INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUEPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

PAVIMENTOS Y TERRACERIAS

GUIA DE PAVIMENTOS

ALUMNA: TREJO HUERTA ANA MARIA

GRUPO: 7CM8

1.- ¿EN QUE CONSISTE LA PRUEBA DE PLACA?

La prueba de placa de carga permite determinar las características resistencia-deformación de un terreno. Consisten en colocar una placa sobre el suelo natural, aplicar una serie de cargas y medir las deformaciones. El resultado del ensayo se representa en un diagrama tensión deformación. A partir de este ensayo se pueden obtener numerosos datos entre los que se destacan: - obtención de la capacidad del suelo para un asentamiento determinado,

- determinación del módulo de reacción o coeficiente de Balasto (K), - determinación de las características de la curva carga contra deformación del suelo, - obtención del coeficiente de elasticidad del suelo (E) - realización de estudios sobre la estabilidad de pavimentos o bases de caminos ya existentes. La información proporcionada es posible usarla en la evaluación y diseño de pavimentos de tipo rígido o flexible de carreteras y/o aeropuertos y aplicarse tanto a suelos en estado natural como compactados. Algunos términos utilizados en este ensayo son:- Módulo de reacción. Es la presión que ha de transmitirse a la placa para producir al suelo una deformación prefijada. - Deflexión. Es el descenso vertical de una superficie debido a la aplicación de una carga sobre ella. - Deflexión residual. Es la diferencia entre el nivel original de una superficie y su posición final a consecuencia de la aplicación y retiro de una o más cargas en la superficie. - Deflexión elástica. Es la recuperación de la deformación vertical que tiene lugar cuando la carga se retira de la superficie.Es uno de los ensayos "in situ" llevados a cabo para realizar un reconocimiento geotécnico.Consiste en aplicar una carga sobre una placa (generalmente rígida), colocada sobre la superficie del terreno, y medir los asientos producidos. Puede llegarse a la condición límite de rotura de la muestra, es decir donde termina el ensayo, de no fallar, se toma los valores máximos a los cuales se asignan a los suelos no friccionantes.Las normativas utilizadas actualmente para la realización de estos ensayos son las UNE 103808:2006, UNE 103807:2008 y ASTM E2835-11. Previamente a estas normativas se utilizó la NLT 357, y antes de esta, solo existían normas en Alemania (DIN 18134) y Suiza (SNV-40317 y STB-59).

2.- ¿Cómo se realiza la prueba de VRS en campo?

Consiste en tomar especímenes de suelos compactado para someterlos a la penetración de un cilindro o pistón de dimensiones estandarizadas.Una vez teniendo el suelo húmedo, se tomara una muestra de suelo, la cual se colocara en una capsula, se pesara y meterá al horno.Se coloca en la máquina para aplicar presión, aplicando la carga lentamente. Esto se hace con la finalidad de que el material se acomode poco a poco. Cuando se

llega a los 5 min. y por consecuencia a la carga máxima de 140.6Kg./cm2 se deberá sostener un minuto más dicha carga, si en este momento saca unas cuantas gotas de agua por la parte inferior del molde es indicio de que se encontró la humedad óptima y por consecuencia su peso volumétrico seco máximo (si las gotas comienzan a aparecer antes de aplicar la carga máxima, indica que nos excedamos de agua). Si por el contrario no se humedece ni la base del molde es indicio de que falto humedad.

Los VRS, son sugeridos por el programa, ya que en el campo existen variaciones de humedad y temperatura, por lo cual los VRSz, pueden ser afectados y variar, el VRSp siempre será menor al VRSz, en caso contrario, el programa finalizara automáticamente.

3.-Capacidad de carga

Se puede definir como la capacidad de carga, a la carga por unidad de área bajo la fundación bajo la cual se produce la falla por corte, es decir es la mayor presión unitaria que el suelo puede resistir sin llegar al estado plástico.

4.- Prueba da placa

Se Hace para evaluar la capacidad soportante de las subrasantes, las bases y en ocasiones pavimentos los pavimentos completos se utiliza tanto en el diseño de pavimentos rígidos como en pavimentos flexibles.

La placa consiste en cargar una placa circular en contrato estrecho con el suelo por probar, midiendo las deformaciones correspondientes a diferentes cargas. Por medio de esta placa puede calcularse el módulo de reacción de una subrasantes dada. Este concepto como la presión que ha de transmitir la placa y esta se grafica mediante una curva esfuerzo deformación

5.-¿Que significa PSI y KIPS?

