400 Estructura del Pavimento

La lechada distribuida sobre el pavimento deber ser homognea y uniforme, sin que se produzca separacin de la emulsin y los agregados despus de enfriada. El tiempo de curado de la lechada para permitir una circulacin vehicular controlada, variar desde media hora en climas clidos hasta unas cuatro horas en climas fros.

En caso de necesitarse una compactacin de la capa de lechada, el Fiscalizador podr disponer el uso de un rodillo neumtico, luego de que la lechada se haya curado por el tiempo que estime conveniente.

CAPA DE SELLADO CON MEZCLAS DENSAS EN FRIO.-

405-7.1 Mortero Asfltico ( Slurry Seal )

El mortero asfltico conocido mundialmente como Slurry Seal por su nombre original en Ingls, fue definido alrededor de los aos 1960 por el Sr. Raymond Young inventor de la mquina de aplicacin continua de esta tecnologa como an asphaltic mortar like mix, cuya traduccin se refiere a una mezcla asfltica tipo mortero, resultado de la combinacin de emulsin asfltica y agregados con granulometra especfica ms la adicin de componentes que se detallan a continuacin.

El mortero asfltico aprobado con normas; ASTM D3910, ISSA A105 (International Slurry Surfacing Association o Asociacin Internacional de Recubrimientos con Morteros) y bajo especificaciones nacionales MOP-001-F 2000, seccin 405-7, se define como la mezcla compuesta por emulsin asfltica, agregados ptreos triturados con granulometra definida, relleno mineral, agua y en ciertos casos aditivos, todo esto proporcionalmente mezclado de acuerdo al Diseo de Mezcla, el cual define la Frmula Maestra de Obra. Esta mezcla aplicada como superficie de desgaste sobre pavimentos, es producida, esparcida y uniformemente distribuida por una mquina especialmente diseada para este propsito, la misma que deber adherirse firmemente sobre una capa de rodadura previamente preparada, logrando propiedades de impermeabilidad y anti-deslizantes durante todo el tiempo de vida.

El mortero asfltico se aplica en capas delgadas (1 veces el tamao mximo del agregado) de acuerdo a requerimientos de los documentos contractuales.

Morteros asflticos de mayor rendimiento pueden ser diseados para aumentar ciertas caractersticas del mortero para una particular finalidad ya sea con la adicin de polmeros o algn otro material para la recuperacin de ahuellamientos, resistencia al agrietamiento, incremento de rugosidad, etc.

El trmino genrico Mortero Asfltico define a varios tratamientos utilizados en la conservacin de pavimentos como: Mortero Asfltico, Mortero Asfltico Modificado con Polmeros y Micro-Pavimentos.

Mortero Asfltico: Es la mezcla de agregados, emulsin asfltica, agua, relleno mineral y aditivos debidamente proporcionados, mezclados y esparcidos sobre una superficie apropiadamente preparada.

Mortero Asfltico Modificado con Polmeros: Es un mortero asfltico diseado con una emulsin que ha sido modificada con polmeros cuyo objetivo es mejorar una o ms propiedades del mortero, bajo requerimientos de un proyecto particular. Modificando las emulsiones se mejora la liga entre el asfalto y los agregados, consiguientemente se obtiene ms durabilidad y mejor textura en el mortero asfltico.

Micro-Pavimento: Es la mezcla de una emulsin catinica modificada con polmeros, agregados triturados, agua, relleno mineral y otros aditivos, apropiadamente proporcionados y esparcidos sobre una superficie preparada. El objetivo de la utilizacin de polmeros en mezclas de Micro-Pavimentos es reducir la susceptibilidad del ligante a los cambios trmicos en la va, permitiendo rendimientos ms elevados que en Morteros Asflticos. Los micro-pavimentos se pueden aplicar en espesores de una sola capa o multi-capas, en proyectos de recuperacin de ahuellamientos y repavimentacin.

