Tratamiento Superficial

TRATAMIENTO SUPERFICIAL

ING. JOSE R. HARRIS Q. 1


El trmino tratamiento superficial, cubre en general todas las aplicaciones de asfalto, con o sin agregados, a cualquier tipo de camino o superficie de pavimento, generalmente se refiere a una muy ligera aplicacin de asfalto lquido con una cubierta de agregado fino.

Entran en esta categora los siguientes tratamientos:

Riegos antipolvo (aplicacin simple de material asfltico lquido a la superficie del camino).

Riegos de imprimacin (aplicacin inicial de asfalto a la superficie de una capa base no asfltica como preparacin para el tratamiento superficial que impermeabiliza la superficie y cierra los huecos capilares).

Tratamientos superficiales con mezcla in situ (usar los agregados existentes en el camino).

Tratamientos superficiales simples y mltiples con riego de asfalto y cubricin con agregados (aplicacin de una capa de asfalto seguida por una de agregado. Si se repite el procedimiento, se llama doble, triple, cudruple, etc. Segn el nmero de aplicaciones).

Riegos de sellado con lechada asfltica o slurry seal (rejuvenecer una superficie envejecida, llenar grietas, corregir ligeras deformaciones. Para evitar la disgregacin del pavimento. Es aplicado a la superficie del pavimento existente de cualquier tipo o una capa base asfltica).

DEFINICIONES Carpeta sellante o sello: una sola aplicacin de ligador asfltico, seguido de una sola aplicacin de agregado ptreo para sello. Ambos materiales se colocarn en un pavimento asfltico existente. Tratamiento superficial: una sola aplicacin de ligante asfltico, seguido de una sola aplicacin de agregado ptreo para sello. Ambos materiales se colocaran en una base de grava o piedra triturada. FUNCIONES DEL TRATAMIENTO SUPERFICIAL ASFLTICO Proveer una superficie resistente al desgaste. Cuando el suelo se ha logrado estabilizar por compactacin, adicin de cemento (suelo-cemento), ligante bituminoso o compuestos qumicos, el material estabilizado no tiene una resistencia satisfactoria a la accin abrasiva de las llantas de los vehculos. Por lo que se necesita una superficie de desgaste para proteger el material estabilizado. Para aumentar la resistencia al patinaje. Porque el afloramiento del bitumen en la superficie, as como los pavimentos de concreto desgastados y alisados, muchas



veces contribuyen al patinaje de los vehculos en la carretera y a la falta de traccin por parte de los mismos. Para aumentar la seguridad y conveniencia de manejar en las carreteras, se acostumbra colocar una capa adicional. Mejorar las caractersticas reflexivas del pavimento. Los pavimentos oscuros son en muchas ocasiones un peligro para los conductores debido a su reducida visibilidad y su poca luminosidad en la noche. Un tratamiento superficial que utilice agregados de color claro disminuye la cantidad de luz absorbida. Adems la rugosidad que brinda el tratamiento superficial ayuda a disminuir el encandilamiento producido por los vehculos que vienen en direccin contraria y hace resaltar los objetos que pueden estar en la va. Demarcacin de vas. En aquellas carreteras con hombros pavimentados se hace necesario distinguir entre los hombros y la va. Esto se puede lograr haciendo un acabado muy spero o usando agregados de color claro (por ejemplo, calizas), en los hombros para distinguirlos de la va. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL RENDIMIENTO DE CAPAS SELLANTES Y TRATAMIENTOS SUPERFICIALES FACTORES RELACIONADOS CON LOS AGREGADOS. Los agregados transfieren las cargas de las ruedas a la base y provee un acabado rugoso resistente al patinaje. Podemos mencionar como funciones principales del agregado las siguientes:

Soportar la abrasin que producen las ruedas, Proveer una superficie spera o rugosa resistente al patinaje, Transmitir las cargas de las ruedas a la capa base.

Cantidad de agregado. De no colocarse suficiente agregado en la calzada, aparecern manchas de material bituminoso, trayendo como consecuencia, una disminucin en la traccin cuando se moja, pegosidad cuando se calienta, pobre resistencia a la abrasin y en muchas ocasiones se ensuciar de asfalto los carros al transitar por la va. La cantidad necesaria de agregado depende slo de las caractersticas del agregado: su tamao, forma y peso unitario. La cantidad de agregado que se deber esparcir en la superficie de la carretera es mayor que la cantidad necesaria para cubrir slo dicha superficie. Este aumento se debe a factores de construccin tales como:

inexactitud en el esparcido, desplazamiento por el trfico.

