendo así la totalidad de los segmentos que conforman la malla vial local e
intermedia de la ciudad de Bogotá.
7.2 Características de la maquina
En lo relacionado con las características de la máquina, la ficha técnica del equipo
que atiende la aplicación de parcheo con mezcla en frio por inyección a presión
neumática consta de:
33
Vehículo autónomo para inyección neumática de mezcla asfáltica
Tabla 1. Unidad de parcheo para mezclas asfálticas frías
No. Ítem Descripción
1 Tolva
Fabricada en acero, con capacidad no inferior a 4
metros cúbicos de agregados que deben seguir
las especificaciones IDU - ET sección 571-13 que
cuente con compuertas de cierre y debe tener un
mecanismo de dosificación adecuada de los
agregados a la mezcla.
2 Tanque para mulsión
Asfáltica
Tanque para emulsión asfáltica en acero con
capacidad no inferior a 850 litros, debe tener un
sistema de calentamiento que mantenga la
emulsión a 40 C°, debe contar con un sistema de
limpieza para las líneas de emulsión que permita
retirar los residuos después de la aplicación.
3 Boquilla de Aspersión. Debe contar con una boquilla de aspersión que
permita hacer el riego de mezcla asfáltica fría de
34
No. Ítem Descripción
acuerdo con las especificaciones IDU ET -
Sección 571-13, debe garantizar una
compactación adecuada de la mezcla.
4 Control de Aplicación
El equipo debe contar con un control de inyección
de mezcla que permita programar la cantidad de
emulsión a dosificar con respecto a la masa de
agregados que se están aplicando de acuerdo al
diseño de la mezcla establecido.
5 Colector de Escombros y
Residuos
Debe garantizar la recolección y disposición de
escombros
6 Combustible
El combustible a utilizar por el motor principal o
de locomoción del equipo y los periféricos no
desmontables debe ser el mismo que el del motor
principal de locomoción del chasis, el combustible
a utilizar debe cumplir con la normatividad vigente
en el país y de uso comercial con venta libre, en
caso de que los equipos periféricos requieran
combustible. El equipo debe realizar de forma
autónoma todas sus operaciones.
7 Chasis - Camión
Modelo 2013 o más reciente, capacidad de
arrastre a plena carga y todos los accesorios, no
inferior a 5 toneladas. Debe cumplir con la
reglamentación vigente para transporte de carga
en la ciudad.
35
No. Ítem Descripción
8 Capacidad eje trasero Mínimo 20 toneladas
9 Capacidad eje delantero Mínimo 9 toneladas
10 Compartimiento para
herramientas
Debe contar con un compartimiento que permita
alojar herramientas tales como palas, picos,
barras, escobas entre otras y tenga mecanismo
de cierre con llave.
11 Dirección - Camión Hidráulica
12 Transmisión - Camión Manual de mínimo 5 velocidades adelante
13 Frenos
Neumáticos, el tanque de almacenamiento de
aire debe tener una conexión de servicio de
acople rápido disponible.
14 Llantas
Sencilla Adelante y Doble Atrás - Diez (Mínimo),
además de la llanta de repuesto que debe ser del
mismo tipo, tamaño y calidad de las llantas
instaladas.
15 Panorámicos Frontal y
Trasero Vidrio laminado y templado de seguridad
36
No. Ítem Descripción
16 Cinturones de Seguridad De tres puntos retractiles
17 Señal Luminosa Trasera Si, Horizontal en Forma de Flecha en Ambos
Lados.
7.3 Proceso constructivo:
El proceso de la aplicación de la mezcla inyectada consta de los siguientes pasos:
7.4 Limpieza y señalización:
Habiéndose instalado la señalización vial correspondiente, y estando el camión
debidamente provisto e identificado con la iluminación de precaución, el equipo se
posiciona adelante de la superficie a reparar permitiendo que se tenga acceso a
una operación completa a 180 grados cubriendo así el alcance necesario para
poder en una sola intervención reparar una sola o varias superficies dañadas que
se encuentren próximas.
El operador realiza la limpieza de la superficie a reparar, mediante un gran flujo de
aire a presión. El operador deberá operar la manguera con movimientos rectos u
oscilatorios del centro de la superficie en limpieza hacia afuera, retirando cualquier
tipo de desechos, materiales que se encuentren en el interior e incluso
asegurándose que cualquier resto de pavimento que se encuentre levemente
adherido o ya flojo sea desprendido y retirado. La limpieza aplicará también a
cualquier superficie adyacente con un ancho entre 10 a 20 centímetros para
37
garantizar que las fases siguientes de la reparación se hagan en un superficie
limpia de polvo, desechos e inclusive agua.
7.5 Impermeabilización y ligado:
Al haberse terminado la fase de limpieza, el operador del equipo aplicará la
emulsión de rompimiento rápido CRR-2 (emulsión catiónica de rompimiento
rápido) que se encuentra almacenada a temperatura ambiente en el tanque de
emulsión a bordo del equipo.
La emulsión deberá aplicarse siempre a una temperatura superior a los 10 C°.
La emulsión podrá ser aplicada por el operador del equipo desde el centro de la
superficie en reparación hacia afuera en movimientos circulares o rectos o de un
lado hacia el otro, al arbitrio del operador. El operador logrará siempre que la
emulsión moje e impregne de forma homogénea la superficie a reparar,
asegurando el operador que la emulsión aplicada penetre profundamente y
adecuadamente en las fisuras, grietas y cavidades que se encuentren en la
superficie en reparación. El operador siempre llevará a cabo la impregnación de
las áreas adyacentes a las superficies en reparación de entre 10 a 20 centímetros
garantizando un sellado e impermeabilizado de dichas superficies adyacentes,
haciéndose dicha aplicación en forma cuadrada o rectangular alrededor de la
superficie en reparación, previniendo así el futuro ingreso de agua y actuando
como liga para recibir la mezcla asfáltica en frio aplicada en la siguiente fase.
38
7.6 Aplicación de la mezcla asfáltica:
La mezcla asfáltica en frio se hace mediante el mezclado de la gravilla limpia de
tamaño menor a ¾¨a finos que se encuentra en la tolva, la emulsión a temperatura
ambiente y almacenada en el tanque y la presión neumática del compresor del
equipo.
Para efectos de iniciar la fase de aplicación de la mezcla asfáltica el operador del
equipo va aplicando el flujo de mezcla asfáltica, capa por capa, de abajo hacia
arriba, con movimientos oscilantes o rectos, dependiendo del tipo de reparación
que esté llevando a cabo.
Repitiendo el proceso una y otra vez, capa por capa, de abajo hacia arriba, el
operador del equipo logrará una masa compacta y uniforme en cuanto a la
cantidad de material aplicado, siempre haciendo la reparación en la forma de un
cuadrado o rectángulo que cubra perfectamente la superficie en reparación y de
10 a 20 centímetros de las superficies adyacentes logrando así un sellado de la
superficie reparada y dando a la reparación la terminación y apariencia de una
pequeña carpeta asfáltica rectangular o cuadrada justo al nivel del resto de la vía y
cuyos perfiles tengan una terminación que no forme un borde donde golpeen las
llantas de los vehículos.
39
7.7 Terminación y acabado
Terminado el proceso de reparación, el operador y el ayudante recolectan los
escombros obtenidos de la reparación, retiran la señalización correspondiente y se
abre la vía para la circulación vehicular en forma inmediata.
7.8 Calidad de la mezcla instalada
El procedimiento que se lleva a cabo para verificar la calidad de la mezcla
inyectada es el siguiente:
Inicialmente se lleva un registro de cada uno de los huecos intervenidos por
cada CIV en cuanto a sus dimensiones (largo, ancho, profundidad) tal como
aparece en la IDU-ET-2011 sección 571-13 “parcheo mecanizado” y se
verifica visualmente la calidad de la labor realizada. Dicho registro se
complementa con fotografías del área de reparación.
Se realiza un muestreo de la mezcla inyectada por cada uno de los equipos
a las cuales se les efectúan ensayos de contenido de asfalto,
granulometría, y a la emulsión asfáltica se le hacen ensayos de calidad de
acuerdo a lo establecido en las especificaciones del Instituto de Desarrollo
Urbano - IDU.
Se hace un recorrido de verificación y evaluación del estado de los parches
inyectados, siguiendo el método del PCI (Pavement Condition Index)
escogido por el IDU para la evaluación del estado de los pavimentos.
40
Después de la evaluación de los parches colocados, se procede a realizar
un informe en donde se consignan las observaciones y conclusiones.
7.9 Ventajas particulares del sistema
En cuanto a la diferencia con el método tradicional, se cree que esta tecnología
cuenta con una serie de características que la hacen muy versátil y favorable entre
los que se numera:
1. Uso eficiente de los recursos al utilizar solamente la unidad de parcheo con
dos operarios. Se suprime el uso de volquetas para el transporte de la mezcla
asfáltica, así como el uso de equipos de corte y de maquinaria pesada (vibro
compactadores) para la compactación y el vehículo que lo transporta, ya que
se supone que el método de colocación por inyección a presión neumática
genera una compactación más eficiente en consideración que esta se realiza
de abajo hacia arriba al lanzar el material a presión, y no de arriba hacia abajo
como con el método tradicional que requiere cilindros vibratorios.
2. La aplicación de mezcla asfáltica fría permite la apertura al tráfico en un tiempo
aproximado de 15 minutos una vez se haya hecho la reparación.
3. No se tienen que hacer cierre en las vías que están en reparación; lo que
reduce drásticamente los atascamientos en el tránsito y los costos
relacionados.
4. La intervención usando mezcla en frío preparada en el momento de su
aplicación tiene menores limitaciones al no depender de la temperatura a la
cual se encuentre y poder almacenar la materia prima por mayores periodos de
tiempo.
5. El uso de emulsión de rompimiento rápido permite al equipo de trabajo iniciar
labores en lugares donde el terreno se encuentre húmedo o inmediatamente
41
después de llover al no verse contaminada ni perder características por dicha
humedad.
6. Requiere menores cantidades de combustible en su preparación.
7. Permite la ejecución de una mayor cantidad de acciones de movilidad por
cuadrilla de trabajo, generando un mayor impacto en la movilidad de la ciudad.
8. Al no requerir la conformación de una caja para su correcta aplicación se utiliza
una menor cantidad de mezcla por sitio de intervención que en el método
tradicional, lo que aporta la posibilidad de atender una mayor cantidad de
huecos por cada metro cúbico de mezcla.
9. Las actividades de reparación no depende del clima.
10. Este método es más amable con el medio ambiente puesto que las emisiones
de CO2 son muy bajas.
11. El proceso produce residuos mínimos y no causa mayores daños a la base de
la vía.
12. La mano de obra es mucho menor en comparación a los métodos tradicionales
de mantenimientos y reparación de vías que requiere de una cuadrilla de
trabajo de al menos 8 operarios.
7.10 Pruebas en el sitio
Las pruebas que se realizan en el sitio son a la mezcla asfáltica, y su alcance es
de preparar 2 briquetas de ensayo Marshall, (diámetro de 4”) cada una con 20
golpes por cada cara y realizar los respectivos ensayos a las briquetas en el
laboratorio.
Adicional a esto, se toman muestras en sitio tanto de los materiales granulares
como de la emulsión para efectuar los correspondientes ensayos laboratorio:
42
Entre las pruebas que se realizan en sitio la UMV no contempla ni a efectuado
pruebas de para determinar la lisura ni la textura superficial. Para efectos de esta
tesis se efectuaron 15 medidas de la textura superficial, lo que se resume en tres
pruebas, tomadas en tres puntos diferentes, esto en consideración que la
especificación técnica del IDU sección 571-13 (parcheo mecanizado), en su
numeral 571.10.2.2 (lisura y textura) indica que se debe realizar el control de estas
dos características, Implementando la medida con la regla de tres metros, para la
lisura y la mancha de arena o cualquier otro método conocido para determinar la
lisura.
Tabla 2. Ensayos realizados a la mezcla asfáltica y a los componentes
usados en la producción de la misma:
MATERIAL ENSAYO
Mezcla
Extracción y gradación de mezcla asfáltica – INV Art. 450
Inmersión/compresión – INV E-747/E-738
Resistencia de mezclas bituminosas flujo y estabilidad
INV E-748
Material granular
Desgaste en Micro Deval INV E-238
Clasificación de agregados INV E-213
Emulsión
asfáltica
Agua en emulsiones asfálticas Norma INV E-761-7
Ensayo penetración de los materiales asfálticos Norma INV
E-706-07
Ductilidad INV E-702
43
Tabla 3. Granulometría propuesta por Green Patcher como fórmula de
trabajo.
MEZCLA
Tamiz porcentajes pasa
½ 3/8 No 4 No 8 No 16 No 30 No 50 No 80 No 200
Green Patcher
100 99.21 22.15 3.31 1.62 1.41 1.36 1.34 1.31
Formula 100 100 26/18 6/3 4.6/0 4.41/0 4.46/0 4.34/0 2.3/0.3
La dosificación del asfalto residual de la fórmula de trabajo seria 3% +/-0.3% en
peso respecto a los agregados.
