MÓDULO III

ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO

ÍNDICE DE CONTENIDOS

3.1. SUBBASES3.1.1. Generalidades3.1.2. Objetivos3.1.3. Definición3.1.4. Funciones3.1.5. Subbases de agregados3.1.6. Subbases modificados3.1.7. Construcción de subbases de agregados

3.1.7.1. Obtención de material3.1.7.2. Transporte3.1.7.3. Mezclado3.1.7.4. Colocación3.1.7.5. Compactación3.1.7.6. Control3.1.7.7. Acabado final

3.1.8. Construcción de subbases modificadas

3.2. BASES3.2.1. Definición3.2.2. Funciones3.2.3. Tipos de bases3.2.4. Construcción3.2.5. Bases estabilizadas

3.2.5.1. Bases de suelo cemento3.2.5.2. Bases estabilizadas con asfalto3.2.5.3. Bases de agregados estabilizadas con cemento Portland3.2.5.4. Bases estabilizadas con cal3.2.5.5. Bases estabilizadas con cloruro de sodio

3.2.6. Bases de Macadam Hidráulico3.2.7. Bases de Macadam Bituminoso

3.2.7.1. Descripción3.2.7.2. Agregado3.2.7.3. Método Constructivo

3.2.7.3.1. Distribución del material3.2.8. Otros tipos de bases

3.2.8.1. Bases de suelo asfalto3.2.8.2. Bases arena asfalto

3.3. CAPAS DE RODADURA3.3.1. Descripción3.3.2. Función y propiedades3.3.3. Tipos de capas de rodadura3.3.4. Materiales

3.3.4.1. Agregados para asfalto

3.3.4.2. Asfalto3.3.4.3. Agregados para hormigones de cemento Portland3.3.4.4. Cemento3.3.4.5. Aditivos3.3.4.6. Agua

3.3.5. Capas de rodadura granulares estabilizadas con finos3.3.6. Capa de Imprimación

3.4. CAPAS DE RODADURA ESTABILIZADAS CON ASFALTO3.4.1. Tratamientos superficiales

3.4.1.1. Tratamiento de preservación3.4.1.2. Capa ligante3.4.1.3. Tratamiento superficial simples y múltiples3.4.1.4. Capa sellante

3.4.2. Macadam bituminoso3.4.3. Mezclas asfálticas en sitio3.4.4. Hormigones asfálticos

3.4.4.1. Mezclas en frío3.4.4.1.1. Descripción3.4.4.1.2. Materiales

3.4.4.1.2.1. Material asfáltico3.4.4.1.2.2. Agregados

3.4.4.1.2.2.1. Granulometría3.4.4.1.3. Equipo3.4.4.1.4. Ensayos y tolerancias3.4.4.1.5. Rendimiento de trabajo

3.4.4.1.5.1. Generalidades3.4.4.1.5.2. Mezclado

3.4.4.1.5.2.1. Elaboración de la mezcla en Plantas3.4.4.1.5.2.2. Elaboración de la mezcla en la vía

3.4.4.1.5.3. Aireación3.4.4.1.5.4. Extendido de la mezcla3.4.4.1.5.5. Compactación3.4.4.1.5.6. Sellado

3.4.4.1.6. Medición3.4.4.1.7. Pago

3.4.4.2. Mezclas en caliente

3.5. CAPAS DE RODADURA DE HORMIGÓN (CEMENTO PORTLAND)3.5.1. Descripción3.5.2. Juntas3.5.3. Uso de acero de refuerzo3.5.4. Construcción3.5.5. Equipo

3.6. PAVIMENTOS ARTICULADOS3.6.1. Capas de rodadura de adoquín

3.6.1.1. Bloques de piedra natural3.6.1.2. Adoquines prefabricados de hormigón3.6.1.3. Clasificación3.6.1.4. Dosificación3.6.1.5. Construcción

3.6.2. Empedrado

3.6.2.1. Materiales3.6.2.2. Construcción3.6.2.3. Equipo

3.1 SUBBASES

3.1.1 GENERALIDADES

Las subbases constituyen las capas estructurales que se colocan sobre el suelo ( subrasante) para resistir adecuadamente el tráfico vehicular. En países europeos , la subbase como componente del pavimento flexible se ha eliminado por cuanto se ha mejorado las características del material de base. En nuestro país, se mantiene el uso de la subbase por razones económicas, porque tomando en cuenta que la calidad de los componente del pavimento mejora de abajo hacia arriba , resulta factible emplear un material de subbase de menor calidad y reducir de esta manera los costos.

En pavimentos rígidos y semirígidos se mantiene el uso de subbases , porque los esfuerzos que se transmiten bajo la capa de rodadura son mínimos. Así en un pavimento articulado de adoquines, será necesario una capa de subbase de espesor mínimo 10 cm, eliminando la capa de base.

3.1.2 OBJETIVOS

Se busca un material resistente que forme una capa homogénea apto para el tráfico vehicular. Este material deberá ser seleccionado adecuadamente por el diseñador , tomando en cuenta que la distancia a la que se extraiga el material no exceda los 20 Km., caso contrario se buscará materiales alternativos.

3.1.2 DEFINICIÓN

Es la primera capa de materiales seleccionados que se construye sobre la subrasante, tanto en pavimentos rígidos como en flexibles.

Generalmente son usados sobre subrasantes de suelos extremadamente débiles para prevenir las deformaciones en la subrasante.

En la actualidad, especialmente cuando existen subrasantes mejoradas, se elimina esta capa de pavimento colocándose directamente la base en los pavimentos flexibles. En cambio, en los pavimentos rígidos las subbases en buen estado, previniendo con esto el bombeo o salida de materiales finos de las capas inferiores.

Los requerimientos de espesor y tipo dependen de algunos factores tales como :

1. Cantidad y clase de tráfico2. Condiciones climáticas3. Tipo y condición del suelo de la subrasante4. Posición del nivel freático

Por lo general el espesor de la subbase varía entre 10 y 60 cm., aunque se han construido subbases de hasta 1.0 m de espesor.

3.1.3 FUNCIONES

Las funciones de la subbase son las siguientes :

1. Absorber las cargas de tráfico transmitidas por la base y transmitirlas a su vez a la subrasante, para que esta pueda soportarlas sin sufrir deformaciones permanentes.

2. Servir como elemento de drenaje del agua, que por capilaridad a atravesado la subrasante impidiendo que llegue a la base.

3. Disminuir los costos de construcción, por cuanto los materiales para subbase son más fáciles de obtener y de menor costo que los de las capas superiores del pavimento.

4. Puede servir como superficie de rodadura en forma temporal, hasta que se continúe la construcción de las otras capas de pavimento, o como superficie de rodadura en las carreteras de grava ( afirmadas ), en cuyo caso deberá tener un espesor mayor del que tuviera como componente de un pavimento de base y carpeta.

5. Reducir al mínimo los peligrosos efectos del congelamiento, para lo cual deben especificarse materiales no susceptibles de congelarse, si esta capa sirve para este propósito.

6. Servir de plataforma de trabajo para el equipo de construcción.

3.1.4 SUBBASES DE AGREGADOS

Están compuestos de agregados gruesos triturados o solo cribados, mezclándolos con agregados finos provenientes de trituración o de un suelo seleccionado o de ambos. Se compondrán de fragmentos limpios, resistentes y durables, estarán libres de exceso de partículas alargadas, así como exentos de materia vegetal, granos de arcilla u otro material inconveniente. Mínimo el 30% será obtenido por trituración.

De acuerdo a las especificaciones del MOP. las subbases se clasifican en tres clases :

a) Subbase clase 1 : Estas son subbases construidas con agregados obtenidos por trituración de piedras o gravas, y graduados uniformemente de grueso a fino dentro de los límites de gradación especificados en el cuadro III.1

b) Subbase clase 2 : Estas son subbases construidas con agregados obtenidos por cribado de piedras fragmentadas naturalmente o de grava, graduadas uniformemente de grueso a fino dentro de los límites de gradación especificados en el cuadro III.1

c) Subbase clase 3 : Estas son subbases construidas con material obtenido de la excavación para la plataforma o de fuentes de préstamo. Igualmente debe cumplir los requisitos de gradación del cuadro III.1

El CBR nunca oscilará entre 30 y 40%. Además la abrasión no deberá ser mayor al 50%. A más de estos requisitos, los materiales deben satisfacer los requisitos de límite líquido máximo de 25 e índice de plasticidad máxima de 6 %.

CUADRO III.1

PORCENTAJE EN PESO QUE PASA A TRAVÉS DE LOS TAMICES DE MALLA CUADRADA

TAMIZ # CLASE 1 CLASE 2 CLASE 3

3 " ( 76.2 mm ) 1002 " ( 50.4 mm ) 100 80 a 1001 ½ " ( 38.6 mm ) 100 70 a 100No. 4 ( 4.75 mm ) 30 a 70 30 a 70 30 a 70

No. 40 ( 0.425 mm ) 10 a 35 15 a 40 15 a 45No. 200 ( 0.074 mm ) 0 a 15 0 a 20 0 a 20

( Referencia : AASHO T - 11 & T - 27 )

3.1.5 SUBBASES MODIFICADAS

Son aquellas subbases compuestas de materiales que cumplen los requisitos para material seleccionado, excepto en cuanto a límite líquido e índice plástico, razón por la cual son modificados, o mejorados mediante la incorporación de suelos finos no plásticos o cal hidratada.

De acuerdo a las especificaciones del MOP. las subbases modificadas se clasifican en dos clases :

a) Subbase modificada clase 1 : Son aquellas que se modifican con la incorporación de limos inorgánicos no plásticos o arenas finas no plásticas.

b) Subbase modificada clase 2 : Son subbases que se modifican con la incorporación de cal hidratada para que la mezcla cumpla con las especificaciones prescritas.

3.1.6 CONSTRUCCIÓN DE SUBBASES DE AGREGADOS

Constan de 7 etapas básicas que son :

1. Obtención del material2. Transporte3. Mezclado4. Colocación 5. Compactación6. Control

7. Acabados

3.1.6.1OBTENCIÓN DEL MATERIAL

La materia prima para la producción de agregados pétreos se obtiene de bancos de roca, de yacimientos de agregados naturales de río o de depósitos de aluvión de conglomerados, etc.

Para la obtención y preparación de los agregados, debe seleccionarse el equipo más adecuado, deben cumplir con la granulometría especificada para subbases, un desgaste no mayor al 50 %, y una plasticidad entre 6 y 9 , con un límite líquido inferior a 25.

El gobierno es dueño del subsuelo y por ser de utilidad pública, obliga a los dueños de propiedades a entregar el material que se requiere en el camino.

Antes de proceder a la extracción del material es necesario retirar los terrenos constituidos de tierra vegetal, limos, arcillas, etc.; hasta dejar abierta una cantera con su frente de ataque, para permitir la entrada de las máquinas de perforación, del equipo de carga y del equipo de evacuación del material extraído.

La extracción del material se la hace generalmente con explosivos, con los cuales se fragmenta la roca, para obtener bloques de una tamaño tal que se los pueda llevar al equipo de trituración para obtener los agregados limpios y clasificados en las categorías granulométricas requeridas. Para realizar estas operaciones, se cuenta con un equipo de trituración propiamente dicho y equipo complementario, o sea aquellas máquinas que sin participar directamente en las operaciones de trituración son indispensables para realizar los procesos necesarios para transformar el material natural en material útil que reúna ciertas especificaciones.

3.1.6.2 TRANSPORTE

El transporte de los materiales suele hacerse en las vías terrestres, casi universalmente en camión. Se exceptúan los acarreos muy cortos o muy largos, en los primeros puede utilizarse vagonetas jaladas por tractor de llantas y otros elementos similares, en tanto que en acarreos muy largos, el ferrocarril o el transporte marítimo suelen ser más económicos.

En la explotación de los bancos es fundamental establecer una relación adecuada entre la capacidad de las máquinas removedoras y excavadoras y los elementos de transporte, solo así podrán evitarse costosas interferencias o tiempos ociosos.

Conviene que la capacidad de la caja de los vehículos transportadores sea un múltiplo entero de la capacidad del elemento que excava o carga.

EQUIPO

1. Volquetas

3.1.6.3 MEZCLADO

Una vez obtenidos los agregados gruesos y finos, estos deberán ser combinados y mezclados siguiendo uno de los dos métodos descritos a continuación :

a) Mezcla en planta .- Los agregados gruesos y finos son mezclados uniformemente en una planta equipada con tolvas de almacenaje, sistema de dosificador de agregados y agua, tanques y bomba para agua y una mezcladora de tambor o de paletas. Se realizarán las operaciones adecuadas para obtener los resultados especificados, añadiéndose la cantidad suficiente de agua para conseguir la densidad especificada.

b) Mezcla en sitio .- Algunas ocasiones se permite el mezclado de las fracciones individuales de la subbase directamente sobre el camino. En este caso, primeramente se coloca sobre la subrasante el material de granulometría más grueso, con un ancho y espesor uniformes, luego se distribuyen sobre estos los agregados finos, también en una manera uniforme. Pueden hacerse tantas capas cuantas sean necesarias para esto se procede al mezclado de los materiales por medio de moto niveladora, mezcladoras de disco y otras máquinas similares. Durante el proceso de mezclado deberá regarse la cantidad de agua necesaria para obtener la densidad especificada.

Tanto para utilizar una mezcla en sitio como para iniciar la distribución de una mezcla hecha en una planta central, la superficie de la subrasante deberá estar completamente terminada y libre de cualquier material suelo o extraño.

EQUIPO

1. Tolvas de almacenaje2. Sistema dosificador de agregados y agua3. Tanques y bomba para agua4. Mezcladora de tambor o de paletas

5. Dosificador de cal hidratada en el caso de subbases modificadas clase2

3.1.6.4 COLOCACIÓN

La subbase que ha sido mezclada en una planta central deberá ser cargada directamente en volquetas y transportada a la plataforma del camino, evitándose la segregación de los componentes de la mezcla. El material será distribuido en franjas de espesor uniforme para luego ser compactado.

La subbase deberá ser constituida en capas compactadas de espesor no mayor a 15 cm. Cuando sea necesario construir la subbase en más de una capa, el espesor de cada capa debe ser aproximadamente igual y se usarán para cada capa los procedimientos de construcción aquí descritos.