La magnitud de este aumento va desde 2 a 5% de la cantidad calculada para cubrir la superficie con slo una piedra de espesor. Se debe tener cuidado al aplicar un exceso de agregado en la calzada ya que no slo es antieconmico sino que no todo el agregado suelto es fcilmente desplazado por los vehculos hacia los hombros o cunetas como tambin puede ser lanzado por un vehculo contra otro.



En conclusin slo debe existir una cantidad exacta de agregado en la calzada ya que tanto el exceso como la falta de agregado no son convenientes. Granulometra. La granulometra de un solo tamao no slo se comporta mejor en el tratamiento superficial, sino que a la vez brinda varias ventajas relacionadas con el diseo y la construccin del tratamiento superficial. Una de las ms importantes ventajas al emplear agregados de cubierta de un solo tamao, en una operacin superficial, es que se obtiene un mximo contacto entre el neumtico y la superficie. Esto aumenta el rea de friccin y por tanto una mejor resistencia al patinaje, siempre y cuando se emplee la cantidad de asfalto correcta. Tamao. Cuando un agregado de tamao grande es usado, se previene que las llantas hagan contacto con el bitumen y por la tanto que ennegrezca la superficie. Se sugiere el uso de agregados grandes para trfico pesado y agregados pequeos para trfico liviano. Debido a factores deseables de la superficie acabada como una superficie confortable para manejar, poco ruido entre las llantas y facilidad en el mantenimiento, se recomienda usar un tamao mximo de in en los diseos de tratamientos superficiales, y un tamao mnimo de 3/8 in. Forma. La forma de las partculas de los agregados afecta grandemente la estabilidad del tratamiento. Las partculas angulares tienen muchos puntos de contacto entre ellas y por lo tanto no tienen la tendencia de cambiar de posicin fcilmente. Las partculas redondas desarrollan menos fuerza de entrelazamiento y tienen la tendencia de empujar y de rodar bajo la accin del trfico. Cuando son compactadas tienen un contenido de vacos mayor que las partculas angulares y requieren ms material ligante. Cuando el agregado redondo es el nico material adquirible, se recomienda que se triture para desarrollar caras angulares entre las partculas. Compactacin. Todos los tratamientos superficiales deben ser compactados durante las primeras etapas de la construccin para que las caractersticas de retencin deseadas puedan desarrollarse entre el agregado y el asfalto. Durante la compactacin, el asfalto se desplaza por debajo de las partculas de agregado hacia arriba y alrededor de l. Al mismo tiempo las partculas de agregado tienden a re-orientarse de tal manera que tenga un espesor vertical igual a la menor dimensin de la partcula; el rea de contacto entre el agregado y el asfalto aumenta por lo que se asegura una mejor retencin. La compactacin del agregado en el tratamiento superficial debe realizarse por la accin del trfico y por compactadoras mecnicas. La compactacin inicial del tratamiento con la rola debe realizarse inmediatamente despus de la aplicacin del agregado y antes que se endurezca el asfalto. Debe continuarse hasta que el agregado este bien empotrado en el asfalto y/o hasta que el asfalto se haya endurecido a tal punto que pueda aguantar el agregado en su lugar. Generalmente, 10 (diez) pasadas completas cumplen estos requisitos.



Agregados polvorientos y mojados. En pruebas realizadas se logr determinar que una capa de polvo o pelcula de humedad en el material de recubrimiento retrasan seriamente la adhesin del agregado al ligante. Los agregados hmedos no se adhieren bien al ligante, y si se permite al trfico usar el pavimento antes de que haya ocurrido una adherencia adecuada, la superficie se deteriorar rpidamente. Una forma de trabajar con el problema del polvo y del agua es el lavar y secar el agregado por medios econmicos antes de la aplicacin. Este procedimiento resuelve el problema del polvo, casi completamente. Otros mtodos para mejorar la adherencia entre el agregado y el asfalto consiste en cubrir el agregado ya sea con un material asfltico o con una capa de queroseno antes de la aplicacin. La pelcula de queroseno debe aplicarse inmediatamente antes de la aplicacin del agregado a la superficie de la carretera. La cantidad de queroseno usado debe ser regulada a a 1 galn por tonelada de agregado. Trituracin del agregado. La trituracin del agregado del tratamiento superficial puede resultar de uno o una combinacin de los factores siguientes que estn enumerados en orden de importancia:

El agregado es suave, El peso de la rola es excesivo,

La superficie existente sellada es muy dura, y no permite que el nuevo material penetre dentro de la superficie cuando se efecta el rolado. Resistencia al desgaste. Los efectos del desgaste del trnsito en un agregado de tratamiento superficial pueden considerarse en dos fases: pulido y desgaste. El pulido de un agregado es la primera etapa del desgaste, en la cual se pierden las puntas y bordes de las partculas de agregado como tambin la aspereza de la superficie. El desgaste de un agregado se refiere a la condicin del agregado durante el periodo de tiempo requerido para que las partculas que se proyectan se erosionen hasta prcticamente el nivel de la superficie. La velocidad de desgaste depende del tamao de la partcula, su forma y esparcimiento, como tambin de la dureza del agregado y caractersticas de la rueda del vehculo. A menudo se especifica para el agregado un mximo de prdida por desgaste de 35% segn el ensayo de desgaste Los Angeles. Color. El uso de un agregado de color claro provee una mejor delineacin de la carretera bajo condiciones adversas de clima o por la noche. Tambin produce menos reflejos y por consiguiente menos fatiga del conductor bajo la luz del sol. Otra ventaja importante de utilizarse agregado de color claro surge del hecho de que al tener mayor facilidad (los conductores) de manejo se obtiene mejor distribucin del trnsito en la carretera. Esto es de suma importancia en aquellas carreteras con altos volmenes de trnsito y donde deben evitarse demoras en el mismo. Caractersticas de adherencia. El agregado debe poseer ciertas caractersticas de buena retencin para que permanezca en posicin relativamente estable bajo la accin del trnsito. En los tratamientos superficiales, el agregado est embutido parcialmente en el asfalto y no obtiene mucho soporte de otras partculas de



agregados; es decir, el enlace y el empotramiento comunes en mezclas bituminosas no ocurren en el mismo grado en este tipo de tratamiento. Durabilidad del agregado. Debido a que las partculas del agregado no quedan completamente cubiertas con proteccin bituminosa, tienen que ser ms durables que los agregados que se utilizan en las mezclas bituminosas. No pueden poseer una tendencia a la fractura debido a los efectos del aire, agua, y/o exposicin al trnsito. Existen diferentes mtodos de prueba disponibles que estn siendo utilizados para mostrar los ndices de durabilidad de los agregados en un rea en particular. Algunos de estas pruebas son:

El ensayo Deval de desgaste Ensayo de impacto Ensayo de Desgaste Los Angeles Ensayo de inalterabilidad de volumen de asfalto.

FACTORES RELACIONADOS CON EL LIGANTE ASFLTICO. El propsito principal del material asfltico es mantener el agregado en su lugar y ligarlo a la superficie subyacente. Podemos mencionar como caractersticas principales:

Debe utilizarse la cantidad correcta de ligante. Debe asegurar una buena adhesin a la superficie y a las partculas de los agregados. Debe desarrollar, en corto tiempo, suficiente resistencia coherente para facilitar la apertura de la carretera al transito y asegurar una retencin del agregado bajo la accin del trnsito. El ligante debe tener suficiente fluidez al momento de ser rociado para proveer una aplicacin precisa y uniforme. El asfalto no debe volverse frgil ni duro como resultado de deterioro por las condiciones naturales de exposicin. El asfalto debe desarrollar suficiente viscosidad, en poco tiempo, para prevenir el movimiento del agregado a cualquier temperatura.

Cantidad de ligante asfltico. Se necesita una cantidad mnima para que el agregado se mantenga firme en su lugar y ligado a la superficie adyacente. Por otra parte, tambin hay una cantidad mxima necesaria ya que exceso de material asfltico traer como consecuencia exudacin, ennegrecimiento de la superficie y una baja resistencia al patinaje cuando este mojada. Buena adhesin. El desarrollo de una buena adhesin determinar en muchos aspectos la vida de servicio y las caractersticas de rendimiento de un tratamiento superficial particular ya que la prdida de retencin, el grado de barrido y la durabilidad estn todas relacionadas con las fuerzas de adherencia que se hayan dado. Resistencia cohesiva. Antes de abrir al trnsito la superficie recin construida de una carretera, el asfalto debe haber desarrollado suficiente resistencia cohesiva para evitar que el agregado sea dislocado o barrido de la superficie por el trnsito.