7.11 Granulometría E-213 art 450
La determinación de la granulometría de un agregado tiene como objeto identificar
cuantitativamente los porcentajes de participación presentes de los diferentes
tamaños que componen una muestra de agregado, lo cual se consigue haciendo
pasar una cantidad de agregado con peso conocido a través de una serie de
tamices con aberturas de malla determinada de mayor a menor tamaño. En
general se los agregados se dividen en dos tipos, una fracción gruesa que la
componen gravas y otra fina formada por arenas, sin embargo existe una tercera
fracción que se conoce como fracción muy fina representada por limos y arcillas.
7.12 Extracción cuantitativa del asfalto en mezclas para pavimentos
El ensayo de extracción de asfalto busca determinar el contenido porcentual de
asfalto presente en una mezcla asfáltica en caliente y en muestras tomadas de
pavimentos.
44
Los resultados obtenidos con estos métodos se pueden ver afectados por la edad
de los materiales ensayados; es así como las muestras más viejas tienden a
producir contenidos ligeramente menores de asfalto. Se obtienen mejores
resultados cuantitativos cuando el ensayo se efectúa sobre mezclas y pavimentos
inmediatamente después de su preparación y colocación.
El ligante de la mezcla se extrae con tricloroetileno, bromuro de n-propilo (nPB) o
cloruro de metileno, empleando el equipo de extracción aplicable al método
particular. El contenido de asfalto se calcula por diferencia a partir de la masa del
agregado extraído, del contenido de humedad, y del material mineral en el
extracto. El contenido de asfalto se expresa como porcentaje en masa de la
mezcla asfáltica libre de humedad.
7.13 Inmersión compresión
Este ensayo se realiza para cuantificar la perdida de resistencia a la compresión
producida por la acción del agua en las mezclas asfálticas compactadas,
preparadas con cemento asfaltico.
El ensayo consiste en comparar la resistencia a la compresión que presenta un
juego de probetas moldeadas y curadas al aire libre, con la resistencia a la
compresión simple que presenta otro juego de probetas moldeadas al mismo
tiempo pero que han sido sumergidas y expuestas a la acción del agua.
En conclusión se busca determinar el efecto que tiene el agua sobre la resistencia
a la compresión de las mezclas asfálticas compactadas.
45
7.14 Resistencia a la compresión simple de mezclas bituminosas
Este ensayo busca determinar la resistencia a la compresión simple de probetas
compactadas en caliente, la información obtenida de este ensayo contribuye a la
caracterización de la mezcla, es un factor que ayuda a establecer la capacidad de
uso según las condiciones ambientales y de carga, a las cuales está sometido un
material de pavimento de carretera, y también se puede utilizar en el diseño de
mezclas bituminosas.
7.15 Resistencia de mezclas bituminosas utilizando el aparato Marshall
estabilidad y flujo
Según la norma Invias E-748 este ensayo buscas determinar la resistencia a la
deformación plástica de especímenes de mezcla asfáltica para pavimentos.
Dichos especímenes son sometidos a carga en dirección perpendicular a su eje
cilíndrico empleando el aparato Marshall.
El procedimiento consiste en la fabricación de probetas cilíndricas de mezcla
asfáltica de 102 mm (4”) de diámetro y una altura nominal de 63,5 mm 2 ½” las
cuales se someten a curado en baño de agua o en un horno, y luego se cargan en
la prensa Marshall bajo condiciones normalizadas, determinándose su estabilidad
y su deformación (flujo).
Las probetas elaboradas de acuerdo a la norma E-748 se utilizan tanto para
determinar la estabilidad y flujo, como para realizar análisis de densidad y de
vacíos los cuales se aplica tanto en el diseño de las mezclas asfálticas como en la
evaluación de la compactación en el campo. Así mismo, con estas probetas se
puede realizar otros ensayos físicos como los de resistencia a la tensión indirecta
(que se usa para determinar la susceptibilidad al agua de las mezclas
46
compactadas), fatiga creep y módulo resiliente, con las mezclas sin compactar se
puede determinar la gravedad específica máxima según norma Invias E -735
7.16 Resistencia del agregado grueso a la degradación por abrasión
utilizando el aparato Micro Deval.
El ensayo Micro Deval determina la resistencia a la abrasión y la durabilidad de
agregados pétreos, como resultado de una acción combinada de abrasión y
molienda con esferas de acero en presencia de agua. La resistencia a la
degradación se determina con la cantidad de material que pasa el tamiz de 1.18
mm (# 16), después de la abrasión y la molienda, expresado como porcentaje de
la masa seca original de la muestra.
7.17 Ductilidad de los materiales asfalticos
El ensayo consiste en someter una probeta del material asfáltico de consistencia
sólida y semisólida, a un ensayo de tracción, midiendo la distancia hasta la cual se
e longa una probeta en condiciones normalizadas de velocidad (50 ± 2.5 mm por
minuto) y temperatura (25 ± 0.5° C), en un baño de agua, definiéndose la
ductilidad como la longitud máxima, en cm, que se estira la probeta hasta el
instante de su rotura.
7.18 Agua en emulsiones asfálticas
Con este ensayo se mide el contenido de agua presente en una emulsión asfáltica
distinguiéndola tanto del asfalto como del solvente que pueda contener, el
47
procedimiento se efectúa por destilación a reflujo usando una trampa de agua.
Este ensayo es esencial para determinar con precisión la cantidad de ligante
asfaltico realmente utilizado en el pavimento.
7.19 Penetración de los materiales asfalticos
El ensayo de Penetración de los materiales asfalticos busca determinar la
consistencia de los materiales bituminosos sólidos o semisólidos en los cuales el
único o el principal componente es un asfalto, altos valores de penetración indican
consistencias más blandas.
Definición de Penetración: Consistencia de un material bituminoso expresada por
medio de la distancia, en décimas de milímetro, hasta la cual penetra
verticalmente una aguja normalizada en el material en condiciones definidas de
carga, tiempo y temperatura. Normalmente, el ensayo se realiza a 25° C, (77° F)
durante un tiempo de 5 segundos y con una carga móvil total, incluida la aguja, de
100 g; aunque se pueden emplear otras condiciones previamente definidas.
7.20 Medida de la macro textura superficial de un pavimento empleando la
técnica volumétrica (método círculo de arena)
El propósito de este ensayo es determinar la profundidad media de la macro-
textura superficial de un pavimento, en este caso, de una reparación efectuada
sobre un pavimento asfaltico. Mediante la aplicación de un volumen conocido de
material granular sobre la superficie intervenida, generando un patrón circular
hasta que la superficie sea visible a través de la arena, en este punto se le calcula
el área total cubierta por dicho material, y posteriormente la profundidad media
entre el fondo de los vacíos superficiales del pavimento y la parte superior de las
48
partículas del agregado de este. Esta medida de la profundidad de textura refleja
las características de la macro textura del pavimento.
7.21 Vacíos con aire
Los vacíos de aire son espacios pequeños de aire, o bolsas de aire, que están
presentes entre los agregados revestidos en la mezcla final compactada. Es
necesario que todas las mezclas densamente graduadas contengan cierto
porcentaje de vacíos para permitir alguna compactación adicional bajo el tráfico, y
proporcionar espacios adonde pueda fluir el asfalto durante su compactación
adicional.
El porcentaje de vacíos es muy importante en la clasificación de la mezcla ya que
según sea este valor las mezclas asfálticas se dividen en;
Mezclas asfálticas densas: es una mezcla en la cual una vez compactada, los
vacíos con aire son menores del 10%
Mezclas asfálticas abiertas: es una mezcla en la cual una vez compactada, los
vacíos con aire son iguales o superiores al 10%
El valor del porcentaje de vacíos con aire en una mezcla asfáltica es uno de los
criterios utilizados tanto en los métodos de diseño, como en la evaluación de la
compactación alcanzada en la colocación y compactación de las mezclas
asfálticas.
Mediante este cálculo se determina el porcentaje de compactación de las mezclas
asfálticas, como la relación entre el peso específico del espécimen (E-733) y el
peso específico teórico máximo.
49
7.22 Vacíos en el agregado mineral
Volumen del espacio vacío que existe entre las partículas de agregado en una
mezcla asfáltica compactada de pavimentación, incluyendo los vacíos con aire y
los espacios que están llenos de asfalto.
7.23 Vacíos llenos de asfalto
Es la fracción de los vacíos en el agregado mineral que contiene ligante asfaltico,
estos representan el volumen de asfalto efectivo presente en la mezcla. Se
acostumbra a expresar como porcentaje de los vacíos en el agregado mineral
7.24 ANÁLISIS DE RESULTADOS
Resultados obtenidos en ensayos de laboratorio de septiembre de 2014 a abril de
2015.
7.24.1 Análisis de la granulometría
Los ensayos de granulometría y contenido de asfalto inician tomando muestras
de los agregados directamente de la tolva de alimentación del equipo y de la
mezcla aplicada.
De los ensayos granulométricos analizados se encontró que se emplearon dos
granulometrías diferentes en la producción de la mezcla asfáltica, la primera se
empleó durante los mes de agosto y mediados de septiembre, periodo en el cual
no se estableció una franja granulométrica, posteriormente se cambió la
50
granulometría, pero al igual que en la anterior serie no se definió una franja, a la
postre el 15 de enero de 2015, se muestra por primera vez la franja granulométrica
de evaluación conservando la misma serie de tamices.
De esta revisión también se pudo observar que durante los meses de septiembre y
octubre la gradación varió su clasificación entre grava bien gradada con arena y
una arena bien gradada con grava, y a partir del 28 de octubre de 2014 en
adelante, el comportamiento de la gradación se estableció como una grava bien
gradada con arena, con un tamaño máximo del agregado de ½”, y un tamaño
máximo nominal 3/8”. Por otro lado el contenido de finos, porcentajes de pasa el
tamiz No 200 osciló entre 0.1 y un máximo de 8.7% el cual fue un suceso aislado
ya que esta valor solo se encontró en una oportunidad.
En cuanto a la granulometría obtenida en el tamizaje que se le efectuó a la mezcla
asfáltica de forma independientemente en el laboratorio de Contecon Urbar se
observó que la mezcla mantenía sus características en cuanto a tamaño máximo
(1/2”) y máximo nominal (3/8”), por otro lado los porcentajes pasa de la serie de
tamices comprendida entre el tamiz 3/8” y el tamiz número 16 se encuentran por
fuera de los valores máximos y mínimos establecidos como la franja
granulométrica de diseño.
Considerando los aspectos de clasificación de las mezclas asfálticas y en
específico los parámetros de granulometría y tamaño máximo del agregado
pétreo, se puede tipificar la mezcla Green Patcher como una mezcla gruesa
continua o bien gradada cuyo tamaño máximo del árido es mayor a 10 mm, con
una cantidad muy distribuida de diferentes tamaños de agregado pétreo.
51
Grafica 1. Granulometría Promedio (1er serie)
En esta grafica se observa un tamaño máximo del agregado de 1/2” un tamaño
máximo nominal de 3/8”
Grafica 2. Granulometría Promedio (2da serie)
52
Grafica 3. Porcentajes de participación de los agregados
En esta grafica se observan los porcentajes de participación de los agregados que
intervienen en la mezcla asfáltica; como se puede apreciar durante el periodo
comprendido entre el 6 de septiembre al 5 de noviembre de 2014 las mezclas
producidas presentaban disparidad en sus proporciones lo que indica que no
estaba siendo reproducida con eficacia, ya a partir del 10 de noviembre en
adelante las proporciones comienzan a guardar una regularidad más uniforme.
53
Tabla 4. Comparativo mezcla Green Patcher Vs Tratamientos superficiales
simples y Mezclas abiertas en frio (INVIAS)
Tabla 5. Comparativo mezcla Green Patcher Vs Tratamientos superficiales
simples y Mezclas abiertas en frio (IDU)
7.24.2 Análisis de la resistencia a la abrasión en el aparato Micro Deval
Dicho ensayo se efectuó según el procedimiento establecido en la norma Invias
E-238-07, pero como parámetro de referencia para valorar la resistencia a la
degradación por abrasión en el equipo Micro Deval, para la granulometría que se
usa en la mezcla de Green Patcher, la UMV utilizan los lineamientos de la norma
IDU-ET-2011, sección 531 (tratamiento superficial sencillo o doble y triple) tabla
531.1 (requisitos de los agregados pétreos para tratamientos superficiales simples,
54
dobles y triples) en la cual se establece un valor máximo de pérdidas por abrasión
del 25%,
Grafica 4. Porcentaje de desgaste en Micro Deval
Del análisis efectuado a los resultados de resistencia a la degradación por
abrasión en el equipo Micro Deval, se pudo observar que los resultados oscilan
entre 10,79% y un máximo de 23,65%, se determinó su promedio en 18.82% , con
una desviación estándar 4.07% lo cual indica que su variación es del 22 % con
respecto a la media, sin embargo esta dentro de los valores admisibles para este
ensayo lo que indica que es un material duro pero con un comportamiento
asimétrico.