405-7.1.1 Trfico

Los criterios normativos para la aplicacin de los diferentes tratamientos con mortero asfltico se basarn de acuerdo al volumen y tipo de trfico segn se indica en el siguiente cuadro:

TRATAMIENTOGRANULO-METRAVOLUMEN DEL TRFICOVELOCIDAD DEL TRFICO

LIVIANO - MEDIOMEDIO - PESADOPESADO - MUY PESADOBAJAALTA

Mortero AsflticoTipo II*XX

Tipo IIIXX

Mortero Asfltico modificado

Con polmerosTipo II*XX

Tipo IIIXX

Micro-pavimentoTipo II*XX

Tipo IIIXX

* Recomendado tambin para su aplicacin en aeropuertos.

405-7.1.2 Materiales

Agregados Los agregados deben cumplir un ptimo control de calidad. Para obtener una aplicacin de alto rendimiento con morteros asflticos, el proceso de trituracin y manejo de agregados incluir un control en la granulometra, fracturacin de caras, limpieza del material y el equivalente de arena. Los agregados deben ser 100 % triturados, sin fluctuaciones drsticas en su granulometra que afecten el diseo de mezcla previamente aprobado. Bsicamente la Asociacin Internacional de Recubrimientos con Morteros (ISSA) describe tres granulometras estndar, sin embargo por su uso convencional en todo el mundo nicamente se utilizan dos: Tipo II y Tipo III; cada una diseada y seleccionada de acuerdo a la estructura existente, trfico y condiciones climatolgicas en el rea de aplicacin.

Granulometra ISSA de los Agregados

TipoIIIII

Tamao del TamizPorcentaje que Pasa

9.5 mm (3/8)100100

4.75 mm (No. 4)90-10070-90

2.36 mm (No. 8)65-9045-70

1.18 mm (No. 16)45-7028-50

600 micrones (No. 30)30-5019-34

300 micrones (No. 50)18-3012-25

150 micrones (No. 100)10-217-18

75 micrones (No. 200)5-155-15

Contenido de asfalto en el mortero asfltico %7.5-13.56.5-12

Tpica tasa de aplicacin kg/m 5.4-9.18.2-13.6

El peso suelto promedio del agregado es de 1730 kg/m3 y puede variar de 1250 kg/m a 1850 kg/m3. Todos los diseos de mezcla de Mortero Asfltico se basan en el peso seco del agregado. Por lo tanto, se deber tomar en cuenta la variacin del peso volumtrico suelto del agregado, recomendndose que el equipo de aplicacin sea calibrado para cada fuente de agregado.

Granulometra tpica de Agregados para Morteros Asflticos

Tipo IITipo III

5-6 mm9-10 mm

Para aplicaciones en:Para aplicaciones en:

Aeropuertos, carreteras y vas urbanasCarreteras, autopistas y vas urbanas

Requerimientos para los agregados

MORTERO ASFLTICONORMA

Equivalente de Arena > 45ASTM D 2419

Prdida por Abrasin (Los ngeles) 35% mxASTM C 131 AASHTO T 96 - INEN 860

GranulometraASTM C 136 - AASHTO T 27

Relleno Mineral De acuerdo a la norma ASTM D 546 AASHTO T37, se pueden utilizar indistintamente como relleno mineral: cemento Prtland Tipo I, cal hidratada, polvo de piedra caliza o ceniza volcnica, con un porcentaje mximo del 2 %. La adicin de este relleno mineral tiene como finalidad incrementar las propiedades de manejabilidad en la mezcla, as como, mejorar la parte fina de la curva granulomtrica de los agregados, influyendo en el comportamiento a la ruptura y curado del mortero asfltico.

Las mquinas pavimentadoras permiten realizar ajuste de aditivos de relleno mineral en campo para optimizar caractersticas adecuadas de flujo, rompimiento y curado.

Emulsin Asfltica La emulsin asfltica se define como la dispersin de micro-partculas de asfalto dentro de una matriz acuosa estabilizada qumicamente, la cual es utilizada bsicamente para la produccin de mezclas asflticas en fro (mezclas abiertas, microaglomerados [mezclas densas], reciclados, estabilizaciones, etc.) y como ligante emulsionado en riegos.