Psi = Libra / pulgada cuadrada = Lb / in2

Índice de Serviciabilidad (PSI) (present serviceability index)

El PSI califica a la superficie del pavimento de acuerdo a una escala de valores de 0 a 5. Claro está, que si el usuario observa agrietamientos o deterioros sobre la superficie del camino aún sin apreciar deformaciones, la clasificación decrece.

0-1 Muy pobre

1-2 Pobre2-3 Regular3-4 Buena4-5 Muy buena

KIPs= Kilo libras = 1000 lb 

1lb = .45kg

18kips=18000 lb= 8100 Kg = 8.1 Ton

6.-Menciones la teoría de la bicapa

Teoría de Burmister: (sistema bicapa) plantea que la capa de pavimento lateralmente es infinita pero tiene un espesor dado.

Es un sistema formado por dos capas, homogéneas, isótropas y elásticas, la primera capa horizontal y de espesor h, la segunda subyacente y semiinfinita. Se considera una frontera plana entre las dos capas, de contacto continuo y rugoso. Los estudios están enfocados al diseño de pavimentos en los cuales el módulo de elasticidad de la capa superior (E1) es mayor que el de la capa subyacente (E2), considerándose que si E1=E2, E1/E2=1, el incremento de esfuerzo vertical corresponde al calculado con las fórmulas de Boussinesq. Considerando una carga aplicada en la superficie, circular y uniformemente distribuida. El incremento de esfuerzo vertical en el centro a la profundidad z ,la cual es igual al r (el radio) e igual a h(espesor de la primera capa) y µ=0.5 (relación de Poisson),según Burmister.

9.-Describa el proceso de elaboración de una mezcla asfáltica

Preparación de la mezcla:

-La mezcla debe ser preparada en planta dosificadora o mediante un equipo que asegure un mezclado homogéneo de los materiales sin alterar las propiedades de los materiales antes indicadas. La mezcla debe ser preparada a una temperatura que no exceda 140º C.

-Procedimiento de Ensayo de la mezcla:

El procedimiento de preparación de briquetas y ensayo considera una modalidad específica del método de ensayo Marshall, aplicable a este tipo de mezclas.

Preparación de las briquetas:

• Una vez elaborada la mezcla, esta se debe dejar reposar en el laboratorio por 24 hrs a temperatura ambiente.

• Antes de compactar las briquetas la mezcla debe ser colocada en el horno a 40º C por dos horas.

• Las briquetas deben compactarse, a 40º C, de acuerdo con el procedimiento Marshall con 50 golpes por cara. Deben prepararse 2 juegos de al menos 3 briquetas cada uno.

• Determinar Densidad y % vacíos de las briquetas.

• Las briquetas deben ensayarse en la prensa Marshall a las 24 hrs, de su elaboración de acuerdo con el siguiente condicionamiento previo: o Un juego debe mantenerse al aire a una temperatura de 25 +/- 2 ºC antes del ensayo. El promedio de esta estabilidad se denomina,

Estabilidad al Aire. o Un juego debe ensayarse luego de 24 hrs de inmersión en agua a 25

+/- 2 ºC. El promedio de esta estabilidad se denomina, Estabilidad

Condicionada.

-Propiedades de la Mezcla:

Los resultados de los ensayos realizados a la mezcla deben cumplir con los siguientes requisitos: o % de vacíos totales: 6 a 12 %. o El promedio de estabilidad al Aire debe ser como mínimo 900 lbs. o El promedio de Estabilidad Condicionada debe ser como mínimo el 80 % de la Estabilidad al Aire.

-Prueba de Almacenaje:

Briquetas elaboradas, con mezcla almacenada durante 28 días en recipientes herméticos, y ensayadas conforme al procedimiento descrito deben cumplir con las Propiedades de la Mezcla antes indicadas.

10.- Mencione por lo menos 5 pruebas que se le hacen al asfalto

a) Punto de Inflamación

b) Viscosidad Seybol-Furol

c) Carga de la partícula

d) Viscosidad Cinemática

11.Mencione por lo menos 5 pruebas que se le hacen al agregado pétreo

Resistencia a la Compresión del Concreto Muestreo de agregados pétreos Granulometría de agregados pétreos Masa especifica de agregados Densidad relativa de Materiales Pétreos para Mezclas Asfálticas Determinación del valor de azul metileno en los finos de materiales pétreos

para mezclas asfálticas

12.-¿Qué es el slurry seal?

Es una mezcla asfáltica de alto rendimiento para pavimentación compuesta de: emulsión asfáltica, agregados de granulometría cerrada, filler mineral, agua y otros aditivos, dosificado en proporciones, mezclado y aplicado sobre la superficie del pavimento, en concordancia con especificaciones y procedimientos autorizados.