EQUIPO

1. Cajas distribuidoras para las mezclas hechas en una planta central2. Motoniveladoras3. Mezcladoras mecánicas para efectuar mezclas en sitio4. Equipo de colocación automática

3.1.6.5 COMPACTACIÓN

La compactación de la subbase se hará con rodillos de cilindros lisos y rodillos neumáticos. Se iniciará desde los costados hacia el centro de la vía, traslapando en cada pasada la mitad del ancho de la pasada inmediatamente anterior y se la deberá continuar hasta obtener la densidad especificada, y además una superficie uniforme que esté de acuerdo con las gradientes longitudinales y transversales del proyecto.

EQUIPO

1. Rodillos lisos2. Rodillos neumáticos3. Rodillos pata de cabra

3.1.6.6 CONTROL

Se comprobará la granulometría de la subbase mediante los ensayos A. A. S. H. O. T-11 y T- 27, los mismos que se llevarán a cabo inmediatamente después del mezclado en la planta o del mezclado final en el camino según el caso.

Los siguientes ensayos se realizarán para controlar la calidad de construcción de las capas de subbase :

1. Densidad máxima y humedad óptima : ensayo A.A.S.H.O. T-180 y método D.

2. Densidad de campo : ensayo A.A.S.H.O. T - 147, o usando equipo nuclear debidamente calibrado.

3.1.6.7 ACABADO FINAL

El promedio del espesor de la subbase terminada deberá ser igual o mayor que el espesor indicado en los planos, y en ningún punto el espesor deberá variar de lo especificado en más de 2 cm.

Las cotas de la superficie terminada no podrán variar en más de 2 cm. de las cotas establecidas. Además se comprobará los perfiles longitudinal y transversal por medio de una regla de 3 m. de largo, colocándola respectivamente en un ángulos recto y paralelamente al eje del camino; la separación entre la regla y la superficie no deberá exceder en ningún punto en más de 2 cm.

3.1.7 CONSTRUCCIÓN DE SUBBASES MODIFICADAS

Para las subbases modificadas con limo o arena se utilizarán procesos similares a los utilizados en la construcción de subbases de agregados.

Los procesos de construcción para subbases modificadas con cal hidratada son similares a los usados para la estabilización de subrasantes con cal con la siguiente variación.

a) Cuando la mezcla deberá hacerse en una planta central, esta deberá estar equipada con una dosificadora al peso para la cal hidratada; la preparación de la subbase será igual que para una subbase de agregados, añadiéndose además el porcentaje requerido de cal.

b) Cuando la mezcla se haga en el sitio, la subbase a modificarse se colocará en una capa individual uniforme del ancho y espesor requerido, luego se distribuirá la cal hidratada y se efectuarán procedimientos similares a los utilizados para estabilizar subrasantes.

3.2 BASES

3.2.1 DEFINICIÓN

Base es la capa de material seleccionado que se construye sobre la subbase. Cuando la base está constituida por el mismo material de la subbase, el conjunto se considera como base.

La experiencia ha demostrado que la base es la capa más importante del pavimento y deben emplearse los materiales de más alta calidad y las especificaciones para los mismos son más exigentes que para los materiales de subbase, en cuanto a los requerimientos de resistencia, plasticidad, granulometría y uniformidad de construcción.

3.2.2 FUNCIONES

La capa de base de una pavimento tiene las siguientes funciones :

1. Absorber en la mayor parte los esfuerzos producidos por el tráfico vehicular sobre la capa de rodadura y transmitirlos a la subbase o subrasante de tal manera que no produzca deformaciones o desplazamientos excesivos en las mencionadas capas.

2. Servir como elemento de drenaje de las aguas que, por ascensión capilar hayan atravesado la subbase o la subrasante ( cuando no existe subbase ) impidiendo que lleguen a la capa de rodadura.

3. Reducir al mínimo los peligrosos efectos del congelamiento.

4. Pueden servir como capas de rodadura para tráficos livianos.

3.2.3 TIPOS DE BASES

Se clasifican de acuerdo a su constitución, pudiendo estar constituidas de agregados triturados en el 100 %, de agregados triturados parcialmente, o solo cribados, todos estabilizados con agregado fino proveniente de trituración, con suelo fino seleccionado o ambos.

De acuerdo a la clasificación hecha por el MOP., las bases de agregados se clasifican en las siguientes clases :

a) Base clase 1 : Son bases construidas con agregados gruesos y agregados finos triturados en una 100 % y mezclador necesariamente en una planta central.

b) Base clase 2 : Son bases construidas con el 50 % o más de agregados gruesos triturados, también deben ser mezclados necesariamente en planta central.

c) Base clase 3 : Son bases construidas por lo menos con el 25 % de agregados gruesos triturados, mezclados preferentemente en una planta central.

d) Base clase 4 : Son bases construidas con agregados obtenidos por cribado de piedras o gravas.

Las bases 1, 2 y 3 tendrán un CBR mínimo de 80%. En las bases 4 el valor mínimo será de 60%.

Los agregados de los cuatro tipo de bases deben estar constituidos de fragmentos limpios, resistentes y durables; además serán exentos de material vegetal, granos de arcilla y otro material inconveniente.

Los agregados para las capas de base, deberán graduarse uniformemente de grueso a fino y tendrán que cumplir las exigencias de granulometría constante en el cuadro III.2.1.

Los agregados de gruesos, es decir la porción de los agregados retenidos en el tamiz No. 4 ( 0.635 cm. ) deberán tener un porcentaje de abrasión no mayor de 10 % en la máquina de los Ángeles, y no mayor al 12 % a los sulfatos.

La porción del agregado que pase el tamiz No. 40 ( 0.425 mm ) deberá carecer de plasticidad o tener un límite líquido menor que 25 y un índice de plasticidad menor que 6, de acuerdo a los determinado según A.A.S.H.O. T - 89 y T - 90.

3.2.4 CONSTRUCCIÓN DE LA BASE

Involucra los siguientes pasos :

1. Obtención del material en la mina a) Explotaciónb) Trituraciónc) Cribado

2. Transporte3. Mezclado4. Colocación5. Compactación

6. Control y acabado

CUADRO III.2.1

REQUERIMIENTOS DE GRADACIÓN PARA CAPAS DE BASE

PORCENTAJE EN PESO QUE PASE LOS TAMICES DE MALLA CUADRADA ( MÉTODOS A.A.S.H.O. T - 11 Y T - 27 )

TAMIZ # CLASE 1 CLASE 2 CLASE 3 CLASE 4TIPO A TIPO B

2" 100 máx. 100 máx. 1001 ½ " 70 a 100 70 a 100

1 " 55 a 85 55 a 85 100 60 a 90¾ " 50 a 80 60 a 90 70 a 100 100

3/8 " 35 a 70 45 a 75 50 a 80No. 4 25 a 50 30 a 60 35 a 65 45 a 80 20 a 50

No. 10 20 a 40 20 a 50 25 a 30 30 a 60No. 40 10 a 25 10 a 25 15 a 30 20 a 35

No. 200 2 a 12 2 a 12 3 a 15 3 a 15 0 a 15

3.2.5 BASES ESTABILIZADAS

La dificultad de obtener materiales adecuados para base, o la necesidad de mejorarlos, ha incentivado los estudios de estabilización de bases.

Una amplia variedad de materiales que no son adecuados para el uso en la capa de base son tratados con estabilizadores adecuados, como cemento Portland, asfalto y cal. Debe considerarse y tomarse en cuanta la estabilización de bases, en razón de las ventajas económicas que pueden resultar no solo por el uso de agregados de bajo costo, sino también por la posible reducción del espesor total del pavimento, debido a la mayor calidad que usualmente se obtiene en bases estabilizadas.

Los objetivos de la estabilización de bases son los siguientes :

1. Obtener máxima densidad y estabilidad

2. Prevenir los cambios volumétricos3. Permitir la cohesión en materiales secos4. ImpermeabilizarLos métodos de estabilización varían de acuerdo al uso que tendrá la

carretera, siendo métodos baratos para caminos de tráficos liviano y costosos y sofisticados para carreteras de tráfico pesado.

Los tipos de bases estabilizadas son las siguientes :

1. Bases de suelo cemento2. Bases estabilizadas con asfalto3. Bases de agregados estabilizadas con cemento Portland4. Bases estabilizadas con cal5. Bases estabilizadas con cloruro de sodio

3.2.5.1 BASES DE SUELO CEMENTO

Son bases compuestas de una combinación de suelo, cemento Portland y agua, mezcladas en el sitio o en una planta central.

Los materiales a usarse para base de suelo cemento serán un suelo o grava natural o de préstamo importado, agua limpia y cemento Portland.

Los suelos para bases de suelo - cemento deberán cumplir los requerimientos de gradación que se indican en el cuadro II.2.2.

CUADRO II.2.2

REQUERIMIENTOS DE GRADACIÓN PARA CAPAS DE BASE DE SUELO CEMENTO

PORCENTAJE EN PESO QUE PASE LOS TAMICES DE MALLA CUADRADA ( MÉTODOS A.A.S.H.O. T - 11 Y T - 27 )

TAMIZ # MEZCLA EN CAMINO MEZCLA EN PLANTA

3 " 100 1001 ½ "

1 "3/4 " 60 a 100 60 a 100No. 4 40 a 75

No. 10 30 a 100 30 a 50No. 40 15 a 35

No. 200 5 a 25 5 a 15

En todos los casos se utilizarán suelos que tengan un límite líquido menor que 30 y un índice plástico menor que 9.

Los suelos arenosos y gravosos son favorables para base de suelo cemento, y requieren generalmente de la máxima cantidad de cemento. Estos suelos se pulverizan rápidamente y se mezclan fácilmente, razón por la cual se los puede emplear con amplitud en diferentes condiciones climáticas.

Los suelos limo - arcillosos son satisfactorios para bases suelo - cemento, la cantidad de cemento es mayor mientras más alto sea el contenido de arcilla.

CONSTRUCCIÓN DE BASES DE SUELO CEMENTO

Las mezclas para base de suelo cemento pueden hacerse de dos formas :

1. Mezcla en planta2. Mezcla en sitio

MEZCLA EN PLANTA

El suelo, el cemento y el agua son combinados uniformemente en una planta central, luego la mezcla preparada es transportada en volquetes al camino, donde se coloca en forma uniforme de manera tal que tenga el ancho y espesor especificados. Inmediatamente antes de la colocación de la mezcla se humedecerá la superficie de la subrasante o subbase previamente terminada.

Cuando se haya logrado una mezcla uniforme con el contenido de cemento requerido y la humedad óptima, el material deberá ser compactado hasta obtener la densidad especificada. La compactación se hará en capas no mayores de 15 cm.

La superficie terminada deberá ser lisa, densa y húmeda; generalmente será necesario efectuar un riego ligero con agua durante el proceso de conformación y compactación finales.

Al final de cada jornada se deberá hacer una junta de construcción vertical en todo el espesor de la capa compactada, perpendicular al eje de camino.

Deberá tenerse cuidado especial, para que la base en la proximidad de la junta cumpla plenamente con todos los requisitos correspondientes.

Una vez que haya sido terminada la base de acuerdo a las especificaciones pertinentes, se la deberá curar por uno de los dos métodos siguientes :

a) Curado con tierra .- La base será cubierta con una capa de tierra de por lo menos 5 cm. de espesor que deberá estar humedecida por lo menos por 72 horas, y que deberá permanecer colocada por lo menos por 7 días.

b) Curado con material asfáltico .- La superficie de la base será cubierta con uno o más riegos de asfalto diluido o emulsionado a razón de 0.50 a 0.80 litros por metro cuadrado.

Durante el tiempo de curado deberá en lo posible prohibirse el tráfico vehicular, a excepción de los tanqueros o distribuidores necesarios para la hidratación.

Cuando el curado se haya hecho con material asfáltico y se debe permitir el tráfico público, se cubrirá el material asfáltico con una capa de arena limpia.

MEZCLA EN SITIO

Cuando se trata de la construcción de una capa base de suelo - cemento, aprovechando el suelo en sitio, se sigue el proceso indicado para estabilización de subrasantes con cemento.

3.2.5.2 BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO

Son bases que se construyen con agregados triturados o cribados, material asfáltico y relleno mineral si fuera necesario.

Los agregados para bases estabilizadas con asfalto estarán compuestos por partículas resistentes y durables, libres de material vegetal y del exceso de partículas planas, alargadas, blandas desintegradas así como de material cubierto de arcilla u otro material inconveniente, deberán cumplir con las exigencias de graduación del cuadro III.6.3 para mezclas en sitio y del cuadro III.6.4 para mezclas en planta central.

Los agregados gruesos deberán tener un porcentaje de abrasión menor de 40 %. La porción de los agregados que pase el tamiz # 40 deberá tener un índice plástico menor que 6, los agregados serán de características tales, que al ser impregnados con el material asfáltico, más de un 95 % de este material quede retenido después de realizado el ensayo de resistencia a la peladura (A.A.S.H.O. 182 ).

Los materiales asfálticos pueden ser cementos asfálticos, asfaltos diluidos o asfaltos emulsionados.

CUADRO III.6.3

REQUERIMIENTOS ESPECIFICADOS DE GRADACIÓN PARA BASES DE AGREGADOS ESTABILIZADAS CON ASFALTO, MEZCLA EN SITIO

PORCENTAJE EN PESO QUE PASA POR LOS TAMICES DE MALLA CUADRADA, A.A.S.H.O. T – 11

TAMIZ # A B C

2 " 100 - -1 ½ " 70 a 100 100 -

1 " 55 a 85 70 a 100 1003/4 " 50 a 80 60 a 90 70 a 1003/8 " 40 a 70 45 a 75 50 a 80No. 4 30 a 60 30 a 60 35 a 65

No. 10 20 a 50 20 a 50 25 a 50No. 40 5 a 30 5 a 30 10 a 30

No. 200 0 a 5 0 a 5 0 a 5

CUADRO III.6.4

REQUISITOS DE GRADACIÓN PARA BASES DE AGREGADOS ESTABILIZADAS CON ASFALTO. MEZCLA EN PLANTA

PORCENTAJE EN PESO QUE PASA POR LOS TAMICES DE MALLA CUADRADA , A.A.S.H.O. T - 11 Y T – 27

TAMIZ # A B C2 " 100 - -

1 ½ " 70 a 100 100 -1 " 55 a 85 70 a 100 100

3/4 " 50 a 80 60 a 90 70 a 1003/8 " 40 a 70 45 a 75 50 a 80No. 4 30 a 60 30 a 60 55 a 65

No. 10 20 a 50 20 a 50 25 a 50No. 40 10 a 35 10 a 35 10 a 30

No. 200 0 a 5 0 a 5 0 a 5

CONSTRUCCIÓN DE BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO

De manera similar que para las bases antes mencionadas, las mezclas para bases estabilizadas con asfalto pueden hacerse en una planta central o en sitio.

a) Mezcla en planta .- Para la preparación de este tipo de bases se utiliza un proceso igual al de la construcción de las bases anteriormente descritas; únicamente la planta deberá ser diseñada de tal manera que el asfalto sea distribuido uniformemente por toda la mezcla de agregados durante el proceso de mezclado final; el tiempo de mezclado será de por lo menos 45 segundos.

