“ATOMIZACION DE EMULSIONES ASFALTICAS” · 2019-11-09 · Ingeniero Civil UDES Director Ingeniería Petroquímica UNIVERSIDAD DE SANTANDER FACULTAD INGENIERÍAS INGENIERIA CIVIL

“ATOMIZACION DE EMULSIONES ASFALTICAS”

JOSE JAVIER BELTRAN QUIÑONEZ

ID: 13201268

RURIT EDUARDO QUINTERO RANGEL

ID: 14201120

UNIVERSIDAD DE SANTANDER

FACULTAD INGENIERÍAS

INGENIERIA CIVIL

BUCARAMANGA

2018

TESIS DE GRADO “ATOMIZACION DE EMULSIONES ASFALTICAS”


ID: 13201268


ID: 14201120

Trabajo de Grado como requisito para optar al título de

Ingeniero Civil

Director

JORGE LUIS GROSSO V

Ingeniero Civil UDES

Director Ingeniería Petroquímica

UNIVERSIDAD DE SANTANDER

FACULTAD INGENIERÍAS

INGENIERIA CIVIL

BUCARAMANGA

2018

AGRADECIMIENTO

Primero y como más importante a DIOS, me gustaría agradecer sinceramente a mi

director y tutor de Tesis, Dr. Jorge Luis Grosso, su esfuerzo y dedicación. Sus

conocimientos, sus orientaciones, su manera de trabajar, su persistencia, su

paciencia y su motivación han sido fundamentales para mi formación como

investigador. Él ha inculcado en mí un sentido de seriedad, responsabilidad y rigor

académico sin los cuales no podría tener una formación completa como

investigador. A su manera, ha sido capaz de ganarse mi lealtad y admiración, así

como sentirme en deuda con él por todo lo recibido durante el periodo de tiempo

que ha durado esta Tesis.

También me gustaría agradecer los consejos recibidos a lo largo de los últimos años

por otros profesores del Departamento de Ingeniería de la UNIVERSIDAD DE

SANTANDER, que de una manera u otra han aportado su granito de arena a mi

formación.

A los docentes de la Universidad de Santander quienes no fueron mezquinos a la

hora de transmitirme sus conocimientos, sin los cuales hubiera sido imposible

culminar con éxito este logro. A todas aquellas personas que en una u otra forma

colaboraron en la realización del presente documento.

Gracias.

DEDICATORIA

Dedico este trabajo principalmente adiós por haberme dado la vida y permitirme el

haber llegado hasta este momento tan importante de mi formación profesional. A mi

madre, por el pilar más importante y por demostrarme siempre su cariño y apoyo

incondicional sin importar nuestras diferencias de opiniones. A mi nona porque fue

la que me puso en este camino siempre apoyándome desde el principio sé que este

momento es muy especial para ella como lo es para mí. También quiero dedicárselo

a mi tutor, Ing. Jorge Grosso, por su gran labor como profesor y tutor siempre

apoyándonos y nutriéndonos de su gran conocimiento demostrándonos lo bonito de

nuestra carrera.

Porque sin él esto no sería posible, muchas gracias a todos.


DEDICATORIA

Quiero dedicarles mi Trabajo de Grado a varias personas. En primer lugar, a mis

padres, por su paciencia y generosidad, y por apoyarme y guiarme siempre que lo

he necesitado. También quiero dedicárselo a mi tutor, Ing. Jorge Grosso, Ing.

Guillermo Galindo, por su gran labor como profesor y por su capacidad para

despertar en sus alumnos interés y curiosidad en cada una de sus clases, hasta el

punto de convertirse en una influencia fundamental en mi formación.

Muchas gracias a todos.


TABLA DE CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCION………………………………………………………………………...15 1. OBJETIVOS .................................................................................................... 10

OBJETIVO GENERAL .............................................................................. 10

OBJETIVOS ESPECIFICOS ..................................................................... 10

2. MARCO TEORICO ......................................................................................... 11

3. ANTECEDENTES GENERALES .................................................................... 11

4. MARCO COCEPTUAL.................................................................................... 13

GLOSARIO ............................................................................................... 13

5. MERCO LEGAL .............................................................................................. 15

6. METODOLOGÍA ............................................................................................. 17

DEFINICION DE VARIABLES UTILIZADAS ............................................. 17

El asfalto ............................................................................................ 17

Las emulsiones asfálticas ......................................................................... 17

Los Emulsificantes ............................................................................. 19

Pruebas de calidad a las emulsiones asfálticas ................................. 20

7. PROCEDIMIENTO ......................................................................................... 25

BASE GRANULAR LOS PINOS ............................................................... 25

Determinación del porcentaje de caras fracturadas ........................... 25

Determinación del contenido de vacíos en agregados finos no compactados (INV E-239-07) ......................................................................... 27

Ensayo de CBR método i: ensayo de CBR para materiales no cohesivos ensayos de compactación y ensayos de expansión ....................................... 29

Relación de peso unitario - humedad en los suelos (norma INV E 142:2007) ........................................................................................................ 29

BASE GRANULAR SURATA .................................................................... 32

Determinación grafica de la gradación (norma INV E-123-07) ........... 32

Determinaciones del porcentaje de caras fracturadas (INV E-227-07) 33

Determinación del contenido de vacíos en agregados finos no compactados (INV E-239-07) ......................................................................... 34

Desgaste de agregados en el equipo micro-deval (INV E-238) ......... 35

Determinación de terrones de arcilla y partículas deleznables en los agregados ....................................................................................................... 36

Equivalente de arena y azul de metileno (INV E 133-07 / INV E 235-07) 37

Sanidad de los agregados frente a la acción de las soluciones de sulfato de sodio o de magnesio (INV E 220-07) ......................................................... 38

8. ANALISIS DE RESULTADOS ........................................................................ 43

ARTICULO 411 NORMA INVIAS 2013 ..................................................... 43

DUCTILIDAD PARA LAS EMULSIONES ................................................. 45

9. CONCLUSIONES ........................................................................................... 47

10. RECOMENDACIONES ................................................................................ 48

3

LISTA DE CUADROS Pág.

Cuadro 1. Normatividad legal relacionada con las emulsiones asfálticas .............. 15

4

LISTA DE TABLAS Pág.

Tabla 1. Ensayos requeridos para emulsiones asfálticas ...................................... 19

Tabla 2. Especificaciones de la norma INVIAS 2013 para emulsiones asfálticas .. 43 Tabla 3. Primera etapa .......................................................................................... 44

5

LISTA DE FIGURAS Pág.

Figura 1. Diagrama Esquemático de una emulsión ............................................... 18

Figura 2. Representación esquemática de una emulsión aniónica y de una catiónica ............................................................................................................................... 20 Figura 3. Grafica de gradación............................................................................... 26 Figura 4. Ensayo de laboratorio ............................................................................. 27 Figura 5. Ensayo de laboratorio ............................................................................. 28

Figura 6. Ensayo de laboratorio ............................................................................. 30 Figura 7. Ensayo de laboratorio ............................................................................. 31 Figura 8. Ensayo de laboratorio ............................................................................. 32

Figura 9. Ensayo de laboratorio ............................................................................. 33 Figura 10. Ensayo de laboratorio ........................................................................... 34 Figura 11. Ensayo de laboratorio ........................................................................... 35

Figura 12. Ensayo de laboratorio ........................................................................... 36 Figura 13. Ensayo de laboratorio ........................................................................... 37 Figura 14. Ensayo de laboratorio ........................................................................... 38

Figura 15. Aplicación de emulsión asfáltica para tramo de prueba ........................ 39 Figura 16. aplicación de emulsión asfáltica con inclusión de aire y posterior instalación de mezcla densa en caliente prueba No. 1. ......................................... 39 Figura 17. Aplicación de emulsión asfáltica con inclusión de aire y posterior instalación de mezcla densa en caliente prueba No. 2. ......................................... 40

Figura 18. Aplicación de emulsión asfáltica con inclusión de aire y posterior instalación de mezcla densa en caliente prueba No.3. .......................................... 40

Figura 19. Instalación, irrigación me emulsión asfáltica y posterior aplicación de asfalto modificado con polímeros tipo III ................................................................ 41

Figura 20. Instalación, irrigación me emulsión asfáltica y posterior aplicación de asfalto modificado con polímeros tipo III ................................................................ 41 Figura 21. Aplicación de emulsión asfáltica prueba No. 3. .................................... 42

Figura 22. Aplicación de emulsión asfáltica prueba No. 3. .................................... 42

6

LISTA DE ANEXOS Pág.

Anexo A. Ficha técnica de cemento asfaltico 60-70 MPI ....................................... 50

Anexo B. Ficha técnica de cemento asfaltico 80-100 ............................................ 52 Anexo C. Ficha técnica de emulsiones asfálticas .................................................. 54 Anexo D. Aspectos generales ................................................................................ 56 Anexo E. Catálogo de bombas .............................................................................. 63

7

RESUMEN

TITULO: ATOMIZACION DE EMULSIONES ASFALTICAS AUTORES: JOSE JAVIER BELTRAN QUIÑONEZ, RURIT EDUARDO QUINTERO RANGEL PALABRAS CLAVES: Emulsiones asfálticas, material pétreo, emulsiones catiónicas, substrato pétreo, emulsificante, asfalto.

DESCRIPCION:

Una de las líneas importantes de investigación en materiales asfálticos consiste en

diseñar un sistema que permita una fácil aplicación del asfalto, sobre todo del asfalto

modificado con hule, además de lograr una mejor adhesión entre el asfalto

(modificado o no) y el material pétreo que sirve de substrato para el asfalto. Es en

esta línea de investigación en donde se enmarca este trabajo: el estudio de las

características importantes para la producción de las emulsiones asfálticas que

presenten una fácil aplicación y una mejor adhesión con el material pétreo el cual

sirve de substrato.

Las primeras emulsiones asfálticas en salir al mercado fueron aquellas que sólo

contenían asfalto puro, o sea asfalto sin modificar con hule.

En este trabajo se hace una revisión actual sobre las características más

importantes que afectan la fabricación de emulsiones asfálticas, debido a las

enormes ventajas que tiene la atomización de estas. Además de no requerirse la

aplicación de calor para aplicar el asfalto en fundido, se logra una mejor adhesión

entre el asfalto y el substrato pétreo cuando se usan emulsiones catiónicas, lo que

simplifica grandemente el equipo utilizado para la aplicación del asfalto.

Adicionalmente, la reparación de carreteras (bacheo) es también simplificada

enormemente aún en condiciones climáticas adversas (lluvia, calor, etc.).

8

ABSTRACT

TITTLE: ATOMIZATION OF ASPHALT EMULSION AUTHORS: JOSE JAVIER BELTRAN QUIÑONEZ, RURIT EDUARDO QUINTERO RANGEL KEY WORDS: Asphalt emulsions, stone material, cationic emulsions, stone

substrate, emulsifier, asphalt.