La emulsin asfltica a utilizar debe obedecer a un diseo previo, de acuerdo a las caractersticas de los agregados, mezcla, tipo de aplicacin, condiciones ambientales y climatolgicas.

Las emulsiones asflticas recomendadas para morteros asflticos son normalmente del tipo CSS-1, CSS-1h (emulsin catinica de ruptura lenta) y CQS-1h (emulsin catinica de ruptura rpida para mezclas); las cuales debern ser especialmente ensayadas para verificar la compatibilidad y reactividad con los agregados y debern ser suministradas con el correspondiente certificado de anlisis y produccin de acuerdo al diseo solicitado.

Requerimiento Obligatorio:

Es importante remarcar y hacer del conocimiento de Organismos Gubernamentales, Contratistas Pblicos y Privados y Usuarios en General, que nunca se deber aceptar una emulsin asfltica solo por el hecho de ser del tipo de emulsin especificada para una determinada aplicacin y se encuentre almacenada o no, obligatoriamente se deber someter a un diseo de acuerdo a las caractersticas del material ptreo, de la mezcla, tipo de aplicacin, condiciones ambientales y climatolgicas.

Ensayos para Emulsiones.- Los principales ensayos para emulsiones son descritos por la Normas ASTM D 977 y MOP-001-F 2000 subseccin 810-4. Tabla 810-4.2.

Pruebas de control de calidad en la produccin:

Contenido de asfalto residual en la emulsin asfltica: determina el contenido de asfalto de acuerdo a norma ASTM D 244 AASHTO T 59.

Penetracin del residuo de la emulsin: define la dureza del asfalto como se especifica en normas ASTM D 2397 AASHTO T 49.

Pruebas generales de emulsiones asflticas:

Viscosidad ASTM D 244.- Determina la manejabilidad de la emulsin en el campo.

Asentamiento ASTM D 244.- Determina la estabilidad al almacenamiento.

Tamizado ASTM D 244.- Determina la estabilidad al manejo y al almacenamiento prolongado.

Polmeros (para morteros asflticos modificados) La adicin de polmeros mejora las propiedades de cohesin y adhesin, incrementa la rigidez y reduce la susceptibilidad al cambio de temperatura. El incremento de la rigidez evita la formacin de ahuellamientos en climas clidos y permite el uso de cementos asflticos ms blandos, mismos que se comportan de mejor manera en climas fros.

Los polmeros pueden ser agregados durante la preparacin de la solucin jabonosa o pueden ser mezclados con el cemento asfltico en la planta de emulsin, antes del proceso de emulsificacin. La cantidad mnima y el tipo del polmero modificador deber ser determinada por el laboratorio responsable del diseo de mezcla. La cantidad de polmeros slidos deber basarse en el contenido del residuo asfltico en peso; para mezclas de micro-pavimentos se especifica esta cantidad en un porcentaje del 3 al 4%.

Los polmeros utilizados en morteros asflticos son los mismos que se aplican en otras mezclas asflticas. El ltex natural generalmente es el ms comn, pudindose utilizar tambin otros como: SBR (styrene-butadiene-rubber), SBS (styrene-butadiene-styrene) y EVA (ethylene-vinil-acetate).

Agua El agua es el principal factor en la determinacin de la consistencia del mortero asfltico durante su produccin y aplicacin, formando parte importante en la estabilidad de la mezcla.

Dependiendo del porcentaje de humedad que contienen los agregados se determinar la adicin de agua como recubrimiento en la mezcla. Generalmente la cantidad de agua a aadirse es de aproximadamente 10% respecto al peso del agregado seco.

Ensayos para el agua.- El agua debe cumplir con la norma del MOP-001-F 2000.

Si el agua es potable no es necesario practicar ensayos, sin embargo si el agua es excesivamente alta en minerales (magnesio, hierro, calcio, etc.) se deber reducir estos elementos usando qumicos ablandadores, adems es recomendable un pH neutro.