La temperatura de la mezcla en el momento de la colocación no será menor de 10 grados centígrados; no deberá colocarse la mezcla cuando esté lloviendo o cuando la superficie a recibir la mezcla esté mojada. Generalmente, antes de colocar la mezcla se aplica a la superficie de la subrasante o subbase un ligero riego de asfalto diluido como capa ligante.

Inmediatamente después de colocada la mezcla en el camino, se iniciará la compactación en capas no mayores a 10 cm.

Deberán dejarse juntas con cara vertical entre fajas de capa base no colocadas seguidamente.

b) Mezclas en sitio .- La colocación y mezclado de los agregados se hará de manera similar que para la construcción de bases de agregados. Una vez mezclados los agregados se aplicarán uniformemente la cantidad requerida de asfalto; en ningún caso se distribuirá más asfalto que la cantidad que es posible mezclarse con los agregados en el mismo día y todo el material mezclado durante un día deberá ser esparcido y compactado a más tardar al final del día siguiente.

3.2.5.3 BASES DE AGREGADOS ESTABILIZADAS CON CEMENTO PORTLAND

Son bases compuestas de agregados triturados o cribados, cemento Portland y agua, mezclados en una planta central o sobre el camino mismo.

Los materiales a emplearse en la construcción de bases de agregados estabilizados con cemento Portland, serán agregados triturados o cribados que satisfagan los requerimientos especificados para agregados de bases estabilizadas con asfalto, cemento Portland y agua limpia, libre de impurezas y carente de aceites, álcalis, ácidos, sales, azúcar y materia orgánica.

CONSTRUCCIÓN DE BASES DE AGREGADOS ESTABILIZADOS CON CEMENTO PORTLAND

Para la construcción de una base de agregados de cemento, los materiales pueden combinarse en una planta central o en el sitio mismo. En general deberán seguirse procesos similares a los utilizados en la construcción de bases de suelo - cemento.

Al final de cada jornada y cuando la construcción se encuentre paralizada por más de dos horas, deberán hacerse juntas de construcción de corte vertical y pueden ser perpendiculares o longitudinales respecto al eje del camino según el caso.

3.2.5.4 BASES ESTABILIZADAS CON CAL

Son bases construidas con agregados iguales a los usados en bases de agregados tipo 3 y 4, estabilizados con cal hidratada y agua.

Los agregados de este tipo de base deben cumplir con las exigencias especificadas para bases de agregados clase 3, clase 4.

La cal hidratada consistirá en un polvo seco obtenido mediante el tratamiento de la cal viva con agua. La cal viva consistirá en el producto obtenido por la

calcinación de una roca caliza que esté constituida en su mayor parte por óxido de calcio y una cantidad menor de óxido de magnesio.

La cal hidratada se clasifica en dos tipos :

TIPO N : Cal hidratada normal

TIPO E : Cal hidratada especial

El tipo E se diferencia principalmente del tipo N, por dar un alto valor de plasticidad en corto tiempo.

CONSTRUCCIÓN

La construcción de bases estabilizadas con cal se hará según los procesos establecidos para la construcción de bases de agregados con cemento,

excepto que la distribución de la cal se regirá por los procesos descritos para la estabilización de subrasantes con cal.

3.2.5.5 BASES ESTABILIZADAS CON CLORURO DE SODIO

El cloruro de sodio es un material higroscópico que tiene la capacidad de atraer y retener la humedad de aire. Es utilizado para estabilizar bases, por cuanto facilita el proceso de compactación, reduciendo el grado de evaporación de la mezcla durante el mencionado proceso y manteniendo el contenido de humedad óptimo para obtener la densidad deseada y prevenir los destrozos de la superficie y el levantamiento del polvo. El cloruro de sodio se aplicará en la vía a razón de ½ lb/ Yd2 ( 0.11 Kg./ m2 ).

3.2.6 BASES DE MACADAM HIDRÁULICAS

Son bases construidas con piedra triturada, grava y cementadas por la acción del tráfico, compactación, agua, cemento o material bituminoso.

Se inició la construcción de este tipo de bases en Europa a finales del siglo XVIII y comienzos del siglo XIX. Los precursores de este tipo de bases fueron los

ingenieros Tresaguet ( Francés ) y Telford ( Inglés ), pero fue MacAdam quien inmortalizó su uso.

El tráfico muy rápido y muy pesado requieren de seguridades especiales, y por la molestia que ocasionan el polvo y la porosidad, estas bases no son actualmente muy utilizadas principalmente como superficies de rodadura.

CONSTRUCCIÓN DE BASES DE MACADAM

La construcción de bases de MacAdam puede sintetizarse en los siguientes pasos :

1. Distribución y compactación de agregado grueso2. Aplicación inicial del material bituminoso ( cuando sea especificado )

3.Distribución y

compactación del agregado fino4. Aplicación de la capa de suelo ( solamente cuando la base sirva como capa de rodadura ).

3.2.7 BASES DE MACADAM BITUMINOSO

3.2.7.1 DESCRIPCIÓN

Este trabajo consiste en la distribución de agregado pétreo grueso, sobre el que se aplica un riego de material bituminoso, seguido de la distribución de agregados intermedios, finos y de sellado, entre los cuales se efectúan dos aplicaciones de material bituminoso.

La cantidad de material bituminoso requerida por metro cuadrado en cada aplicación es la siguiente:

-1ra aplicación: 5.5 a 7.5 lt de cemento asfáltico tipo CA 70-100 o CA 150-200.-2da aplicación: 1.3 a 2.4 lt del mismo tipo de cemento asfáltico.-3ra aplicación: 0.9 a 1.8 lt de asfalto diluido de endurecimiento rápido, tipos: ER-1, ER-2 o ER-3; o emulsión asfáltica rotura media, tipo EAM-1 o de rotura rápida, tipo EAR.

3.2.7.2 AGREGADO

La piedra triturada par cimientos de macadam debe ser fuerte resistente a la ruptura durante el apisonado. Las rocas trapeanas y algunos tipos de granito, piedra caliza, dolomita y piedra arenosa son los más adecuados. El porcentaje máximo de desgaste bajo la prueba de los ángeles debe ser del 50% tanto para la piedra como para escorias pero debe preferirse un material más duro. En

cuanto a la piedra se debe tomar en cuenta que la pérdida bajo 5 alteraciones de la prueba de solidez de sulfato de sodio no debe ser mayor al 12%.

Para cada capa de macadam y por metro cuadrado se deben invertir, las siguientes cantidades de agregado:

Agregado Grueso 45 a 55 litros.Agregado Intermedio 7 a 11 litros.

Agregado Fino 4 a 6 litrosAgregado de Sellado 3 a 5 litros

La granulometría de los agregados deberá ser la siguiente:

Tamaños de % que pasa por cribas circulares tamicesAgregado 3" 2 1/4" 1 1/4" 1" 5/8" 1/2" 1/4" 1/8"

Grueso 100 70-90 0-5 - - - - -Intermedio - - 100 95-100 20-55 0-15 0-5 -

Fino - - - 100 90-100 50-80 0-15 0-5Sellado - - - - - 100 80-100 0-5

3.2.7.3 MÉTODO CONSTRUCTIVO

3.2.7.3.1 DISTRIBUCIÓN DEL MATERIAL

Las capas de asiento de macadam generalmente son de 15.24 a 20.32 cm de espesor total construida por partes.

Se debe en primer lugar, realizar la inspección de la superficie a cubrir con el agregado grueso, para luego realizar la distribución mecánica del mismo del mismo. Las banquinas deberán estar construidas y compactadas en el espesor del macadam y en un ancho no inferior a un metro, con bordes verticales rectos, firmes y bien perfilados, que sirvan para delimitar perfectamente la calzada.

Se drenarán las banquinas provisionalmente, los drenes tendrán un ancho no mayor a 15cm y estarán orientados hacia las cotas más bajas, estos drenes serán serrados al cabo de la construcción del macadam. A continuación se pasará una aplanadora mecánica dos veces y sin superposición de ruedas, después se verificará la lisura de la superficie y la corrección del perfil, por medio de una regla metálica de tres metros, eliminando los puntos altos y bajos mediante extracción o agregado de material.

Una vez conformado el perfil, se pasara la aplanadora de 2 a 4 veces, con superposición de ruedas para luego chequear nuevamente con la regla metálica en el sentido longitudinal y con un gálibo en el sentido transversal. A continuación y antes de que transcurran 30 min. Se distribuirá el agregado

intermedio, usando a tal fin una distribución mecánica. Inmediatamente se pasara el rodillo dos veces con superposición de ruedas.

Dentro de un término comprendido entre 2 a 24 horas desde la primera aplicación, según el material empleado en ella, se procederá a dala segunda aplicación de material bituminoso. A continuación y antes de que transcurran 30 min. Se distribuirá el agregado pétreo fino, usando para tal fin una distribuidora mecánica para luego pasar nuevamente el rodillo y poner el agregado pétreo de sellado.

La tercera aplicación se la realizara después del lapso necesario para que el material bituminoso del último riego, adhiera firmemente las partículas del agregado de sellado (entre 5 y 8 horas) y cuando las ruedas de la aplanadora, humedecidas con agua, no arranquen esas partículas, se hará pasar de 2 a 4 veces, sin superposición de ruedas, una aplanadora mecánica y de 4 a 10 veces, sin superposición de ruedas, un rodillo neumático.

El tráfico podrá circular una vez transcurridas 72 horas a contar del último riego asfáltico.

3.2.8 OTROS TIPO DE BASES

3.2.8.1 BASE SUELO - ASFALTO

Se trata de suelos plásticos, coherentes en seco, a los que se trata de conferir una insensibilidad al agua por adición de betún. Los suelos estabilizados así no son utilizados más que para construir firmes carreteras de tráfico liviano.

Los suelos deben ser fácilmente pulverizables. En general, el límite líquido debe ser menor a 30 y el índice de plasticidad inferior a 12, si no el suelo es demasiado plástico para ser estabilizado por este método. Las condiciones granulométricas no vienen impuestas, pero no superarán el 50 % de material que pase por el tamiz # 200.

El ligante utilizado ser un cut - back SC ó MC, los SC están reservados para suelos plásticos, los MC convienen en la mayoría de los casos.

Las emulsiones asfálticas pueden utilizarse con la condición de que su rotura se estudie para permitir una difusión correcta del ligante.

CONSTRUCCIÓN

Después de la mezcla con el ligante y antes de compactar, hace falta evaporar las partes volátiles ( fluidificante en los CUT - BACKS , agua en las emulsiones ). Si se compacta muy tarde, la densidad será débil, habrá huecos o el agua aproximadamente el 40 % del agua y del fluidificante antes de la compactación y el paso de los rodillos con neumáticos no debe dejar baches.

La secuencia constructiva de una capa de suelo - asfalto comprende los siguientes pasos :

1. Pulverizado del suelo2. Adición del agua necesaria para un mezclado apropiado3. Adición del producto asfáltico y mezcla con el suelo4. Aireación para llegar al contenido de solventes volátiles apropiado para la compactación5. Compactación6. Acabado7. Aireación y curado

3.2.8.2 BASES ARENA - ASFALTO

Las arenas constituyen evidentemente, un caso particular de los suelos, pero con ciertas diferencias cuando se trata de arenas limpias. En efecto, en el caso de suelos, se trata de volver al material insensible al agua y dispersar el ligante; en el caso de las arenas se trata de dar una cohesión en seco y recubrir los granos.

La granulometría no juega un papel principal, a no ser que falten finos (comprendidos entre 1 y 10 milímetros). Se puede, en el caso de arenas rodadas, lisas, sin finos, añadir una arena de machaqueo que mejore la estabilidad y permita reducir el contenido ligante. Se pueden también añadir filler ( cal, cemento ). Los ligantes utilizados son, o bien betún puro ( 80 / 100 ó 180 / 200 ), Cut - Backs, con preferencia RC, o emulsiones de betún para aglomerados.

EQUIPO

Básicamente el equipo requerido para la construcción de bases es igual al utilizado en la construcción de subbases. Únicamente las bases estabilizadas con asfalto requieren de equipo adicional el cual será descrito en “ capas de rodadura “.

FALLA DE LA BASE

3.3 CAPAS DE RODADURA

3.3.1 DESCRIPCIÓN

La capa de rodadura tiene por objeto proteger las capas inferiores , proporcionando a la superficie resistencia, regularidad, y rugosidad adecuada, ni muy lisa ni muy áspera.

Es la capa final del pavimento sobre la cual circularán los vehículos; por estar en contacto directo con el medio debe ser la capa más resistente, mejor acabada y en constante mantenimiento.

3.3.2 FUNCIÓN Y PROPIEDADES

Además de su función principal como elemento estructural del pavimento, la capa de rodadura cumple las siguientes funciones: 1. Reducir al mínimo la filtración de agua dentro del pavimento.

2. Dar una superficie muy regular y antideslizante para que el tráfico sea cómodo y seguro y se puede conducir a la velocidad de diseño de la carretera.

3. Proteger a la base para evitar que el tráfico la desgaste o la deforme.

No todas las capas de rodadura ofrecen las cualidades antes mencionadas, depende de la clase de capa la cual a su vez es función del tipo de carretera.

3.3.3TIPOS DE CAPAS DE RODADURA

Las capas de rodadura pueden variar desde suelos mejorados hasta capas de hormigón armado; pueden clasificarse en los siguientes tipos:

a) Capas de rodadura granulares estabilizadas con finos

Dentro de este grupo se consideran; subrasantes muy grandes mejoradas, bases de agregados y bases de MacAdam excepto el MacAdam de penetración. Se utilizan en carreteras de tráfico muy liviano.

b) Capas de rodadura estabilizadas con asfalto

Se las construye en los pavimentos flexibles e incluyen: MacAdam de penetración, tratamientos superficiales, mezclas en sitio y hormigones asfálticos.

c) Capas de rodadura de hormigón de cemento Portland

En los pavimentos rígidos se usa este tipo de capa con o sin armadura metálica.

d) Capas de rodadura articuladas

Este tipo de pavimentos es construido cuando existen pendientes muy grandes, que dificultan la tracción de los vehículos.