Ventajas:

Se aplica de manera efectiva para mantenimiento preventivo o correctivo de pavimentos.

Sella micro fisuras y detiene la desintegración superficial.

Recupera o provee fricción superficial al pavimento, por lo tanto mejora la seguridad de la vía.

Se puede aplicar como capas delgadas de rodadura, sobre bases estabilizadas en construcción de vías.

Su construcción no requiere de grandes instalaciones (plantas, tren de pavimentación y otros), un solo equipo dosifica, mezclas, coloca y le da la terminación a la mezcla.

Se aplica a temperatura ambiente con temperaturas mínimas de hasta 5°C cuando la temperatura esta en ascendente.

Normalización:

Su diseño y aplicación están normalizados por la Guía ISSA A-105 (ISSA – International Slurry Surfacing Asociation) y la Norma ASTM D-3910, asimismo el EG-2000 lo Norma en la Sección 410

13.- Menciona las características de Open grade:

Está constituida por agregados pétreos, asfalto modificado o no; es de granulometría abierta, con bajo contenido de finos, tamaños nominal de agregados pétreos entre 6.3 y 12.5 mm.

Sus funciones son proporcionar una superficie de rodadura uniforme, bien drenada, resistente al derrapa miento, cómoda y segura. Se recomienda colocarla en caminos donde la precipitación pluvial promedio anual sea superior a 800 mm.

Se construyen sobre carpetas asfálticas impermeables, que no tengan agrietamientos, ni roderas y que el bombeo transversal sea el adecuado para que el agua que pasa a través de este tipo de capa se elimine en forma rápida.

14.-¿Que es un emulsión asfáltica?

Dispersión fina más o menos estabilizada de un líquido y otro (en este caso el agua y el asfalto) que no son visibles entre sí. Adicionalmente se tiene el emulgente el cual se deposita en la interface entre el agua y el asfalto y estabiliza la emulsión.

15.- ¿Qué es un eje equivalente?

El factor de carga de eje equivalente (Equivalent Axle Load Factor, EALF) define el daño por pasada inducido a un pavimento por un eje en cuestión en relación con el daño que generaría un eje simple estándar de 80 KN. El presente proyecto se trata el EALF como factor de daño para cada vehículo.

El diseño se basa en el número de pasadas totales de cargas de eje estándar durante el periodo de diseños, definido como la carga de eje simple equivalente (Equivalent Axle Load Factor, EALF).

El EALF depende del tipo de pavimento, el espesor, la capacidad estructural y las condiciones finales a las que el pavimento se considera que ha fallado.

16 ¿Para qué se hace la prueba de punto de inflamación?

Esta prueba permite determinar la temperatura mínima a la que el asfalto produce flamas instantáneas al estar en contacto con el fuego directo, así como aquella en que inicia su combustión. La prueba consiste en colocar una muestra de asfalto en una copa abierta de Cleveland, en donde se incrementa paulatinamente su temperatura hasta lograr que al pasar un a flama por la superficie de la muestra produzca en ella flamas instantáneas, la temperatura correspondiente se denomina punto de inflamación. Si se continúa elevando la temperatura de la muestra se llega al punto en que se inicia la combustión del material, la temperatura correspondiente se denomina punto de combustión.

19.- ¿Cuantos procesos de trituración de roca existen? Y cuáles son?

Trituración primaria Trituración secundaria

Trituración primaria

La trituración primaria reduce normalmente el tamaño de los trozos de mineral aun valor comprendido de 8” a 6”. A continuación, los productos obtenidos se criban en un tamiz vibrante con objeto de separar aquellas partículas cuyo tamaño ya es lo suficientemente fino, con el consiguiente aumento en la capacidad de las quebradoras secundarias.

La trituración primaria se lleva a cabo normalmente en quebradoras de mandíbulas o en quebradoras giratorias. Las quebradoras de mandíbulas consta normalmente de dos planchas de acero al manganeso o mandíbulas, colocadas una frente a la otra, de las cuales una es fija y la otra es móvil y puede girar sobre un eje situado en su parte superior o inferior. Mediante un dispositivo adecuado, se comunica a la mandíbula móvil un movimiento de oscilación alternativo hacia adelante y hacia atrás de corto recorrido.

El mineral se carga en el espacio comprendido entre las mandíbulas, y de ellas, la móvil, en su recorrido hacia adelante, aplasta los trozos contra la fija. Al retroceder la mandíbula móvil, el material triturado cae por la abertura que en la parte inferior forman las mandíbulas.