55
De igual forma si se efectúa el mismo análisis con los paramentos establecidos en
la Tabla 238ª-1 (límites referenciados de Micro Deval para diferentes aplicaciones
de los agregados sección 200 I.N.V.E – 238), se puede observar que los
resultados obtenidos de este ensayo se encuentran por debajo del valor máximo
recomendado para mezclas asfálticas.
Tabla 6. Límites referenciados de Micro-Deval para diferentes aplicaciones
de los agregados7
A Rogers, C., “Canadian Experience with the Micro-Deval Test for Aggregates,” Advances in Aggregates and Armourstone Evaluation, Latham, J. P., ed., Geological Society, London, Engineering Geology Special Publications, 13, 1998, pp. 139-147. B Lang, A. P., Range, P. H., Fowler, D. W. and Allen, J. J., “Prediction of Coarse Aggregate Performance by Micro-Deval and Other Soundness, Strength, and Intrinsic Particle Property Tests,” Transportation Research Record, Journal of the Transportation Research Board, No. 2026, 2007, pp. 3–8. C Kandhal, P. S., Parker Jr., F., “Aggregate Tests Related to Asphalt Concrete Performance in Pavements,” Final Report Prepared for National Cooperative Highway Research Program, Transportation Research Board, Washington, May 1997.
7 Tabla 238ª-1 limites referenciados de Micro Deval para diferentes aplicaciones
de los agregados sección 200 I.N.V.E - 238
APLICACIÓN MÁXIMAS PÉRDIDAS POR
ABRASIÓN EN PRUEBA MICRO-DEVAL (%)
Sub base granular 30 A
Base granular 25 A
Base de gradación abierta 17 A
Concreto estructural 17 A 21 B
Pavimento rígido 13 A
Base de concreto asfáltico 21 A
Capa de rodadura asfáltica en vías secundarias
21 A
Capa de rodadura en concreto asfáltico 17 A 18 C
56
7.24.3 Análisis de ensayo inmersión/compresión
Efectuando la revisión de los ensayos de laboratorio suministrados por la
subdirección de mejoramiento de la malla vial local, se observó que no se reportan
ensayos de inmersión compresión durante el periodo comprendido entre
septiembre de 2014 y abril de 2015, al indagar sobre la razón de la ausencia de
resultados en dicho ensayo, se determinó que las briquetas tomadas para efectuar
los ensayos de resistencia a la compresión simple INV E-747, y ensayo de
inmersión compresión INV E-738, no se manufacturan y fallan según los criterios
que se establecen en las respectivas normas.
La norma INV E-747 prescribe el procedimiento que debe seguirse para la
preparación de la mezcla, moldeo de las probetas, curado y ensayo de las
mismas. Según dicha norma para determinar la resistencia a la compresión simple
se requiere de tres especímenes, moldeados a una presión de 20,7 Mpa durante
dos minutos, para fallar dichos especímenes estos deben haberse dejado curar
con anterioridad durante un periodo de 24 horas en un horno a 60°C.
Pero en el caso de la Green Patcher se moldean dos muestras comprimidas con
una carga de 170KN durante dos minutos, se dejan curar durante 24 horas previo
a la falla a una temperatura de 25 ºC en un horno artesanal y del promedio de
estas se determina la correspondiente resistencia a la compresión simple.
Según los criterios de la norma INV E-738, para determinar la pérdida de
resistencia a la compresión en mezclas asfálticas debido a los efectos del agua, se
requieren de 6 especímenes preparados y moldeados según la INV E-747. Ya que
lo que se espera determinar es el comportamiento de la resistencia a la
compresión en la mezcla después de estar expuesta a la acción del agua, los
especímenes en cuestión deben sumergirse en agua destilada durante 24 horas a
una temperatura de 60°C.
57
De acuerdo a las experiencias adquiridas en el laboratorio de la UMV durante la
ejecución de las probetas de mezcla Green Patcher para la ejecución dicho
ensayo, se notó que estas se elaboraban bajo las mismas condiciones que se
manufacturan las briquetas para resistencia a la compresión simple, y que al
sumergirlas en agua durante las 24 horas, las briquetas se desintegraban por lo
cual no se contaban con muestras para ejecutar el ensayo y a su vez con datos
para determinar la correspondiente resistencia a la compresión luego de la
inmersión.
7.24.4 Análisis de la resistencia a la compresión simple
El ensayo de resistencia a la compresión simple se efectúa como referente para
poder determinar el porcentaje de decrecimiento en la resistencia a la compresión
simple de una mezcla asfáltica luego de ser sometida a la acción directa del agua,
lo que se conoce como (ensayo inmersión/compresión).
58
Grafica 5. Compresión simple
Este ensayo es uno de los que presento un comportamiento más disperso en sus
resultados. Con una valor máximo de 50,77 kg/cm2 y un valor mínimo de 1,31
kg/cm2, se observa en los resultados que las mayores resistencias se obtuvieron
en los meses de septiembre y octubre de 2014 luego del 10 de octubre los
resultados de resistencia a la compresión simple disminuyeron dramáticamente al
punto que todos los valores obtenidos hasta el mes de abril estuvieron por debajo
del promedio, se calculó la desviación estándar en 12,83.
7.24.5 Análisis del flujo y la estabilidad
Los parámetros que se usan en el laboratorio de la UMV para determinar el flujo y
la estabilidad no se ciñen rigurosamente a los lineamientos establecidos en la
norma INV E 748. El procedimiento usado es el siguiente:
59
La mezcla se calienta a 130 grados Celsius y se moldean en laboratorio dos
briquetas Marshall compactadas a 20 golpes por cada lado, se dejan curar al
ambiente durante 24 horas, se determina la densidad Bulk y previo a la falla se
dejan 30 minutos en un horno artesanal a una temperatura de 25 ºC, al igual que
las briquetas para el ensayo de inmersión compresión, estas briquetas no son
sumergidas en agua, ya que las mismas se desintegran luego de la inmersión.
Grafica 6. Estabilidad
Al revisar los resultados obtenidos por el laboratorio de la UMV se observó que
durante el mes de septiembre y los primeros días de octubre se obtuvieron los
valores más altos de estabilidad, y después del 7 de octubre de 2014 los valores
disminuyeron drásticamente al punto que la mayoría de resultados obtenidos
cayeron por debajo del promedio el cual se encuentra 706.3 kg, al calcular la
desviación estándar se obtuvo un valor de 600.58, lo cual es un valor muy alto
60
para una serie de datos, esto en consideración que el valor máximo de estabilidad
fue de 2262.5 kg y el valor mínimo encontrado fue de 161.9 kg.
Grafica 7. Flujo
Con respecto al flujo se observó que los resultados obtenidos por el laboratorio de
la UMV oscilaron constantemente pero en general se mantuvieron cerca al
promedio el cual se calculó en 8.69 mm, se encontró un valor máximo 14.64 y un
mínimo de 3.18 mm, en consideración se obtuvo un valor de la desviación
estándar pequeño con respecto al de la estabilidad el cual se calculó en 3.12 mm.
Relación estabilidad-flujo
Los valores de estabilidad y el flujo están estrechamente relacionados. La
estabilidad es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla
totalmente. Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una
61
mezcla a la deformación existe una tendencia a pensar que si un valor de
estabilidad es bueno, entonces un valor más alto será mucho mejor, pero en
realidad no. Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de
durabilidad.
La fluencia Marshall, mide en longitud la deformación de la briqueta. La
deformación está indicada por la disminución en el diámetro vertical de la
briqueta.
Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de
estabilidad Marshall son consideradas demasiado frágiles y rígidas para un
pavimento en servicio. Aquellas que tienen valores altos de fluencia y muy bajos
de estabilidad son consideradas demasiado plásticas y tiene tendencia a
deformarse bajo las cargas del tránsito reflejando ahuellamientos y ondulaciones.
La relación estabilidad-flujo representa el grado de fragilidad o de ductilidad de
una mezcla asfáltica, en donde se puede presentar fisuración o ahuellamiento
prematuro. Si bien es un parámetro que no se exige para las mezcla abiertas en
frio o los tratamientos superficiales simples según los criterios de las norma IDU e
Invias es un aspecto relevante en el comportamiento de las mezclas asfálticas.
62
Grafica 8. Relación Estabilidad / Flujo
Para el caso de la mezcla Green Patcher se calculó en promedio de esta en 1.38
kN/mm el cual se puede considerar como un valor bajo en consideración que los
valores típicos para niveles transito tipo 1 (NT1) se encuentran entre 2 a 4 kN/mm.
Como valores de estabilidad-flujo se toman aquellos del ensayo Marshall
efectuados por los dos laboratorios.
En cuanto a los resultados de flujo y estabilidad obtenidos por el laboratorio
Contecon Urbar de la mezcla asfáltica Green Patcher, se cuantifico la estabilidad
en 651 kg, el flujo se taso 10.2 mm, con una relación de estabilidad flujo de 63.75
Kg/mm (0.63 kN/mm).
Al realizar un comparativo entre los resultados de flujo y estabilidad obtenidos por
los dos laboratorios se observa que los resultados obtenidos por el laboratorio
63
Contecon Urban se encuentran entre el rango de resultados obtenidos por el
laboratorio de la UMV, en el caso particular de la estabilidad calculada 651 kg se
encuentra por debajo al promedio del obtenido en el laboratorio de la UMV el cual
se encuentra en 706.3 kg, en el caso del flujo calculado en 10.2 mm se encuentra
por encima del promedio de su contraparte el cual se estableció en 8.69 mm,
como se observa las diferencias no son considerables, pese a que las probetas
manufacturadas por el laboratorio Contecon Urban se efectuaron de acurdo a los
lineamientos de la norma Invias E-748.
7.24.6 Análisis del contenido de asfalto, porcentaje de emulsión mezclado
con el agregado y del contenido de agua en la emulsión asfáltica
Al hacer la correlación de los resultados obtenidos de la extracción cuantitativa del
asfalto INV E-732, con los resultados obtenidos de la determinación del contenido
de agua en una emulsión asfáltica INV E-761, y la proporción en porcentaje de
emulsión mezclado con el material granular, se pudo constatar que el porcentaje
de asfalto en la emulsión asfáltica en la mayoría de pruebas fue del 65% lo que
indicaría que el contenido de asfalto en las mezclas cumplió con lo establecido en
la fórmula de trabajo, acepto durante el mes de septiembre de 2014 que se
reportaron valores de 57,3%.
(La dosificación del asfalto residual de la fórmula de trabajo se estima en un 65%
0.3% +/- 0.3% en peso respecto a los agregados).
Es decir que en 1.000 kg de agregado se adicionarían entre 27 y 33 Kg de asfalto
residual lo cual indicaría la presencia de entre 41.53 y 50.76 Kg de emulsión
asfáltica en la mezcla.
64
Por otro lado, el porcentaje de asfalto residual en la emulsión asfáltica obtenido en
el laboratorio de Contecon Urban fue del 66.8 %, y el contenido de asfalto se
calculó en 9.4%, el cual es un valor superior al estimado en la fórmula de trabajo,
que considerando la tolerancia por exceso se encontraría en el 65.3%.
Grafica 9. Porcentaje Asfalto
65
Grafica 10. Porcentaje de emulsión mezclado con el agregado
Como se puede observar, en la gráfica de Nº 9 (% de asfalto) cuyos valores son
los obtenidos del ensayo INV E-732 (extracción cuantitativa del asfalto en mezclas
para pavimentos), presenta un comportamiento similar a la gráfica Nº 10 (% de
emulsión mezclada con los agregados), esto debido a que dichas graficas guardan
una relación del 65%, que representa el porcentaje de asfalto en la emulsión, valor
obtenido del ensayo INV E-761 (contenido de agua en una emulsión asfáltica). Lo
que indica que durante la reproducción de la mezcla se cumplió con el contenido
del 65% de asfalto residual según la fórmula de trabajo.
66
Grafica 11. Porcentaje de agua en emulsiones asfálticas
Por otro lado, al realizar el análisis de resultados del ensayo de contenido de agua
en la emulsión asfáltica efectuados por la UMV a 14 muestras de emulsión
durante el periodo de octubre de 2014 a abril de 2015, se observó que el promedio
de contenido de agua en las emulsiones evaluadas era del 38,26%, con este
promedio se calculó la desviación estándar y el coeficiente de variación, los cuales
se establecieron en 1,21%, y 3.16% respectivamente, lo que indica que las
emulsiones analizadas presentan buena uniformidad entre ellas, en contraste a
los resultados obtenidos de porcentaje de asfalto y emulsión asfáltica mezclada
con los agregados.
Se debe resaltar que de las 14 muestras analizadas ninguna supero el 40% de
contenido de agua, límite máximo admisible que establece las “Especificaciones
técnicas generales de materiales y construcción, para proyectos de infraestructura
67
vial y de espacio público para Bogotá” Sección 210-11. Tabla 210-1
“especificaciones para emulsiones asfálticas”.
En cuanto a los resultados obtenidos por el laboratorio E.I.E Echeverry para este
mismo ensayos se determinó que el contenido de agua en la emulsión asfáltica
era de 33.2%, el cual es un valor que sigue cumpliendo con lo especificado en la
norma de referencia.