Se incluyen dentro de esta categoría los adoquinados de piedra y de cemento hidráulico.

NOTAS:

Estas capas de rodadura de acuerdo a su comportamiento pueden ser FLEXIBLES, RÍGIDAS o SEMIRIGIDAS.

Las capas de rodadura con asfalto y de cemento - Portland se utilizan en carreteras con volúmenes de tráfico considerables y en calles y avenidas de importancia.

3.3.4 MATERIALES

3.3.4.1 AGREGADOS PARA ASFALTO

Los agregados para capas de rodadura bituminosa se componen de fragmentos limpios, resistentes y duros: libres de material vegetal y de exceso de partículas planas, alargadas, blandas o desintegrables. Además deben cumplir con los siguientes requisitos:

1. Los agregados gruesos deberán tener un porcentaje de desgaste no mayor

de 40% a 500 revoluciones en la máquina de los Ángeles, determinando según AASHO T-96.

2. La resistencia a los sulfatos debe ser tal que, los agregados al ser sometidos al ensayo de sulfato de sodio durante 5 ciclos no pierdan más del 12% del peso.

3. La adherencia entre el asfalto y los agregados deba ser como mínimo 95%

4. Se puede utilizar material fino como polvo de piedra ocemento como relleno mineral o filler para mejorar la resistencia.

5. Según se trate de un tratamiento superficial, de una mezcla en sitio o de un hormigón asfáltico, los agregados deberán cumplir con las respectivas exigencias granulométricas.

6. Los agregados deben tener un maximo de 1,5 % de materiles deletereos

3.3.4.2 ASFALTO

Los asfaltos pueden provenir, ya sea de depósitos naturales de asfalto o de la destilación del petróleo. Estos últimos son los más comunes y se los puede definir como materiales ligantes sólidos o semisólidos, de color negro o marrón oscuro, que se licuan generalmente al calentarlos; sus contribuyentes principales son betunes, es decir mezclas de hidrocarburos naturales o pirogenados. En los procesos de destilación del petróleo, lo primero que se obtienen son los asfaltos líquidos y luego los cementos asfálticos. Los asfaltos líquidos son mezclas de cemento asfáltico y aceites de poca volatilidad; pueden ser de tres clases:

A. Asfalto líquido de curado rápido (R.C.): Es un cemento asfáltico fluidificado con gasolina.

B. Asfalto líquido de curado medio (M.C.): Es un cemento asfáltico fluidificado con kerosén.

C. Asfalto líquido de curado lento (S.C.): Es un aceite asfáltico residual o una mezcla de estos aceites con destilados de volatización lenta.

La principal diferencia entre estos grados varia en la viscosidad cinemática. La viscosidad varia inversamente con el aumento del diluyente. Todos los asfaltos líquidos deben ser probados en el laboratorio para ver si satisfacen o no las especificaciones previstas.

Los cementos asfálticos consisten en asfalto refinado o una combinación de asfalto refinado y aceite fluidificante de consistencia apropiada para trabajos de pavimentación. Estos cementos asfálticos deben ser probados en el laboratorio para ver si satisfacen o no las especificaciones previstas.

COMPOSICIÓN QUÍMICA

En investigaciones que se han llevado a cabo en los asfaltos, se ha observado que estos se comportan como sistemas coloidales, agrupándolos por lo tanto a los asfaltos dentro de los denominados coloides.

De acuerdo con la química coloidal, un coloide es un sistema constituido por un medio de dispersión o fase continua y una fase dispersa en estado de gran subdivisión y en suspensión en el primer medio. La presencia de la fase dispersa confiere al conjunto las propiedades específicas de un sistema coloidal.

El asfalto está constituido por asfaltenos (fase dispersa) y maltenos (medio de dispersión). De

acuerdo con la definición de coloide, quién proporcionará las características de coloide a un asfalto serán los asfaltenos; los sistemas que contengan únicamente maltenos se comportarán como simples líquidos viscosos.

Se podría definir a los asfaltenos como la agrupación de hidrocarburos de alto peso molecular e insolubles; y que por al contrario, los maltenos serán los de bajo peso molecular y solubles entre sí.

No existe, como es de imaginar, un límite definido entre los asfaltenos y los maltenos, existiendo entre estos un sector de transición compuesto por hidrocarburos con un peso molecular intermedio.

El conjunto formado por los asfaltenos lo denominaremos "misela" y el formado por los maltenos se le asignará el nombre de "fase intermicelar".

Esquemáticamente se representa esta distribución en la Fig. III.3.4.c.

Los círculos concéntricos indican la distribución de los componentes como consecuencia de fuerzas de adsorción (atracción) cuya intensidad disminuye hacia el medio de dispersión en forma gradual, hasta desaparecer por completo en dicho medio (trazos rectos).

El esquema descrito anteriormente es solo ilustrativo, y con el mismo carácter se ha dibujado una curva (no es una curva experimental) en un sistema de ejes coordenados, en el cual las ordenadas representan el peso molecular (P.M.) de los componentes en función de la distancia d (abscisas) al centro de la partícula. La curva deberá tener aproximadamente la forma indicada, teniendo asintóticamente un valor correspondiente al peso molecular medio del líquido intemicelar o medio de dispersión, que se encuentra fuera de la zona de influencia de las partículas.

EMULSIONES ASFÁLTICAS

Las emulsiones son sistemas de dispersión constituidos por dos líquidos no miscibles entre sí; se puede por lo tanto obtener dos emulsiones con una mezcla, de propiedades completamente diferentes, según que uno de ellos sea la fase dispersa y el otro la fase de dispersión. Debido a que estos dos líquidos son, generalmente uno de naturaleza polar, cuyo representante típico es el agua; y otro no polar del tipo de los aceites; los dos tipos de emulsiones posibles se designan comúnmente como "Oil in Water" (O/W), aquel en que el medio de dispersión es el líquido de naturaleza polar, y "Oil in Water" (O/W) en el caso contrario.

En general, las emulsiones asfálticas, sin llegar a ser sistemas coloidales, sin embargo participan de algunas propiedades inherentes al estado coloidal, tales como la estabilidad, floculación, etc.

No es posible obtener una emulsión estable y razonablemente concentrada con la sola agitación o mezcla de dos líquidos no miscibles; para poder lograrlo es necesario incluir un tercer componente denominado emulsivo.

Los emulsivos son sustancias constituidas por moléculas que contienen un grupo polar y un grupo no polar.

Esquemáticamente podríamos representar la acción del emulsivo de la siguiente forma; supongamos el caso de una emulsión O/W en la que se ha utilizado un jabón de sodio como emulsivo y que se encuentra disuelto en el medio de dispersión de la mezcla que es el agua.

El emulsivo en contacto con el agua se disociará dando lugar a la formación de un anión (Fig. III.3.4.d) y de un catión, este último lo conformará el sodio por ser de carga positiva.

Mediante agitación u otro medio adecuado, es posible dispersar el componente aceitoso en el agua, el cual se transformará en millares de pequeños glóbulos aceitosos; cuando la concentración de la fase dispersa (aceite) es relativamente alta, el sistema se vuelve inestable, es decir que los glóbulos no conservan su independencia, permitiendo que por su cercanía se reúnan nuevamente formando una fase continua.

Para evitar esta inestabilidad de la mezcla, se disuelve el emulsivo que actúa concentrándose y orientando los aniones en cada glóbulo (Fig. III.3.4.e).

De esta forma, cada glóbulo queda cargado eléctricamente negativo, lo que permite que se rechacen entre si impidiendo la floculación de la fase dispersa; además por atracción electrostática atrapa una capa de iones de signo contrario, como el sodio que es el signo positivo, esta capa se halla en equilibrio como resultado de una doble atracción: por una parte la de los aniones absorbidos por el glóbulo y por otra la de los dipolos del medio de dispersión polar que lo conforma al agua. Por lo tanto la micela de una emulsión O/W conformada de la forma indica en la Fig. III.3.4.f.

Como conclusión, podemos decir que el emulsivo tiene dos funciones:

a. Facilita la dispersión

b. Es estabilizador de la emulsión

En la técnica vial se utilizan emulsiones con una concentración en volumen de 50 a 60% de asfalto, ya que para tal contenido se alcanza la estabilidad óptima en cuanto se refiere al transporte, almacenamiento, etc.

Las emulsiones utilizadas son de distintas clases según el tipo de emulsión y las propiedades que esta debe reunir para los diferentes usos.

Las emulsiones asfálticas utilizadas en pavimentación se dividen en dos grandes grupos:

a. Emulsiones alcalinas o aniónicas

b. Emulsiones ácidas o catiónicas

Estas últimas, de reciente aparición en el mercado no se elaboran todavía en nuestro país.

EMULSIONES ALCALINAS O ANIÓNICAS

Son aquellas en que el glóbulo de asfalto se carga negativamente por adsorción del emulsivo, es decir que el emulsivo utilizado da por disociación un anión y un catión; estos emulsivos pueden ser jabones, resinas, etc. La caseína y ciertas resinas sintéticas dan también emulsiones aniónicas.

3.3.4.3 AGREGADOS PARA HORMIGONES DE CEMENTO PORTLAND

Los agregados gruesos estarán formados por gravas y piedras trituradas y otro material granular aprobado de características similares. Deben tener un porcentaje de abrasión menor del 40% y un desgaste no mayor del 12% en la prueba de resistencia a los sulfatos. No pueden contener sustancias perjudiciales como arcilla, partículas planas o alargadas, materia orgánica, etc. Deben cumplir además los requisitos granulométricos del cuadro III.3.4.3.a.

Los agregados finos para el hormigón de cemento Portland estarán formados por arena natural o por otro material que haya sido aprobado en un laboratorio. Deben estar exentos de sustancias perjudiciales y además deben cumplir los requerimientos granulométricos del cuadro III.3.4.3.b.

3.3.4.4 CEMENTO

El cemento generalmente utilizado es el Portland tipo I, este debe cumplir con todos los requisitos previstos antes de ser usado.

3.3.4.5 ADITIVOS

Como aditivos se conocen a las sustancias diferentes a las antes mencionadas, que son añadidas a la mezcla del concreto. Existe un gran número de aditivos, pero en la construcción de pavimentos rígidos se emplean generalmente inclusores de aire, aceleradores y plastificantes.

Previamente deberán hacerse ensayos de laboratorio para permitir el uso de cualquier aditivo.

3.3.4.6 AGUA

3.3.4.7

El agua a emplearse en los hormigones debe ser limpia, libre de impurezas y carente de álcalis, ácidos, sales, azúcar y materia orgánica.

3.3.5 CAPAS DE RODADURA GRANULARES ESTABILIZADAS CON

FINOS

Propiamente hablando, estas superficies no constituyen capas de rodadura pero están incluidas en la clasificación por cuanto son usadas como tales en carreteras de poca importancia.

Dentro de este grupo podrían considerarse; subrasantes mejoradas, bases de agregados y de MacAdam usados como capas de rodadura. La descripción y construcción de cada una de estas capas se elaboró en los capítulos anteriores.material de secado. Después de cada aplicación de material se secado debe rodillarse. Es importante eliminar todo material suelto. La medición y pago se hace por volúmenes.

3.3.6 CAPA DE IMPRIMACIÓN

Cuando se va a construir una superficie bituminosa sobre una base granular, debe colocarse sobre esta una capa de imprimación. Este trabajo consiste en el suministro y distribución de un material asfáltico sobre una superficie previamente preparada y aprobada. En ciertos casos comprenderá también la aplicación de una capa delgada de arena inmediatamente después de la aplicación de material bituminoso.

Las funciones de la capa de imprimación son las siguientes:

1. Impermeabilizar la base impidiendo la entrada de agua superficial hasta que se coloque la capa de rodadura.

2. Unir la base con la capa de rodadura.

El material usado para la imprimación es el asfalto líquido de baja viscosidad; es importante que el material utilizado tenga cualidades de penetración altas. De los materiales asfálticos, los grados MC-30 y MC-70 son probablemente los más utilizados. El grado MC-30 se lo usa generalmente para imprimir superficies densas, mientras que el MC-70 se lo usa para bases de textura más abierta. El grado MC-250 es recomendado en algunos casos, así como también los asfaltos de curado lento de grado SC-70 y SC-250. En algunas superficies muy abiertas puede aplicarse el asfalto de curado rápido RC-70.

La cantidad de asfalto a usarse varía considerablemente dependiendo del material seleccionado y de las condiciones de trabajo. Como criterio general puede decirse que la imprimación requiere de 0.25 á 0.56 galones/m² (0.9464 litros m²

á 2.12 litros/m²) y la temperatura de colocación varía entre 60oC a 90oC.

3.4 CAPAS DE RODADURA ESTABILIZADAS CON

ASFALTO

El término capa de rodadura bituminosa abarca diversas aplicaciones de asfalto y asfalto-agregado, generalmente de espesor reducido, a cualquier clase de superficie de carretera (Fig. III.4.a.).

Los tipos de capas de rodadura bituminosas van desde una simple y ligera aplicación de asfalto líquido hasta mezclas sofisticadas como son los hormigones asfálticos. Una clasificación simplificada de estas superficies es la siguiente:

a) Tratamientos superficiales:

1. Tratamiento de preservación 2. Capa de imprimación3. Capa ligante4. Tratamientos superficiales simple y múltiples5. Capa sellante

b) MacAdam Bituminoso c) Mezclas asfálticas en sitio d) Hormigones asfálticos

1.- Mezclados en frío2.- Mezclados en caliente

Varios comentarios pueden hacerse con respecto a esta clasificación. En primer lugar, las superficies han sido clasificadas en orden de su incremento de costo, también podría decirse que la clasificación considera un orden respecto al incremento de la complejidad de los procesos de construcción. Tanto la capa de imprimación como la capa ligante no son precisamente superficies de rodadura y se los incluye en esta clasificación por su naturaleza y su función en la construcción de capas de rodadura bituminosas.

3.4.1 TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

3.4.1.1 TRATAMIENTO DE PRESERVACIÓN

Es un doble riego bituminoso con capas secantes.