DESCRIPTION:

One of the important lines of research in asphalt materials is to design a system that

allows an easy application of asphalt, especially asphalt modified with rubber, in

addition to achieving a better adhesion between the asphalt (modified or not) and

the stone material that serves as substrate for the asphalt. It is in this line of research

where this work is framed: the study of the important characteristics for the

production of asphalt emulsions that present an easy application and a better

adhesion with the stone material which serves as a substrate.

The first asphalt emulsions to go on the market were those that only contained pure

asphalt, that is, unmodified asphalt with rubber.

In this work a current revision is made on the most important characteristics that

affect the manufacture of asphalt emulsions, due to the enormous advantages that

the atomization of these has. besides not requiring the application of heat to apply

the asphalt in cast, it achieves a better adhesion between the asphalt and the stone

substrate when cationic emulsions are used, which greatly simplifies the equipment

used for the application of asphalt. Additionally, road repair (patching) is also greatly

simplified even in adverse weather conditions (rain, heat, etc.).

9

INTRODUCCION

Las emulsiones asfálticas han venido a simplificar significativamente el procedimiento

de asfaltado de carreteras, ya que se aplican en frío, lo cual presenta un ahorro

considerable, no solo en la energía requerida para fundir el asfalto, sino en la

maquinaria que se requiere para hacer el fundido in situ. Adicionalmente, en el caso

del asfalto caliente, éste no se puede aplicar en condiciones climáticas adversas como

lluvia, alta humedad, etc., pero las emulsiones asfálticas no tienen ese problema, ya

que el medio en el cual viene el asfalto es precisamente agua.

Este es un factor importante, ya que elimina los posibles retrasos en la construcción

de carreteras por mal tiempo; otra de las razones por las cuales las emulsiones

asfálticas están siendo usadas ampliamente en la actualidad, es que mediante el uso

de emulsificantes apropiados, se puede controlar ampliamente el tiempo de ruptura de

las emulsiones, ya que es posible tener emulsiones de rompimiento rápido, lento e

intermedio.

Debido a la importancia que tienen actualmente las emulsiones asfálticas, en este

trabajo se hace una revisión del estado sobre atomización de emulsiones asfálticas,

haciendo énfasis en las características más importantes que afectan la fabricación de

estas emulsiones asfálticas1.

1 RODRIGUEZ, Rogelio; CASTAÑO, Víctor y MARTINEZ, Miguel [en línea]. Emulsiones asfálticas. 2001. p.1. [Con acceso el 15-05-2018]. Disponible en internet: http://www.imt.mx/archivos/Publicaciones/DocumentoTecnico/dt23

10

1. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Diseñar sistema de aspersión para irrigación con mezclas y emulsiones asfálticas

atomizadas que presenten una fácil aplicación y una mejor área superficial,

humectación y adhesión - cohesión con el material pétreo.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Elaborar ensayos de laboratorio para determinar propiedades de las mezclas y

emulsiones asfálticas.

Diseñar mezclas de prueba, y determinar dosificación optima atreves de ensayos

de laboratorio.

Diseñar sistema de aspersión de emulsiones asfálticas.

investigar y proponer técnicas de aspersión de mezclas y emulsiones asfálticas.

11

2. MARCO TEORICO

En el presente capítulo se describen los diferentes conceptos de una mezcla

asfáltica tibia, fabricada con temperaturas bajas para el cual ha inquietado a varios

países en la experimentación y prueba de campo a corto plazo.

El descubrimiento de este producto busca transmitir su implementación a los demás

países con el fin de mitigar el impacto ambiental global que ocasiona la elaboración

de una mezcla asfáltica.

3. ANTECEDENTES GENERALES

En las últimas dos décadas, mucho esfuerzo científico y tecnológico se ha dedicado

al desarrollo de materiales asfálticos para la construcción de carreteras, ya que las

especificaciones de éstas son cada día más estrictas. La tecnología en materia

asfáltica se ha enfocado al desarrollo de carpetas asfálticas con mayor duración,

con menor huella al paso de vehículos, mayor repelencia al agua (alta

hidrofobicidad), mayor resistencia a la radiación ultravioleta, mayor resistencia a la

lluvia, mayor agarre con la llanta, mejor adhesión entre el asfalto y el material pétreo,

mayor facilidad para la reparación de baches, reparación de baches a baja

temperatura, etc. Todas estas condiciones impuestas al asfalto (ya sea modificado

o no) dan como resultado una intensa investigación en este campo desarrollando

nuevos materiales asfálticos, así como nuevas formas en las cuales el asfalto

modificado puede ser aplicado al substrato pétreo. El asfalto modificado se ha

convertido últimamente en la mejor opción para la fabricación de carpetas asfálticas

de alto desempeño. Se sabe que para este tipo de aplicación los niveles de

concentración del polímero son relativamente bajos: del 2 al 3% cuando se usa SBS

(estireno-butadieno-estireno), y del 4 a 8% cuando se usan poli-olefinas amorfas del

tipo APP (polipropileno amorfo). El problema que se presenta es que para estos

bajos niveles de concentración el polímero puede separarse del asfalto por falta de

12

estabilización. Esta separación surge debido a la diferencia en densidades entre el

asfalto y el polímero. Para aplicaciones que involucran impermeabilizantes y

selladores, el sistema asfalto- polímero exhibe niveles intermedios de concentración

de modificador: del 7 al 15% para SBS y del 18 al 30% para APP. En estos casos

el problema fundamental es controlar la compatibilidad asfalto-polímero para

conseguir la morfología requerida del compósito y conservar las propiedades del

sistema. Es importante decir que esta morfología no siempre se obtiene de manera

uniforme en todo el sistema, debido precisamente a la compatibilidad de las

especies, por lo que se hace necesario, en algunas ocasiones, el empleo de un

agente de compatibilización que lo normalice2.

2 Ibid., p. 1

13

4. MARCO COCEPTUAL

En este capítulo se describirán conceptos relevantes para el entendimiento del

proyecto “ATOMIZACION DE EMULSIONES ASFALTICAS”

GLOSARIO

Atomización: El proceso de secado por pulverización es más antiguo de lo que

suele pensarse. El concepto básico del secado por pulverización consiste en la

producción de polvos de alta dispersión a partir de un fluido mediante la

evaporación del disolvente, lo que se consigue mezclando un gas calentado con

un líquido atomizado (pulverizado) en gotas de elevada relación superficie/masa,

idealmente de igual tamaño, dentro de un tanque (cámara de secado), que motiva

que el disolvente se evapore uniforme y rápidamente a través del contacto

directo3.

Asfalto: El asfalto es una mezcla sólida y compacta de hidrocarburos y de

minerales que mayormente es empleada para construir el pavimento de las

calzadas4.

Vías Terciarias: Son aquellas vías de acceso que unen las cabeceras

municipales con sus veredas o unen veredas entre sí. Las carreteras

consideradas como Terciarias deben funcionar en afirmado. En caso de

pavimentarse deberán cumplir con las condiciones geométricas estipuladas para

las vías Secundarias5.

3 EUROTHERM. [en línea] El proceso de secado por pulverización. [con acceso 16-05-2018]. Disponible en internet: https://www.eurotherm.es/spray-drying 4 DefinicionABC. [en línea] Asfalto. [con acceso 16-05-2018]. Disponible en internet: https://www.definicionabc.com/general/asfalto.php 5 INVIAS. [en línea] Clasificación de las carreteras. [con acceso 16-05-2018]. Disponible en internet: https://www.invias.gov.co/index.php/informacion-institucional/2-uncategorised/2706-clasificacion-de-las-carreteras

14

Ensayos mecánicos: sirven para determinar propiedades del material6.

Los agregados: son componentes derivados de la trituración natural o artificial

de diversas piedras, y pueden tener tamaños que van desde partículas casi

invisibles hasta pedazos de piedra. Son materia prima en la fabricación de

concretos, morteros, pavimentos flexibles y rígidos, prefabricados y bases que

hacen parte de la estructura de los pavimentos7.

Emulsión asfáltica: Suspensión de materiales asfálticos en agua, empleada

como capa protectora contra la intemperie, especialmente donde la apariencia

tiene mucha importancia.

6 DESCOM. [en línea] Ensayos mecánicos de los materiales. [con acceso 16-05-2018]. Disponible en internet: http://descom.jmc.utfsm.cl/proi/materiales/ENSAYOS.htm 7 CEMEXCOLOMBIA. [en línea] Agregados. [con acceso 16-05-2018]. Disponible en internet: http://www.cemexcolombia.com/SolucionesConstructor/Agregados.aspx

http://www.parro.com.ar/definicion-de-emulsi%F3n+asf%E1ltica

15

5. MERCO LEGAL

Posiblemente el marco legal sea un tema que presente una situación especial, pues

las leyes suelen interpretarse como un conjunto de restricciones al quehacer de las

empresas, en tanto su formulación, desde los planteamientos de los constituyentes,

obedece más a la necesidad de encauzar el delineamiento de un proyecto, en este

caso, del desarrollo económico y social del país.

Cuadro 1. Normatividad legal relacionada con las emulsiones asfálticas

NUMERO NOMBRE DE

LA NORMA OBJETIVO NORMA

CAPITULOS O

ARTICULOS

RELACIONADOS

1 RESIDUO POR

EVAPORACIÓN

DE LAS

EMULSIONES

ASFÁ LTICAS

A 163°C (325°F)

I.N.V. E – 771 –

07

Esta norma no involucra las debidas

precauciones de seguridad que se deben

tomar para la manipulación de materiales y

equipos aquí descritos, ni establece

pautas al respecto para el desarrollo de cada

proceso en términos de riesgo y

seguridad industrial. Es responsabilidad del

usuario, establecer las normas

apropiadas con el fin de minimizar los riesgos

en la salud e integridad física,

que se puedan generar debidos a la

ejecución de la presente norma y

determinar las limitaciones que regulen su

uso.

I.N.V.E – 701

I.N.V.E – 702

I.N.V.E – 703

I.N.V.E – 704

I.N.V.E – 705

I.N.V.E – 706

I.N.V.E – 707

I.N.V.E – 708

I.N.V.E – 709

I.N.V.E – 7010

I.N.V.E - 7029

2 A.S.T.M. D 244

50/55

Las emulsiones asfálticas deberán cumplir

con ciertas especificaciones, por lo que

deben ser controladas por medios de

ensayos normalizados para ser utilizadas

como materiales en la construcción. Para

determinar las características de una

emulsión asfáltica es precisa una correcta

interpretación de los resultados de los

ASTM D1754

ASTM D113

ASTM D2171

16

ensayos de laboratorio. Normalmente los

objetivos de los ensayos son:

Proveer datos para los requisitos de las

especificaciones.

Controlar la calidad y uniformidad del

producto durante la elaboración y empleo.

Predecir y controlar las propiedades

relativas a la manipulación, almacenamiento

y actuación en el campo del material.