Uniformidad en la aplicacin. La uniformidad es de primordial importancia para eliminar la vetas y los efectos perjudiciales al pavimento debido a que ciertas porciones tienen exceso de asfalto y otras tengan una cantidad deficiente de asfalto. Durabilidad. La buena durabilidad o resistencia al deterioro de un ligante asfltico bajo condiciones de servicio es esencial que cualquier pavimento tenga una vida prolongada de servicio y buen rendimiento. Viscosidad del ligante a la temperatura de la superficie del pavimento. Las caractersticas de viscosidad y retencin del agregado de un material asfltico varan inversamente con la temperatura de la superficie del pavimento. El asfalto debe poseer cualidades inherentes que impidan el ablandamiento del material dentro del mbito normal de temperatura encontrada en servicio. FACTORES NO RELACIONADOS CON EL AGREGADO LO LIGANTE ASFLTICO: debido a que los materiales componentes de un tratamiento superficial tpico no son lo nicos factores que deben considerarse para obtener un tratamiento superficial que de un servicio satisfactorio. Superficie subyacente. La subrasante y base constituyen la fundacin que soporta las cargas del trnsito. Un tratamiento superficial colocado en esta fundacin proporcionan primordialmente una capa de rodamiento que resiste la accin destructiva del trnsito y transmite las cargas del vehculo a la base y subrasante. Como el espesor de la mayora de los tratamientos superficiales es relativamente pequeo no se adiciona una resistencia apreciable a la estructura con la aplicacin de dicho tratamiento. De manera que las capas subyacentes deben poseer inicialmente toda la resistencia requerida para soportar en forma satisfactoria las cargas vehiculares que se esperan. Influencia relacionada con el tipo y cantidad de materiales. La cantidad y tipo de material asfltico y, el tamao y cantidad de agregado de material de cubierta a utilizar son afectados por la condicin de la superficie subyacente como tambin del material que la forma (piedra triturada, hormign o materiales asflticos y su condicin). Inspeccin. En todo momento es necesario utilizar las mejores prcticas constructivas. Si se siguen malas prcticas, el tratamiento superficial no se comportar tan bien como podra hacerlo, an cuando el diseo original sea muy bueno. Clima. Un clima extremadamente caliente es perjudicial para el tratamiento superficial debido a que la mayora de los materiales ligantes bituminosos casi llegan a un estado lquido con temperaturas altas. Cuando esto ocurre se reduce la cohesin y ocurren daos con la accin del trnsito. Un clima fro tambin es perjudicial debido a que el ligante se vuelve quebradizo a temperaturas bajas y a menudo se rompe con el impacto del trnsito.



Volumen y tipo de trnsito. En vas que sean de bajo volumen, no son factibles los gastos considerables y una alternativa como una capa base tratada con material bituminoso debajo del tratamiento superficial no se recomienda. A medida que el volumen de trnsito aumenta, la resistencia del pavimento debe incrementarse y para ello se pueden emplear bases ms resistentes y tratamientos superficiales adicionales (tratamiento superficial mltiple). Corrientemente se piensa que los tratamientos superficiales nicamente deberan utilizarse en carreteras de bajo a

mediano volumen de trnsito (ADT 2000 vpd).