En cuanto al porcentaje de asfalto obtenido del ensayo INV E-732 (extracción
cuantitativa del asfalto en mezclas para pavimentos), por parte del laboratorio
Contecon Urbar este se cuantifico en el 9.4% del total de la muestra valor que se
encuentra por encima del promedio de los obtenidos por el laboratorio de la UMV
el cual se encuentra en 6.24%
7.24.7 Análisis de la ductilidad y penetración del material asfáltico
Los resultados obtenidos para el ensayo de flujo y estabilidad del material asfaltico
se obtuvieron de los ensayos efectuados sobre el residuo de la destilación de la
emulsión asfáltica, específicamente del remante del ensayo de determinación de
agua en la emulsión asfáltica.
68
Grafica 12. Penetración de los materiales asfálticos
Revisando los resultados obtenidos de las 14 pruebas efectuadas durante el
periodo comprendido entre octubre de 2014 a abril de 2015, se determinó que los
valores logrados de penetración se mantuvieron entre el rango de 60 y 100
(0.1mm).
En cuanto a los resultados obtenidos por el laboratorio E.I.E Echeverry para este
mismo ensayos se calculó la penetración en 73 (0.1 mm).
En el caso de la ductilidad la cual fue calculada en las 14 pruebas efectuadas
durante el mismo periodo, estas arrojaron resultados que se encontraban entre 99
y 110 cm con un promedio de 102 cm.
69
En cuanto a los resultados obtenidos por el laboratorio E.I.E Echeverry para este
mismo ensayo se determinó que la emulsión asfáltica contaba con una ductilidad
mayor a 100 cm.
Grafica 13. Ductilidad
Del análisis de resultados obtenidos respecto al contenido de agua en la emulsión
asfáltica, ductilidad y penetración del material asfaltico, se pudo determinar, según
las “Especificaciones técnicas generales de materiales y construcción, para
proyectos de infraestructura vial y de espacio público para Bogotá”: Sección 210-
11 “emulsión asfáltica”. Tabla 210-1 “especificaciones para emulsiones asfálticas”.
Que la emulsión asfáltica empleada en la mezcla Green Patcher posee las
características propias de una emulsión asfáltica catiónica de rotura rápida CRR-1.
Dicha norma establecen los siguientes parámetros para asfáltica catiónica de
rotura rápida CRR-1.
70
Valor admisible de penetración (25 ºC, 100 Gr, 5 Seg): Mínimo entre 60 y
100 (0.1mm). Máximo entre 100 y 250 (0.1mm)
Valor mínimo de ductilidad (25 ºC, 5 cm/mm): Mínimo 40 cm.
Porcentaje de agua en emulsiones asfálticas: máximo 40%
Es importante mencionar que los valores obtenidos para la ductilidad están muy
por encima a los parámetros establecidos en la norma de referencia. Dichos
valores arrojaron un valor promedio de 102 cm, con una desviación estándar de
2.51 cm , al calcular el coeficiente de variación este arroja un resultado del 2.46%
lo que es un buen valor en consideración que valor máximo de ductilidad fue de
103 y el mínimo de 99.
Tabla 7. Comparativo resultados efectuados sobre la emulsión asfáltica
COMPARATIVO RESULTADOS EFECTUADOS SOBRE LA EMULSIÓN ASFÁLTICA
LABORATORIO (%) Asfalto Contenido de
agua (%)
Contenido de asfalto residual
(%)
Penetración (0,1 mm)
Ductilidad
UMV (promedio) 6,24 38,26 64,5 69,57 102
CONTECON URBAR 9,4 33,2 66,8 73 100
7.24.8 Análisis de los resultados de la macro textura superficial del
pavimento (método círculo de arena)
Para tener un referente de la textura superficial de la reparación vial se tomaron en
campo 15 medidas de esta en tres puntos diferentes los cuales arrojaron los
siguientes resultados.
71
Tabla 8. Resultados de la macro textura superficial del pavimento
Medida Numero 1 TEXTURA SUPERFICIAL METODO CIRCULO DE ARENA
N° de toma 1 2 3 4 5
Profundidad de textura (mm) 7,38 5,44 6,3 5,44 5,21
Promedio Profundidad de textura (mm) 5,95
Medida Numero 2 TEXTURA SUPERFICIAL METODO CIRCULO DE ARENA
N° de toma 1 2 3 4 5
Profundidad de textura (mm) 2,99 3,59 3,91 2,97 3,37
Promedio Profundidad de textura (mm) 3,37
Medida Numero 3 TEXTURA SUPERFICIAL METODO CIRCULO DE ARENA
N° de toma 1 2 3 4 5
Profundidad de textura (mm) 2,9 2,71 2,85 2,06 2,3
Promedio Profundidad de textura (mm) 2,56
Tabla 9. Requerimiento para tratamientos superficiales simples y mezclas
abiertas en frio según criterios de las normas IDU e INVIAS
REQUERIMIENTO
LABORATORIO
TIPO DE MEZCLA
TSS INVIAS
MAF INVIAS TSS IDU MAF IDU
Desgaste en Micro Deval (máximo %)
NT-2 NT-2 NT-3 T0-T1 T2-T3 T4-T5 T0-T1 T2-T3 T4-T5
25 25/30 20/25 - ≤ 25 ≤ 25 25 25 20
Inmersión/compresión No hay
parámetro No hay
parámetro No hay parámetro No hay parámetro
Resistencia de mezclas bituminosas
No hay parámetro
No hay parámetro
No hay parámetro No hay parámetro
Flujo Y La Estabilidad No hay
parámetro No hay
parámetro No hay parámetro No hay parámetro
textura superficial (mínimo mm)
1,2 1 1,2 1
72
Como se puede observar realizando un comparativo entre la tabla 8 y la 9
respecto al requerimiento de textura superficial para las mezclas asfálticas de
referencia, versus los valores de textura superficial obtenidos para la mezcla
Green Patcher, se aprecia que los valores de textura superficial para la mezcla
Green Patcher se encuentran muy por encima de las tolerancias establecidas en
la tabla 9 para mezclas abiertas en frio y tratamientos superficiales simples.
7.24.9 Análisis de vacíos con aire
Grafica 14. Porcentaje de vacíos con aire
Del análisis efectuado a los resultados obtenidos por el laboratorio de la UMV con
respecto a los vacíos con aire presentes en la mezcla asfáltica Green Patcher y
según las características de clasificación de mezclas asfálticas relacionadas en la
página 26 del presente documento se puede determinar que la mezcla asfáltica
73
Green Patcher es una mezcla abierta cuyo promedio de vacíos con aire presente
en las mezclas analizadas se encuentra 16.38 %. En la gráfica número 14 se
muestran los porcentajes de vacíos obtenidos en las mezclas analizadas durante
el periodo comprendido entre 12-sep-14 y el 28-abr-15. Con lo cual se puede
catalogar como una mezcla abierta.
7.25 INSPECCIÓN ESTADO DE LAS REPARACIONES
Se efectuó una revisión al estado de algunas reparaciones efectuadas entre los
meses de febrero de 2015 para apreciar su estado y evolución durante los
siguientes dos meses luego de que estas entraran en servicio y fueran sometidas
a las solicitaciones de carga, a las acciones del tráfico y el intemperismo, en esta
inspección se pudo apreciar que algunas de las reparaciones presentaban algunas
irregularidades superficiales como: ondulaciones, hundimientos, abultamientos, y
exudación los cuales se describen con detalle a continuación.
7.25.1 Ondulación: por lo que se pudo apreciar en los acompañamientos que
se realizaron durante la ejecución de las reparaciones esta anomalía puede ser
generada por el sistema de colocación de la mezcla, y en particular por la
imposibilidad del operario de generar una aspersión uniforme de la mezcla
sobre la zona a intervenir.
En consideración que dicha actividad se efectúa a través de la boquilla de
aspersión, la cual es operada manualmente, dicha actividad queda supeditada
a la habilidad del operario que la manipula y al criterio del mismo.
Durante el proceso de riego de la mezcla algunos sectores pueden quedar con
mayor concentración de mezcla lo que generara abultamientos u ondulaciones
que se reflejaran cuando el tráfico vehicular circule sobre la reparación y
compacten la mezcla.
74
Esta condición es más evidente y más difícil de controlar cuando la zona a
intervenida tiene mayor área
7.25.2 Hundimientos: este comportamiento de la reparación se puede deber a
la instalación insuficiente de mezcla, la cual al tener las características de una
mezcla asfáltica abierta en frio, puede aumentar su densidad o grado de
compactación debida a la acción de las cargas impuestas por el tráfico
vehicular. También puede deberse por la aplicación de la mezcla asfáltica
sobre el contorno rígido del bache lo que genera zonas de apoyo y espesores
diferentes que redundarían en la generación de una superficie cóncava.
De acuerdo a las especificaciones técnicas de construcción del IDU sección
571-13 Parcheo Mecanizado, numeral 571.5 Acabado. La cual puntualiza la
siguiente condición.
“Una vez llena y cubierta toda el área del daño se debe verificar el
acabado final en sentido transversal y longitudinal, para lo cual se
deberá garantizar una contra flecha o abultamiento del 25% en volumen
de la mezcla, que permita la acomodación del material con el paso del
tránsito, lo anterior siempre y cuando no se haya realizado la
compactación con equipos (convencionales o a presión)”.
Si bien la especificación es clara también es evidente que la inyección de la
mezcla no es suficiente para que esta alcance una densidad suficiente que
asegure que la misma no continuara comprimiéndose.
7.25.3 Exudación: esta anomalía es la más frecuente en las reparaciones
revisadas. La “exudación” es la presencia de una película de material
bituminoso en la superficie del pavimento, la cual forma una superficie brillante,
75
cristalina y reflectora que usualmente llega a ser pegajosa. La “mancha” es
originada por los siguientes factores8:
Exceso de asfalto en la mezcla,
Exceso de aplicación de un sellante asfáltico
Bajo contenido de vacíos de aire.
Aplicación de un sellante asfáltico
Bajo contenido de vacíos de aire
Por deposición de aceites caído de los vehículos,
Por concentración de residuos de combustibles no quemados.
La exudación ocurre cuando el asfalto llena los vacíos de la mezcla en medio
de altas temperaturas ambientales y entonces se expande en la superficie del
pavimento. Debido a que el proceso de exudación no es reversible durante el
tiempo frío, el asfalto se acumulará en la superficie.
Este fenómeno también puede presentarse por una acción que efectúan los
operarios durante la instalación de la mezcla, la cual consiste en hacer un roció
de emulsión asfáltica sobre los agregados expulsados que demuestran
visualmente un bajo contenido de asfalto.
7.25.4 Abultamientos: este condición que se refleja en la zona intervenida, es
muy común, y se presenta en la mayoría de reparaciones viales sin importar el
sistema de reparación empleado, la cual básicamente se da cuando la
superficie de la mezcla colocada en el hueco quedó por encima de la zona
8 sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/fallas-en-pavimentos1.pdf
76
aferente a la reparación, lo que genera sobresaltos, los culés son eludidos por
los vehículos.
En las normas IDU (571.10.2.2) se propone evaluar el terminado referente a la
regularidad superficial (lisura) con la regla de 3 metros pero por la extensión de
la mayoría de los parches se diría que no es aplicable.
77
8. CONCLUSIONES
Respecto las propiedades de la mezcla asfáltica en frio “Green Patcher”
utilizada para efectuar reparaciones en pavimentos (parcheo), luego de
efectuar el análisis de los resultados de laboratorio realizados por la UMV y los
resultados de los ensayos efectuados en el laboratorio Contecon Urbar se
puede concluir, que:
La mezcla asfáltica “Green Patcher” cuenta con algunas de las
características propias de una mezcla asfáltica abierta en frio, el material
ensayado es bastante limpio, el promedio de porcentaje que pasa el
tamiz # 200 durante el periodo analizado fue del 1.1%. Porcentaje que
fue corroborado en la granulometría efectuada en el laboratorio
Contecon Urbar.
En el análisis realizado a la granulometría de la mezcla asfáltica, se
encontró que fueron empleadas dos granulometrías diferentes en la
producción de dicha mezcla, en la primera granulometría no se
estableció una franja granulométrica de diseño que permitiera evaluar la
proporción en la que debían participar las partículas de los agregados,
posteriormente esta granulometría fue remplazada por otra en la que se
estableció una franja granulométrica muy ceñida y por consiguiente en
promedio los porcentajes pasa tamices 3/8 # 4 y # 8 se encontraban por
fuera de la franja granulométrica de diseño, dichos valores se pueden
observar en la Grafica 2. (Granulometría Promedio 2da serie).
Otra característica predominante en la granulometría de esta mezcla es
el tamaño máximo del agregado, el cual se mantuvo constante en 1/2”,
78
más sin embargo según lo establecido en la norma IDU-ET-2013,
Sección 571(Parcheo Mecanizado) la granulometría debe contar con
tamaño máximo del agregado de 3/4”.