Se colocará una capa bituminosa de 0.72 á 0.90 galones/m², aplicar el material de secado.

Después de 5 días se aplicará otra capa bituminosa y un nuevo

CONSTRUCCIÓN

Para iniciar la distribución del asfalto, la superficie a regarse deberá haber sido aceptada y estar libre de cualquier material suelto o inconveniente, de otro modo es objetable. La distribución se hará cuando la superficie esté seca o ligeramente

húmeda y cuando la temperatura ambiente sea mayor de 15oC. Si el asfalto no ha sido absorbido en 24 horas después de su aplicación deberá colocarse sobre la superficie una cantidad de arena para secar el exceso de asfalto, o también para protegerlo de posibles daños debido a la lluvia antes de la penetración completa del material asfáltico o para facilitar en tránsito. No se permitirá el libre tránsito sobre una superficie imprimada hasta que el material bituminosos haya penetrado o haya sido cubierto. Si fuere necesario se podrá autorizar el paso del tránsito al cabo de por lo menos 4 horas después de la imprimación. Deberá mantenerse la capa imprimada durante un plazo mínimo de 5 días antes de cubrirla con la capa siguiente.

El equipo a utilizarse en este trabajo consistirá como mínimo en una barredora mecánica y un distribuidor a presión para la aplicación del material asfáltico.

3.4.1.2 CAPA LIGANTE

Una capa ligante consiste en la aplicación de un material bituminoso a una superficie existente con el objeto de conseguir adherencia entre dicha superficie y la capa asfáltica a colocar. Generalmente esta capa no es necesaria cuando la capa de rodadura es un tratamiento superficial simple o múltiple.

Un considerable número de materiales bituminosos son usados como capas ligantes. Los asfaltos líquidos de grados RC-70 hasta RC-250 son comúnmente usados al igual que los de grado MC-250.

La cantidad de asfalto a usarse varía de 0.04 á 0.11 galones/m² (0.1514 á 0.4164 litros/m²) de acuerdo a la condición de la superficie.

CONSTRUCCIÓN

La superficie a recibir la capa ligante deberá ser limpiada para eliminar el polvo y materiales sueltos; hecho esto se distribuirá el asfalto a la temperatura especificada para

cada tipo. El asfalto se distribuirá cuando la superficie a tratarse esté seca y el tiempo bueno. El riego de la capa ligante se asfaltará dentro de las 24 horas antes de colocar la capa de recubrimiento; se dejará secar el asfalto hasta que tenga la consistencia necesaria para lograr la máxima adhesividad y durante este intervalo se lo protegerá adecuadamente evitando el paso de cualquier tipo de tráfico.

3.4.1.3 TRATAMIENTOS SUPERFICIALES SIMPLES Y MÚLTIPLES

3.4.1.4

Son capas de rodadura que se construyen mediante la distribución sucesiva de material bituminoso y agregados sobre una base imprimada o una capa de rodadura existente. Se utilizan en carreteras de tráfico liviano y moderado (hasta 600 vehículos diarios), en lotes de parqueo, y también para cubrir los espaldones de vías, donde la calzada tiene una carpeta de hormigón asfáltico. Con un tratamiento superficial bien construido se obtiene una superficie resistente, dura, durable, antideslizante, impermeable y con un terminado que no refleja la luz.

Los agregados,

a más de cumplir los requisitos generales para capas de rodadura bituminosas deben satisfacer las granulometrías prescritas en el cuadro III.4.b.

CUADRO III.4.d.CANTIDADES APROXIMADAS DE MATERIALES POR METRO CUADRADO

UTILIZANDO ASFALTO EMULSIONADO, PARA TRATAMIENTO SUPERFICIALES BITUMINOSOS (TIPO E)

Materiales DESCRIPCIÓN DEL TIPO DE TRATAMIENTO.

a utilizarse E-1 E-2 E-3A E-3B E-3C E-4

PRIMERA CAPA

Gal. De mat. bitum 0.40Kg. De agregados

Gradación E 13.50Gradación D 13.50Gradación C 16.50Gradación B 19.50 21.50Gradación A 30.00

SEGUNDA CAPA

Gal. De mat. bitum 0.50 0.40 0.50 0.58 0.45Kg. De agregados

Gradación F 5.50 5.50Gradación E 9.00 11.00 11.00

TERCERA CAPA

Gal. De mat. bitum 0.28 0.28 0.28 0.50Kg. De agregados

Gradación F 5.50 4.50 5.50 6.50

CUARTA CAPA

Gal. De mat. bitum 0.28Kg. De agregados

Gradación F 4.50

TOTALES

MAT. BITUM. Gal. 0.40 0.50 0.68 0.78 0.86 1.23

AGREGADOS Kg. 13.50 19.00 27.50 33.00 38.00 60.00

CUADRO III.4.c.CANTIDADES APROXIMADAS DE MATERIALES POR METRO CUADRADO

UTILIZANDO ASFALTO DILUIDO O CEMENTO ASFÁLTICO, PARA TRATAMIENTO SUPERFICIALES BITUMINOSOS (TIPO T, S y B)

Materiales DESCRIPCIÓN DEL TIPO DE TRATAMIENTO.A utilizarse TBS-1 TBS-2A TBS-2B TBS-C2 TBS-3 TBS-4PRIMERA CAPA

Gal. de mat. bitum 0.35 0.25 0.30 0.35 0.18 0.23Kg. de agregadosGradación E 13.50Gradación D 13.50Gradación C 19.00Gradación B 27.00 21.50Gradación A 38.00

SEGUNDA CAPA

Gal. de mat. bitum 0.15 0.28 0.40 0.35 0.45Kg. de agregadosGradación F 5.50 8.00Gradación D 6.50Gradación E 11.00Gradación C 11.00

TERCERA CAPA

Gal. de mat. bitum 0.18 0.23Kg. de agregadosGradación F 4.50 6.50

CUARTA CAPA

Gal. de mat. bitum 0.23Kg. de agregadosGradación G 4.50

TOTALES

MAT. BITUM. Gal. 0.35 0.40 0.58 0.75 0.71 1.14

AGREGADOS Kg. 13.50 19.00 27.00 38.00 32.50 60.00

CUADRO III.4.b.

ESPECIFICACIONES PARA GRADUACIÓN DE AGREGADOS EN

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES BITUMINOSOS

PORCENTAJE EN PESO QUE PASA POR LOS TAMICES DETAMIZ # MALLA CUADRADA, MÉTODOS AASHO T-11 y T-27.

A B C D E F G

1 1/2" 100 - - - - - -1" 90-100 100 - - - - -

3/4" - 90-100 100 - - - -1/2" 0-15 20-55 90-100 100 100 - -3/8" - 0-15 40-75 90-100 90-100 100 -No 4 - - 0-15 0-20 10-30 75-100 -No 8 - - 0-5 0-5 0-8 0-10 -

No 200 0-2 0-2 0-2 0-2 0-2 0-2 -

Los materiales bituminosos que pueden ser utilizados incluyen asfaltos de curado rápido, cementos asfálticos con grados de penetración entre 200 y 300 y emulsiones asfálticas que cumplan con los requisitos establecidos.

Las cantidades aproximadas de material para tratamientos superficiales bituminosos cuando se usa asfalto diluido o cemento asfáltico se encuentran en el cuadro III.4.c, cuando se usan emulsiones asfálticas las cantidades aproximadas constan en el cuadro III.4.d.

Los pasos indicados en las tablas corresponden a los agregados que tengan un peso específico de sólidos de 2.65. Puede utilizarse la misma tabla si el peso específico fluctúa entre 2.55 á 2.75; caso contrario deberán hacerse las correcciones necesarias multiplicando el peso indicado en las tablas por la relación del peso específico de los agregados a utilizarse con respecto a 2.65.

CONSTRUCCIÓN

Una vez que la base haya sido debidamente imprimada se limpiará la superficie y se iniciará la distribución del asfalto en las cantidades y temperaturas especificadas con un distribuidor a presión. Antes de que se enfríe el asfalto se colocará la capa de agregados (para los tratamientos que utilizan asfalto emulsionado, excepto los E-1, se colocará la capa de agregados antes de distribuir el asfalto). La aplicación de los agregados deberá hacerse con un distribuidor a todo lo ancho del carril, y en una capa uniforme. La superficie de los agregados, al momento de esparcirlos deberá estar seca o ligeramente húmeda, pero no se permitirá que esté mojada.

Inmediatamente después de esparcidos los agregados se procederá a la compactación con rodillos lisos que pesen entre 5 y 8 toneladas; el rodillado se iniciará de los costados hacia el centro, de manera que cada pasada se superponga a la anterior en un 50%. Se darán tantas pasadas cuantas sean necesarias para lograr una superficie compacta y uniforme, sin que se triture de manera significativa a los agregados. Hecho esto se procederá a la compactación con rodillos neumáticos hasta lograr la completa incrustación de los agregados en el material bituminoso y obtener una capa densa, pareja y uniforme.

Terminada la compactación se podrá abrir el tramo al tránsito público, siempre y cuando se lo controle con un carro guía por un período de por lo

menos 6 horas, asegurándose que la velocidad de los vehículos no sobrepase de 30 Km/h.

Tratándose de un tratamiento superficial simple, lo antes mencionado es todo el proceso; en caso de tratamientos múltiples deberán repetirse los mismos pasos después de 24 horas. En cada riego de agregados estos deberán ser cada vez más finos.

Si ocurre una exudación del asfalto a la superficie después de haberse abierto al tránsito, el tramo terminado se deberá cubrir en el área afectada con agregados adicionales o con arena limpia.

3.4.1.5 CAPA SELLANTE

Una capa sellante es un tratamiento superficial muy delgado, generalmente de espesor menor de 3.81 cm (1½"). Las capas de sellos son aplicadas como el paso final en la construcción de varios tipos de capas de rodadura bituminosas, siendo sus principales propósitos el sellar e impermeabilizar la superficie. También se los usa para reavivar y modificar la superficie de viejas superficies bituminosas.

Las capas sellantes pueden ser de dos clases: sellos de tipo corriente y sellos de lechada asfáltica.

a) Sellos de tipo corriente

Consisten en una simple aplicación de material asfáltico solo o cubierto por una ligera capa de agregados finos o de arena.

Los materiales utilizados para este tipo de sello son: el asfalto emulsionado grado SS-1 diluido con agua y los agregados. Estos últimos, a más de cumplir los requerimientos generales para agregados de capas de rodadura butiminosas, deberán satisfacer la granulometría del cuadro III.4.e.

Además de las cantidades especificadas en los cuadros, es importante también el considerar la absorción del material asfáltico, tanto de los agregados que se mezclan como de la superficie a sellar, para que el resultado final sea una relación balanceada entre el agregado y el asfalto, proporción en la cual el asfalto deberá cubrir el 60% del agregado (fig. III.4.f.) y evitar un deterioro permanente de la superficie por desmoronamiento (fig. III.4.g.) debido a la falta de inmersión del agregado.

a.1 SUPERFICIES DESGASTADAS

La absorción del hormigón asfáltico para este tipo de superficies puede variar de 0.03 á 0.05 galones/m² (0.1136 á 0.1893 litros/m²), este rango puede ser aumentado si fuese necesario. La absorción del agregado es variable y depende de la cantidad aplicada por metro cuadrado; el rango de aplicación estará entre 0.01 á 0.04 galones/m² (0.0379 á 0.53 litros/m²).

a.2 SUPERFICIES DESLIZANTES

Para transformarla en una superficie antideslizante, la relación de asfalto y agregado es menor. La aplicación de asfalto es ligera y el tamaño máximo efectivo del agregado puede exceder de 3/8". La necesidad para capas antideslizantes es usualmente causada por un excedente de material asfáltico que inunda la superficie (Fig. III.4.h.) y el grado de "exudación" gobierna la relación de aplicación se material asfáltico fresco. La condición promedio inferior de la relación de material asfáltico y agregado para una capa antideslizante puede ser de 0.72 litros (0.19 galones) de asfalto por cada 10.89 Kg. de agregado por metro cuadrado.

b. Sellos de lechada asfáltica

Consisten en la colocación de una mezcla de emulsión asfáltica, agregados finos y agua sobre un pavimento existente.

Los materiales usados para estos sellos son; una emulsión asfáltica grado SS-1, agregados finos que cumplan los requerimientos granulométricos del cuadro III.4.i y agua similar a la utilizada para hormigones.

CUADRO III.4.i.

REQUERIMIENTOS ESPECIFICADOS DE GRADACIÓN

PARA AGREGADOS DE LECHADA ASFÁLTICA

% EN PESO QUE PASA POR LOS TAMICES

TAMIZ # DE MALLA CUADRADA (AASHO).

#4 100#8 95-100

#16 60-90#30 40-65#50 25-45

#100 15-30#200 10-20

Aproximadamente deberán usarse las siguientes cantidades de materiales:

- Agregados con relleno mineral si fuera requerido 100 Kg. - Emulsión asfáltica 4.88-6.00 Gal. (18.47-22,71 litros) - Agua inclusive la de los agregados 2.75 Gal. (10.41 litros)

Para iniciar la construcción de esta capa, la superficie a tratarse deberá limpiarse totalmente. Antes de aplicar la lechada, el pavimento deberá humedecerse, o alternativamente se efectuará un riego ligante con una parte de asfalto emulsionado y 3 partes de agua que se aplicará a razón de 0.09 á 0.15 galones/m² (0.34 á 0.568 litros/m²). La lechada se colocará cuando la

temperatura atmosférica sea mayor de 25°C y cuando el tiempo no sea lluvioso ni neblinoso. La mezcla distribuida sobre el pavimento deberá ser homogénea y uniforme, y de aproximadamente 3 milímetros de espesor. Se deberá proteger la lechada de cualquier daño debido a la circulación del tránsito hasta que se haya curado lo suficiente para no ser levantada no las llantas; el tiempo de curado varía desde media hora en climas cálidos hasta 3 ó 4 horas en climas fríos.

El equipo utilizado para la construcción de estos sellos constará de: una barredora mecánica, un distribuidor de agua, una mezcladora y un cajón distribuidor.

3.4.2 MACADAM BITUMINOSO

El término MacAdam bituminoso se refiere a los pavimentos de

MacAdam en los cuales los agregados son unidos por un material bituminoso.