Cabe destacar que, en las especificaciones

de los países productores, especialmente

Estados Unidos, se revela una amplia gama

de requerimientos; muchos relacionados con

las emulsiones elaboradas por productores

particulares. Sin embargo, sólo algunos de

los ensayos son realizados en el país, para el

diseño de mezclas asfálticas en frío

utilizando emulsiones asfálticas y agregados

pétreos.

Fuente: Elaboración propia. Basado en datos de INVIAS. Disponible en internet:

https://www.invias.gov.co

17

6. METODOLOGÍA

DEFINICION DE VARIABLES UTILIZADAS

El asfalto

El asfalto es un material de los llamados termoplásticos, el cual es muy complejo

desde el punto de vista químico ya que es obtenido como el residuo en el proceso

de refinación del petróleo crudo. Esto hace que el control de calidad de este material

sea pobre, además de que sea una mezcla muy compleja de estructuras químicas

complicadas. Sin embargo, este es un material de suma importancia para la

industria de la construcción por sus propiedades de consistencia, adhesividad,

impermeabilidad y durabilidad, y sobre todo por el bajo costo ya que, como

mencionamos, es el residuo en el proceso de refinación del petróleo. El asfalto tiene

varios nombres como: asfalto o bitumen, nafta-betunes, betún, cemento asfáltico,

chapopote. El asfalto tiene una gran variedad de aplicaciones; las que podemos

mencionar: carpetas asfálticas, adhesivos, sellantes, impermeabilizantes,

mastiques, etc. El amplio uso del asfalto en la construcción de carreteras es debido,

en gran medida, a su bajo costo y a sus propiedades de hidrofobicidad y una relativa

resistencia al intemperismo8.

Las emulsiones asfálticas

Una emulsión asfáltica consiste en una dispersión de finas gotas de asfalto,

estabilizadas en una fase acuosa, por la presencia de un agente emulsificante,

obteniéndose un producto relativamente fluido. Pueden ser usadas sin adición de

calor o de solventes, además, pueden ser bombeadas, almacenadas y aplicadas a

temperaturas mucho más bajas que con otro tipo de utilización del asfalto.

8 RODRIGUEZ, Rogelio; CASTAÑO, Víctor y MARTINEZ, Miguel [en línea]. Emulsiones asfálticas. 2001. [Con acceso el 15-05-2018]. Disponible en internet: http://www.imt.mx/archivos/Publicaciones/DocumentoTecnico/dt23

18

Básicamente, una emulsión está constituida por asfalto, agua, un emulsificante, y

en algunos casos, según los requerimientos, cierto tipo de aditivo9.

Las emulsiones son sistemas formados por dos fases parcial o totalmente

inmiscibles, en donde una forma la llamada fase continua (o dispersante) y la otra

la fase discreta (o dispersa). Esto puede apreciarse en la Figura 1, en donde se

muestra un dibujo esquemático de una emulsión.

Generalmente el tamaño de la fase discreta tiene alguna dimensión lineal entre 1

nanómetro y 1 micra. Son estos tamaños tan pequeños los que le dan a las

emulsiones sus importantes e interesantes propiedades. La ciencia que trata con

las emulsiones es multidisciplinaria, ya que involucra física, química, biología, etc10.

Figura 1. Diagrama Esquemático de una emulsión

Fuente: RODRIGUEZ, Rogelio; CASTAÑO, Víctor y MARTINEZ, Miguel. Emulsiones asfálticas. 2001. Disponible en internet: http://www.imt.mx/archivos/Publicaciones/DocumentoTecnico/dt23

9 MERCADO Ronald, BRACHO Carlos, AVENDAÑO Jorge [en línea]. Emulsiones asfálticas usos- rompimiento. 2008. P. 6. [Con acceso el 17-05-2018]. Disponible en internet: http://www.firp.ula.ve/archivos/cuadernos/S365A.pdf 10 RODRIGUEZ, Rogelio; CASTAÑO, Víctor y MARTINEZ, Miguel [en línea]. Emulsiones asfálticas. 2001. [Con acceso el 15-05-2018]. Disponible en internet: http://www.imt.mx/archivos/Publicaciones/DocumentoTecnico/dt23

19

Los ensayos requeridos para emulsiones asfálticas son:

Tabla 1. Ensayos requeridos para emulsiones asfálticas

ENSAYO NORMA

Viscosidad Saybolt Furol a 50°C I.N.V.E -763

Contenido de agua en volumen I.N.V.E -761

Estabilidad en almacenamiento -Sedimentación a los 7 días I.N.V.E -764

Destilación - contenido de asfalto residual I.N.V.E -762

Destilación - contenido de disolventes I.N.V.E -762

Tamizado Retenido tamiz N°20 I.N.V.E -765

Rotura Dioctilsuccinato Sódio I.N.V.E -766

Carga de partícula I.N.V.E -767

PH I.N.V.E -768

Penetración (25°C, 100 g, 5s) - 0,1mm I.N.V.E -706

Ductibilidad (25°C, 5cm/min) I.N.V.E -702

Solubilidad en tricloroetileno I.N.V.E -713

Fuente: Elaboración propia basado en datos de la IDRD. Disponible en internet:

https://www.idrd.gov.co/especificaciones/index.php?option=com_content&view=article&id=2521&Ite

mid=1908

Los Emulsificantes

Los emulsificantes son compuestos orgánicos de peso molecular relativamente

elevado (entre 100 y 300); tienen una parte hidrofóbica (generalmente es una

cadena hidrocarbonada ya sea lineal o cíclica) que es soluble en el medio orgánico

(en nuestro caso en el asfalto) y una parte hidrofílica (generalmente es un grupo

polar de tipo orgánico o inorgánico), soluble en el medio acuoso.

Los emulsificantes están compuestos generalmente por un radical alkilo R el cual

es hidrofóbico y un componente hidrofílico, que se encuentran saponificados y con

20

el contacto con el agua se disocian, quedando con cargas negativas o positivas

según el tipo de emulsificante. En la figura 2 se muestra una representación pictórica

de la emulsión aniónica y la catiónica.

El tipo de emulsificante define el tipo de emulsión: los emulsificantes aniónicos,

tienen grupos ácidos en su parte hidrofílica, con carga eléctrica negativa; éstos

tienen como fórmula general: R-COONa.

Los emulsificantes catiónicos son generalmente grupos aminos con carga eléctrica

positiva y con fórmula general R-NH3Cl.

Figura 2. Representación esquemática de una emulsión aniónica y de una catiónica

Fuente: RODRIGUEZ, Rogelio; CASTAÑO, Víctor y MARTINEZ, Miguel. Emulsiones asfálticas. 2001. Disponible en internet: http://www.imt.mx/archivos/Publicaciones/DocumentoTecnico/dt23

Pruebas de calidad a las emulsiones asfálticas

Consisten en una serie de ensayos que se realizan sobre la emulsión para

determinar si cumple con las especificaciones requeridas en un uso particular. Estas

21

pruebas se aplican para el control de calidad tanto en su fabricación como en su

aplicación11.

Determinación del pH

Esta prueba permite verificar la acidez o alcalinidad de la solución acuosa del

surfactante mediante un potenciómetro (ver figura 4). El pH de la emulsión es difícil

de determinar, debido a que ésta se adhiere a las paredes de los electrodos del

equipo de medición, y no se obtienen resultados exactos; sin embargo, se puede

tener un valor aproximado, por cuanto el pH de las emulsiones varía entre 0.5 y 0.8

con respecto al pH de la solución acuosa.

Destilación (A.S.T.M D 244)

Con esta prueba se determinan las proporciones de agua y residuo asfáltico de la

emulsión (y solvente, en caso de un asfalto rebajado). El residuo asfáltico se utiliza

posteriormente en las pruebas de penetración, ductilidad y solubilidad.

Residuo por evaporación (A.S.T.M 244-Modificado)

El objeto de esa prueba es determinar el residuo de las emulsiones asfálticas,

mediante evaporación rápida. Resulta útil para determinar el contenido de asfalto

en el menor tiempo posible, principalmente cuando se trata de analizar el residuo

asfáltico procedente de una planta en operación. El ensayo consiste en determinar,

por diferencia de pesada, el contenido de asfalto de una muestra de emulsión que

se somete a evaporación por calentamiento directo de un recipiente de dimensiones

normalizadas (20 cm de diámetro por 5 cm de altura). El residuo obtenido en este

ensayo tiende a dar valores de penetración y ductilidad inferiores a los que se

11 MERCADO Ronald, BRACHO Carlos, AVENDAÑO Jorge [en línea]. Emulsiones asfálticas usos- rompimiento. 2008. P. 11. [Con acceso el 18-05-2018]. Disponible en internet: http://www.firp.ula.ve/archivos/cuadernos/S365A.pdf

22

obtienen en el residuo por destilación, por esto no puede usarse este residuo para

tales ensayos.

Asentamiento (A.S.T.M D 244 29/32)

El objeto de la prueba es obtener un índice de la tendencia de las gotas de asfalto

al sedimentarse durante el almacenamiento prolongado de la emulsión. El equipo

típico utiliza dos cilindros de 500 ml de capacidad con tapón de corcho o vidrio. Se

coloca en cada cilindro una muestra de 500 ml de emulsión y se dejan en reposo

durante cierto tiempo a temperatura ambiente. Transcurrido ese tiempo, se

destapan los cilindros y se toman 40 ml de la parte inferior y superior de cada uno,

tratando de no alterar el resto de la muestra, y se examina el residuo asfáltico por

evaporación. El asentamiento se reporta como la diferencia de los promedios

porcentuales de asfalto de la parte inferior y superior. El valor máximo permisible de

asentamiento es de 5% para cualquier tipo de emulsión.

Carga Eléctrica (A.S.T.M D 244)

Esta prueba permite determinar si una emulsión es del tipo aniónica o catiónica,

basándose en la carga eléctrica que posean los glóbulos de asfalto. El experimento

consiste en sumergir unos electrodos en una muestra de la emulsión, y hacer pasar

una corriente eléctrica durante cierto tiempo, luego del cual se examinan

visualmente los electrodos. El electrodo con la mayor deposición de asfalto libre

determinará el tipo de la emulsión.

Una variante de este ensayo consiste en medir el tiempo en que la lectura de la

intensidad de corriente pasa de 8 mA a 2 mA, para de esta manera, clasificar a la

emulsión según el tipo de rompimiento.

Tipo de emulsión Tiempo (min)

23

Rápida 3-15

Medía 15-45

Lenta 45-90

Muy Estable No es posible medirlo

Diámetro de gota de la emulsión.

El tamaño de gota es un factor que tiene gran influencia, tanto en la viscosidad como

en la estabilidad de una emulsión. Existen varios métodos de análisis de tamaño de

gota, basados en diversos parámetros:

Observación con un microscopio.

Reflectancia, en el cual la intensidad de la coloración de una emulsión 0/W,

cuya fase interna contiene un colorante, decrece con el diámetro de gota.