Al realizar un análisis comparativo de la granulometría de Green Patcher
propuesta en la fórmula de trabajo de esta, versus las granulometrías de
los tratamientos superficiales simples y las mezclas abiertas en frio del
artículo 430-13 y 441-13 respectivamente de las Especificaciones
Generales de Construcción de Carreteras (INVIAS). Como se muestra
en la Tabla 4. (Comparativo mezcla Green Patcher Vs Tratamientos
superficiales simples y Mezclas abiertas en frio INVIAS). Y las secciones
552-11 y 531-11 de las Especificaciones Técnicas Generales De
Materiales Y Construcción Para Proyectos De Infraestructura Vial y De
Espacio Público En Bogotá del IDU, Tabla 5. (Comparativo mezcla
Green Patcher Vs Tratamientos superficiales simples y Mezclas abiertas
en frio IDU) igualmente para tratamientos superficiales simples y las
mezclas abiertas en frio, se observa claramente que la granulometría de
Green Patcher no se ajusta ni aproxima a las gradaciones con las que
se efectúo esta comparación.
La mezcla “Green Patcher” se clasifico de acuerdo a sus características
físicas como una mezcla abierta de estructura gruesa y graduación
continua o bien gradada con una cantidad muy distribuida de diferentes
tamaños de agregado pétreo, y un tamaño máximo del árido mayor a 10
mm la cual cuenta, en promedio con un contenido de vacíos con aire del
16,38%, y en promedio una textura superficial de 3.96 mm, lo que es un
valor muy superior a los valores establecidos para mezclas abiertas en
frio y tratamientos superficiales simples,
79
El alto contenido de vacíos de la mezcla permite el paso del agua y del
vapor a través de ella, esta característica puede agravarse si el drenaje
de la capa es insuficiente lo que redundaría en el deterioro de la misma.
En consideración a estos aspectos puede concluirse que La mezcla
“Green Patcher” es visiblemente susceptible a la acción nociva del agua,
es prudente mencionar que las pruebas de inmersión compresión que
se intentaron desarrollar fueron infructuosas debido a que las probetas
se desintegraban al estar en contacto con el agua del baño maría
procedimiento estándar para el desarrollo del ensayo.
En cuanto a la dureza (resistencia al desgaste) de los agregados,
calculada con el equipo Micro Deval, según los lineamientos de la (INV
E 238-07), pero valorados de acuerdo a los criterios de la norma IDU-
ET-2011, sección 531 (tratamiento superficial sencillo o doble y triple)
Tabla 531.1 (Requisitos de los agregados pétreos para tratamientos
superficiales simples, dobles y triples). Se puede concluir que los
agregados empleados son materiales duros que soportaran
adecuadamente las cargas repetidas del tránsito.
Esto en contraste con el valor máximo de pérdidas por abrasión del
25% establecido como parámetro de referencia para la granulometría
que se usa en la mezcla de Green Patcher, la cual se puede asimilar a
la de un tratamiento superficial sencillo o doble.
Respecto al flujo y la estabilidad; en ninguna de las normas analizadas,
(IDU e Invias), se cuentan con valores máximos o mínimos de
aceptación para este criterio, como se muestra en la Tabla 9.
(Requerimiento para tratamientos superficiales simples y mezclas
abiertas en frio según criterios de las normas IDU e INVIAS), de igual
80
forma el instituto de desarrollo urbano en su norma IDU-ET-2013 y
2011, Secciones 571-13 (Parcheo Mecanizado) y 570-11 (Parcheo y
Bacheo), establecen un valor de referencia para este ensayo.
Por consiguiente no se puede considerar los valores obtenidos tanto el
laboratorio de la UMV y en el laboratorio Contecon urbar, como valores
buen o malos.
Con relación a la emulsión asfáltica; se evaluaron los siguientes
factores:
Contenido de agua (%)
Contenido de asfalto residual (%)
Penetración (0,1 mm)
Ductilidad
De acuerdo el artículo 411-13 del INVÍAS Tabla 411.1 (Especificaciones
De Emulsiones Asfálticas Catiónicas), y considerando los resultados
obtenidos por los laboratorios E.I.E ECHEVERRY y el laboratorio de la
UMV Tabla 7. (Comparativo resultados efectuados sobre la emulsión
asfáltica).
Se puede concluir que; el tipo de emulsión asfáltica empleada en la
mezcla Green Patcher posee las características propias de una
emulsión catiónica de rompimiento rápido (CRR-1).
Lo cual contribuye para descartar la mezcla “Green Patcher” como una
MAF ya que para este tipo de mezcla el material bituminoso para
elaborar la MAF debe ser una emulsión catiónica de rotura media según
los criterios de la Invias art 441 numeral 441.2.2.
81
De acuerdo a los parámetros de granulometría, tamaño máximo nominal
contenido de vacíos y temperatura la mezcla “Green Patcher” se puede
clasificar de la siguiente forma
Por su granulometría y tamaño máximo del agregado; la
mezcla “Green Patcher” se puede clasificar como una mezcla
gruesa continua o bien gradada cuyo tamaño máximo del
árido es mayor a 10 mm, con una cantidad muy distribuida de
diferentes tamaños de agregado pétreo.
Por su contenido de vacíos y temperatura; la mezcla “Green
Patcher” es una mezcla abierta en frio que emplea una
emulsión catiónica de rotura rápida tipo 1 (CCR-1) aglutinante.
La cual cuenta con una riqueza de asfalto en promedio del
61,75%.
Respecto al sistema de reparación al observar el procedimiento en sitio se
puede presenciar la versatilidad del método de reparación, el cual claramente
es más eficiente que el método tradicional, no solo por lo rápido que se
efectúa, además de esta cualidad se debe destacar que la logística que se
debe emplear para cada reparación efectivamente es mucho menor.
Pero uno de los factores determinantes que debía tenerse en cuanta, es si el
sistema cumplía con los estándares de calidad que estables el instituto de
desarrollo urbano IDU en las secciones 570-11 (Parcheo Y Bacheo) y la
sección 571-13 (Parcheo Mecanizado), en las cuales establecen que deben
realizarse controles de Textura empleando cualquiera de los métodos
conocidos como por ejemplo el del circulo de arena, asimismo indica que el
control de textura se efectuará aleatoriamente sobre los trabajos realizados en
cada jornada, pero no indica un valor mínimo o máximo de aceptación. Para
efectos de identificar este parámetro dicho ensayo se realizó, y los resultados
82
que arrojo se observan en la Tabla 8. (Resultados de la macro textura
superficial del pavimento) y en consideración que las citadas normas no
indican parámetros de control, se efectuó un comparativo con los tratamientos
superficiales y mezclas abiertas en frio tipo IDU y tipo INVIAS tal comparativo
se muestra en la Tabla 9. (Requerimiento para tratamientos superficiales
simples y mezclas abiertas en frio según criterios de las normas IDU e INVIAS)
y de la cual se pudo concluir que la textura superficial se encuentra muy por
encima de los valores establecido en las normas IDU e INVIAS. Valores tan
altos en la macro textura superficial del parche puede incidir en el
comportamiento funcional del parche generando emisión de ruido, pérdida
superficial del agregado, y afectar de forma negativa la fricción que se genera
entre las ruedas del vehículo y la reparación (parche).
Con respecto a la medida de la lisura, de igual forma en las normas sitas
anterior mente, se indica que la superficie reparada no puede presentar zonas
de acumulación de agua ni irregularidades mayores a 10 mm medidos con la
regla de tres metros.
Cabe anotar que una de las características de este tipo de sistema, es que si
bien la reparación es mecanizada, la operación es efectuada por una persona
lo que genera que las cantidades de mezcla instalada no sean iguales en toda
el área intervenida, lo que genera superficies irregulares, resultado que se ve
favorecido por la carencia de compactación. Por consiguiente no se justifica
efectuar un control de lisura sobre una superficie de pavimento que cuenta con
diversas reparaciones como es el caso de las vías que han sido objeto este
tipo de reparación.
Del seguimiento que se realizado a algunas de las reparaciones efectuadas
con la mezcla Green Patcher con el propósito de observar el comportamiento y
la evolución que presentaban dichas reparaciones luego de que estas entraran
83
en servicio y fueran sometidas a las solicitaciones de carga, a las acciones del
tráfico y el intemperismo, se pudo apreciar que algunas de las reparaciones
presentaban irregularidades superficiales como:
Ondulaciones
Hundimientos
Abultamientos
Exudación
Desintegración total
Comportamientos que fueron analizados y descritos con detalle en la sección
(Inspección estado de las reparaciones) de este documento.
De la interacción que se tuvo en campo con el proceso de parcheo, y luego de
indagar sobre las características del nuevo método de reparación en cuestión,
se logró identificar las características específicas que debe cumplir un bache
para poder ser intervenido con el sistema Velocity Patching’, el cual al igual
que el método tradicional de parcheo especifica que este método de reparación
es apropiada para daños viales en los cuales no se haya comprometido la
estabilidad de la estructura de la vía, es decir, que el bache no presente
deterioro en las capas inferiores de soporte.
Es justo decir que no se cuenta con parámetros específicos tanto en el IDU como
en el INVIAS, que condiciones parámetros mínimos o máximos de aceptación de
las características del novedoso sistemas en cuanto a los materiales usados para
la producción de la mezcla, y de la mezcla en sí, ni de los parámetros de
construcción y calidad del producto terminado.
Con respecto a establecer las características físicas con las que debe contar las
vías y específicamente un bache, para que sea apta su reparación mediante el
sistema Velocity Patching’, se puede concluir que la vía debe hacer parte de la
84
malla vial local e intermedia de la ciudad de Bogotá, en consideración este sistema
no es apto para las vías que tengas connotación de vía arterial, el daño que
presente estas vías no puede superar la capa de rodadura es decir las capas de
estructura (base y sub base) no deben estar deterioradas.
85
9. RECOMENDACIONES
Las mezclas porosas o drenantes usadas como capa de rodadura son mezclas
que se caracterizan por tener un contenido elevado de vacíos con aire,
interconectados entre sí que permiten la filtración de agua.
Por consiguiente sería justo recomendar efectuar un proceso de compactación
para disminuir los vacíos con aire densificar la mezcla y reducir el grado de la
textura superficial.
Una característica que se debería medir en consideración a los factores
mencionados (% de vacíos y textura superficial) es la perdida por desgaste de las
mezclas asfálticas, por lo cual es prudente recomendar que se someta la mezcla
“Green Patcher” al ensayo de cántabro.
Las mediadas de textura superficial tomadas sobre las reparaciones se efectuaron
minutos después de que esta se realizara, se puede recomendar efectuar esta
misma medida tiempo después que se considere que la emulsión haya roto y la
superficie este sido expuesta a la acción del tráfico, se esperaría que con esto se
genere una mayor cohesión entre las partículas y se haya reducido el grado de
porosidad superficial
De las indagaciones efectuadas respecto a los antecedentes del sistema de
reparación de baches por inyección neumática de mezclas asfálticas en frio, se
pudo evidenciar que en la mayoría de lugares donde este sistema se ha
implementado, en el procedimiento de reparación se contempla una fase de
compactación sobre el área intervenida luego de realizar la inyección de la mezcla,
ya sea con un rodillo compactador de operario a pie, o con un compactador de
86
placa vibratoria tipo rana. En función de esto se recomendaría acoger este
procedimiento.
Al ser una mezcla abierta esta es susceptible de sufrir degradación por acción del
agua y del trafico al que se ve expuesta, dicha degradación puede reducirse
empleando emulsiones asfálticas modificados con polímeros en lugar de la
emulsión catiónica de rotura rápida convencional que se emplea actualmente. El
empleo de emulsiones asfálticas modificados con polímeros, conduce a una mayor
cohesión de la mezcla, genera menores pérdidas por desgaste, mayor
adhesividad a los áridos que las fabricadas con ligantes convencionales y permite
producir mezclas drenantes en frío con estabilidades suficientes para resistir los
esfuerzos impuestos por el tráfico pesado.
87
10. BIBLIOGRAFÍA
MONTEJO Fonseca, A. (2002). Ingeniería de pavimentos para carreteras. Bogotá:
Universidad Católica de Colombia.
Instituto De Desarrollo Urbano IDU (2005) Especificaciones Técnicas Generales
De Materiales Y Construcción Para Proyectos De Infraestructura Vial Y De
Espacio Público En Bogotá.
Instituto De Desarrollo Urbano IDU (2007) Planeación para la conservación de la
malla vial local
Instituto Nacional De Vías INVIAS Norma I.N.V. E-758 (Grado De Compactación
De Pavimentos de Mezclas Asfálticas)
Instituto Nacional De Vías INVIAS Norma I.N.V. E-791 (Textura Superficial De Un
Pavimento Mediante El Método Del Circulo De Arena)
Instituto Nacional De Vías INVIAS Norma I.N.V. E-793 (Medida De La Regularidad
Superficial De Un Pavimento Mediante La Regla De Tres Metros)
88
MF Bravo Castro. ( 2009). Técnicas De Evaluación De Carreteras No Destructivas.
[Consultado 9 de Agosto, 2014]. Disponible en internet:
www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/6124/.../capitulo%202.p...
Instituto Colombiano de Productores de Cemento (ICPC), Pavimentos de concreto.