Los agregados utilizados en este tipo de capas deben ser completamente uniformes y libres de polvo, piezas alargadas y otros elementos inconvenientes. Además deben cumplir los requerimientos granulométricos del cuadro III.4.j.

Los materiales asfálticos utilizados pueden ser cementos asfálticos, con grados de penetración 85-100 y 120-250 calentados a temperaturas no mayores a 180°C, emulsiones asfálticas y asfaltos de curado rápido.

Los pasos a seguirse para la construcción de estas capas de rodadura son: 1. Distribución y compactación del agregado grueso. 2. Aplicación inicial del material bituminoso. 3. Distribución y compactación del agregado fino. 4. Aplicación de la capa sellante.

CUADRO III.4.j.

REQUISITOS DE GRADACIÓN PARA AGREGADOS

DE MACADAM BITUMINOSO.

% EN PESO QUE PASA POR LOS TAMICES

TAMIZ # (AASHO T-11 y T-27).

AGREGADO GRUESO

2 1/2" 1002" 95-100

1 1/2" 35-701" 0-15

1/2" 0-5

AGREGADO INTERMEDIO

1" 1003/4" 95-1001/2" 20-553/8" 0-15No 4 0-5

3.4.3 MEZCLAS ASFÁLTICAS EN SITIO

Las mezclas asfálticas en sitio son capas de rodadura utilizadas en carreteras de tráfico liviano, su costo es moderado y como procesos de construcción no son muy complicados. En nuestro país han sido poco utilizadas pese a los buenos resultados obtenidos. El trabajo consiste en la construcción de capas de hormigón asfáltico, mezclado en el camino y colocado sobre una capa base o pavimento existente.

De acuerdo al tamaño del agregado, las mezclas asfálticas en sitio pueden clasificarse en 3 tipos:

1. Mezclas abiertas: las que utilizan un tamaño uniforme de material, se colocan en capas de 2.54 á 7.62 cm.

2. Mezclas cerradas: las que utilizan materiales de diferentes tamaños desde 38.1 mm hasta finos, generalmente se colocan en capas desde 5.1 hasta 7.6 cm, pero se han construido capas de hasta 30.48 cm de espesor.

3. Mezclas de arena: se forman por la combinación de arena con asfalto líquido; el espesor de esta capa varía por lo general entre 7.62 y 15.24 cm. Son excelentes bases para pavimentos.

Tanto los materiales como los pasos a seguirse para la construcción de las mezclas abiertas son básicamente iguales a los empleados en la construcción de capas de MacAdam bituminoso.

Las mezclas cerradas que son las más usadas en nuestro país, requieren para su construcción de algún material asfáltico o agregados. Generalmente se utilizan los asfaltos líquidos de grados RC-250 y RC-200, los asfaltos de curado medio MC-250 y MC-800 y las emulsiones asfálticas. Los agregados a utilizarse pueden ser de tres tipos:

- Agregados de tipo A compuestos de material triturado un 100% - Agregados de tipo B, compuestos de material triturado por lo menos al 50% - Agregados de tipo C, compuestos de material no necesariamente triturado pero con suficiente aspereza que satisfaga los requerimientos de estabilidad.

Estos agregados, a más de cumplir con las condiciones especificadas para capas de rodadura bituminosa, deben satisfacer los requisitos granulométricos de los cuadros III.4.k y III.4.L.

Las cantidades de material bituminoso pueden variar del 2% al 4% y de 0.6 á 1.0 galón/m² (2.27 á 3.785 litros/m²) para el sellado. El material pétreo se colocará de 36.4 á 54.6

Kg/m² para la mezcla, y de 6.8 á 9.1 Kg² para el sellado.

CONSTRUCCIÓN

Para iniciar la construcción de esta capa de rodadura, la base deberá estar debidamente imprimada, o en caso contrario deberá recibir una capa ligante, antes de la colocación del hormigón asfáltico. Hecho esto se colocarán sobre la superficie los agregados (3.5% de humedad), ya sea previamente mezclados en una planta, o en fracciones individuales para ser combinados en el sitio por medio de mezcladoras móviles o moto niveladoras; cuando los agregados estén perfectamente mezclados, se añadirá el asfalto en las proporciones antes mencionadas y en cantidad tal que cumpla con una de las fórmulas establecidas para este rubro.

El asfalto se aplicará en el número de riegos especificado hasta obtener la proporción fijada en la fórmula maestra. Para iniciar la distribución del asfalto los agregados deberán estar con un contenido de humedad menor del 2% y la temperatura ambiental deberá ser mayor a 15°C.

Una vez mezclados los agregados y el asfalto se iniciará la compactación con rodillos lisos cuyo peso sea de 10 á 12 toneladas y luego se procederá a la compactación con rodillos neumáticos para obtener la densidad requerida, la cual será de por lo menos 95% de la máxima densidad de laboratorio. La compactación se efectuará en capas no mayores a 7 cm.

Las juntas de construcción entre fajas de hormigón asfáltico colocadas no seguidamente deberán ser cortadas en forma regular y con cara vertical, observándose que la capa terminada en la proximidad de una junta cumpla plenamente con todos los requisitos correspondientes.

En algunos casos será necesario colocar una capa de sello sobre la superficie de hormigón mezclado en el camino. Dicha capa se colocará por lo menos 8 días después de abrir al tránsito público la carpeta de hormigón asfáltico.

Es necesario que en la capa terminada quede la suficiente cantidad de vacíos para que trabaje bien frente a la contracción, expansión y cambios de clima.

Este tipo de capa de rodadura se utiliza también para restaurar pavimentos rígidos.

3.4.4 HORMIGONES ASFÁLTICOS

Los hormigones asfálticos constituyen el tipo más sofisticado de capas de rodadura bituminosas. Por lo general son preparados en una planta central y se los usa en carreteras de importancia que soportan volúmenes de tráfico muy altos y que están sujetas a severas condiciones de servicio. Si son bien diseñadas y construidas y si están bien asentadas sobre una base firme pueden tener una vida útil de 20 años o más.

El espesor de estas superficies puede variar desde menos de 1 pulgada hasta varias pulgadas, dependiendo del tipo de superficie y su propósito.

La composición de estas mezclas es más rígidamente controlada y especificada que otros tipos de superficies bituminosas. Igualmente, la preparación, colocación y terminado de la mezcla es hecha bajo normas de calidad más exigentes. Las superficies de este tipo son, generalmente más costosas que las descritas anteriormente.

Los hormigones asfálticos pueden ser definidos como mezclas íntimas de:

1. Agregado grueso 2. Agregado fino 3. Relleno mineral 4. Cemento asfáltico

La capa construida de esta manera debe tener las siguientes características: estabilidad, duración, antideslizante y económica. Las mezclas pueden ser de dos clases:

1. Mezclas en frío 2. Mezclas en caliente

3.4.4.1 MEZCLAS EN FRÍO

Los hormigones asfálticos mezclados en frío se los utiliza en carreteras alejadas de la planta central (en esta planta los agregados no necesitan pasar por un secador antes de la mezcla) o donde se desea almacenar la mezcla en grandes cantidades para su uso futuro, ya que su curado es tan lento que luego de muchos años se la puede utilizar luego de un mezclado previo.

Las temperaturas usadas en la preparación de estas mezclas son relativamente más bajas que las usadas en la preparación de mezclas en caliente y además se las diseña para ser colocados a la temperatura ambiente. Para su construcción

requieren de agregados que satisfagan las especificaciones previstas, cemento asfáltico, licuantes y limo hidratado; también puede usarse como material bituminoso asfalto pulverizado mezclado con algún material viscoso. El cemento asfáltico generalmente utilizado es el de grado 85-100; el licuante es un destilado del petróleo que debe cumplir con las exigencias de la AASHO. El asfalto pulverizado es un cemento asfáltico muy duro, con una penetración menor de 3 á 25°C. Se utilizan también asfaltos MC, SC y asfaltos líquidos.

3.4.4.1.1 DESCRIPCIÓN

Este trabajo consistirá en la construcción de capas de hormigón asfáltico, mezclado en sitio o en un lugar apropiado y colocado sobre una capa base o pavimento existente de acuerdo con los requerimientos de los documentos contractuales y las instrucciones del Ingeniero.

3.4.4.1.2 MATERIALES

El tipo y grado de material asfáltico a usarse serán fijados en el contrato. El grado de asfalto podría ser cambiado por el Ingeniero durante la construcción hasta uno de los grados inmediatamente más próximos a los estipulado, sin que se haya modificado en el precio unitario.

3.4.4.1.2.1 Material Asfáltico

Los materiales asfálticos deberán cumplir las exigencias de la subsección 905-2 ó la 905-3, de las Especificaciones Generales para Construcción de Caminos y Puentes del Ministerio de Obras Públicas, de acuerdo al tipo de asfalto a utilizarse. Existe predominancia en el empleo de emulsiones de quiebre lento y medio, y en asfaltos cortados los de curado rápido (Tipo RC).

3.4.4.1.2.2 Agregados

Los agregados para la mezcla asfáltica en frío, serán agregados limpios libres de materiales en descomposición y de material vegetal u otras sustancias objetables.

Los agregados gruesos deberán tener un porcentaje de desgaste no mayor de 45% a 500 revoluciones, determinado según AASHO T 96.

La porción de agregados que pasa el tamiz #40 deberá tener un índice de plasticidad menor que 4, determinado según el ensayo AASHO T 90-70.

3.4.4.1.2.2.1 Granulometría

El porcentaje por peso de los agregados para la mezcla con asfalto se compondrán de acuerdo a una de las granulometrías que se indica a continuación:

TAMIZ PORCENTAJE QUE PASA 1/2" (12.7 mm.) 100 - 3/8" (9.5 mm.) 90-100 100 1/4" (6.3 mm.) 55-75 85-100 No. 4 (4.75 mm.) 30-50 - No. 8 (2.38 mm.) 15-32 15-32 No. 16 (1.18 mm.) 0-15 0-15 No. 200 (0.075 mm.) 0-3 0-3

3.4.4.1.3 EQUIPO

El contratista deberá dedicar a estos trabajos todo el equipo adecuado necesario para la debida y oportuna ejecución de los mismos. El equipo deberá contar con la aprobación del Ingeniero antes de ser utilizado en la obra y deberá ser mantenido en óptimas condiciones de funcionamiento.

Por lo general, el equipo consistirá en los siguientes tipos:

barredora mecánica, esparcidor de agregados, volquetes, moto niveladora, rodillos lisos estáticos con un peso no menor de 8 toneladas, rodillos vibratorios, rodillos neumáticos, distribuidor de asfalto a presión con aditamentos para calentar material asfáltico, máquina mezcladora.

3.4.4.1.4 ENSAYOS Y TOLERANCIAS

La granulometría de los agregados se comprobarán según los ensayos AASHO T-11 y T-27, los mismos que se llevarán a cabo antes de agregar el asfalto.

La aceptabilidad del material asfáltico se determinará de acuerdo a las estipulaciones pertinentes del numeral 2.1, para el tipo y grado de asfalto que se use.

El Ingeniero fijará la fórmula maestra para la dosificación de los materiales que el contratista propone utilizar para la mezcla asfáltica, la que regirá para todo el trabajo salvo que el Ingeniero considere que es necesario modificarla en base a los resultados obtenidos o debido a un cambio en la fuente de material.

La fórmula establecerá:

1) El porcentaje de agregados que deberá pasar cada tamiz especificando y

2) El porcentaje de material asfáltico a añadirse con relación a la cantidad de agregados.

Cuando no se dispone de equipos de laboratorio para la determinación de las características de la mezcla, estabilidad y flujo, pueden utilizarse las fórmulas que permiten calcular el contenido apropiado de ligante para mezclas de prueba. El Instituto Norteamericano del Asfalto recomienda la siguiente ecuación:

P=0.02 A + 0.07 B + 0.15 C + 0.20 D; en donde:

P. Es el % de asfalto residual en peso de agregado seco.

A. Es el % de agregado retenido en el tamiz #50.

B. Es el % de agregado que pasa el tamiz #50 y es retenido en el tamiz #100.

C. Es el % de agregado que pasa el tamiz #100 y es retenido en el tamiz #200.

D. Es el % de agregado que pasa el tamiz #200.

El porcentaje P puede incrementarse de 0.3 á 0.8% cuando se use agregados absorbentes.

Se comprobará los perfiles transversales y longitudinales de la calzada por medio de una regla de tres metros de largo colocándola respectivamente en

el ángulo recto y paralela al eje del camino. La separación entre la superficie y la regla no deberá exceder en ningún caso los siguientes valores:

Para calzadas terminadas en base ó sobre pavimentos asfálticos antiguos 8 milímetros.

Para calzadas empedradas 12 milímetros.

Luego de la compactación final de la capa de mezcla asfáltica el Ingeniero comprobará el espesor, la densidad y la composición de la misma a intervalos de 100-300 metros lineales a cada lado del eje del camino. Los puntos para el muestreo serán seleccionados por el ingeniero al azar de manera tal que se evite una distribución regular de los mismos. Cuando una medición señale una variación del espesor indica en los planos mayor que la admitida por la tolerancia (8 milímetros); o cuando el ensayo de densidad indique un valor más del dos por ciento (2%) del valor especificado; o

cuando la composición de la mezcla no cumpla con las exigencias correspondientes; entonces se efectuarán las mediciones adicionales que el Ingeniero considere necesarias para definir la extensión de la zona deficiente.

Cualquier área de espesor o composición inaceptable deberá corregirse mediante la reconstrucción completa del área al costo del contratista y de acuerdo a las instrucciones del Ingeniero. Igual procedimiento deberá seguirse en el caso de áreas en las que la densidad registrada sea menor del 97% de la densidad máxima establecida por el Ingeniero, salvo que sí el Ingeniero determinara que el área deficiente es pequeña y la densidad en ningún punto de la misma es menor del 95% de la densidad máxima, se podrá considerar el área conforme razonablemente con las especificaciones.

3.4.4.1.5 PROCEDIMIENTOS DE TRABAJO

3.4.4.1.5.1 Generalidades

Antes de iniciarse este trabajo la capa de base deberá ser terminada de acuerdo a las estipulaciones pertinentes de los documentos contractuales y las instrucciones del Ingeniero. En el caso de empedrados deberá repararse las áreas que lo requieran para conseguir la mejor uniformidad de la superficie; y, limpiarse de la vegetación existente. Si las disposiciones especiales lo exige o el Ingeniero lo ordena se efectuará un riego del material ligante antes de colocar la mezcla asfáltica.