Aditivos de Control de Ruptura en Campo La alta temperatura y reactividad de los agregados condicionan al rompimiento y curado del mortero asfltico. Para ajustar este proceso en el campo es necesario adicionar aditivos qumicamente similares a los emulsificantes, se aaden en porcentajes del 0,1 - 0,5 % de la mezcla.

405-7.1.3 Equipo

El equipo mnimo indicado y sealado por las especificaciones MOP-001-F 2000 seccin 405-7.03. y la ISSA A105, que deber disponer el Contratista para la preparacin, distribucin y aplicacin de la capa de mortero asfltico es:

Una pavimentadora de mortero asfltico.

Una barredora mecnica para la limpieza de la va.

Un sistema de mallas para el tamizado de los agregados en el banco de materiales.

Una mquina cargadora frontal para alimentar el agregado tamizado.

Mquina pavimentadora de Mortero Asfltico

La mquina pavimentadora de mortero asfltico debe estar montada sobre un camin o sobre una unidad auto-propulsada y estar equipada con:

Sistema de Agregados Compuesto por tolva almacenadora de agregados, banda transportadora de neopreno tipo continuo sobre rodillos para alimentacin al mezclador, vibrador de frecuencia variable, compuerta de apertura variable con contador digital para su calibracin.

Sistema de Emulsin Compuesto por tanque de almacenamiento con indicador de nivel, bomba de desplazamiento positivo encamisada trmicamente para alimentacin y recirculacin.

Sistema de Agua Compuesto por tanque para almacenamiento con indicador de nivel, bomba centrfuga, barra rociadora de agua, tuberas de conexin, medidor de flujo y vlvula solenoide electro-neumtica de apertura y cierre.

Sistema Alimentador del Relleno Mineral Compuesto por tolva almacenadora, alimentador tipo gusano sin fin de accin reversible y velocidad variable.

Sistema de Aditivo Compuesto por tanque de almacenamiento anti-corrosivo, bomba alimentadora de desplazamiento positivo con velocidad variable y medidor de flujo.

Sistema de Mezclado Equipado con mezclador de ejes gemelos con paletas de giro reversible (tipo pugmill). El espacio comprendido entre las paletas y la cmara de mezclado est de acuerdo a la granulometra mxima del mortero asfltico (Tipo III).

Caja Terminadora/Esparcidora De expansin hidrulica inclusive en movimiento, equipada con gusanos sin fin de control hidrulico reversible y velocidad variable para esparcir la mezcla, controles de espesor de mezcla, barra secundaria con dispositivos de neopreno o uretano para el terminado final de la aplicacin. El objetivo de esta barra es ajustar el terminado de la superficie de rodadura con las caractersticas de rugosidad requeridas.

Dispositivos de Dosificacin La mquina estar equipada con controles individuales de alimentacin en volumen o peso, para la dosificacin exacta de todos los materiales que se suministren al mezclador. Las cantidades de emulsin, agregados y relleno mineral son fijadas antes de la aplicacin, solamente el agua y el aditivo especificados en el diseo, debern de ser controlados durante el tendido en obra en funcin de las condiciones climticas.

Calibracin de la mquina aplicadora de morteros asflticos.- La calibracin de una mquina aplicadora y sus dispositivos de dosificacin es obligatoria, para obtener las proporciones adecuadas de todos los componentes de la mezcla diseada. Cada mquina a ser usada en la ejecucin de un contrato deber ser calibrada previamente en presencia de Fiscalizacin.

Previo a la calibracin, los documentos que amparan el suministro exacto de materiales a ser usados deben ser aceptados y aprobados igualmente por Fiscalizacin.

La documentacin de calibracin deber incluir calibraciones individuales para cada material, a varios porcentajes de acuerdo a los dispositivos de dosificacin de la mquina.

Fiscalizacin no aceptar la utilizacin de una mquina sin que sta no haya sido calibrada previamente. El proceso de calibracin se realiza mediante la obtencin de datos en peso de los materiales, los mismos que se grafican considerando la variacin de los dispositivos de control de suministro de materiales en la mquina. En el eje de las abscisas se anota el peso y en las ordenadas la apertura de compuertas o vlvulas de control de los sistemas a calibrar.