Manual de diseño, Bogotá, 1975
89
11. REGISTRO FOTOGRÁFICO
90
Inyección de la mezcla Green Patcher Nube de polvo
Inyección de la mezcla Green Patcher
Expulsión agregados sin emulsión en la Calles 22a entre Carrera 32 y avenida NQS
Soplado de la zona a intervenir. en la Calles 22a entre Carrera 32 y avenida NQS
Inyección de la emulsión asfáltica en la Calles 22a entre Carrera 32 y avenida NQS
Barrido de la zona a intervenir en la Calles 22a entre Carrera 32 y avenida NQS
91
Inyección de la emulsión asfáltica en la Calles 22a entre Carrera 32 y avenida NQS
Inyección de la mezcla Green Patcher en la Calles 22a entre Carrera 32 y avenida NQS
Inyección de la mezcla Green Patcher Nube de polvo
Unidad de reparación vial (maquina remalladora)
Textura superficial de la reparación visiblemente abierta
Textura superficial de la reparación visiblemente abierta
92
Inspección reparación Carrera 53 entre Calle 180a y Calle 182 Norte. Exudación en
solo en una pequeña área del parche
Inspección reparación Carrera 53 entre Calle 180a y Calle 182 Norte. Blowing en el
área vecina al parche
Inspección de la reparación en la Carrera 32 entre Calles 22a y Calle 22b
Inspección de la reparación en la Carrera 32 entre Calles 22a y Calle 22b
Inspección de la reparación en la Calles 22a entre Carrera 32 y avenida NQS
Inspección Carrera 48 entre Calle 174b y Calle 176 Norte, Parche con exudación
93
Precalentamiento de la mezcla Green Patcher en laboratorio
Precalentamiento de la mezcla Green Patcher en laboratorio
Horno artesanal en el cual se introducen las briquetas previo al ensayo de flujo y
estabilidad
Briquetas elaboradas con mezcla Green Patcher en laboratorio para ensayo de flujo
y estabilidad
Muestra de mezcla asfaltica Green Patcher para realizar ensayos de laboratorio
Rotulacion dela muestra previo a su remision al laboratorio
94
Muestreo de la emulsion asfaltica para realizar ensayos de laboratorio
Medida de un volumen conocido de areana para efectuar el ensayo de textura
superficial
Vaciado y extendido de la arena de ensayo Vaciado y extendido de la arena de ensayo
Medida del diámetro de la mancha de arena
Visualización de los puntos tomados sobre un bache
95
Visualización de los puntos tomados sobre un bache
Visualización de los puntos tomados sobre un bache
96
12. TABLAS
Tabla 10. Primer serie de tamizado (% Pasa)
PRIMER SERIE DE TAMIZADO (% PASA)
Numero
de
muestra
TAMICES
1" 3/4 1/2 3/8 1/4 N° 4 N° 40 N° 100 N° 200
25,4
mm
19,1
mm
12,5
mm
9,5
mm
6,3
mm
4,75
mm
2,36
mm
0,15
mm
0,075
mm
1441 100 100 100 99,1 54,4 22,4 1,4 1 0,8
1442 100 100 100 98,9 42 17,4 1,8 1,4 1
1463 100 100 99,1 98,3 49,4 14,1 1,3 0,9 0,6
1465 100 100 99,2 98,4 82,8 58,6 3,4 2,5 2
1477 100 100 99,5 99,2 65,5 31,9 1,9 1,4 1,1
1519 100 100 100 99 88,3 63,7 2,7 1,7 1,4
1521 100 100 100 98,5 84,1 56,7 2 1,4 1,1
1532 100 100 100 99,6 80,3 55,5 3,1 2 1,6
1534 100 100 100 99 78,8 52,8 2 1,4 1,2
1540 100 100 100 99,8 75,5 46,5 2,4 1,7 1,4
1541 100 100 100 99,5 69,5 45,1 9,2 8,8 8,7
1546 100 100 100 98,5 68,8 43,8 1,9 1,3 1
Promedio
% pasa 100% 100% 100% 99% 70% 42% 3% 2% 2%
97
Tabla 11. Segunda serie de tamizado (% Pasa)
SEGUNDA SERIE DE TAMIZADO (% PASA)
Numero
de
muestra
TAMICES
1/2 3/8 N° 4 N° 8 N° 16 N° 30 N° 50 N° 100 N° 200
12,5
mm
9,5
mm
4,75
mm
2,36
mm
1,18
mm
0,60
mm
0,30
mm
0,15
mm
0,075
mm
1547 100 100 56,2 14,2 5,3 2,9 1,8 1,3 1
1554 100 100 58,9 24,6 11,9 7,5 5,2 4 3,2
1555 100 100 71,1 34,9 20,6 13,8 9,7 7,8 6,7
1556 100 100 76,2 40,7 24 16,6 12,3 10,3 9
1557 100 100 60,3 23 11,3 7,4 5,6 4,8 4,4
1587 100 99,7 53,1 2,8 1,3 1 0,9 0,8 0,7
1588 100 99,8 57,6 4,5 2,2 2,1 2,1 2,1 2,1
1589 100 99,9 58,4 13,3 5 2,9 2 1,7 1,5
1590 100 99,9 47,7 3 1,8 1,7 1,7 1,7 1,7
1653 100 98,3 37,1 10,9 3,5 1,7 1 0,8 0,6
1654 100 99,8 54 13,3 5,6 3,7 3 2,8 2,6
1671 100 98,2 40,8 12,8 4,8 2,9 2,2 1,9 1,7
1692 100 97,3 42,3 10 3 1,6 1 0,8 0,7
1693 100 98,8 44,4 11,7 4,3 2,6 1,9 1,7 1,5
1707 100 98,8 48,5 10,5 3 1,4 0,9 0,7 0,6
1708 100 98,4 46,1 12,3 3,9 2 1,2 0,9 0,8
1721 100 99,3 54,6 12,4 4,4 2,4 1,6 1,2 0,9
1722 99,7 98,9 46,7 12 4,7 2,7 1,8 1,4 1,1
1755 100 98,2 47,2 12,6 5 2,9 2 1,6 1,4
1775 99,6 97 42,9 9,7 3,6 2,1 1,4 1,1 0,9
1776 100 98,2 48,4 10,1 3,5 2 1,4 1,2 1
1800 100 99,7 54,2 16 8,3 5,9 4,5 3,5 2,6
1826 100 93,5 33 7 3,3 2,4 1,9 1,5 1,2
1878 100 98,2 47,4 9,5 3,7 2,1 1,3 0,8 0,5
1879 100 95,2 41,7 9,1 4,1 2,9 1,2 0,8 0,6
1893 100 93,1 28 3,6 1,7 1,1 0,9 0,7 0,6
98
1894 100 92,6 29 3,8 1,3 0,7 0,5 0,3 0,2
1921 100 100 84,9 78,8 54,2 36,1 16,5 9,7 5,3
1931 100 96,9 43,9 7,5 2,5 1,4 1 0,8 0,7
1937 100 97 42,8 8,4 2,8 1,5 0,9 0,6 0,3
1938 100 98,2 57,7 19,2 9,3 6,2 4,7 3,9 3,5
2018 99,7 94,4 31,3 7,1 3,9 2,8 2,1 1,7 1,3
2019 99,5 92,9 21,4 4,3 2,9 2,2 1,7 1,4 1
2036 100 92,2 27,4 4,8 2,4 1,6 1,2 1 0,9
2046 100 92,5 33,4 6,7 2,6 1,5 0,9 0,7 0,5
2081 100 96,8 34,1 6,7 3,9 3 2,5 2,3 2,2
2082 100 84,9 29,5 3,5 1,9 1,5 1,2 1,1 1,1
2116 100 96,7 34 4,9 2,5 2 1,8 1,7 1,6
2117 100 94,8 25,8 3,8 1,9 1,4 1,3 1,2 1,1
2151 100 94,5 27,6 4,2 1,9 1,3 1 0,8 0,7
2184 100 87,7 27,1 4,4 1,7 0,9 0,6 0,4 0,3
2185 100 84,2 20,5 3,2 1,3 0,8 0,5 0,4 0,4
2212 100 87,5 15,8 2,8 1,2 0,6 0,4 0,3 0,2
2228 100 84,8 18,4 2,8 1 0,5 0,4 0,3 0,3
2229 100 87 23,6 5,3 2,2 1,2 0,8 0,7 0,7
2239 100 87,4 22,4 5,4 2,9 2 1,7 1,5 1,4
2256 100 91,6 21,9 4,1 2,5 1,9 1,5 1,3 1,1
2257 100 92,1 23,1 3,9 2,2 1,6 1,4 1,3 1,2
2272 100 88 19,7 3,6 1,9 1,4 1,2 1 0,9
2291 100 84,3 18,8 3,4 1,8 1,3 1,1 1 0,9
3 100 85,5 20 3,9 2,5 2,2 2,1 2 1,9
31 100 89,1 18,9 4 2,1 1,5 1,1 1 0,8
57 100 93,7 27,7 4,8 1,6 0,7 0,3 0,2 0,1
58 100 92,1 21,8 3,5 1,6 0,9 0,6 0,5 0,5
62 100 93,5 18,5 2,5 1,1 0,7 0,5 0,4 0,3
93 99,7 81,6 17,3 3,6 2,1 1,4 1,1 0,9 0,7
94 99 83,2 19,1 3,6 1,9 1,2 0,9 0,7 0,6
105 99,5 93,1 22,3 2,7 1,2 0,8 0,6 0,5 0,4
99
106 100 86,7 22,2 6,6 4,5 3,6 2,8 2,1 1,7
115 99,1 82,8 17 4,1 2,5 1,9 1,5 1,3 1,1
116 99,3 86,3 17,1 2,6 1,4 1,1 0,9 0,8 0,8
155 100 86,4 23,3 4,1 2,1 1,4 1,1 0,9 0,8
170 100 94,8 19,3 3,8 2 1,3 1 0,8 0,6
429 100 96,2 29,8 5,2 2,5 1,8 1,6 1,5 1,4
431 100 97,5 27 6 2,8 1,7 1,3 1,1 1
453 99,6 96 24,6 5,1 2,6 1,9 1,6 1,5 1
454 100 96,3 19,7 3,6 2,2 1,6 1,2 1 0,8
502 100 97,3 29,9 5,4 2,5 1,7 1,3 1,2 1,1
523 100 97 27,1 4,8 2,2 1,5 1,2 1,1 1
524 100 96,7 27,2 3,5 1,6 1,1 0,8 0,7 0,6
543 100 93,3 23,5 4,5 2,2 1,5 1,1 0,9 0,8
544 100 89,1 23,7 4,9 2,2 1,1 0,5 0,3 0,2
623 100 100 23,3 5,2 2,9 2,1 1,6 1,3 1,1
649 100 95,5 14,1 1,2 0,8 0,6 0,6 0,5 0,5
674 100 84,5 15,4 2,8 1,3 0,7 0,5 0,3 0,2
696 100 88,5 15,9 4 2,1 1,3 0,9 0,7 0,5
746 100 96,9 24,6 3,4 1,6 1 0,7 0,6 0,5
784 100 93 25,3 4,5 1,6 0,8 0,4 0,3 0,2
824 100 91,8 19,4 4 1,6 1 0,8 0,6 0,6
990 100 97,5 24,9 4,7 2,2 1,5 1,1 0,9 0,8
991 100 97,7 23,4 4,7 2,3 1,4 1 0,8 0,8
994 100 97,2 17,7 1,2 1,1 1,1 1 1 0,8
995 100 97 18,7 1,3 1 1 1 1 1
1001 100 95,5 23,2 4,2 2 1,2 0,8 0,6 0,5
Promedio
% pasa 99,9% 94,1% 33,0% 8,1% 4,0% 2,6% 1,8% 1,5% 1,2%
100
Tabla 12. Franja granulométrica de diseño
Tabla 13. Clasificación de los agregados y porcentajes de participación
% GRAVA % ARENA % FINOS CLASIFICACION DEL
MATERIAL
77,6 21,6 0,8 GW con arena
82,6 16,4 1 GW con arena
85,9 13,5 0,6 GW con arena
85,9 13,5 0,6 GW con arena
41,4 56,6 2 SW con grava
68,1 30,8 1,1 GW con arena
43,3 55 1,1 SW con grava
36,3 62,3 1,4 SW con grava
47,2 51,6 1,2 SW con grava
44,5 53,8 1,6 SW con grava
53,5 45,1 1,4 GW con arena
54,9 36,4 8,7 GW con limo y arena
56,6 42,8 1 GW con arena
43,8 55,2 1 SW con grava
39,7 56 4,4 SW con grava
41,1 55,7 3,2 SW con grava
41,6 56,9 1,5 SW con grava
46,9 52,4 0,7 SW con grava
62,9 35,6 0,6 GW con arena
FRANJA GRANULOMÉTRICA DE DISEÑO
TAMICES
1/2 3/8 N° 4 N° 8 N° 16 N° 30 N° 50 N° 100 N° 200
12,5
mm
9,50
mm
4,75
mm
2,36
mm
1,18
mm
0,60
mm
0,30
mm
0,15
mm
0,075
mm