3.4.4.1.5.2 Mezclado

Los agregados totales pueden ser mezclados con dos o más agregados que darán como resultado las granulometrías especificadas. Las mezclas exigen agregados secos o con una humedad máximo del 3%, esta condición es mucho más importante cuando los agregados contienen algo de plasticidad.

Los equipos se pueden usar para la mezcla de los materiales depende de las necesidades y magnitudes de cada proyecto como:

Mezcla de plantas: Dos plantas móviles y plantas fijas.

Mezcla en vía:Mezclador mecánico, moto niveladora e irrigador, rastrillo agrícola e irrigador.

Mezcla local: Mezcladora o trompo, con palas a mano.

3.4.4.1.5.2.1 Elaboración de la mezcla en plantas

El mezclado por medio de una PLANTA FIJA garantiza una buena dosificación del asfalto, un buen manejo de la granulometría y la condición de humedad y una mezcla homogénea.

El mezclado con PLANTA MÓVIL se realizará directamente en la vía y dependiendo del equipo que se disponga esta puede recibir el agregado desde los volquetes, dosificar el asfalto, mezclarlo y extenderlo o bien levantar el agregado previamente dispuesto en un cordón, dosificar el asfalto, mezclarlo y extenderlo en capas o en un cordón.

3.4.4.1.5.2.2 Elaboración de la mezcla en la vía

El mezclado en vía es otro procedimiento, que sin lugar a dudas representa un medio en zonas aisladas o en aquellos proyectos que por su magnitud no necesitan la instalación de la planta.

El uso de un MEZCLADOR MECÁNICO requiere el acordonamiento del agregado y dependiendo sí el equipo tiene o no dispersador de ligante incorporado se requerirá carro tanque distribuidor de asfalto.

El empleo de MOTO NIVELADORA para mezclado y el carro tanque distribuidor de asfalto para la dosificación requiere un mayor control del proceso. En el desarrollo es conveniente controlar el volumen de agregado y los sucesivos riesgos de ligante.

3.4.4.1.5.3 Aireación

Sin tomar en cuenta el método usado, la manipulación de la mezcla será continuada hasta que los volátiles y el agua o ambos sean removidos en cantidades suficientes para tener una mezcla satisfactoria. Cuando la aireación sea completa la mezcla puede ser extendida y compactada y puede ser colocada en cordones a lo largo de la vía para su tendido posterior. La experiencia indica que un proceso de compactación debe iniciarse cuando el ligante haya perdido el 50% de sus solventes de una mezcla para pavimento nuevo o cuando haya perdido el 25% si se trata de una mezcla para bacheo.

3.4.4.1.5.4 Extendido de la mezcla

La edad de la mezcla para extenderla depende del clima que se registre en el proyecto. En buen clima, sin amenazas de lluvia y temperaturas

superiores a los 10 grados centígrados, la mezcla se puede extender inmediatamente después de elaborada o en otras circunstancias la mezcla se puede airear para que pierda solventes hasta el 50% O 25% según indique el proyecto. Las mezclas se dejan extender y perfilar sin riesgo a que pierdan manejabilidad en un tiempo suficiente como para garantizar un buen trabajo.

El acabado final dependerá de la gradación y de la buena operación del equipo, en este punto debe evitarse la segregación y la tersura que no debe exceder lo señalado en el numeral 4.

3.4.4.1.5.5 Compactación

Después de haberse distribuido la mezcla en el ancho y espesor determinado, se procederá a la compactación de la misma. La compactación deberá progresar gradualmente desde los bordes exteriores hacia el centro o desde abajo hacia arriba en tramos con peralte, en sentido paralelo al eje del camino y traslapando en cada pasada la mitad del ancho de la pasada inmediatamente anterior.

La compactación inicial se efectuará con rodillo liso de tres ruedas o tándem cuyo peso sea de 10 a 12 toneladas. Después de terminada la compactación inicial, se procederá a la compactación de la mezcla con rodillos neumáticos hasta obtener la densidad requerida; en ningún caso se efectuarán menos de dos pasadas completas con rodillo neumático. El acabado final se lo dará con un rodillo liso de al menos 10 toneladas.

La compactación final deberá ejercerse hasta obtener el 97% y 100% de la máxima densidad obtenida en el laboratorio.

3.4.4.1.5.6 Sellado

Cuando así lo indiquen los documentos contractuales, sobre la superficie de la capa de mezcla asfáltica se colocará una capa selladora. Dicha capa será colocada después de que la capa de mezcla asfáltica haya sido abierta al tráfico vehicular por un período de al menos una semana.

3.4.4.1.6 MEDICIÓN

Las cantidades a pagarse por la construcción de capas de rodadura con mezcla asfáltica serán los metros cúbicos de mezcla efectivamente ejecutada y aceptada, medida en su lugar después de la compactación.

3.4.4.1.7 PAGO

Las cantidades determinadas en forma indicada en el numeral anterior, se pagarán a los precios contractuales para el rubro señalado y que conste en el Contrato.

El precio y pago constituirán la compensación total por la producción y suministro de agregados, el suministro de material bituminoso, el mezclado de los materiales, el esparcimiento, conformación y compactación de la mezcla en el camino; así como por toda la mano de obra, equipo, herramientas, materiales y operaciones conexas, necesarios para la ejecución de los trabajos descritos en esta sección.

No. del Rubro de Pago y Descripción Unidad de Medición....Capa de rodadura de la mezcla asfáltica en frío Metro Cúbico

3.4.4.2 MEZCLAS EN CALIENTE

Los hormigones asfálticos mezclados en caliente requieren de agregados y de cemento asfáltico semisólido para su construcción.

Los agregados deben cumplir los requerimientos generales para capas de rodadura bituminosas y además los requisitos granulométricos de los cuadros III.4.m. y III.4.n.

Se recomienda utilizar cementos asfálticos con grados de penetración 60-70 para carreteras de tráfico pesado en climas cálidos y 85-100 para otras condiciones climáticas; para tráficos livianos se recomiendan los grados 85-100 excepto en los climas fríos, donde se sugieren los grados 120-150.

La combinación de las diferentes clases de agregados y el proporcionamiento con el asfalto debe hacerse de manera precisa para obtener una mezcla que cumpla con todas las características de un hormigón adecuado. Con este fin se han desarrollado 3 métodos de diseño de mezclas:

- Método Marshall - Método Hubbard-Field - Método Hveen

CONSTRUCCIÓN

Para la preparación del hormigón asfáltico se requiere de una planta para mezclado cuyo rendimiento varía de 40 á 200 toneladas por hora. La planta deberá constar de las siguientes partes:

1. Tanques para almacenamiento del material bituminoso, equipados convenientemente para permitir el calentamiento del asfalto hasta las temperaturas especificadas. 2. Depósitos calientes para almacenar agregados. 3. Secadora para calentar a los agregados hasta alcanzar el contenido de humedad óptimo; para mezclas en caliente

solamente. 4. Cribas y tolvas de almacenamiento. 5. Dispositivo para medir la cantidad de asfalto. 6. Equipo de pesaje o clasificadores de agregados. 7. Mezcladora.

8. Captador de polvo. 9. Volquetes transportadores. 10. Terminadora. 11. Equipo de compactación liso y neumático. 12. Equipo de control.

Dentro de esta planta se elaborará la mezcla siguiéndose los siguientes pasos:

1. Secado uniforme de los agregados hasta que su contenido de humedad no exceda de 2 á 3%. 2. Dosificación de los agregados en las proporciones preestablecidas. 3. Mezclado de los agregados y el asfalto a las temperaturas especificadas. Cuando se use cemento asfáltico, se lo añadirá a una temperatura comprendida entre 135 y 190 grados centígrados; los agregados al momento de ser combinados con el asfalto deberán tener una temperatura que fluctúe entre 120°C y 160°C. Si se utiliza asfalto diluido, la temperatura de los agregados deberá estar entre 90°C y 125°C. El tiempo de mezclado será de por lo menos 30 segundos. Una vez elaborada la mezcla se la descargará sobre volquetas para ser transportada al sitio de trabajo; durante el transporte deberá evitarse la pérdida excesiva del calos.

La superficie sobre la cual se deberá construir el hormigón asfáltico, deberá cumplir con todas las especificaciones previstas. Si se esta construyendo un hormigón asfáltico mezclado en caliente se deberá colocar la mezcla cuando esta tenga temperaturas mayores á 110°C. La distribución de la mezcla se hará por medio de máquinas pavimentadoras autopropulsadas y en capas no mayores de 7.5 cm. Debe tenerse especial cuidado en las juntas longitudinales y transversales para evitar fallas o uniones de aspecto desagradable.

Una vez distribuida y enrasada la mezcla asfáltica se procederá a su compactación con rodillos lisos y neumáticos.

La compactación inicial se hará con rodillos lisos e inmediatamente después se compactará con rodillos neumáticos hasta lograr la densidad especificada. Por último se hará una pasada final con un rodillo liso tándem de dos ejes. Para evitar la adherencia de la mezcla al cilindro o rueda se los deberá mantener ligeramente mojados con agua.

La superficie terminada deberá poseer la densidad requerida, una textura uniforme y una superficie lisa y regular. En caso necesario se colocará sobre esta superficie una capa sellante, por lo menos 8 días después de haber sido abierto al tránsito público la capa de hormigón asfáltico.

3.5 CAPAS DE RODADURA DE HORMIGÓN DE CEMENTO

PORTLAND

3.5.1 DESCRIPCIÓN

Se designan como pavimentos rígidos a aquellos formados con hormigón de cemento Portland (mayor de 300 Kg/cm2). Se lo conoce también como pavimentos de concreto; consisten en una mezcla de agregados, agua y cemento; cuando se combinan estos materiales forman una masa plástica y trabajable que, en poco tiempo empieza a endurecerse por la acción química que produce la mezcla cemento-agua. Con el transcurso del tiempo forman una capa densa, dura y con una considerable resistencia a la compresión y flexión.

Cuando son bien diseñados y construidos los pavimentos de concreto soportan:

1. Ilimitados volúmenes de tráfico. 2. Las superficies de este tipo son planas. 3. Libres de polvo. 4. Antideslizantes. 5. Tienen alto grado de visibilidad durante el día y la noche. 6. Por lo general requieren de bajos costos de mantenimiento.

De seguro son clasificados como el tipo más eficiente de pavimentos.Las capas de rodadura, por lo general no requieren de una capa de

base, y a menudo son construidas directamente sobre una subrasante mejorada o subbase, su espesor varía de 15 á 25 cm, dependiendo de los requerimientos de diseño.

En estos pavimentos se emplea el término "rígido", por cuanto las superficies así construidas poseen un cierto grado de resistencia estructural que les permite cubrir pequeñas irregularidades de la subrasante o subbase; sobre la cual van asentadas, sin experimentar deformaciones o fallas de consideración.

El pavimento rígido absorbe aproximadamente el 90 % del esfuerzo sobre la capa de rodadura, por lo se lo emplea en suelos malos.

En algunas ocasiones, para controlar las fisuras de los pavimentos de concreto debe emplearse acero de refuerzo.

Los esfuerzos producidos por los cambios volumétricos del concreto, son absorbidos mediante la construcción de juntas longitudinales y transversales. Para este trabajo se emplean materiales de relleno y sellado de juntas que cumplan con las especificaciones previstas.

3.5.2 JUNTAS

Si la losa de un pavimento rígido es sujeta a un incremento uniforme de temperatura, aumenta su longitud. En condiciones extremas puede imaginarse que si la expansión es impedida, la losa se deformará. Esto puede evitarse con la instalación de juntas de expansión transversales. Sin embargo, la fricción entre la subrasante y la losa evita mucho esta expansión y los esfuerzos de compresión creados por esta restricción son generalmente mucho más pequeñas que los esfuerzos de compresión del concreto. Este hecho permite incluir que las juntas de expansión puedan ser colocadas a intervalos muy grandes, siendo suficiente el proveer de adecuadas juntas de contracción. Para estos dos casos ver las Fig. III.5.a. y III.5.b.

Para controlar los esfuerzos producidos en el concreto por la diferencia de temperatura entre las partes inferior y superior de la losa se construyen las juntas longitudinales; con esto se elimina completamente las fisuras longitudinales, Fig. III.5.d.

Un tipo adicional de juntas que se usan en los pavimentos de concreto son las llamadas juntas de construcción. Estas se colocan al final de un día de trabajo o cuando las labores sufren alguna interrupción, Fig. III.5.c.

3.5.3 USO DE ACERO DE REFUERZO

El acero de refuerzo es usado principalmente para controlar las fallas de un pavimento de concreto y para mantener intacta la estructura de la losa entre juntas transversales, para losas que tienen una separación de juntas mayor a 10m se utilizará el acero de refuerzo en forma de malla en todo el cuerpo de la losa y para asegurarse la transferencia de carga en las juntas se prolongará el hierro de la malla; la cantidad de acero a colocarse, tanto en sentido longitudinal como en transversal.

Si la separación entre juntas es menor que 10m se coloca acero de refuerzo solo en las juntas.

3.5.4 CONSTRUCCIÓN

La construcción de pavimentos de concreto se caracteriza por el uso de un gran número de máquinas especializadas, cada una de las cuales cumple una función específica en el proceso de construcción. Los diferentes pasos a seguir en la construcción del pavimento deben realizarse cuidadosa y precisamente para obtener una superficie que cumpla con todos los requisitos de diseño y especificaciones previstas.

En términos generales, los pasos a seguirse para la construcción de pavimentos rígidos son los siguientes:

1. Preparación de la subrasante: Antes de colocar los moldes de encofrado o de iniciar la colocación del hormigón, la subrasante, subbase o base sobre la cual descansará el pavimento deberá estar debidamente compactada, con las obras de drenaje terminadas y en general deberá cumplir con todos los requisitos previstos.

2. Colocación de encofrados: Los moldes deben colocarse con precisión de acuerdo a la pendiente alineación especificadas para el borde de la losa. Los encofrados para la construcción de pavimentos rígidos son generalmente metálicos con una altura variable entre 15 y 30 cm.

3. Terminación de la subrasante: Para iniciar la colocación del hormigón, la subrasante deberá estar humedecida uniformemente pero en forma tal que la superficie no se sature ni forme charcos; además la superficie deberá estar lo más regular posible para evitar desperdicio o falta de espesor en el hormigón. Una subrasante bien terminada evita el "Bombeo" de los finos del suelo.