TABLA 1 Cantidades de materiales para tratamientos superficiales bituminosos

Tratamiento Superficial Agregados Material Bituminoso

Tipo Aplicacin Tamao No. Tamao Nominal Tasa de aplicacin,

ft3/yd2 Tasa de aplicacin,

gal/yd2

Simple inicial

5 6 7 8 9

1 in a in in a 3/8 in in a No.4 3/8 in a No.8 No.4 a No.16

0,50 0,36 0,23 0,17 0,11

0,42 0,37 0,23 0,19 0,13

Doble inicial

segunda 5 7

1 in a in in a No.4

0,50 0,25

0,42 0,26

Doble inicial

segunda 6 8

in a 3/8 in 3/8 in a No.8

0,36 0,18

0,37 0,20

Triple inicial

segunda tercera

5 7 9

1 in a in in a No.4

No.4 a No.16

0,50 0,25 0,13

0,42 0,26 0,14

Triple inicial

segunda tercera

6 8 9

in a 3/8 in 3/8 in a No.8 No.4 a No.16

0,36 0,18 0,13

0,37 0,29 0,14

TABLA 2 Tabla de conversin aproximada

Peso unitario suelto a libras por yarda cuadrada

Peso unitario suelto lb/yd2 a diferentes tasas de aplicacin en ft3/yd2

lb/yd3 lb/ft3 0,10 ft3/yd2 0,15 ft3/yd2 0,20 ft3/yd2 0,25 ft3/yd2 0,30 ft3/yd2 0,35 ft3/yd2 0,40 ft3/yd2 0,45 ft3/yd2 0,50 ft3/yd2

1800 66,5 6,5 10 13,5 17 20 23,5 26,5 30 33,5

1900 70,5 7 10,5 14 17,5 21 24,5 28 31,5 35

2000 774 7,5 11 15 18,5 22 26 29,5 33,5 37

2100 78 8 11,5 15,5 19,5 23 27 31 35 39

2200 81,5 8 12 16,5 20,5 24,5 28,5 32,5 36,5 41

2300 85 8,5 13 17 21,5 25,5 30 34 38,5 42,5

2400 89 9 13,5 18 22 26,5 31 35,5 40 44,5

2500 92,5 9,5 14 18,5 23 28 32,5 37 41,5 46,5

2600 96,5 9,5 14,5 19 24 29 33,5 38,5 43,5 48

2700 100 10 15 20 25 30 35 40 45 50

2800 103,5 10,5 15,5 20,5 26 31 36,5 41,5 46,5 52

2900 107,5 10,5 16 21,5 27 32 37,5 43 48,5 53,5

3000 111 11 16,5 22 28 33 39 44,5 50 55



TABLA 3 Materiales asflticos recomendados para un tratamiento superficial

Tamao nominal, in (mm) Tamao No. Clima caliente

80F (26,7C)

Clima fro 50 a 80F

(10 a 26,7C)

1 a (25 a 12,5)

5

MC 3000 RC 3000

RS 2 CRS 2

120 a 150

MC 3000 RC 3000

RS 2 CRS 1, 2 120 a 150

a 3/8 (19 a 9,5)

6

MC 3000 RC 3000

RS 2 CRS 1, 2 120 a 150

MC 800 RC 800

RS 2 CRS 1, 2

a No.4 (12,5 a 4,75)

7

MC 3000 RC 800, 3000

RS 2 CRS 1, 2 200 a 300

MC 800 RC 250, 800

RS 2 CRS 1, 2

3/8 a No.8 (9,5 a 2,36)

8 RC 250, 800

RS 1, 2 CRS 1, 2

RC 250, 800 RS 1, 2

CRS 1, 2

No.4 a No.16 (4,75 a 1,18)

9 RC 250, 800

RS 1, 2 CRS 1, 2

RC 250, 800 RS 1, 2

CRS 1, 2

TABLA 4 Granulometras de los agregados

Agre-gado No.

Tamao nominal

% que pasa

2 in 1 in 1 in in in 3/8 in No.4 No.8 No.16 No.50

5 1 - in 100 90-100 20-55 0-10 0-5

6 - 3/8 in 100 90-100 20-55 0-15 0-5

7 - No.4 100 90-100 40-70 0-15 0-5

8 3/8 - No.8 100 85-100 10-30 0-10 0-5

9 No.4-No.16 100 85-100 10-40 0-10 0-5

DISEO PARA TRATAMIENTO SUPERFICIAL

Tratamiento superficial simple El siguiente paso para este tratamiento es determinar la tasa de aplicacin para el asfalto y el agregado. El objeto es producir una superficie de pavimento con piedra de un solo espesor con suficiente asfalto para adherir los agregados en su lugar. Veremos el mtodo modificado por N. W. McLeod de un mtodo desarrollado en Australia. Esto involucra los siguientes pasos: 1. Cuando una cubierta de agregado de un solo tamao es regado con un rociador sobre una capa delgada de asfalto, las partculas ya estn colocadas en una forma no arreglada. Los vacos son aproximadamente 50%. 2. En cierto modo el compactador reorienta las partculas de agregado y reduce los vacos en aproximadamente 30%.