Turbidez, donde la cantidad de luz dispersada de un haz de luz

monocromática que pasa a través de una emulsión mono-dispersa diluida

es proporcional al cuadrado del diámetro de la gota y a un fundón llamada

"coeficiente de dispersión",

Métodos basados en el uso de un contador del tipo Coulter,

Métodos que se basan en la difracción de un haz de luz coherente láser

De entre los citados, este último es el más preciso, aunque también el más

costoso.

Viscosidad Saybolt Furol (A.S.T.M. P 244 P 88)

Esta prueba cuantifica el estado de fluidez de la emulsión a la temperatura de

estudio. Se lleva a cabo con un viscosímetro del tipo Saybolt, en el cual se mide el

tiempo en que la muestra de emulsión llena un matraz aforado de 60 cm3. Este

tiempo se utiliza como una característica del tipo de rompimiento de una emulsión;

rápido, medio o lento.

24

Los resultados se reportan en segundos Saybolt Furol, y por conveniencia y

precisión de ensayo, se realiza a dos temperaturas, 25 °C y 50 °C, las cuales cubren

el intervalo normal de trabajo.

Adhesividad (A.S.T.M. D 244 50/55)

Esta prueba se realiza con el propósito de determinar la facilidad con la que una

emulsión puede recubrir completamente un material determinado (agregado),

soportar una acción de mezclado al permanecer como una película sobre el

agregado, y resistir la acción del agua de lavado, después de completar el

mezclado. El ensayo, útil en las emulsiones de rotura media y lenta, también permite

determinar la estabilidad química de la emulsión, mediante la evaluación de la

capacidad de cubrir uniformemente a un tipo de árido considerado, o a un árido que

se desea ensayar en una determinada obra.

Índice de rotura

Este ensayo se basa en la actividad de una emulsión en presencia de materiales

finos, y permite medir la velocidad de rotura de una emulsión en condiciones

normalizadas, empleando un material de referencia que puede ser cemento

Portland o polvo de sílice, según el tipo de emulsión a estudiar. En determinada

cantidad de emulsión se introduce el relleno a cierta velocidad (g/s) y con agitación

constante para asegurar la homogeneidad, ver figura 10; el relleno se añade hasta

la rotura de la emulsión, y el índice de rotura se expresa como una relación entre la

cantidad de relleno añadido y la cantidad de emulsión ensayada.

Penetración

Esta prueba se realiza al asfalto residual después de que se ha roto la emulsión, y

se ha eliminado la fase acuosa. El procedimiento es similar al realizado al asfalto

solo, antes de ser emulsificado.

25

Existen además otros ensayos para las emulsiones asfálticas y para el residuo

asfáltico:

Demulsibilidad (A.S.T.M D 244 25/28).

Miscibilidad con cemento Portland (A.S.T.M D 244 33/37).

Miscibilidad con agua (A.S.T.M. D 244).

Ductilidad del asfalto residual.

7. PROCEDIMIENTO

Se realiza el diseño de la vía como se muestra en el Manual de Diseño

Geométrico de Carreteras. La vía sobre la que se está trabajando es el

intercambiador del Bosque.

Se pavimenta la vía, para lo que se hace los siguientes ensayos a los

agregados:

BASE GRANULAR LOS PINOS

El análisis granulométrico tiene por objeto la determinación cuantitativa de la

distribución de tamaños de partículas de suelo.

Esta norma describe el método para determinar los porcentajes de suelo que

pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta el de

75 μm (No.200) (ver figura 3).

Determinación del porcentaje de caras fracturadas

En este ensayo podemos detenimiento la forma que presenta cada uno de los

fragmentos de roca para clasificarlo según sea, caras fracturadas así mismo

apreciar las tendencias de los fragmentos en los retenidos encontrados, de acuerdo

con las indicaciones impartidas por las Normas INVIAS (ver figura 4).

26

Figura 3. Grafica de gradación

Fuente: Autoría propia

27

Figura 4. Ensayo de laboratorio


Determinación del contenido de vacíos en agregados finos no compactados (INV E-239-07)

Esta norma se refiere a la determinación del contenido de vacíos de una muestra

de agregado fino no compactada. Cuando es medido en cualquier agregado de

OBRA: VIAS TERCIARIAS TIPO DE MATERIAL: BASE GRANULAR (BG-1)

FECHA: 24/08/2017 PROCEDENCIA: ARENERA LOS PINOS

3/4 1/2 1265,9 433,2 0,0

1/2 3/8 741,8 509,2 0,0

2007,7 942,4 0,0

3/4 1/2 1265,9 429,5 0,0

1/2 3/8 741,8 506,4 0,0

2007,7 935,9 0,0

A PESO MUESTRA, g

F PARTICULAS CON CARAS FRACTURADAS, g

Q PARTICULAS CUESTIONABLES Ò FRONTERA, g

N PARTICULAS NO FRACTURADAS Ó QUE NO CUMPLEN EL CRITERIO, g

P PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS

OBSERVACIONES

ELABORÓ

REVISÓ

PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS P=[(F+(Q/2))/(F+Q+N)]*100 46,6

Luis Bohorquez Residente de calidad

NOMBRE CARGO FIRMA

Juan Carlos Ramirez Tecn. Laboratorista

235,4 68,3

TOTAL 1071,8 102,2

P Caras fracturadas

(%)PASA

TAMIZ

RETENIDO

TAMIZ

836,4 33,9

TAMAÑO DEL

AGREGADO

A Peso del material

(g)

F Partículas con al

menos 2 caras

fracturada

(g)

Q Partículas

Cuestionables ò

frontera

(g)

N Partículas no

fracturadas o

que no

cumplen

criterio

(g)

TOTAL 1065,3 102,9


832,7 34,2

232,6 68,6

P Caras fracturadas

(%)PASA

TAMIZ

RETENIDO

TAMIZ

DETERMINACIONES DEL PORCENTAJE DE CARAS

FRACTURADAS

INV E-227-07

CODIGO: CON-RE-103

REVISIÓN: 2

FECHA: 1/08/2017

TAMAÑO DEL

AGREGADO

A Peso del material

(g)

F Particulas con al

menos 1 cara

fracturada

(g)

Q Particulas

Cuestionables ò

frontera

(g)

N Particulas no

fracturadas o

que no

cumplen

criterio

(g)

28

gradación conocida, el contenido de vacíos provee una indicación de la angularidad

de ese agregado, esfericidad y textura de la superficie que pueden ser comparadas

con las de otros agregados finos ensayados con la misma gradación. Cuando el

contenido de vacíos es medido en un agregado fino con gradación tal como se

recibe, este puede ser un indicador del efecto del agregado fino en la manejabilidad

de una mezcla en la cual puede ser empleado (ver figura 5).



OBRA: VIAS TERCIARIAS FECHA:

DESTINO:

TIPO DE MATERIAL: REF MUESTRA:

MÉTODO DE PRUEBA: A

Fórmula 1 2

100,50 100,50

422,50 422,90

281,20 281,20

A-B 141,30 141,70

Gravedad especifica del agregado fino (G) 2,617 2,617

V-(F/G) * 100

V 46,28 46,12

%U1+%U2

2

Elaboró Revisó

Volumen del medidor cilíndrico (ml) (V)

Peso del medidor vacío (grs) (B)

Peso del material en el medidor (grs) (F)

% de vacíos en el agr. fino sin compactar (%U)

Promedio de los ensayos (%U) 46,2

Observaciones:

Peso del medidor más material (grs.) (A)

DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE VACÍOS EN AGREGADOS FINOS NO

COMPACTADOS

INV E-239-07

CON-RE-086

Hoja No.___ de ___

24/08/2017

PROCEDENCIA: ARENERA LOS PINOS VIAS TERCIARIAS

BASE GRANULAR (BG-1) BASE GRANULAR (BG-1)

Ensayos

29

Ensayo de CBR método i: ensayo de CBR para materiales no cohesivos ensayos de compactación y ensayos de expansión

La finalidad de este ensayo es determinar la capacidad de soporte (CBR) de suelos

y agregados compactados en laboratorio, con una humedad optima y niveles de

compactación variables. Es un método desarrollado por la división de carreteras del

estado de California (E.E.U.U) y sirve para evaluar la calidad relativa del suelo para

sub-rasante, sub base y base de pavimentos.

El ensayo mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y

densidad controladas, permitiendo obtener un (%) de la relación de soporte. El (%)

CBR, está definido como la fuerza requerida para que un pistón normalizado penetre

a una profundidad determinada, expresada en porcentaje de fuerza necesaria para

que el pistón penetre a esa misma profundidad y con igual velocidad, en una probeta

normalizada constituida por una muestra patrón de material chancado (ver figura 6).

Relación de peso unitario - humedad en los suelos (norma INV E

142:2007) Este método de ensayo se aplica a mezclas de suelos que tienen el 40% o menos

retenido en el tamiz de 4.75mm (No 4) al usar los Métodos A o B, y 30% o menos

de retenido en el tamiz de 19mm (3/4") cuando se emplee el Método C o el D. El

material retenido en estos tamices deberá ser definido como sobretamaños

(partículas gruesas).

Si el material a ensayarse tiene partículas gruesas en un porcentaje superior al 5%

y el resultado es usado para el control de compactación de suelos debe hacer

correcciones a la densidad seca máxima de acuerdo con la norma INV E – 228 a fin

de comparar la densidad seca del terreno con la densidad seca máxima de

compactación correspondiente al material total utilizado en terreno.

30

Si las tolerancias máximas especificadas de sobretamaños se exceden, se debe

usar otros métodos para el control de compactación (ver figura 7).



OBRA : LABORATORISTA

UBICACIÓN : Santander NUMERO DE MUESTRA

INTERVENTORIA : PAG: 4 de 4

FUENTE:Arenera Los Pinos MUESTRA: : FECHA MUESTREO

UBICACIÓN : PROFUNDIDAD : FECHA ENSAYO :

MATERIAL : Base Granular

ENSAYOS DE COMPACTACION PROCTOR C.B.R.

Número de golpes / capa 56 56 56 55 26 12

Molde No. 1 2 3 10 12 4

Diámetro de la muestra (cm)

Altura de la muestra (cm)

Peso molde y muestra compactada (g) 7795 8094 8049 9860 9531 9015

Peso del molde (g) 3283 3283 3283 4646 4532 4097

Peso de la muestra compactada (g) 4512 4811 4766 5214 4999 4918

Volumen muestra compactada (cm3) 2095 2095 2095 2268 2227 2227

Densidad húmeda (g/cm3) 2,15 2,30 2,27 2,30 2,25 2,21

Densidad seca (g/cm3) 2,03 2,10 2,03 2,10 2,06 2,02

Densidad seca (Lb/p3) 126,3 131,1 126,8 131,1 128,2 126,1

HUMEDAD DE COMPACTACION

Cápsula No. 17 47 5 22 15 14

Peso cápsula y suelo húmedo (g) 309,6 375,3 326,3 395,4 343,2 354,2

Peso cápsula y suelo seco (g) 295,0 349,6 298,1 367,0 319,5 330,0

Peso cápsula (g) 63,4 72,0 60,9 62,3 62,8 68,2

Humedad (%) 6,3 9,3 11,9 9,3 9,2 9,2

PRUEBA DE EXPANSION Sobrecarga : 10 lb

Lectura inicial (1x10-2 mm) 0 0 0

Lectura 1 dia (1x10-2 mm) 20 30 50

Lectura 2 dias (1x10-2 mm) 40 50 70

Lectura 3 dias (1x10-2 mm) 60 70 90

Lectura 4 dias (1x10-2 mm) 60 80 100

Lectura final (1x10-2 mm) 60 80 100

Expansión total (cm) 0,06 0,08 0,10

Expansión total (%)

RESULTADOS ENSAYO DE COMPACTACION RESULTADOS ENSAYO DE C.B.R.