405-7.1.4 Procedimiento de Trabajo

La superficie a pavimentarse con Mortero Asfltico deber ser preparada cuidadosamente, recuperando el perfil longitudinal y transversal con sistemas de bacheo y sellado de grietas utilizando el equipo, mtodos y procedimientos adecuados.

Se deber utilizar el barrido como mtodo de limpieza, para eliminar la mayor cantidad de polvos y materiales nocivos al mortero. El riego de agua previo a la aplicacin del mortero se recomienda como control de ruptura prematura de la mezcla y mejorador de adherencia a la superficie existente. Dependiendo de las condiciones climticas, se aplicar el riego de pulverizacin con agua incluido en la mquina aplicadora.

Una vez que los componentes del Mortero Asfltico son mezclados se inicia el proceso de ruptura de la mezcla. El tiempo de este proceso depende de la qumica de los agregados y finos, formulacin de la emulsin, tipo y concentracin de aditivos as como la temperatura ambiental. Para permitir el tendido del mortero asfltico sobre la va, se requiere un tiempo mnimo de mezclado de 120 a 300 segundos, durante el cual el mortero asfltico permanece fluido y puede ser distribuido sobre la superficie. Una vez colocado sobre la va el mortero asfltico contina con el proceso de ruptura y agua clara es liberada. La terminacin del proceso qumico de ruptura del mortero asfltico se logra cuando la coloracin de la mezcla cambia de caf a negro en pocos minutos.

El tiempo de apertura al trfico se establece cuando la mayor parte de agua es expulsada de la mezcla, lo que ocurre en funcin del sistema de mortero asfltico utilizado. Para morteros asflticos tipo CSS, la apertura se establece en un tiempo aproximado de 2 a 4 horas. Para morteros asflticos tipo CQS la apertura se establece en 60 minutos o menos.

El proceso de curado de una mezcla de morteros asflticos se logra cuando la totalidad del agua en la mezcla es liberada, este proceso ocurre dentro de las primeras 48 horas despus de su aplicacin.

405-7.1.5 Diseo de Mezcla en Laboratorio

Adems de las guas y mtodos de ensayos para el diseo de morteros asflticos establecidos por la ISSA y ASTM, y mencionados en el numeral 405-7.2, se han desarrollado otras metodologas de control especficas para determinar el diseo de mezcla del mortero asfltico:

Prueba de cohesin en hmedo (ASTM D3910): determina los tiempos de ruptura de la mezcla y su apertura al trfico.

Prueba de mezclado manual (ISSA TB 113): determina la compatibilidad de los materiales y el tiempo mnimo de mezclado.

Prueba de abrasin bajo agua (ISSA TB 100): determina el contenido mnimo de emulsin asfltica en la mezcla de Mortero Asfltico.

Prueba de rueda cargada (ISSA TB 109): determina el contenido mximo de emulsin asfltica en la mezcla de Mortero Asfltico.

Determinacin del contenido ptimo de emulsin asfltica en el diseo de la mezcla.-

Las pruebas de los numerales 4) y 5) deben ser realizadas para varios contenidos de emulsin asfltica, los resultados se grafican en ejes cartesianos y se anotan como se indica a continuacin:

Grafico No. 1: Resultado de la prueba de abrasin bajo agua

Abscisas (x): Contenido de emulsin asfltica

Ordenadas (y):Prdida de peso

Grafico No. 2:Resultado de la prueba de rueda cargada

Abscisas (x):Contenido de emulsin asfltica

Ordenadas (y):Incremento de peso

Para determinar el contenido ptimo de emulsin asfltica se utiliza la superposicin de las dos grficas anteriores. El mismo se obtiene en el punto medio de un rango de tolerancia del 3% medido en forma decreciente a partir del punto mximo de contenido asfltico en la curva del Grfico No. 2.

Tolerancia: El contenido ptimo de emulsin asfltica en el diseo de mezcla est determinado por la funcin del efecto bulk (saturacin en campo) de los agregados.