3. Finalmente despus de un trfico considerable las partculas comienzan a orientarse en su posicin ms densa, situado en su lado ms plano y los vacos son reducidos a 20%. 4. Despus que las partculas estn en su lado ms plano el promedio del espesor de una superficie tratada es determinada sobre el promedio de la dimensin ms pequea de las partculas de agregado. Este para cubierta de agregado de un solo tamao es determinado por la medida de un nmero de partculas de agregado medidas individualmente con un calibrador o usando mallas ranuradas. 5. Para un buen cumplimiento, la cantidad de asfalto ligante usado debe llenar cerca del 70% del 20% de los espacios vacos, si el volumen de trfico es moderado (500 a 1000 vpd). Sin embargo, el asfalto ligante debe llenar por lo menos el 60% del 20% de los espacios vacos, si el volumen del trfico es alto (2000 vpd). Estas consideraciones junto con la experiencia prctica, tienen que llevar el desarrollo de la ecuacin de abajo para la cantidad de agregado en un tratamiento superficial: En unidades del sistema ingls

En unidades del sistema mtrico

donde: C = cantidad de agregado ptreo a aplicarse por unidad de rea (lb/yd2 kg/m2) V = fraccin de vacos del material ptreo en condicin suelta En unidades del sistema ingls:

En unidades del sistema mtrico:

EGHVMC 4,018,46

EGHVMC 4,01

G

WV

10001

G

WV

4,621



Expresados en porcentaje. W = peso unitario suelto del agregado en lb/ft3 kg/m3, segn AASHTO T19 y ASTM C29 G = gravedad especfica del agregado, segn AASHTO T85 y ASTM C125

GRAVEDAD ESPECFICA DE DISTINTOS AGREGADOS

Tipo de agregado Gravedad especfica

Grava Caliza

Dolomita Basalto Granito Gneis

Cuarcita Riolita

2,65 2,70 2,70 2,90 2,65 2,70 2,70 2,60

H = dimensin mnima promedio del agregado, obtenida grficamente en funcin del D50 y del Indice de Flakiness. El Indice de Flakiness es el peso total del material que pasa los tamices longitudinales apropiados expresado como un porcentaje del peso combinado de la fraccin probada en el tamiz rectangular. E = factor de prdida del agregado por causa del trfico y por falta de uniformidad en el esparcido (usualmente 2 a 5%)

Porcentaje de prdida admitido

Factor de prdida, E

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 1,14 1,15



M = factor de multiplicacin evaluado por la experiencia conociendo las condiciones locales de clima, trfico, y los agregados disponibles puede tener un valor mayor o menor a 1,0. La cantidad de asfalto que va a ser aplicado es establecido por la ecuacin: En unidades del sistema ingls En unidades del sistema mtrico donde B = cantidad de asfalto, en gal/yd2 litros/m2 K = factor de multiplicacin que es evaluado por la experiencia en base a las condiciones locales de clima, trfico, y agregados disponibles H = dimensin mnima promedio T = factor de trfico = porcentaje (expresado como decimal) del 20% de espacios vacos en los agregados para ser llenado con asfalto.

VALORES DEL FACTOR DE TRFICO, T

Agregados de cubierta angulares de buena calidad

Volumen de trfico, vehculos por da

100- 100 a 500 500 a 1000 1000 a 2000 2000

+

0,85 0,75 0,70 0,65 0,60

NOTA: para agregados de cubierta redondos, los valores del factor de trfico se debern aumentar los valores del cuadro anterior en cada caso por 0,05

V = vacos en el agregado de cubierta en condiciones de peso suelto S = correccin a efectuarse al volumen de asfalto debido a la textura de la superficie, en gal/yd2

R

ASVTHKB

244,2

R

ASVTHKB

40,0



Clasificacin de la superficie existente

Correccin S a efectuarse Operacin galones/yd

2 litros/m

2

Negra Lisa

Sedienta 1h 2h 3h

restar despreciar

sumar sumar sumar

hasta 0,06 despreciar

0,03 0,06 0,09

hasta 0,272 despreciar

0,136 0,272 0,408

NOTA: Superficies

Negra: superficie existente se observa afloramiento del asfalto Lisa: aquella que est firme y lisa donde no se perder tanto asfalto por absorcin y no presenta afloramiento del asfalto Sedienta: influida por el tamao del agregado:

1h (tamao nominal del agregado = in) 2h 3h (tamao nominal del agregado = 3/8 in)