Las quebradoras giratorias constan de una masa trituradora de forma cónica que gira en el interior de una carcasa troncocónica fija, abierta por su parte superior e inferior. El mineral que se va a triturar se carga en la quebradora por su parte superior, el mecanismo por el que se realiza la trituración se basa en la misma acción de aplastamiento de las quebradoras de mandíbulas.

Trituración secundaria

En la trituración secundaria, el tamaño de las partículas se reduce a un valor comprendido entre 3” y 2” dejándolo en condiciones de poder pasar a las operaciones de molturación o concentración preliminar. Las quebradoras utilizadas en esta fase son por lo general de tipo giratorio o cónico. Estas quebradoras son similares a las utilizadas en la trituración primaria, diferenciándose solamente en que trabajan a velocidades relativamente altas (aprox. 500 r.p.m) y en que la abertura de salida de los productos triturados es mucho menor.

Tipos de trituradoras

Trituradora cónica trituradora de rodillos

Trituradora de muelas

Trituradora de martillos

20.- ¿en qué consiste la prueba de destilación?

M – MMP- 4-05- 012/00

Métodos de muestreo y prueba de materiales

4. Materiales para pavimentos.

05. materiales asfalticos, aditivos y mezclas.

012. destilación de emulsiones asfálticas.

Objetivo de la prueba:

La prueba consiste esencialmente en efectuar la destilación de una muestra de emulsión asfáltica, hasta una temperatura máxima de 260°c para separarla en residuo asfaltico, agua y disolventes. En el residuo asfaltico se realizan otras pruebas que ayudan a identificar la emulsión, cuando se requiera también identificar los disolventes, se separa de ellos una porción representativa de tamaño suficiente para su posterior análisis.

Equipo y materiales:

El equipo para la ejecución de la prueba debe estar en perfectas condiciones óptimas para su uso, calibradas, limpias, completo en todas sus partes y sin desgaste. Todos los materiales deben de ser de calidad.

Alambique cilíndrico Quemador anular de gas Unidad de condensación Probeta Termómetros de inmersión

total Mechero de gas Malla del #50 Balanza Espátula Empaque

Procedimiento de la prueba:

1.- se colocan los termómetros en la tapa del alambique, introduciéndolos en los orificios respectivos, con su correspondiente tapon de corcho ajustado y sujetándolos de tal manera que el bulbo de uno de ellos quede a 6mm del fondo del alambique y el bulbo del otro quede a 165mm de dicho fondo.

2.- se ensambla el equipo, conectando el alambique con el refrigerante y colocando el quemador anular de gas a una distancia de 15 cm del alambique, se enciende el quemador se ajusta con baja flama y se registra la hora en la que se inicie la aplicación de calor, también se aplica suficiente calor con el mechero bunsen para evitar la condensación de agua en este.

3.- cuando la temperatura de la muestra queda leída en el termómetro más bajo lo que ocurre a los 215°c, se baja el quemador anular al nivel del fondo del alambique y se eleva a la temperatura de la muestra de 260°c manteniendo esta temperatura por 15 min.

4.- inmediatamente después se suspende la aplicación de calor, se registra el tiempo transcurrido desde su aplicación, se desconecta el alambique se determina su masa con todos sus accesorios, se agrega 1.5g para compensar el alambique caliente y se registra wj . el tiempo total que dure la destilación debe de ser entre 60 +- 15 min. Se leen en la escala de la probeta, nivel superior del destilado (vwd ) y el nivel superior de agua (v w). los diferentes niveles se definen al ocurrir la separación del disolvente y el agua, por su deferencia de densidad.

21.- Mencione los métodos de diseño de mezclas asfálticas

MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE

Son las elaboradas en caliente, utilizando cemento asfáltico y materiales pétreos, en una planta mezcladora estacionaria o móvil, provista del equipo necesario para calentar los componentes de la mezcla.

MEZCLAS ASFÁLTICAS EN FRÍO

Son las elaboradas en frío, en una planta mezcladora móvil, utilizando emulsiones asfálticas o asfaltos rebajados y materiales pétreos.

MEZCLAS ASFÁLTICAS POR EL SISTEMA DE RIEGOS

Son las que se construyen mediante la aplicación de uno o dos riegos de un material asfáltico, intercalados con una, dos o tres capas sucesivas de material

pétreo triturado de tamaños decrecientes que, según su denominación, satisfagan los requisitos de calidad establecidos en la Cláusula G. de la Norma N·CMT·4·04, Materiales Pétreos para Mezclas Asfálticas. Las carpetas por el sistema de riegos se clasifican en carpetas de uno, de dos y de tres riegos. Las carpetas de un riego o la última capa de las carpetas de dos o tres riegos, pueden ser premezcladas o no. Normalmente se colocan sobre una base impregnada o una carpeta asfáltica, nueva o existente, como capa de rodadura con el objeto de proporcionar resistencia al derrapamiento y al pulimento.