Humedad óptima de compactación : 9,2 % COMPACTACION (%)DENSIDAD SECA (lbs/pie3) C.B.R. (%)

Densidad seca máxima : 131,1 lbs/pie3 95,0 124,5

Densidad seca máxima : 2,10 g/cm3 95,0 124,5 13,8

ENSAYO DE CBR METODO I

ENSAYO DE CBR PARA MATERIALES NO

COHESIVOS ENSAYOS DE COMPACTACION Y

ENSAYOS DE EXPANSIÓN

Vias Terciarias

24/08/2017

13,8

31



Proyecto: Vias Terciarias

Tramo: Santander

Descripción: Base Granular

Cantera: Arenera Los P inos

Localización: Pescadero

Fecha de Toma: 24/08/2017

Fecha de Ensayo: 24/08/2017

MOLDEPRUEBA

Recipiente Número:

M 1= M asa Recipiente + masa húmeda (g):

M 2= M asa Recipiente + masa seca (g):

M 3= M asa Recipiente (g):

Humedad (%):

Número de golpes por capa:

Número de capas:

M asa suelo inicial (g):

Agua adicional (cm³):

M olde Número.:

M 4= M asa molde y la base + suelo compactado (g):

M 5= M asa del molde + base (g):

M 6= M asa humeda compacta (g):

Humedad (%):

M 7= M asa seca (g):

V=Volumen del molde (cm³):

Densidad seca (g/cm³): (M 7/V)

Densidad seca (kg/m³):

DENSIDAD MÁXIMA DE LABORATORIO: 2266 kg/m3 kg/m3

DENSIDAD MAXIMA DE LABORATORIO: 2,266 g/cm3 g/cm3

HUMEDAD ÓPTIMA: 6,5 % %

M ASA M ATERIAL DE REEM PLAZO (g) COM PACTADO A 56 GOLPES EN 5 CAPAS

OBSERVACIONES:

Elaboró: Revisó:

JOSE JAVIER BELTRAN QUIÑONEZ RAUL ROM ERO SOLER

INFORME DE ENSAYOS

RELACIÓN DE PESO UNITARIO - HUMEDAD EN LOS

SUELOS. EQUIPO MODIFICADO. MÉTODO D

NORMA INV E 142:2007

4558

2234

4641

2194

2,234 2,194

6000

2257

2,257

10953

6063,7

2077

5,3

4688

3

5,3 7,7 9,1

407,4 400,8

1139,61036,0 1114,8

1077,8

56

1063,4

5

397,2

5

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD

5656

5

1004,1

DETERMINACIÓN DE HUMEDAD

B7 B7

2

B7

1

2077

10

4889,3

120

2077

5049,2

240

11112,9

4973,7

9,17,7

6000

6063,7

360

10

11037,4

6063,7

10

6000

2180

2190

2200

2210

2220

2230

2240

2250

2260

2270

2280

2290

4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0

DEN

SID

AD

S

EC

A

(kg/m

³)

HUMEDAD (%)

CURVA PROCTOR

32

BASE GRANULAR SURATA Los siguientes ensayos se le aplicaron a una base granular ( planta surata) para

una vía terciaria.

Determinación grafica de la gradación (norma INV E-123-07)



CODIGO:

REVISIÓN:

FECHA:

AGOSTO 15 DE

2017

AGOSTO 15 DE

2017

1

DELSAN SAS

VIAS TERCIARIAS

BASE GRANULAR (BG-1)

PLANTA SURATA

GRIS

N/A

TAMICES MASA

RETENIDA% RETENIDO

% RETENIDO

ACUMULADO % PASA

ESPECIFICACION

(% PASA)

No.Abertura

(mm)MINIMO MAXIMO

1 1/2" 38,100 0 0,0 0 100,00 100,00 100,00

1" 25,000 794,1 9,0 9,0 91,0 70,0 100,0

3/4" 19,000 1.137,5 12,9 21,8 78,2 60,0 90,0

1/2" 12,700 1.265,9 14,3 36,2 63,8 50,3 82,0

3/8" 9,500 741,8 8,4 44,5 55,5 45,0 75,0

#4 4,750 957,3 10,8 55,4 44,6 30,0 60,0

#10 2,000 1.211,5 13,7 69,1 30,9 20,0 45,0

#40 0,425 1.410,0 15,9 85,0 15,0 10,0 30,0

#100 0,150 728,3 8,2 93,2 6,8 6,5 21,0

#200 0,075 145,0 1,6 94,9 5,1 5,0 15,0

P/200 452,4

8.843,8

PESO INICIAL: 8.843,80 PESO FINAL: 8.391,40

Fecha expedición informe:

Observaciones: COMBINACION DE MATERIALES DEL PAR VIAL + FRESADO 1*1*1

Elaboro: Reviso: Aprueba:

Cargo: Cargo: Cargo:

Fecha de recepción de la muestra:

DETERMINACION GRAFICA DE LA GRADACION( NORMA I.N.V.E-123-07)

Color de la muestra:

CON-RE-002

3

1/08/2017

Fecha de ensayo:

Aplicación del material:

Obra:

Descripción de la muestra:

Procedencia de la muestra:

Muestra No:

Interesado:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,00,11,010,0100,0

PO

RC

EN

TA

JE Q

UE P

AS

A

TAMICES STANDARD

CURVA GRANULOMETRICA

3/4 1/2 3/8 4 10 40 80 200

33

Determinaciones del porcentaje de caras fracturadas (INV E-227-07) Figura 9. Ensayo de laboratorio


OBRA: VIAS TERCIARIAS TIPO DE MATERIAL: BASE GRANULAR (BG-1)

FECHA: AGOSTO 15 DE 2017 PROCEDENCIA: PLANTA SURATA

3/4 1/2 1265,9 433,2 0,0

1/2 3/8 741,8 509,2 0,0

2007,7 942,4 0,0

3/4 1/2 1265,9 429,5 0,0

1/2 3/8 741,8 506,4 0,0

2007,7 935,9 0,0

A PESO MUESTRA, g

F PARTICULAS CON CARAS FRACTURADAS, g

Q PARTICULAS CUESTIONABLES Ò FRONTERA, g

N PARTICULAS NO FRACTURADAS Ó QUE NO CUMPLEN EL CRITERIO, g

P PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS

OBSERVACIONES

ELABORÓ

REVISÓ


Luis Bohorquez Residente de calidad

NOMBRE CARGO FIRMA

Juan Carlos Ramirez Tecn. Laboratorista

235,4 68,3

TOTAL 1071,8 102,2

P Caras fracturadas

(%)PASA

TAMIZ

RETENIDO

TAMIZ

836,4 33,9

TAMAÑO DEL

AGREGADO

A Peso del material

(g)

F Partículas con al

menos 2 caras

fracturada

(g)

Q Partículas

Cuestionables ò

frontera

(g)

N Partículas no

fracturadas o

que no

cumplen

criterio

(g)

TOTAL 1065,3 102,9


832,7 34,2

232,6 68,6

P Caras fracturadas

(%)PASA

TAMIZ

RETENIDO

TAMIZ

DETERMINACIONES DEL PORCENTAJE DE CARAS

FRACTURADAS

INV E-227-07

CODIGO: CON-RE-103

REVISIÓN: 2

FECHA: 1/08/2017

TAMAÑO DEL

AGREGADO

A Peso del material

(g)

F Particulas con al

menos 1 cara

fracturada

(g)

Q Particulas

Cuestionables ò

frontera

(g)

N Particulas no

fracturadas o

que no

cumplen

criterio

(g)

34

Determinación del contenido de vacíos en agregados finos no compactados (INV E-239-07)



OBRA: VIAS TERCIARIAS FECHA:

DESTINO:

TIPO DE MATERIAL: REF MUESTRA:

MÉTODO DE PRUEBA: A

Fórmula 1 2

100,50 100,50

422,50 422,90

281,20 281,20

A-B 141,30 141,70

Gravedad especifica del agregado fino (G) 2,617 2,617

V-(F/G) * 100

V 46,28 46,12

%U1+%U2

2

Elaboró Revisó

Volumen del medidor cilíndrico (ml) (V)

Peso del medidor vacío (grs) (B)

Peso del material en el medidor (grs) (F)

% de vacíos en el agr. fino sin compactar (%U)

Promedio de los ensayos (%U) 46,2

Observaciones:

Peso del medidor más material (grs.) (A)

DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE VACÍOS EN AGREGADOS FINOS NO

COMPACTADOS

INV E-239-07

CON-RE-086

Hoja No.___ de ___

AGOSTO 15 DE 2017

PROCEDENCIA: PLANTA SURATA VIAS TERCIARIAS

BASE GRANULAR (BG-1) BASE GRANULAR (BG-1)

Ensayos

35

Desgaste de agregados en el equipo micro-deval (INV E-238) Figura 11. Ensayo de laboratorio


CODIGO: CON-RE-099

REVISIÓN: 2

FECHA: 1/08/2017

OBRA: VIAS TERCIARIAS TIPO DE MATERIAL: SUB BASE GRANULAR


5000

Pasante

Tamiz, mm

Retenido

Tamiz, mm

19,1 16,0

16,0 12,5

12,0 9,5

Pasante

Tamiz, mm

Retenido

Tamiz, mm

Pasante

Tamiz,

mm

Retenido Tamiz,

mm

19,1 16,0 12,5 9,5

16,0 12,5 9,5 6,3

12,0 9,5 6,3 4,75

Pasante

Tamiz, mm

Retenido

Tamiz, mmGradación

Tiempo Rotación

(min)

9,5 6,3 Tabla Nº 1 120 ± 1

6,3 4,75 Tabla Nº 2 105 ± 1

Tabla Nº 3 95 ± 1

ELABORÓ

REVISÓ Oscar Caicedo Administrador de plantas

9500 ± 100

OBSERVACIONES:

NOMBRE CARGO FIRMA

Juan Carlos Ramirez Laboratorista

Masa, gNúmero de

Revoluciones

750,0 12000 ± 100

750,0 10500 ± 100

375,0 375,0

750,0 375,0

TABLA Nº 3 TABLA Nº 4

TABLA Nº 1 TABLA Nº 2

Masa, g Masa, g

375,0 750,0

750,0 % de desgaste 16,0

Total 1500,0 Valor Especificación max.25

375,0 Peso muestra seca despues de ensayo (g): 1264,0

375,0 Pérdida en el ensayo (g): 240,0

120

Masa, g Peso muestra seca antes de ensayo (g): 1500,0

DESGASTE DE AGREGADOS EN EL EQUIPO MICRO-DEVAL INV E-238

Tabla Utilizada: 1 Peso de las esferas (g): Tiempo (min):

36

Determinación de terrones de arcilla y partículas deleznables en los agregados



OBRA: VIAS TERCIARIAS Fecha: AGOSTO 15 DE 2017

PROCEDENCIA: PLANTA SURATA Destino: PAR VIAL - EL CERO

TIPO DE MATERIAL: SUB BASE GRANULAR Referencia: SUB BASE GRANULAR

PASA RETIENE

No.4 No.10 300,8 300,1 0,7 12,7

300,8 300,1 0,7 12,7

PASA RETIENE

3/4" 3/8" 2006 2006 0 22,0

3/8" No. 4 1003,8 1003 0,8 16,6

3009,8 3009 0,8 38,6

RESULTADOS

% TERRONES ARCILLA FINOS 0,1 %

% TERRONES ARCILLA GRUESOS 0,1 %

OBSERVACIONES:

_____________________________ _____________________________

Elaboro: Revisó:

AGREGADO FINO

% terrones de

arcilla y

particulas

% Retenido

Gradación

original

DETERMINACION DE TERRONES DE

ARCILLA Y PARTICULAS

DELESNABLES EN LOS AGREGADOS

Hoja No. ___ de ___

CON-RE-077

% terrones de arcilla

por % retenido grad.original

% terrones de arcilla

por % retenido grad.original

0,1

TOTALES 0,1

% TERRONES DE ARCILLA Y PARTICULAS DELESNABLES 0,1

AGREGADO GRUESO

Tamaño del agregado Peso

muestra

(grs)

Peso

Material

retiene

% terrones de

arcilla y

particulas

% Retenido

Gradación

original

Tamaño del agregado Peso

muestra

(grs)

Peso

Material

retiene

0,0

0,1

TOTALES 0,1

% TERRONES DE ARCILLA Y PARTICULAS DELESNABLES 0,1

37

Equivalente de arena y azul de metileno (INV E 133-07 / INV E 235-07) Figura 13. Ensayo de laboratorio


CODIGO: CON-RE-028

REVISIÓN: 2

FECHA: 1/08/2017



DETERMINACION No. 1 2 3

Probeta No. 1 2 3

Lectura de Arena ( A ) 79 78 78

Lectura de Arcilla ( B ) 287 288 286

E. A. = 100 x ( A ) / ( B ) 27,5 27,1 27,3

EQUIVALENTE DE ARENA PROMEDIO ( % ) = 28

VALOR AZUL DE METILENO:

ELABORÓ

REVISÓ

FIRMA

EQUIVALENTE DE ARENA Y AZUL DE METILENO

INV E 133-07 / INV E 235-07

NOMBRE CARGO

Juan Carlos Ramirez Laboratorista

Oscar Caicedo Administrador de plantas

38

Sanidad de los agregados frente a la acción de las soluciones de sulfato de sodio o de magnesio (INV E 220-07)



CODIGO:

REVISIÓN:

FECHA:



A B C D F

D A x E

B 100

1 1/2 " 1 "

1" 3/4 "

3/4 " 1/2 " 14,0 600,0 590,0 10,0 0,2

1/2 " 3/8" 8,1 300,0 289,0 11,0 0,3

3/8" Nº 4 16,6 300,2 288 12,2 0,7

38,6 1,2

A B C D F

D A x E

B 100

Nº 4 Nº 10 12,7 100,0 97,4 2,6 0,33

Nº 10 Nº 40 11,5 100,1 94,0 6,1 0,70

24,2 1,0

Nº % Nº % Nº % Nº %

A PORCENTAJE RETENIDO GRADACION ORIGINAL %

B PESO INICIAL DE LA MUESTRA (grs)

C PESO FINAL DE LA MUESTRA (grs)

D PERDIDA EN PESO DE LA MUESTRA (grs)

E PORCENTAJE PERDIDA REAL %

F PORCENTAJE PERDIDA CORREGIDA %

OBSERVACIONES :

SULFATO DE MAGNESIO

V.2 30/07/2012

FRACCION GRUESA

SANIDAD DE LOS AGREGADOS FRENTE A LA ACCIÓN DE LAS

SOLUCIONES DE SULFATO DE SODIO O DE MAGNESIO

INV E 220-07

CON-RE-004

2

1/08/2017

TOTAL

TAMAÑO DEL

AGREGADOE

PASA RETIENE % (g) (g) (g) 100

1,7

3,7

4,1

SOLIDEZ =TOTAL F

= 3,1TOTAL A

FRACCION FINA

TAMANO DEL

AGREGADOE

PASA RETIENE % (g) (g) (g) 100

2,6

6,1

TOTAL

SOLIDEZ =TOTAL F

= 4,3TOTAL A

ANALISIS CUALITATIVO TAMAÑOS GRUESOS

Tamaño

tamiz

PartÍculas que exhiben Erosión Nº Total de

partículas

antes del

ensayo

Partidas Escamosas Desintegradas Vueltas Lajas

REVISÓ Oscar Caicedo Administrador de plantas

NOMBRE CARGO FIRMA

ELABORÓ Juan Carlos Ramirez Laboratorista

39

3.2. APLICACIÓN DE EMULSIÓN ASFÁLTICA

Figura 15. Aplicación de emulsión asfáltica para tramo de prueba


Figura 16. aplicación de emulsión asfáltica con inclusión de aire y posterior instalación de mezcla densa en caliente prueba No. 1.


40

Figura 17. Aplicación de emulsión asfáltica con inclusión de aire y posterior instalación de mezcla densa en caliente prueba No. 2.


Figura 18. Aplicación de emulsión asfáltica con inclusión de aire y posterior instalación de mezcla densa en caliente prueba No.3.


41

Figura 19. Instalación, irrigación me emulsión asfáltica y posterior aplicación de asfalto modificado con polímeros tipo III


Figura 20. Instalación, irrigación me emulsión asfáltica y posterior aplicación de asfalto modificado con polímeros tipo III


42

Figura 21. Aplicación de emulsión asfáltica prueba No. 3.


Figura 22. Aplicación de emulsión asfáltica prueba No. 3.


43

8. ANALISIS DE RESULTADOS

ARTICULO 411 NORMA INVIAS 2013

Esta especificación se refiere al suministro de emulsiones asfálticas del tipo y

características de rotura apropiados en el sitio de colocación de mezclas en frio,

densas y abiertas, recicladas o estabilizadas, así como en el sitio de ejecución de

riego de imprimación, liga y curado, tratamientos superficiales, sellos de arena y

asfalto, lechadas asfálticas e instalación de geo textil y mallas para repavimentación.

Además de cumplir con las especificaciones de la norma INVIAS 2013 norma de

ensayo referente al artículo 711 y tabla (411-1). Las diferencias de cada formulación

serán explicadas en los siguientes puntos.

Tabla 2. Especificaciones de la norma INVIAS 2013 para emulsiones asfálticas

Propiedad

Especificación SCT

Límite inferior Límite superior

Viscosidad Saybolt Furol (50°C), ssf 50 200

Retenido en malla No. 20, % -- 0.1

Residuo Asfáltico, % 65 --

Demulsibilidad 0.8% DSS, % 60 --

Asentamiento a 5 días, % -- 3

Ductilidad 4°C, 5cm/min; cm 30 --

Penetración a 25°C, 100 g/5 seg; 1/10 mm 100 175

Recuperación elástica 10°C, 20 cm / 5 min; % 50 --

Recuperación torsional 25°C, % 30 --

Fuente: Autoría propia basado en datos de INVIAS

44

Tabla 3. Primera etapa

Propiedad

Formulación

A B C D

Viscosidad Saybolt Furol (50°C), ssf 132 130 121 107

Retenido en malla No. 20, % 0.02 0.17 0.07

Residuo Asfáltico, % 68.8 67.2 66.9 65.4

Demulsibilidad 0.8% DSS, % 42 39 69 49

Asentamiento a 5 días, % -0.1 0.6 0.3

Ductilidad 4°C, 5cm/min; cm 45.0 28.1

Penetración a 25°C, 100 g/5 seg; 1/10

mm

136 121

Recuperación elástica 10°C, 20 cm / 5

min; %

67 65

Recuperación torsional 25°C, % 37 56


En esta primera etapa se analizaron las emulsiones A, B, C y D. Los resultados

obtenidos de esta evaluación se muestran en la tabla 1, El primer punto que se

evalúo fue la aportación de aire, para ello se corrió la prueba de ductilidad de la

base asfáltica de las emulsiones A y B. De esta evaluación se obtuvo que la

emulsión A si cumple con la especificación de la INVIAS 2013, mientras que la B no

cumple dicha especificación, en la gráfica 1 se muestran los resultados de esta

prueba.

45

DUCTILIDAD PARA LAS EMULSIONES

Grafica 1. Ductilidades le las emulsiones A y B


Posteriormente se evaluó la aportación del emulsificante a la viscosidad y

demulsibilidad principalmente, esta comparativa se efectuó con el análisis de las

emulsiones B, C y D. Fue necesario ajustar la viscosidad de las emulsiones para

que quedaran dentro de la especificación y posteriormente se realizó la prueba de

demulsibilidad. Con los resultados arrojados por esta prueba, se puede observar

que sólo la emulsión C pasa la especificación, sin embargo, aún se considera un

índice de demulsibilidad bajo ya que se busca un porcentaje superior al 80% (aún

mayor que la especificación de la SCT), debido a que su aplicación en un clima frío

retardaría el rompimiento si este es inferior, este comportamiento se puede observar

en la gráfica 2.

46

Grafica 2. Demulsibilidades de las formulaciones B, C y D


47

9. CONCLUSIONES

En este trabajo se hace una revisión del tema de las emulsiones asfálticas, estas

tienen un sinnúmero de ventajas sobre el asfalto caliente o el rebajado, por lo que

es importante extender el empleo de este tipo de tecnología.

La utilización de esta tecnología no únicamente proporciona un ahorro en el proceso

de asfaltado de las carreteras, sino que también mejora la adhesión del asfalto con

el material pétreo, con un consecuente incremento en el tiempo de vida de la carpeta

asfáltica y una mayor seguridad para el usuario de estas.

La bomba utilizada para el riego de la emulsión asfáltica fue “VIKING UNIVERSAL

SEAL PUMPS”, la cual fue escogida ya que se tienen menos desperdicio de la

emulsión asfáltica y se disminuye los costos; las características de esta bomba se

encuentran en el anexo

48

10. RECOMENDACIONES

Para seleccionar el tipo de emulsión asfáltica adecuado es necesario estudiar las

propiedades químicas del agregado y el sistema constructivo involucrado.