A = correccin para la absorcin en galones por yarda cuadrada medida a 60F. Esta correccin no se toma en cuenta a menos que el agregado tenga caractersticas absorbentes. La cantidad de asfalto normalmente absorbida por la mayora de los agregados es tan pequea que la correccin A, es normalmente despreciable. En el caso de un agregado que se conozca como muy absorbente, se aumenta el contenido por 0,03 galones/yd2. cuando es necesario usar un agregado que es absorbente, tales como la caliza, piedra pmez, pizarra, etc, sus valores absorbentes de asfalto se debern verificar usando el mtodo de Rice de saturacin al vaco, ASTM D 2041. R = fraccin de asfalto residual en el asfalto ligante seleccionado. Valores promedio de la fraccin R de asfalto residual (por volumen) contenido en

los ligantes asflticos empleados para tratamiento superficiales

Ligante asfltico Fraccin residual R por volumen

Cementos asflticos Asfaltos lquidos RC 3000 RC 800 RC 250 RC 70 RC 5 RC 4 RC 3 RC 2 RC 1 RC 0 Emulsiones asflticas RS 3K RS 2K RS 2 RS 1

1,0

0,87 0,84 0,79 0,71 0,87 0,85 0,82 0,78 0,73 0,62

0,69 0,65 0,63 0,58



EJEMPLO DE DISEO DE UN TRATAMIENTO SUPERFICIAL SIMPLE. 1. Granulometra del agregado a utilizarse.

Peso total seco de la muestra = 8 500 g

Tamiz Peso retenido, g % retenido % que pasa

1 in in in 3/8 in in No.4 No.8

- 100 5230 1045 1615 425 80

0 1,2 62,7 75,0 94,0 99,0 99,9

100 98,8 37,3 25,0 6,0 1,0 0,1

curva granulomtrica

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1,0010,00100,00

tamao de las partculas (mm)

% q

ue p

asa

2. ndice de Flakiness.

Tamices Ancho de ranura, in Peso retenido

1 in a in in a in

in a 3/8 in 3/8 in a in in a No.4

0,525 0,375 0,263 0,184 0,131

70 3525 860

1200 400

Se descarta el tamiz No.8

3. Volumen de trfico = 1500 vpd 4. Material de cubierta utilizado = grava de cantera



5. Peso unitario suelto del material = 90 pcf 6. Ligante asfltico disponible = RC 3000 SOLUCIN G = 2,65 (gravedad especfica para la grava) W = 90 lb/ft3 V = 1 W / (62,4 G) = 1 90 / (62,4 x 2,65) = 0,456 D50 = tamao mediano = 0,55 in = 14 mm (de la curva granulomtrica) ndice de Flakiness Tamiz de abertura

cuadrada, in Tamiz ranurado, in

Peso retenido, gramos

Peso que pasa, gramos

Peso total, gramos

1 in a in in a in

in a 3/8 in 3/8 in a in in a No.4

0,525 0,375 0,263 0,184 0,131

70 3525 860

1200 400

30 1705 185 415 25

100 5230 1045 1615 425

TOTAL 6055 2360 8415

ndice de Flakiness = 2360 / 8415 x 100 = 0,28 = 28% H = 0,37 in (obtenido de la Figura No.1 para un D50 = 0,55 in y un ndice de Flakiness = 28%) E = 1,05 (suponiendo un prdida de 5%) De manera que la cantidad de agregado por yarda cuadrada usando M = 1,0 es C = 46,8 (1 0,4 x 0,456) x 0,37 x 2,65 x 1,05 = 40 lb/yd2 Tambin se puede expresar la tasa de aplicacin en pies cbicos por yarda cuadrada dividiendo C entre W, en este caso 40 lb/yd2 = 0,44 ft3/yd2 puede compararse este resultado con la TABLA 2 T = 0,65 para un trfico de 1500 vpd S = 0 (se rociar inicialmente una capa de imprimacin) A = 0 (el agregado no tiene caractersticas absorbentes) R = 0,87 para el RC 3000



De manera que la cantidad de asfalto ligante a aplicar en galones por yarda cuadrada suponiendo K = 1,0 es B = ( 2,244 x 0,37 x 0,65 x 0,456 + 0 + 0) / 0,87 = 0,3 gal/yd2