Limite Inf. 100% 100% 18% 3% 0% 0% 0% 0% 0%
Limite Sup. 100% 100% 26% 6,0% 4,6% 4,4% 4,46% 4,34% 2,3%
101
% GRAVA % ARENA % FINOS CLASIFICACION DEL
MATERIAL
59,2 39,1 1,7 GW con arena
57,7 41,5 0,7 GW con arena
55,6 42,9 1,5 GW con arena
53,9 45,4 0,8 GW con arena
51,5 47,9 0,6 GW con arena
45,4 53,7 0,9 SW con grava
53,3 45,7 1,1 GW con arena
48,1 50,3 1,6 SW con grava
51,6 47,4 1 GW con arena
57,1 42 0,9 GW con arena
52,8 45,8 1,4 GW con arena
56,7 41,9 1,3 GW con arena
66,3 32,4 1,3 GW con arena
45,8 51,7 2,6 SW con grava
0 98,9 1,1 SW
0,5 98,3 1,2 SW
67 31,8 1,2 GW con arena
64,3 34,7 1 GW con arena
65,8 33,1 1,2 GW con arena
64,7 34,2 1 GW con arena
58,3 41,1 0,6 GW con arena
52,6 46,9 0,5 GW con arena
71 28,8 0,2 GW con arena
72 27,5 0,6 GW con arena
15,1 79,6 5,3 SW-SW con limo y grava
56,1 43,3 0,7 GW con arena
57,2 42,4 0,3 GW con arena
78,6 20,3 1 GW con arena
68,7 30 1,3 GW con arena
72,6 26,5 0,9 GW con arena
66,6 32,9 0,5 GW con arena
102
% GRAVA % ARENA % FINOS CLASIFICACION DEL
MATERIAL
70,5 28,4 1,1 GW con arena
65,9 31,9 2,2 GW con arena
74,2 24,7 1,1 GW con arena
72,4 26,9 0,7 GW con arena
79,5 20,1 0,4 GW con arena
72,9 26,9 0,3 GW con arena
84,2 15,8 0,2 GW con arena
81,6 18,1 0,3 GW con arena
76,4 22,9 0,7 GW con arena
77,6 21 1,4 GW con arena
76,9 21,9 1,2 GW con arena
78,1 20,8 1,1 GW con arena
80,3 18,9 0,9 GW con arena
81,2 17,6 0,9 GW con arena
80 18,1 1,9 GW con arena
81,1 18,1 0,8 GW con arena
72,3 27,5 0,1 GW con arena
78,2 21,3 0,5 GW con arena
81,5 18,2 0,3 GW con arena
80,9 18,4 0,6 GW con arena
82,7 16,7 0,7 GW con arena
77,8 20,5 1,7 GW con arena
77,7 22 0,4 GW con arena
82,9 16,4 0,8 GW con arena
83 16,9 1,1 GW con arena
76,7 22,5 0,8 GW con arena
80,7 18,7 0,6 GW con arena
73 26 1 GW con arena
80,3 18,9 0,8 GW con arena
70,1 28,8 1,1 GW con arena
72,9 26,1 1 GW con arena
103
% GRAVA % ARENA % FINOS CLASIFICACION DEL
MATERIAL
72,8 26,5 0,6 GW con arena
76,5 22,7 0,8 GW con arena
76,3 23,5 0,2 GW con arena
76,7 22,2 11 GW con arena
85,9 13,7 0,5 GW con arena
84,6 15,3 0,2 GW con arena
84,1 15,4 0,5 GW con arena
75,4 24,1 0,5 GW con arena
74,7 25 0,2 GW con arena
80,6 18,8 0,6 GW con arena
75,1 24,1 0,8 GW con arena
76,6 22,7 0,6 GW con arena
76,8 22,7 0,5 GW con arena
Tabla 14. Estadístico de resistencia a la abrasión en el aparato Micro Deval
FECHA DEL
MUESTREO % DESGASTE
DESVIACION
ESTANDAR PROMEDIO VALOR MAX VALOR MIN
19-sep-14 18,59
3.810 18,82 22,633 15,012
24-sep-14 19,45
2-oct-14 21,7
12-nov-14 23,65
17-feb-15 22,3
19-feb-15 10,79
24-abr-15 17,83
25-abr-15 16,27
104
Tabla 15. Resistencia a la compresión simple
FECHA DEL
MUESTREO
RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN SIMPLE
(kg/cm2)
6-sep-14 16,42
6-sep-14 12,67
10-sep-14 16,66
10-sep-14 22,69
10-sep-14 38,17
15-sep-14 33,83
15-sep-14 34,63
16-sep-14 28,27
17-sep-14 34,63
17-sep-14 26,32
18-sep-14 38,69
18-sep-14 42,35
19-sep-14 31,09
19-sep-14 25,25
24-sep-14 44,68
24-sep-14 31,32
2-oct-14 34,65
3-oct-14 21,75
6-oct-14 32,44
6-oct-14 38,75
7-oct-14 50,77
7-oct-14 47,4
10-oct-14 5,18
10-oct-14 2,62
FECHA DEL
MUESTREO
RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN SIMPLE
(kg/cm2)
21-oct-14 12,58
21-oct-14 12,11
24-oct-14 3,85
24-oct-14 3,14
28-oct-14 6,23
30-oct-14 12,02
5-nov-14 6,53
5-nov-14 7,57
5-nov-14 4,48
5-nov-14 5,11
10-nov-14 4,99
11-nov-14 4
12-nov-14 4,53
24-nov-14 3,77
24-nov-14 3,24
25-nov-14 7,51
26-nov-14 4,48
2-dic-14 3,2
2-dic-14 4,35
5-dic-14 2,32
12-dic-14 4,06
16-dic-14 3,06
16-dic-14 4,49
16-dic-14 6,74
105
FECHA DEL
MUESTREO
RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN SIMPLE
(kg/cm2)
19-dic-14 8,07
22-dic-14 4,79
23-dic-14 6,24
26-dic-14 4,78
26-dic-14 3,43
29-dic-14 8,46
30-dic-14 6,88
3-ene-15 6,55
6-ene-15 8,21
8-ene-15 3,58
8-ene-15 1,31
9-ene-15 1,37
13-ene-15 5,3
13-ene-15 3,7
14-ene-15 3,13
14-ene-15 2,04
15-ene-15 5,77
15-ene-15 4,2
19-ene-15 10,23
20-ene-15 6,3
FECHA DEL
MUESTREO
RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN SIMPLE
(kg/cm2)
17-feb-15 7,49
19-feb-15 6,72
23-feb-15 5,97
25-feb-15 5,79
25-feb-15 5,92
27-feb-15 6,09
27-feb-15 4,77
11-mar-15 3,04
13-mar-15 2,36
16-mar-15 5,89
25-mar-15 5,98
30-mar-15 8,74
6-abr-15 5,83
24-abr-15 9,62
24-abr-15 7,36
27-abr-15 13,61
106
Tabla 16. Flujo y Estabilidad
FECHA DEL MUESTREO
NUMERO DE LA MUESTRA
ESTABILIDAD (Kg)
FLUJO (mm) RIGIDEZ MARSHALL
(kN/mm)
12-sep-14 1455 1193,7 4,19 2,79
13-sep-14 1477 2170,50 3,94 5,40
18-sep-14 1532 2202,40 4,15 5,20
18-sep-14 1534 1948,80 4,23 4,52
17-sep-14 1541 1969,40 4,45 4,34
20-sep-14 1546 1698,50 3,73 4,47
20-sep-14 1547 1968,30 3,94 4,90
19-sep-14 1554 1914,50 4,06 4,62
19-sep-14 1557 1635,00 3,18 5,04
26-sep-14 1587 1835,80 3,81 4,73
26-sep-14 1589 1965,20 3,56 5,41
4-oct-14 1653 1835,80 3,81 4,73
7-oct-14 1671 1926,00 3,81 4,96
8-oct-14 1692 1529,10 4,06 3,69
8-oct-14 1693 1708,20 3,56 4,71
8-oct-14 1707 2262,50 3,94 5,63
9-oct-14 1705 1950,60 3,81 5,02
11-oct-14 1721 0,00 0,00 0,00
11-oct-14 1721 375,30 9,40 0,39
16-oct-14 1749 301,50 14,64 0,20
17-oct-14 1755 378,00 12,70 0,29
21-oct-14 1775 241,00 12,70 0,19
21-oct-14 1776 429,50 12,70 0,33
21-oct-14 1775 432,40 11,56 0,37
22-oct-14 1775 318,50 12,45 0,25
24-oct-14 1775 497,80 5,31 0,92
107
FECHA DEL MUESTREO
NUMERO DE LA MUESTRA
ESTABILIDAD (Kg)
FLUJO (mm) RIGIDEZ MARSHALL
(kN/mm)
25-oct-14 1802 462,20 9,33 0,49
28-oct-14 1029 380,90 11,15 0,34
1-nov-14 1847 452,60 10,13 0,44
1-nov-14 1848 409,50 11,15 0,36
5-nov-14 1879 485,40 9,83 0,48
6-nov-14 1878 419,10 8,25 0,50
7-nov-14 1894 400,40 9,93 0,40
11-nov-14 1921 642,20 11,50 0,55
11-nov-14 1931 375,70 5,55 0,66
13-nov-14 1937 459,00 11,50 0,39
24-nov-14 2019 319,30 11,50 0,27
24-nov-14 1974 609,20 7,21 0,83
25-nov-14 2036 610,40 11,50 0,52
26-nov-14 2046 529,60 7,16 0,73
3-dic-14 2082 305,70 10,83 0,28
2-dic-14 2081 222,70 5,85 0,37
6-dic-14 2117 423,00 3,53 1,18
13-dic-14 2151 475,20 11,50 0,41
17-dic-14 2185 350,80 11,50 0,30
17-dic-14 2184 297,20 11,50 0,25
23-dic-14 2229 440,40 11,50 0,38
20-dic-14 2212 540,10 11,50 0,46
23-dic-14 2228 320,10 11,50 0,27
23-dic-14 2239 418,90 11,50 0,36
27-dic-14 2257 370,50 9,28 0,39
26-dic-14 2256 391,00 6,48 0,59
30-dic-14 2272 701,00 11,40 0,60
108
FECHA DEL MUESTREO
NUMERO DE LA MUESTRA
ESTABILIDAD (Kg)
FLUJO (mm) RIGIDEZ MARSHALL
(kN/mm)
31-dic-14 2291 660,90 10,80 0,60
3-ene-15 3 525,80 10,85 0,48
7-ene-15 31 0,00 0,00 0,00
9-ene-15 57 222,90 10,58 0,21
9-ene-15 58 301,30 10,85 0,27
14-ene-15 94 256,90 11,00 0,23
15-ene-15 106 176,00 8,85 0,20
15-ene-15 105 161,90 10,04 0,16
16-ene-15 116 206,00 9,31 0,22
16-ene-15 115 204,10 9,20 0,22
20-ene-15 155 756,60 11,50 0,65
21-ene-15 170 384,00 11,50 0,33
18-feb-15 431 378,10 4,59 0,81
19-feb-15 464 632,10 9,98 0,62
23-feb-15 502 397,50 7,98 0,49
26-feb-15 523 371,30 9,03 0,40
26-feb-15 524 379,10 10,45 0,36
28-feb-15 543 473,90 11,35 0,41
28-feb-15 544 463,30 9,95 0,46
14-mar-15 674 249,30 7,56 0,32
16-mar-15 698 389,20 7,06 0,54
26-mar-15 745 376,90 11,43 0,32
31-mar-15 764 576,10 5,58 1,01
7-abr-15 824 539,30 9,98 0,53
25-abr-15 990 539,00 6,47 0,82
25-abr-15 991 442,80 8,86 0,49
28-abr-15 1001 582,40 11,50 0,50
109
Tabla 17. Pesos unitarios y porcentajes de vacíos
FECHA MUESTREO
N° DE LA MUESTRA
PESO UNITARIO
"BULT" (gr/cm3)
RICE (gr/cm3)
% VACIOS CON AIRE
% VACIOS EN EL
AGREGADO MINERAL
% VACIOS LLENOS DE ASFALTO
12-sep-14 1455 2012 2555 21,2 28,2 25
13-sep-14 1477 1959 2469 20,63 31,6 35
18-sep-14 1532 2107 2568 17,95 24,6 27
18-sep-14 1534 2138 2465 13,29 25,4 48
17-sep-14 1541 2132 2501 18,03 23,1 22
20-sep-14 1546 2132 2499 14,69 25,09 41
20-sep-14 1547 2168 2545 16,39 24,3 33
19-sep-14 1554 2261 2186 2,97 27,3 111
19-sep-14 1557 2145 2581 16,86 23 27
26-sep-14 1587 2142 2580 16,32 23,5 31