4. Instalación de juntas: Un paso importante en la construcción de pavimentos de concreto es la instalación de juntas; este paso no es necesario en pavimentos que tienen juntas transversales vistas. Las juntas transversales y longitudinales deben construirse con la cara perpendicular a la superficie del pavimento. Deben también colocarse barras de unión a través de las juntas para la transferencia de cargas.

5. Preparación de los agregados: Deberá tenerse mucho cuidado en la granulometría, dureza y proporción.

6. Dosificación, mezclado y colocación: Los agregados y el cemento deberán estar proporcionados al peso en el sitio o en la planta central. El agua a agregarse podrá ser medida por volumen o por peso en la cantidad requerida para obtener una mezcla suficientemente trabajable. Mientras esté fresco el hormigón deberá ser distribuido uniformemente por medio de una esparcidora mecánica; luego será vibrado doblemente y emparejado hasta que la superficie quede densa, uniforme y con la pendiente y perfil transversal especificados.

7. Terminado: Luego de que el hormigón sea esparcido, apisonado y enrasado y mientras la mezcla aún esté trabajable se dará a la superficie el acabado preliminar, alisándola hasta eliminar las desigualdades y obtener una capa de textura uniforme. Cuando el hormigón apenas quede en una condición plástica se le dará a la superficie del pavimento una textura estriada de 1/8 de pulgada (3.18 mm).

8. Acero de refuerzo: La armadura podrá ser colocada en su posición una vez aprobada la subrasante y antes de la colocación del hormigón o en su defecto se la colocará por medios mecánicos sobre el hormigón plástico ya colocado y espaciado. Generalmente se colocará armadura en los accesos a estructuras.

9. Curado y protección: Luego de realizadas las operaciones de acabado y cuando no haya peligro de estropear la superficie del pavimento, se procederá al curado. Este podrá hacerse mediante una membrana impermeable o saturado la superficie y cubriéndola con algún material. El tiempo de curado

varía generalmente de 7 á 14 días, tiempo después del cual el pavimento podrá ser abierto al tráfico.

10. Corte de juntas: Cuando se trata de juntas simuladas se realiza el aserrado del hormigón después de iniciado el fraguado. Las juntas cortadas a sierra tendrán una profundidad mínima de 5 cm, máximo de 8 cm; el ancho de la ranura será el mínimo practicable con la sierra, pero no podrá ser mayor de 6 mm.

3.5.5 EQUIPO

En términos generales, el equipo empleado en la construcción de pavimentos rígidos consta de lo siguiente:

1. Planta o equipo de dosificación: Esta debe constar con tolvas para almacenar los agregados y balanzas para el proporcionamiento de los materiales.

2. Mezcladoras: Pueden estar ubicadas en una planta central, en una planta móvil o sobre un vehículo.

3. Tren de pavimentación: Debe contar con vibradores y amasadores para garantizar que la superficie tenga el espesor, resistencia, perfiles y acabados especificados.

4. Sierras: Deberán ser lo suficientemente potentes para cortar rápido y precisamente y a la profundidad deseada las juntas del pavimento.

5. Moldes laterales.

3.6 PAVIMENTOS ARTICULADOS

Dentro de los pavimentos articulados se incluyen los adoquinados de piedra y hormigón hidráulico y los empedrados sean estos de cantos rodados o piedra triturada.

3.6.1 CAPAS DE RODADURA DE ADOQUÍN

Para este tipo de capas de rodadura se emplean dos tipos de adoquín, el uno realizado por bloques regulares de piedra y el segundo fabricado con hormigón hidráulico, los cuales se colocan sobre una subrasante adecuadamente terminada.

3.6.1.1 BLOQUES DE PIEDRA NATURAL

Es un adoquín utilizado desde tiempos muy remotos, el mismo que por ser un material natural no precisa para su empleo más de la extracción y la transformación a elementos de forma adecuada pero además es necesario que reúnan una serie de propiedades físicas, químicas y mecánicas que garanticen su aptitud para el empleo destinado.

Entre los tipos de adoquín, el más resistente y el que mejores condiciones presenta, es el de piedra natural, aunque su utilización esté restringida por su alto costo y difícil trabajabilidad.

Entre las características físicas se puede citar: su estructura, densidad, porosidad, compacidad dureza, etc. Entre la química: su composición, durabilidad y atacabilidad por los agentes atmosféricos; y entre las mecánicas se puede considerar su resistencia a los distintos esfuerzos a que se a sometido.

Su empleo dependerá de la adecuada coincidencia de estas características en la forma que en cada caso sea necesaria.

El adoquín de piedra estará formado por fragmentos resistentes y durables que deben tener la forma y dimensiones estipuladas en los planos, y

que cumpla con todos los requisitos para piedra labrada, salvo que el material no presente un desgaste mayor a 40% en el ensayo de abrasión a 500 revoluciones en la máquina de los Ángeles caso contrario estos requisitos son: tener caras labradas y escuadradas, resistentes a la intemperie, de grano relativamente fino, de color uniforme, y además estará libre de intrusiones u otros defectos estructurales. Preferentemente, toda la piedra a emplearse en una obra procederá de la misma cantera, y tendrá tal calidad que luego de su tallado presente formas regulares, con caras paralelas y aristas bien definidas.

3.6.1.2 ADOQUINES PREFABRICADOS DE HORMIGÓN

El adoquín de hormigón es una pieza premoldeada constituida en toda su masa por un hormigón homogéneo, no armado, de características regulares y controladas, que ha de resistir a los esfuerzos a los que quede sometido una vez formada la vía (Fig. III.6.a.).

Los adoquines de hormigón serán construidos en presas mecánicas, serán premoldeados en las dimensiones especificadas para utilizarlos sin ninguna adecuación posterior. El hormigón para la preparación de los adoquines estará formado por agregados gruesos y finos de forma redondeada o triturados, el tamaño máximo de los áridos no excederá de 12 mm. Los adoquines deberán presentar alta regularidad en sus formas, caras perfectamente escuadradas y paralelas, textura fina y algo rugosa en todas sus caras. La tolerancia en las dimensiones se establece en ±3 mm.

La clasificación de los bloques prefabricados de hormigón con arena y grava en función de la resistencia mínima, se puede ubicar en una de estas tres categorías: H-80, H-60 y H-40.

3.6.1.3 HISTORIA DE LOS ADOQUINES

Los adoquines se conocen desde que el hombre, con afán de mejorar sus vías de tránsito, utilizó la piedra como pavimento. El nombre de adoquín proviene del árabe ad-dukkan, que quiere decir “piedra escuadrada”. El empedrado, como se conoce el primer pavimento de superficie limpia y duradera, alcanzó su máximo desarrollo en la época de los romanos y estuvo presente en el desarrollo y crecimiento de Europa hasta inicios del siglo XX, ya que después fue sustituido por la aparición de otros productos alternativos tales como la arcilla, madera, adoquines de concreto, etc.

Específicamente, los adoquines de concreto aparecieron en Alemania a finales del siglo XIX. Después de la Segunda Guerra Mundial, por la escasez de arcilla, los Países Bajos, iniciaron la sustitución de adoquines de arcilla por los de concreto, ya que los primeros eran utilizados solamente para la construcción de viviendas.

La industrialización de los adoquines de concreto nace con la aparición de las Normas de Producto alemanas en 1964 y en los Países Bajos en 1966. Éstas se basaron en la producción uniforme y controlada con diversos grados de automatización y controles de calidad, impulsados también por el desarrollo de equipos de fabricación alemana.

Dichas tecnologías rápidamente fueron introducidas a otros países como Reino Unido, Sudáfrica, Australia, Nueva Zelanda y Japón a finales de los años 60 e inicio de los 70, mismos que han sido pioneros en el desarrollo y la investigación de estos pavimentos.

En este período también se introdujo este tipo de pavimentos en el continente americano. Costa Rica introdujo el producto por la experiencia del uso de este material en Nicaragua, investigaciones del Ing. Max Sittenfeld Roger y por el interés de la empresa Productos de Concreto.

La investigación y el estudio académico de los pavimentos de adoquín ha estado respaldada desde 1980 con el intercambio de información entre diversos representantes de todo el mundo, conocedores de la materia. Esta experiencia ha servido de base para el desarrollo de proyectos de gran envergadura tales como el patio terminal sede de la empresa ECT (Terminal de Contenedores de Europa en Rótterdam, Países Bajos) que tiene 900 000 m2 de pavimentos de adoquín y aeropuertos como los de Luton (Inglaterra), Chep Lap Kook (Hong Kong), Dallas-Fort Worth (Texas, USA) y el terminal aéreo Simón Bolívar en Bogotá, Colombia.

3.6.1.4 DOSIFICACIÓN

Se debe dosificar los áridos, el agua y aglomerados con arreglo a los métodos que se estime oportunos y que se haya comprobado mediante ensayos. La resistencia del bloque será de mínimo 300 Kg/cm² para vías de tráfico medio a ligero, y no menor a 400 Kg/cm² para vías con tráfico pesado. Estas resistencias están directamente ligadas a la abrasión que deberán soportar, más que a los esfuerzos mecánicos a que estarán sometidos bajo condiciones de tráfico.

Para control y aceptación de los adoquines se tomará una muestra, la que consistirá en 10 unidades para cada 20000 adoquines o fracción de un mismo embarque o parada, los cuales serán ensayados y los resultados obtenidos se promediarán para establecer su aceptación o rechazo.

3.6.1.5 CONSTRUCCIÓN

En cuanto se refiere a los requisitos de subrasante y de subbase, deberán cumplir con aquellos numerados en los capítulos anteriores, correspondientes a estos rubros.

Sobre la capa de subbase terminada, se colocara una capa de masilla cemento-arena en la proporción correspondiente 1-8; la arena será de graduación fina que pase en su totalidad por el tamiz #10, el material no

contendrá más de 5% de materiales que pasen el tamiz #200 y debe cumplir además con requisitos de durabilidad y abrasión. Esta capa será de un espesor de 8 á 30 cm. y que deberá cumplir con las siguientes funciones:

1. Como capa ligante, con el objeto de formar un solo cuerpo, capa de rodadura y capas inferiores.

2. Como capa sellante para evitar el bombeo de los finos de la subbase por acción del tráfico.

3. Como capa protectora del agua que se filtraría a través de las uniones de los bloques; haciendo que se desplacen los finos hacia los extremos, y consecuentemente haría que falle la base.

Una vez colocada esta capa se procederá a colocar los adoquines, luego como terminado final se realizará un emporado del adoquín con una mezcla seca de cemento-arena en la proporción correspondiente 1-12.

3.6.2 EMPEDRADO

Este trabajo consiste en la preparación de la subrasante de los caminos vecinales y recubrirla con una capa de cantos rodados o piedra partida, para conseguir su afirmación y protegerla de la acción de los elementos externos. En ciertos casos se incluirá también una capa de asiento de arena en la cual se acomodarán los fragmentos de piedra del empedrado. Se recomienda para tráfico de liviano a medio en caminos de 4° orden. Así mismo no se debe realizar sobre subrasantes que tengan un CBR menor que 12%.

Las principales ventajas que ofrece son:

- Colocación manual. - Procedimientos de trabajo simples. - Bajo costo.

3.6.2.1 MATERIALES

El empedrado se realizará con cantos rodados de río o piedra partida de cantera, de acuerdo con lo que se determine para cada camino.

CANTOS RODADOS O PIEDRA PARTIDA

El material pétreo a emplearse serán cantos rodados (piedra bola de río) o piedra partida con diámetros entre 15 á 20 cm para las maestras y de 10 á 15 cm de diámetro para el resto de la calzada y cunetas empedradas. Siendo piedras maestras las que conforman las hileras iniciales a los bordes y al aje de la vía.

La piedra partida de cantera será en lo posible, lo más uniforme, se partirá y se clasificará en el mismo sitio de explotación, deberá hacerse un chequeo previo al transporte de los lugares de utilización.

MATERIAL DE RELLENO

Según sea la necesidad, el emporado del empedrado o relleno de espacios existentes entre piedras se usará arena, polvo de piedra, o suelo estabilizado, con una capa aproximada de 5 cm. hasta lograr una superficie uniforme y regular, el empedrado así conformado será compactado convenientemente.

No se usará, de ninguna manera piedras pequeñas o ripio para llenar los intersticios entre piedra, dichos espacios se rellenarán con material de relleno aprobado.

3.6.2.2 CONSTRUCCIÓN

Se realizará el trabajo de compactación de la subrasante de la vía con la finalidad de conseguir una superficie regular sobre la que se ejecutará el empedrado. En los caminos de tierra es aconsejable previa a la ejecución del empedrado, colocar una capa de arena o lastre fino de 5cm. que se mezclará con el suelo natural.

Cuando no se tenga cunetas de revestimiento especial el empedrado cubrirá todo el ancho de la calzada, los espaldones y las cunetas.

Cuando las cunetas sean con revestimiento especial el empedrado cubrirá la calzada y los espaldones hasta las cunetas.

Terminado el empedrado, se requiere una nueva compactación, con el fin de obtener una superficie regular y un buen acabado.

3.6.2.3 EQUIPO

- Compactadora.- Martillo de cabeza ancha.

La empresa israelí Innowattech –con sede en la ciudad de Ra'anana y un centro de investigación en el Instituto Israelí de Tecnología Tejnión– desarrolló un revolucionario sistema alternativo de energía, que convierte la energía mecánica producida por vehículos, trenes y peatones en electricidad. Ello se logra a través de un nuevo tipo de generadores piezoeléctricos, que se instalan debajo de la superficie de carreteras, vías de tren y caminos sin alterar el hábitat.

Primera instancia del proceso de instalación de los generadores

Se calcula que con esta nueva tecnología se podrían generar hasta 500 Kilowatt en una hora de tráfico por kilómetro de cualquier carretera transitada. Además de varios acuerdos con el gobierno de Israel, Innowattech ya firmó un lucrativo contrato con la multinacional italiana Impregilo, por 225 millones de euros, para proveer de energía a todas las señales luminosas en la autopista que conecta Venecia con Trieste.

Etapa final del proceso

Además de la producción de electricidad limpia, la tecnología de Innowattech permite registrar valiosos datos de tráfico, como el peso, frecuencia y velocidad de los vehículos, así como el intervalo entre ellos, lo que conducirá en el futuro a la creación de "caminos inteligentes". No se pierda este interesante clip explicativo del funcionamiento de esta tecnología.