Para obtener un buen desempeño de las emulsiones asfálticas en las diferentes

aplicaciones, es importante conocer previamente las características de los

materiales y qué factores pueden afectar la preparación la emulsión.

49

BIBLIOGRAFÍA 1. RODRIGUEZ Rogelio, CASTAÑO Víctor y MARTINEZ Miguel. gob.mx. gob.mx. [En línea] 2001. [Citado el: 15 de 05 de 2018.] http://www.imt.mx/archivos/Publicaciones/DocumentoTecnico/dt23.pdf. ISSN 0188-7114. 2. DefinicionABC. www.definicionabc.com. [En línea] [Citado el: 16 de 05 de 2018.] https://www.definicionabc.com. 3. INVIAS. ww.invias.gov.co. [En línea] [Citado el: 16 de 05 de 2018.] https://www.invias.gov.co. 4. Eurotherm. www.eurotherm.es. [En línea] [Citado el: 16 de 05 de 2018.] https://www.eurotherm.es. 5. DESCOM. www.descom.jmc.utfsm.cl. [En línea] [Citado el: 16 de 05 de 2018.] http://www.descom.jmc.utfsm.cl. 6. CEMEXCOLOMBIA. www.cemexcolombia.com. [En línea] [Citado el: 16 de 05 de 2018.] http://www.cemexcolombia.com. 7. MERCADO Ronald, BRACHO Carlos, AVENDAÑO Jorge. http://www.firp.ula.ve. [En línea] 2008. [Citado el: 17 de 05 de 2018.] http://www.firp.ula.ve/archivos/cuadernos/S365A.pdf. 8. IDRD. www.idrd.gov.co. [En línea] [Citado el: 18 de 05 de 2018.] https://www.idrd.gov.co/sitio/idrd/.

50

ANEXOS Anexo A. Ficha técnica de cemento asfaltico 60-70 MPI

51

52

Anexo B. Ficha técnica de cemento asfaltico 80-100

53

54

Anexo C. Ficha técnica de emulsiones asfálticas

ESPECIALISTAS EN ASFALTOS FICHA TÉCNICA

EMULSIONES ASFÁLTICAS

1. Descripción

La emulsión asfáltica es una dispersión de

asfalto en agua, algunas veces con la presencia

de fluidificantes, la cual se mantiene estable por

la presencia de agentes tensoactivos

especiales, llamados “emulsificantes”. Las

emulsiones generalmente usadas para la

pavimentación de vías son las catiónicas (carga

positiva), las cuales se clasifican de acuerdo al

proceso constructivo donde van a ser

empleadas.

2. Usos

MPI-CRR-1, MPI-CRR-1m, MPI-CRR-2,

MPI-CRR-2m.

Se denominan catiónicas de rompimiento rápido.

Contienen una pequeña cantidad de fluxante.

La denominación m corresponde a las

emulsiones fabricadas con asfaltos modificados

con polímeros. Son generalmente empleadas

en:

- Riegos de liga

- Tratamientos superficiales (TSS-TSD)

- Sello arena-asfalto

MPI-CRM y MPI-CRM-m.

Se denominan catiónicas de rompimiento

medio. Contienen cantidades apreciables de

fluxantes. Se emplean básicamente en la

elaboración de mezclas abiertas.

MPI-CRL-0, MPI-CRL-1, MPI-CRL-1h,

MPI-CRL-1hm.

Llamadas emulsiones catiónicas de

rompimiento lento. Presentan una alta

capacidad de adherencia con la superficie de

contacto. Se aplican en la elaboración de

mezclas asfálticas y diferentes tipos de riegos,

tales como:

- Mezcla densa

- Bases estabilizadas (reciclaje de pavimentos,

estabilización de suelos).

- Microsuperficies

- Slurry - seal

- Riegos negros

- Riegos de imprimación.

3. Precauciones y manejo

Se recomienda no mezclar emulsiones de

diferente polaridad, diferente rompimiento y de

diferente fabricante, ya que algunas veces los

emulsificantes pueden llegar a ser

incompatibles, ocasionando problemas de

compatibilidad con el agregado o en el peor de

los casos el rompimiento total de la emulsión. En

estas condiciones el producto tiene una vida útil

de seis meses. Para almacenamiento

prolongado del producto se recomienda

recircular la emulsión en los tanques cada 15

días. El almacenamiento más adecuado se

realiza en tanques verticales los cuales

minimizan la formación de nata.

4. Modalidad de venta

- GRANEL: Se despacha en carro tanques con

capacidad de 3.000 galones.

- TAMBORES. Con capacidad de 55 galones.

55

EMULSIONES ASFÁLTICAS CATIÓNICAS

TIPO DE EMULSIONES

NORMA

ROMPIMIENTO RAPIDO ROMPIMIENTO MEDIO ROMPIMIENTO LENTO

ENSAYOS

MPI CRR-1 MPI CRR-2 MPI CRM MPI CRL-1 MPI CRL-1h MPI CRL-0

MIN MAX MIN MAX MIN MAX MIN MAX MIN MAX MIN MAX

ENSAYOS SOBRE LA EMULSION

VISCOSIDAD

- Saybolt Furol 25°C (s)


E-763

20

--

100

--

--

100

--

400

--

50

--

450

20

--

200

--

20

--

100

--

--

--

50

--

CONTENIDO DE AGUA (%) E-761 -- 40 -- 35 -- 35 -- 43 -- 43 -- 50

ESTABILIDAD ALMACENAMIENTO

- Sedimentación a las 24h (%)

- Sedimentación a los 7 días (%)

E-764

--

--

1

5

--

--

1

5

--

--

1

5

--

--

1

5

--

--

1

5

--

--

--

10

DESTILACION

- Contenido de asfalto residual(%)

- Contenido de disolventes (%)

E-762

60

--

--

3

65

--

--

3

65

--

--

12

57

--

--

--

57

--

--

--

40

10

--

20

TAMIZADO

- Retenido en tamiz n° 20, 850µm (%)

E-765

--

0.1

--

0.1

--

0.1

--

0.1

--

0.1

--

0.1

ROTURA

- Mezcla con cemento (%)

E-770

--

--

--

--

--

--

--

--

--

2

--

--

CARGA PARTICULA E-767 POSITIVA POSITIVA POSITIVA POSITIVA POSITIVA POSITIVA

pH E-768 -- 6 -- 6 -- 6 -- 6 -- 6 -- 6

RECUBRIMIENTO DEL AGREGADO Y RESISTENCIA

AL DESPLAZAMIENTO

- Con agregado seco

- Con agregado seco y acción del agua

- Con agregado húmedo

- Con agregado húmedo y acción del agua

E-769

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

BUENA

SATISFACTORIA

SATISFACTORIA

SATISFACTORIA

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

ENSAYOS SOBRE EL RESIDUO DE LA DESTILACION

PENETRACION @ 25°C, 100gr, 5 s (0,1mm) ARD

ARB

E-706

60

100

100

250

60

100

100

250

100 250 60

100

100

250

60 100 200 300

DUCTILIDAD @25°C, 5cm/min (cm) E-702 40 -- 40 -- 40 -- 40 -- 40 -- 40 --

SOLUBILIDAD EN TRICLOROETILENO (%) E-713 97.5 -- 97.5 -- 97.5 -- 97.5 -- 97.5 -- 97.5 --

56

Anexo D. Aspectos generales

CAPITULO1. ASPECTOS GENERALES

1.1. INTRODUCCIÓN

En el mundo moderno, no obstante que es posible establecer medios de transporte ya sea de pasajeros o de carga por diferentes medios, las condiciones particulares de cada región, medidas como una suma de factores de tipo

EMULSIONES ASFÁLTICAS CATIÓNICAS MODIFICADAS CON POLIMERO

TIPO DE EMULSIONES NORMA

ROMPIMIENTO RAPIDO ROMPIMIENTO MEDIO ROMPIMIENTO LENTO

ENSAYOS

MPI CRR-1m MPI CRR-2m MPI CRM-m MPI CRL-1hm

MIN MAX MIN MAX MIN MAX MIN MAX

ENSAYOS SOBRE LA EMULSION

VISCOSIDAD



E-763

--

20

--

100

--

20

--

300

--

20

--

450

--

--

100

--

CONTENIDO DE AGUA (%) E-761 -- 40 -- 35 -- 35 -- 43

ESTABILIDAD ALMACENAMIENTO

- Sedimentación a las 24h (%)

- Sedimentación a los 7 días (%)

E-764

--

--

1

5

--

--

1

5

--

--

1

5

--

--

1

5

DESTILACION

- Contenido de asfalto residual(%)

- Contenido de disolventes (%)

E-762

60

--

--

3

65

--

--

3

60

--

--

12

57

--

--

0

TAMIZADO

- Retenido en tamiz n° 20, 850µm (%)

E-765

--

0.1

--

0.1

--

0.1

--

0.1

ROTURA

- Dioctilsulfosuccinato sódico (%)

- Mezcla con cemento (%)

E-770

40

--

--

--

40

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

2

CARGA PARTICULA E-767 POSITIVA POSITIVA POSITIVA POSITIVA

pH E-768 -- 6 -- 6 -- 6 -- 6

RECUBRIMIENTO DEL AGREGADO Y RESISTENCIA

AL DESPLAZAMIENTO

- Con agregado seco

- Con agregado seco y acción del agua

- Con agregado húmedo

- Con agregado húmedo y acción del agua

E-769

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

-- --

BUENA

SATISFACTORIA

SATISFACTORIA

SATISFACTORIA

-- --

-- --

-- --

-- --

ENSAYOS SOBRE EL RESIDUO DE LA DESTILACION

PENETRACION @ 25°C, 100gr, 5 s (0,1mm) ARD

ARB

E-706

60

100

100

250

60

100

100

250

100

250

60

100

PUNTO ABLANDAMIENTO (°C) ARD

ARB

E-712

55 --

45 --

55 --

45 --

40

--

55 --

45 --

DUCTILIDAD @25°C, 5cm/min (cm) E-702 10 -- 10 -- 10 -- 10 --

RECUPERACIÓN ELASTICA TORSIONAL @25°C (%) E-727 97.5 -- 97.5 -- 97.5 -- 97.5 --

LA EMPRESA PRODUCE EMULSIONES ASFALTICAS TOMANDO COMO REFERENCIA LA ACTUALIZACION

DE LA NORMATIVA TÉCNICA Y LAS ESPECIFICACIONES GENERALES DE CONSTRUCCIÓN DE

CARRETERAS DEL INSTITUTO NACIONAL DE VIAS VERSIÓN 2013.

La información técnica y recomendaciones dadas en esta Ficha Técnica sobre el uso y manejo de nuestros productos, son en base a nuestra experiencia y los análisis llevados a cabo en laboratorio. El cliente es quien se hará responsable del adecuado manejo y la aplicación de los materiales, por tanto MPI Ltda no asume responsabilidad directa por los daños que se puedan derivar de las malas prácticas. Para mayor información el cliente puede contactar alguno de nuestros asesores técnicos.