TRATAMIENTO SUPERFICIAL MLTIPLE Hay diversos mtodos de diseo arbitrario para estos tratamientos. En el mtodo aqu descrito cada capa es diseada como si fuese un tratamiento superficial simple, para cada capa sucesiva el tamao nominal mximo del agregado de cubierta no debe ser mayor que la mitad de la anterior. Tambin despus de la primera capa la correccin no es hecha para una textura superficial fundamental. Despus se determina la cantidad de asfalto para cada capa, para el tratamiento superficial doble McLeod recomienda 40% del total del asfalto para la primera aplicacin y 60% para la segunda, para tratamiento superficial triple la cantidad total debe ser dividida en 30-40-30 Las cantidades de asfalto y agregado determinada en estas ecuaciones solicitarn ms condiciones de campo como las indicadas por los factores de multiplicacin M y K esto puede ser cuando un ajuste es muchas veces hecho por el clima, trfico, agregados disponibles u otras condiciones locales. En un tratamiento superficial mltiple, la primera capa de agregado generalmente determina el espesor. Subsecuentemente las capas parcialmente llenan las partes superiores de vacos de la capa puesta permanente. EJEMPLO DE DISEO DE UN TRATAMIENTO SUPERFICIAL DOBLE Primera capa: Tamao estndar No.6 (caliza triturada) por granulometra Tamao mediano, D50 = 0,59 in = 15 mm ndice de Flakiness = 0,27 = 27% Dimensin mnima promedio, H = 0,40 in Peso unitario suelto, W = 94 pcf



Gravedad especfica = 2,60 Factor de prdida, E = 1,0 Factor de multiplicacin, M = 1,0 Vacos, V = 1 94 / (62,4 x 2,60) = 0,42 Tasa de aplicacin del agregado:

C = M 46,8 (1 0,4 V) H G E = 46,8 (1 0,4 x 0,42) x 0,40 x 2,60 x 1,0

C = 40,5 lb/yd2 = 0,43 ft3/yd2 Factor de trfico, T = 0,65 para 1500 vpd Correccin por textura de la superficie existente, S = 0 Correccin por absorcin del agregado, A = 0,03 gal/yd2 para la caliza Asfalto residual, R = 0,65 para CRS-1 Factor de multiplicacin, K = 1,0 Tasa de aplicacin del ligante:

B = K (2,244 H T V + S + A) / R = (2,244 x 0,40 x 0,65 X 0,42 + 0 + 0,03) / 0,65

B = 0,42 gal/yd2 Segunda capa: Tamao estndar No.8 (caliza triturada) por granulometra Tamao mediano, D50 = 0,25 in = 6,35 mm ndice de Flakiness = 0,27 = 27% Dimensin mnima promedio, H = 0,18 in = 4,6 mm Peso unitario suelto, W = 95 pcf Gravedad especfica, G = 2,60



Factor de prdida, E = 1,0 Factor de multiplicacin, M = 1,0 Vacos, V = 1 95 / (62,4 x 2,60) = 0,41 Tasa de aplicacin del agregado:

C = M 46,8 (1 0,4 V) H G E = 46,8 (1 0,4 x 0,41) x 0,18 x 2,60 x 1,0

C = 18,3 lb/yd2 = 0,19 ft3/yd2 Factor de trfico, T = 0,65 para 1500 vpd Correccin por textura de la superficie existente, S = 0 Correccin por absorcin del agregado, A = 0,03 gal/yd2 para la caliza Asfalto residual, R = 0,65 para CRS-1 Factor de multiplicacin, K = 1,0 Tasa de aplicacin del ligante:

B = K (2,244 H T V + S + A) / R = (2,244 x 0,18 x 0,65 X 0,41 + 0 + 0,03) / 0,65

B = 0,21 gal/yd2 La cantidad total de asfalto emulsificado es 0,42 + 0,21 = 0,63 gal/yd2. por lo tanto las cantidades de asfalto y de agregado para la aplicacin del tratamiento superficial doble son:

Aplicacin Ligante CRS-1 gal/yd

2

Agregado lb/yd

2

inicial 40% x 0,63 = 0,25 40,5

segunda 60% x 0,63 = 0,38 18,3



FIGURA 4 GRAFICA PARA DETERMINAR LA DIMENSIN MNIMA PROMEDIO DE

LOS AGREGADOS

H

D50

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Tratamiento Superficial