El rango de tolerancia del contenido ptimo de emulsin asfltica es de 1,5%.

Requerimientos Tcnicos de Laboratorio para el Diseo de MezclaEl organismo gubernamental a cargo de la ejecucin de obras con la utilizacin de la tecnologa de emulsiones asflticas, deber solicitar anticipadamente al Contratista los siguientes documentos que amparen el proyecto en particular a ejecutarse:

Reporte Tcnico de Laboratorio para Diseo de Mezcla

Tabla No. 1: Anlisis y Evaluacin de los Agregados Triturados Propuestos

Tabla No. 2: Anlisis y Evaluacin de la Emulsin Propuesta

Tabla No. 3: Resultado del Diseo de Mezcla

En WP 4.2: Tipo/Fuente 1,10 - Desactivar.Nota: El cambio al paso (13) y al tipo de letra (1) debe realizarse manualmente.4057.6 Medicin. Las cantidades a pagarse por la construccin de la capa de sello de mortero asfltico, sern los metros cuadrados de superficie terminada, y aceptada.En 4.2: Tipo/Fuente 1,10 - Activar.En WP 4.2: Tipo/Fuente 1,10 - Desactivar.Nota: El cambio al paso (13) y al tipo de letra (1) debe realizarse manualmente.4057.7 Pago. Las cantidades determinadas en la forma indicada en el numeral anterior, se pagarn a los precios sealados en el contrato para el rubro designado a continuacin.En 4.2: Tipo/Fuente 1,10 - Activar.Este precio y pago constituirn la compensacin total por la preparacin de la superficie a sellarse, la produccin y suministro de los agregados, el suministro de la emulsin asfltica, aditivos, el mezclado, transporte, distribucin y compactacin del sello de mortero asfltico; as como mano de obra, equipo, herramientas, materiales y operaciones conexas en el completamiento de los trabajos descritos en esta seccin.

En WP 4.2: Tipo/Fuente 1,10 - Desactivar.Nota: El cambio al paso (13) y al tipo de letra (1) debe realizarse manualmente.N del Rubro de Pago y Designacin Unidad de MedicinEn 4.2: Tipo/Fuente 1,10 - Activar.En WP 4.2: Tipo/Fuente 1,10 - Desactivar.Nota: El cambio al paso (13) y al tipo de letra (1) debe realizarse manualmente.En 4.2: Tipo/Fuente 1,10 - Activar.En WP 4.2: Tipo/Fuente 1,10 - Desactivar.Nota: El cambio al paso (12) y al tipo de letra (1) debe realizarse manualmente.4057.1 Capa de sello de mortero asfltico...............Metro cuadrado (mNota: El cambio al paso (13) y al tipo de letra (1) debe realizarse manualmente.2)En 4.2: Tipo/Fuente 1,10 - Activar.En WP 4.2: Tipo/Fuente 1,10 - Desactivar.Nota: El cambio al paso (13) y al tipo de letra (1) debe realizarse manualmente.4058.Pavimento de Hormign de Cemento Portland.En 4.2: Tipo/Fuente 1,10 - Activar.4058.01.Descripcin.En WP 4.2: Tipo/Fuente 1,10 - Desactivar.Nota: El cambio al paso (13) y al tipo de letra (1) debe realizarse manualmente. Este trabajo consistir en la construccin de una capa de rodadura constituida por una losa de hormign de cemento Portland, con o sin inclusin de aire, con o sin dispositivos de transferencia de carga, con o sin armadura de refuerzo, de acuerdo con lo especificado en los planos, disposiciones especiales y documentos contractuales.En 4.2: Tipo/Fuente 1,10 - Activar.La losa de hormign se construir sobre una subrasante conformada y compactada o sobre una subbase, preparadas de acuerdo con los documentos contractuales y las instrucciones del Fiscalizador. Podr ser construida empleando moldes laterales fijos o deslizantes, a opcin del contratista.

Si el contrato lo estipula, se podr colocar una capa de rodadura de mezcla asfltica con agregados finos sobre la losa de hormign hidrulico.

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