57

económico, social, político y físico, determinan la elección final del modo prioritario a usar.

Colombia no ha sido ajena a este proceso, por lo que en sus diferentes momentos históricos y de desarrollo tecnológico ha acudido a diversos modos y sistemas de transporte con el fin de atender la creciente economía nacional, hasta el momento actual en el que la mayor parte del transporte se desarrolla mediante el uso de las carreteras, consideradas en la mayoría de los casos como ejes articuladores de los diferentes procesos de poblamiento y expansión económica.

Dadas las condiciones geoestratégicas del país, que lo ubican en un lugar prioritario dentro de los procesos de integración regional y de globalización, es necesario contar con una red vial que le permita servir a la demanda de transporte en forma segura, cómoda y eficiente.

El presente Manual pretende sintetizar de manera coherente los criterios modernos para el diseño geométrico de carreteras, estableciendo parámetros para garantizar la consistencia y conjugación armoniosa de todos sus elementos unificando los procedimientos y documentación requeridos para la elaboración del proyecto, según sea su tipo y grado de detalle.

Los criterios consignados en el presente Manual corresponden a la sistematización de experiencias obtenidas tanto en Colombia como en otras naciones, expresadas en términos de datos puntuales o rangos admisibles y en ningún momento pretende constituir un texto con fines académicos, ni reemplazar la aplicación del conocimiento profesional en el área. En los casos particulares en que no sea posible cumplir a cabalidad con los parámetros aquí estipulados, quedará al buen juicio y justificada sustentación por parte de los responsables del proyecto la decisión de cambios en las características del mismo, siempre y cuando estos no afecten negativamente la seguridad ni la comodidad de los usuarios, ni impliquen exceder significativamente el presupuesto para la ejecución del proyecto.

Con el fin de darle coherencia a la información presentada en este Manual, se ha dividido la información en los siguientes capítulos:

58

- CAPÍTULO 1 – ASPECTOS GENERALES. Se presenta la clasificación de las carreteras y los elementos metodológicos que constituyen las diferentes fases o etapas del proyecto en general.

- CAPÍTULO 2 – CONTROLES PARA EL DISEÑO GEOMÉTRICO. Se

analizan los criterios y rangos de valores para la selección puntual de los parámetros operacionales que determinarán la geometría del proyecto.

- CAPÍTULO 3 – DISEÑO EN PLANTA DEL EJE DE LA CARRETERA.

Se ofrecen criterios para la selección de los elementos geométricos en planta partiendo de los parámetros adoptados para el proyecto.

- CAPÍTULO 4 – DISEÑO EN PERFIL DEL EJE DE LA CARRETERA. En

este capítulo se indican los valores según los parámetros operacionales adoptados y la geometría en planta establecida.

- CAPÍTULO 5 – DISEÑO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE

LA CARRETERA. Se hace la descripción de los principales elementos constitutivos de la sección transversal de una carretera y los valores de diseño según los parámetros operacionales del proyecto.

- CAPÍTULO 6 – INTERSECCIONES A NIVEL Y DESNIVEL. Se presentan

los criterios para la integración coherente y clara entre las variables de diseño geométrico y el tránsito.

- CAPÍTULO 7 – DISEÑO GEOMÉTRICO DE CASOS ESPECIALES. Para

los casos en que es necesaria la construcción de algunas obras especiales para la carretera, se entregan criterios generales para su diseño geométrico. Los elementos detallados de diseño deberán ser consultados en los respectivos manuales de diseño o la literatura aceptada para cada caso.

- CAPÍTULO 8 – CONSISTENCIA EN EL DISEÑO GEOMÉTRICO DE

LA CARRETERA. Se entregan recomendaciones para lograr la interacción segura y armoniosa de todos los elementos de diseño de la carretera.

- CAPÍTULO 9 - ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD DEL DISEÑO

GEOMÉTRICO. Se presentan en forma general los listados de documentos requeridos para la adecuada presentación y sustentación del proyecto geométrico. Adicionalmente se incluyen modelos de carteras y planos.

1.2. CLASIFICACIÓN DE LAS CARRETERAS

59

Para efecto del presente Manual las carreteras se clasifican según su funcionalidad y el tipo de terreno.

1.2.1. Según su funcionalidad

Determinada según la necesidad operacional de la carretera o de los intereses de la nación en sus diferentes niveles:

1.2.1.1. Primarias

Son aquellas troncales, transversales y accesos a capitales de Departamento que cumplen la función básica de integración de las principales zonas de producción y consumo del país y de éste con los demás países.

Este tipo de carreteras pueden ser de calzadas divididas según las exigencias particulares del proyecto.

Las carreteras consideradas como Primarias deben funcionar pavimentadas.

1.2.1.2. Secundarias

Son aquellas vías que unen las cabeceras municipales entre sí y/o que provienen de una cabecera municipal y conectan con una carretera Primaria.

Las carreteras consideradas como Secundarias pueden funcionar pavimentadas o en afirmado.

1.2.1.3. Terciarias

Son aquellas vías de acceso que unen las cabeceras municipales con sus veredas o unen veredas entre sí.

Las carreteras consideradas como Terciarias deben funcionar en afirmado. En caso de pavimentarse deberán cumplir con las condiciones geométricas estipuladas para las vías Secundarias.

1.2.2. Según el tipo de terreno

60

Determinada por la topografía predominante en el tramo en estudio, es decir que a lo largo del proyecto pueden presentarse tramos homogéneos en diferentes tipos de terreno.

1.2.2.1. Terreno plano

Tiene pendientes transversales al eje de la vía menores de cinco grados (5°). Exige el mínimo movimiento de tierras durante la construcción por lo que no presenta dificultad ni en su trazado ni en su explanación. Sus pendientes longitudinales son normalmente menores de tres por ciento (3%).

Conceptualmente, este tipo de carreteras se definen como la combinación de alineamientos horizontal y vertical que permite a los vehículos pesados mantener aproximadamente la misma velocidad que la de los vehículos livianos.

1.2.2.2. Terreno ondulado

Tiene pendientes transversales al eje de la vía entre seis y trece grados (6° - 13°). Requiere moderado movimiento de tierras durante la construcción, lo que permite alineamientos más o menos rectos, sin mayores dificultades en el trazado y en la explanación. Sus pendientes longitudinales se encuentran entre tres y seis por ciento (3% - 6%).

Conceptualmente, este tipo de carreteras se definen como la combinación de alineamientos horizontal y vertical que obliga a los vehículos pesados a reducir sus velocidades significativamente por debajo de las de los vehículos livianos, sin que esto los lleve a operar a velocidades sostenidas en rampa por tiempo prolongado.

1.2.2.3. Terreno montañoso

Tiene pendientes transversales al eje de la vía entre trece y cuarenta grados (13° - 40°). Generalmente requiere grandes movimientos de tierra durante la construcción, razón por la cual presenta dificultades en el trazado y en la explanación. Sus pendientes longitudinales predominantes se encuentran entre seis y ocho por ciento (6% - 8%).

Conceptualmente, este tipo de carreteras se definen como la combinación de alineamientos horizontal y vertical que obliga a los vehículos pesados a operar

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a velocidades sostenidas en rampa durante distancias considerables y en oportunidades frecuentes.

1.2.2.4. Terreno escarpado

Tiene pendientes transversales al eje de la vía generalmente superiores a cuarenta grados (40°). Exigen el máximo movimiento de tierras durante la construcción, lo que acarrea grandes dificultades en el trazado y en la explanación, puesto que generalmente los alineamientos se encuentran definidos por divisorias de aguas. Generalmente sus pendientes longitudinales son superiores a ocho por ciento (8%).

Conceptualmente, este tipo de carreteras se definen como la combinación de alineamientos horizontal y vertical que obliga a los vehículos pesados a operar a menores velocidades sostenidas en rampa que en aquellas a las que operan en terreno montañoso, para distancias significativas y en oportunidades frecuentes.

1.3. PLANEACIÓN Y EJECUCIÓN DEL PROYECTO DE UNA CARRETERA

1.3.1. Proyecto de carreteras nuevas

1.3.1.1. Introducción

El propósito específico de estos numerales es enmarcar el diseño geométrico dentro del conjunto de actividades y estudios complementarios que son necesarios para el diseño de una carretera.

La construcción de una carretera Primaria nueva obedece a la necesidad de complementar la malla vial existente para obtener ahorros en el costo del transporte. Como la motivación es fundamentalmente de índole económica y teniendo en cuenta que se requiere una inversión importante, por las altas especificaciones geométricas necesarias para ofrecer el adecuado nivel de servicio al tránsito que haría uso de dicha carretera, es indispensable que la decisión de construirla sea tomada con cautela.

Por lo anterior, el diseño de una carretera Primaria nueva se realiza por fases ó etapas en las que se tiene la posibilidad de evaluar progresivamente la viabilidad económica del proyecto. Tales fases son:

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Fase 1. Pre – Factibilidad. En esta Fase se identifican uno ó varios corredores de ruta posibles, se realiza el prediseño aproximado de la carretera a lo largo de cada corredor y, recurriendo a costos obtenidos en proyectos con condiciones similares, se realiza la evaluación económica preliminar, generalmente utilizando el modelo de simulación HDM – 4. En términos simples, la evaluación económica consiste en comparar, a lo largo de un periodo de análisis económico, la suma del costo inicial de construcción, el costo del mantenimiento rutinario y el costo del mantenimiento periódico con los beneficios que se obtendrían, representados mayoritariamente en los ahorros en el costo de la operación vehicular.

El objetivo concreto de la Fase 1 es establecer si el proyecto ofrece posibilidades de ser viable económicamente, es decir, si supera umbrales preestablecidos para indicadores como la relación Beneficio / Costo ó la Tasa Interna de Retorno. Si la evaluación económica no es satisfactoria en ninguno de los corredores estudiados se archiva el proyecto. En caso contrario, se debe continuar afinando los estudios a nivel de Fase 2 en el corredor que presente la mayor rentabilidad.

Fase 2. Factibilidad. En el corredor seleccionado se debe diseñar en forma definitiva el eje en planta de la carretera. La posición de dicho eje deberá ser compatible con el cumplimiento de las especificaciones geométricas tanto del perfil como de las secciones transversales y de todas las estructuras y obras complementarias que se requieran.

Con la trayectoria definitiva en planta del eje de la vía y con los prediseños del eje en perfil, de las secciones transversales, de las obras de drenaje superficial y

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Anexo E. Catálogo de bombas

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“ATOMIZACION DE EMULSIONES ASFALTICAS” · 2019-11-09 · Ingeniero Civil UDES Director Ingeniería Petroquímica UNIVERSIDAD DE SANTANDER FACULTAD INGENIERÍAS INGENIERIA CIVIL