26-sep-14 1589 2100 2554 14,44 26,9 46
4-oct-14 1653 2171 2324 6,62 27 75
7-oct-14 1671 2144 2583 16,33 23,4 30
8-oct-14 1692 2126 2550 16,63 24,3 31
8-oct-14 1693 2146 2464 12,89 25,1 49
8-oct-14 1707 2111 2514 18,02 25,4 37
9-oct-14 1705 2114 2445 13,55 26,6 49
11-oct-14 1721 2124 2333 11,22 27,2 59
11-oct-14 1721 2111 2543 16,94 24,9 32
16-oct-14 1749 2002 2372 15,61 31,8 51
17-oct-14 1755 2020 2410 16,2 30,5 47
21-oct-14 1775 2153 2615 17,66 22,1 20
21-oct-14 1776 2070 2463 16,15 27,7 42
110
FECHA MUESTREO
N° DE LA MUESTRA
PESO UNITARIO
"BULT" (gr/cm3)
RICE (gr/cm3)
% VACIOS CON AIRE
% VACIOS EN EL
AGREGADO MINERAL
% VACIOS LLENOS DE ASFALTO
21-oct-14 1775 2118 2503 15,39 25,4 30
22-oct-14 1775 2157 2576 16,23 22,7 28
24-oct-14 1775 2148 2553 15,87 23,4 32
25-oct-14 1802 2028 2403 15,63 30,4 49
28-oct-14 1029 2040 2489 18,07 28,4 36
1-nov-14 1847 2098 2553 17,85 25,2 29
1-nov-14 1848 2004 2509 20,13 29,3 31
5-nov-14 1879 2125 2581 17,65 23,7 25
6-nov-14 1878 2119 2501 15,26 25,4 40
7-nov-14 1894 2142 2551 16,05 23,7 32
11-nov-14 1921 2055 2451 17,51 27,8 37
11-nov-14 1931 2174 2484 12,49 23,5 47
13-nov-14 1937 1972 2518 21,67 30,3 28
24-nov-14 2019 2060 2626 21,58 25,3 15
24-nov-14 1974 2226 2438 8,71 22,8 82
25-nov-14 2036 2040 2610 21,83 26,3 17
26-nov-14 2046 1915 2411 20,6 34,1 40
3-dic-14 2082 2173 2590 16,11 21,6 25
2-dic-14 2081 2225 2521 15,12 19,4 22
6-dic-14 2117 2237 2629 14,93 18,8 21
13-dic-14 2151 2080 2600 19,99 25 20
17-dic-14 2185 2170 2561 15,26 22,5 32
17-dic-14 2184 2058 2556 19,49 26,6 27
23-dic-14 2229 2145 2489 13,83 24,7 44
20-dic-14 2212 2189 2503 12,57 22,8 45
23-dic-14 2228 2035 2495 18,43 28,5 35
111
FECHA MUESTREO
N° DE LA MUESTRA
PESO UNITARIO
"BULT" (gr/cm3)
RICE (gr/cm3)
% VACIOS CON AIRE
% VACIOS EN EL
AGREGADO MINERAL
% VACIOS LLENOS DE ASFALTO
23-dic-14 2239 2109 2545 17,15 25 31
27-dic-14 2257 2289 2646 13,52 16,6 19
26-dic-14 2256 2206 2536 12,99 21,7 40
30-dic-14 2272 2005 2559 21,63 28,4 24
31-dic-14 2291 2149 2647 18,84 21,7 13
3-ene-15 3 2045 2548 19,75 27,20 27
7-ene-15 31 2179 2551 14,59 22,40 35
9-ene-15 57 2026 2409 15,82 30,30 48
9-ene-15 58 2000 2504 20,14 29,60 32
14-ene-15 94 1957 2517 22,26 30,80 28
15-ene-15 106 1974 2363 16,46 32,90 50
15-ene-15 105 2155 2613 17,52 22,10 21
16-ene-15 116 2302 2638 12,73 16,30 22
16-ene-15 115 2116 2551 17,03 24,60 31
20-ene-15 155 1970 2497 21,10 30,70 31
21-ene-15 170 2092 2535 17,48 26,70 32
18-feb-15 431 2196 2600 15,56 20,90 25
19-feb-15 464 2126 2647 19,66 22,50 13
23-feb-15 502 2060 2479 16,91 27,90 39
26-feb-15 523 2257 2538 18,95 26,9 30
26-feb-15 524 2151 2568 16,19 23,1 30
28-feb-15 543 2042 2433 16,06 29,3 45
28-feb-15 544 2063 2620 21,26 25,3 16
14-mar-15 674 1992 2195 8,27 35,5 74
16-mar-15 698 2125 2454 13,43 26,1 43
26-mar-15 745 2128 2592 17,92 23,4 24
112
FECHA MUESTREO
N° DE LA MUESTRA
PESO UNITARIO
"BULT" (gr/cm3)
RICE (gr/cm3)
% VACIOS CON AIRE
% VACIOS EN EL
AGREGADO MINERAL
% VACIOS LLENOS DE ASFALTO
31-mar-15 764 2103 2540 17,23 25,3 32
7-abr-15 824 2074 2455 15,55 27,8 44
25-abr-15 990 2111 2484 15,03 26 42
25-abr-15 991 2084 2428 14,17 27,9 49
28-abr-15 1001 2053 2448 16,13 28,7 44
Tabla 18. Porcentaje Asfalto, Porcentaje falto absorbido, Porcentaje pasa
tamiz Nº 200, Porcentaje relación llenante ligante
FECHA DEL MUESTREO
N° DE LA MUESTRA
% ASFALTO
% ASFALTO ABSORBIDO
% ASFALTO EFECTIVO
% PASA TAMIZ #200
% RELACION LLENANTE /
LIGANTE
12-sep-14 1455 5,3 1,83 3,47 2 0,38
13-sep-14 1477 7,2 1,75 5,45 1,1 0,15
18-sep-14 1532 5 1,89 3,11 1,6 0,32
18-sep-14 1534 7,3 1,76 5,54 1,2 0,16
17-sep-14 1541 4,23 1,92 2,31 8,7 2,06
20-sep-14 1546 6,5 1,81 4,74 1 0,16
20-sep-14 1547 5,5 1,87 3,62 1 0,19
19-sep-14 1554 14,2 0,85 13,35 3,2 0,22
19-sep-14 1557 4,7 1,9 2,80 4,4 0,94
26-sep-14 1587 5,2 1,89 3,31 0,7 0,13
26-sep-14 1589 7,6 1,74 5,86 1,5 0,20
4-oct-14 1653 10,7 1,42 9,28 0,8 0,07
7-oct-14 1671 5,08 1,89 3,19 1,7 0,33
8-oct-14 1692 5,38 1,8 3,58 0,7 0,13
113
FECHA DEL MUESTREO
N° DE LA MUESTRA
% ASFALTO
% ASFALTO ABSORBIDO
% ASFALTO EFECTIVO
% PASA TAMIZ #200
% RELACION LLENANTE /
LIGANTE
8-oct-14 1693 7,4 1,76 5,64 1,5 0,20
8-oct-14 1707 6,2 1,83 4,37 0,6 0,10
9-oct-14 1705 7,79 1,72 6,07 0,8 0,10
11-oct-14 1721 9 1,61 7,39 0,9 0,10
11-oct-14 1721 6,6 1,87 4,73 1,3 0,20
16-oct-14 1749 9,51 1,56 7,95 1,6 0,17
17-oct-14 1755 8,61 1,65 6,96 1,4 0,16
21-oct-14 1775 3,93 1,93 2 0,9 0,23
21-oct-14 1776 7,24 1,76 5,48 1 0,14
21-oct-14 1775 6,43 1,82 4,61 1,3 0,20
22-oct-14 1775 4,8 1,9 2,9 1,3 0,27
24-oct-14 1775 5,3 1,88 3,42 1,2 0,23
25-oct-14 1802 8,77 1,63 7,14 1,1 0,13
28-oct-14 1029 6,8 1,8 5 1,2 0,18
1-nov-14 1847 5,3 1,88 3,42 1,05 0,20
1-nov-14 1848 6,31 1,83 4,48 1,2 0,19
5-nov-14 1879 4,7 1,9 2,8 0,6 0,13
6-nov-14 1878 6,5 1,81 4,69 0,5 0,08
7-nov-14 1894 5,35 1,88 3,47 0,2 0,04
11-nov-14 1921 6,7 1,8 4,9 5,3 0,79
11-nov-14 1931 6,87 1,79 5,08 0,7 0,10
13-nov-14 1937 6,1 1,84 4,26 0,3 0,05
24-nov-14 2019 3,68 1,94 1,74 1 0,27
24-nov-14 1974 7,94 1,71 6,23 1,3 0,16
25-nov-14 2036 4,04 1,93 2,11 0,9 0,22
26-nov-14 2046 8,58 1,65 6,93 0,5 0,06
114
FECHA DEL MUESTREO
N° DE LA MUESTRA
% ASFALTO
% ASFALTO ABSORBIDO
% ASFALTO EFECTIVO
% PASA TAMIZ #200
% RELACION LLENANTE /
LIGANTE
3-dic-14 2082 4,48 1,91 2,57 1,1 0,25
2-dic-14 2081 3,8 1,93 1,87 2,2 0,58
6-dic-14 2117 3,62 1,94 1,68 1,1 0,30
13-dic-14 2151 4,26 1,82 2,44 0,7 0,16
17-dic-14 2185 5,13 1,89 3,24 0,4 0,08
17-dic-14 2184 5,21 1,88 3,33 0,3 0,06
23-dic-14 2229 6,76 1,8 4,96 0,7 0,10
20-dic-14 2212 6,42 1,82 4,6 0,2 0,03
23-dic-14 2228 6,63 1,81 4,82 0,3 0,05
23-dic-14 2239 5,48 1,87 3,61 1,4 0,26
27-dic-14 2257 3,25 1,95 1,3 1,2 0,37
26-dic-14 2256 5,7 1,86 3,84 1,1 0,19
30-dic-14 2272 5,2 1,86 3,34 0,8 0,15
31-dic-14 2291 3,23 1,95 1,28 0,9 0,28
3-ene-15 3 5,42 1,87 3,55 2 0,35
7-ene-15 31 5,4 1,88 3,52 1 0,15
9-ene-15 57 8,64 1,65 6,99 0,1 0,01
9-ene-15 58 6,42 1,82 4,6 1 0,08
14-ene-15 94 6,11 1,84 4,27 0,6 0,10
15-ene-15 106 9,73 1,53 8,2 2 0,17
15-ene-15 105 3,98 1,93 2,05 0 0,10
16-ene-15 116 3,44 1,94 1,5 1 0,23
16-ene-15 115 5,35 1,88 3,47 1 0,21
20-ene-15 155 6,57 1,81 4,76 1 0,12
21-ene-15 170 5,71 1,86 3,85 1 0,11
18-feb-15 431 4,26 1,92 2,34 1 0,23
115
FECHA DEL MUESTREO
N° DE LA MUESTRA
% ASFALTO
% ASFALTO ABSORBIDO
% ASFALTO EFECTIVO
% PASA TAMIZ #200
% RELACION LLENANTE /
LIGANTE
19-feb-15 464 3,24 1,95 1,29 1 0,25
23-feb-15 502 6,99 1,78 5,21 1 0,16
26-feb-15 523 5,65 1,86 3,79 1 0,18
26-feb-15 524 5,02 1,89 3,13 1 0,12
28-feb-15 543 8,08 1,7 6,38 1 0,10
28-feb-15 544 3,81 1,93 1,88 0 0,05
14-mar-15 674 13,95 0,9 13,05 0 0,01
16-mar-15 698 7,56 1,74 5,82 1 0,07
26-mar-15 745 4,43 1,91 2,52 1 0,11
31-mar-15 764 5,59 1,87 3,72 0 0,04
7-abr-15 824 7,54 1,74 5,8 1 0,08
25-abr-15 990 6,87 1,79 5,08 1 0,12
25-abr-15 991 8,17 1,69 6,48 1 0,07
28-abr-15 1001 7,72 1,73 5,99 0,5 0,06
116
Tabla 19. Porcentaje agua, penetración, ductilidad, Porcentaje asfalto
residual
FECHA N° DE LA
MUESTRA %
EMULSION %
AGUA PENETRACIÓN
(0,1 mm) DUCTILIDAD
% CONCENTRACION ASFALTO EN LA EMULSIÓN
24-oct-14 1799 8,15 38,10 60,00 102,00 65,00
24-nov-14 2017 12,22 38,10 77,00 99,00 65,00
5-dic-14 2118 5,57 38,60 60,00 101,00 65,00
6-dic-14 2127 5,85 38,30 64,00 100,00 65,00
23-dic-14 2238 8,43 36,70 61,00 101,00 65,00
17-feb-15 430 6,55 39,70 60,00 101,00 65,00
19-feb-15 452 4,98 39,80 61,00 100,00 65,00
20-feb-15 483 10,11 39,60 61,00 101,00 65,00
9-mar-15 622 12,90 37,10 100,00 103,00 65,00
11-mar-15 650 3,45 36,80 100,00 110,00 65,00
24-abr-15 992 10,56 36,60 65,00 103,00 65,00
24-abr-15 993 12,57 36,90 67,00 102,00 65,00
29-abr-15 1030 10,90 39,40 67,00 103,00 65,00
29-abr-15 1031 7,89 39,80 71,00 102,00 65,00
117
13. INFORMES DE LABORATORIO EN FÍSICO UMV
118
14. INFORMES DE LABORATORIO EN FÍSICO CONTECON URBAR