22.- ¿Qué es la cohesión de un material?

Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. La cohesión es diferente de la adhesión; la cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos.

23-¿Qué es el esfuerzo en suelo?

Sabemos de los principios de mecánica que el esfuerzo se define fuerza aplicada sobre área: d= dF / dA.En suelos esta aplicación es distinta a la de los otros materiales, puesto que el suelo no es homogéneo, sino que es un sistema de partículas donde se encuentran presentes las tres fases de la materia: sólido, líquido y gaseoso.

Los sólidos son relativamente incompresibles y soportan esfuerzos cortantes estáticos.

El agua es incompresible y no tiene resistencia al corte. El aire es compresible, y no tiene resistencia al corte

Cada una de estas fases va a reaccionar de manera distinta ante las soluciones externas, es por eso, que debe determinarse la distribución de esfuerzos entre las fases para poder establecer el efecto del esfuerzo en la masa

24-¿En qué consiste la prueba de la Película Delgada?

25.- que es una mezcla en frío?

a) Según la SCT: Son aquellas que se mediante un tendido y compactación de una mezcla de materiales pétreos y un material asfáltico, modificado o no, que puede ser rebajado con solventes o en emulsión.

b) Otra definición : Son las constituidas por la combinación de uno o más agregados pétreos y un relleno mineral (filler), de ser necesario, con un asfalto emulsionado catiónico o diluido con solvente, cuya mezcla, aplicación y compactación se realizan en frío (condiciones ambientales).

26.- que es una mezcla asfáltica templada?

• Corresponden a aquellas cuya temperaturade fabricación por debajo de los 100 ºC• Fabricadas con emulsión• Fabricadas con betún• En ambos casos se obtienen mezclas con unporcentaje de humedad determinado quepermite la manejabilidad de la mezcla y supuesta en obra

27.- ¿Qué es el filler?

Los fillers son sustancias finamente divididas las cuales son insolubles en asfalto pero que pueden ser dispersadas en él, como un medio de modificar sus propiedades mecánicas y consistencia. Usualmente sus sustancias minerales; materiales orgánicos tales como madera o corcho, raramente se utilizan. Típicos fillers minerales: cal, cemento, polvo de tiza, cenizas de combustible pulverizada, talco, sílice, etc. El efecto general de la adicción de fillers es endurecer el asfalto

28.- ¿Qué es el Punto de Reblandecimiento?

Por medio de este ensaye se puede estimar la consistencia de los cementos asfálticos y analizar a que temperaturas pueden ser manejables.

29.-¿Qué es ductilidad?

La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse.  A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se califican como frágiles. Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a

romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo sucede tras producirse grandes deformaciones.

Un material dúctil es el que admite grandes deformaciones mecánicas o que mecánicamente puede extenderse con alambres o hilos. Propiedad de aquellos materiales que, bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sin llegar a romperse. Los materiales dúctiles toleran métodos de fabricación por deformación plástica y soportan una mayor cantidad de uso, ya que se deforman antes de romperse. 

30.- Proceso de reciclado de carpetas asfálticas

Primero se lleva a cabo el proceso de precalentado, que tiene como fin reblandecer la superficie de rodamiento. La aplicación de calor por medio de una batería de calentadores, es la encargada de este proceso.

Inmediatamente después, avanza la recicladora. Con este equipo se realiza el reciclado de la carpeta asfáltica en caliente en un solo paso. El primer proceso que realiza la recicladora es el de mantener la temperatura de la superficie de rodamiento a nivel óptimo para ser escarificada. Para este proceso, la recicladora cuenta con una batería de quemadores.

Después de la batería de quemadores de la recicladora, le siguen los escarificadores, que a todo lo ancho de la máquina (variable de 3.3m a 3.9m), escarifican la superficie de rodamiento previamente reblandecida por los quemadores. La profundidad de escarificado es de 2.54 cms (1”).

Una vez extendida la carpeta a reciclar, ya es trabajada con la plancha extendedora de reciclado, que es una “finisher” integrada a la recicladora, y es la que deja la carpeta de reciclado nivelada y compactada para recibir la carpeta nueva.

Inmediatamente después, y a una distancia aproximada de 90 cms, se encuentra una plancha extendedora de carpeta nueva, que es la que cubre en superficie y hombros a la carpeta reciclada. Cabe hacer mención que entre el precalentador y la recicladora, se coloca un camión de volteo que suministra a la tolva de la recicladora de material nuevo