Caminos II. Adherencia Neumático-Calzada Asfaltos Modificados Microaglomerados

Transcripción

1 Caminos II Adherencia Neumático-Calzada Asfaltos Modificados Microaglomerados

2 Adherencia Neumático-Calzada Es la capacidad de contacto íntimo entre el neumático y la calzada, de forma tal que dé origen a una circulación segura del vehículo. Permite reducir la distancia de frenado y mantener en todo momento la trayectoria deseada del vehículo

3 ADHERENCIA NEUMÁTICO CALZADA Huella a 3 km/h Huella a 100 km/h

4 Adherencia Neumático-Calzada

5 Resistencia al deslizamiento SUPERFICIE DE LA PISTA MACROTEXTURA MICROTEXTURA Gruesa Áspera Gruesa Pulida Fina Áspera Fina Pulida

6 MEDICIÓN DE LA MACROTEXTURA parche de arena rugolaser

7 MEDICIÓN DEL COEFICIENTE DE FRICCIÓN Péndulo de fricción Mu meter Stuttgarter Griptester ROAR (Norsemeter) SCRIM Fuente: IMAE

8 C O E F I C I E N T E D E F R I C C I Ó N FRICCIÓN PÉNDULO FRICCIÓN GRIPTESTER MU METER Nº 2DNV MU METER MARK 5 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 Fuente: IMAE

9 Resistencia al Deslizamiento (Fricción) Índice de Fricción Internacional (IFI), resulta como función de dos parámetros principales: coeficiente de fricción y el coeficiente de macrotextura. Cualquier equipo que pueda establecer valores en escala del IFI, será apto para medir la calidad superficial del pavimento. Las mediciones serán una por hectómetro. La macrotextura se podrá medir con parche de arena, sobre la misma huella en la que se mida la fricción. El sector a medir será representativo de la sección evaluada.

10 ÍNDICE DE FRICCIÓN INTERNACIONAL Durante dicho experimento participaron 37 equipos de medición del coeficiente de fricción. Dichos equipos fueron calibrados a IFI. EQUIPO x constantes A, B, C en función de cada equipo de medición de macrotextura En Argentina se utilizaron mediciones de macrotextura y coeficiente de fricción con: Parche de Arena y Péndulo de Fricción (equipos participantes experiencia AIPCR) para calibrar el resto de los equipos de medición del coeficiente de fricción Fuente: IMAE

11 EXIGENCIAS DE ADHERENCIA La exigencia debe pasar por fijar valores admisibles de macrotextura de las carpetas y valores de CPA de los agregados pétreos EN ARGENTINA Los Pliegos de concesiones sólo establecen un valor mínimo de coeficiente de fricción a ser verificado por el valor promedio de cada kilómetro, expresadas en unidades de equipo Mu meter, para rutas en servicio Los Pliegos provinciales no establecen la obligatoriedad de medir Las Empresas concesionarias fijan valores de macrotextura a ser obtenidos en carpetas de rodamiento nuevas y están comenzando a seleccionar agregados pétreos

12 Asfaltos Modificados

13 Características funcionales (AIPCR)

14 Asfaltos modificados para pavimentación Objetivo de la modificación Conseguir ligantes CON PROPIEDADES REOLÓGICAS que no pueden ser alcanzadas de por sícuando son obtenidos a partir de las técnicas convencionales de refinación

15

16 Modificadores TIPO RELLENOS HIDROCARBUROS Filler mineral Negro de humo Fibras Asfaltos Naturales EJEMPLO Calcáreo, cemento, cenizas volantes Celulosa Polipropileno, Vidrio Asfaltitas POLÍMEROS CAUCHOS PLÁSTICOS Látex Natural LatexSintético Copolímerosen Block Caucho regenerado Caucho Natural Estireno-Butadieno (SBR) Estireno-Butadieno- Estireno (SBS) Peladura de Neumáticos Polietileno, Polipropileno, Etil-Vinil-Acetato (EVA), Policlorurovinilo (PVC)

17 RELLENOS FILLER En el caso de los Rellenos, los distintos tipos de fillers modifican el sistema filler-betún, incrementando su viscosidad respecto al asfalto puro. No producen cambios en su composición química. Vehículo ideal para elevar las proporciones de ligante bituminoso sin que se produzcan exudaciones o escurrimientos.

19 Asfaltos Naturales Asfaltitas Hidrocarburo de origen natural Posee alto peso molecular Punto de fusión elevado Soluble en sulfuro de carbono

20 Asfaltos Naturales Asfaltitas Mejoras que produce a los asfaltos Aumenta la consistencia Disminuye la susceptibilidad térmica Mejora la adherencia entre ligante y agregado pétreo.

22 Definición de polímero Los polímeros son compuestos orgánicos de elevado peso molecular, formados por la repetición sucesiva de grupos estructurales más sencillos

23 Esquema de fabricación de un asfalto modificado POLÍMERO BETÚN BETÚN MODIFICADO

24

25 MEZCLA HETEROGÉNEA Caso más probable Asfalto y Polímero son incompatibles, se separan MEZCLA HOMOGÉNEA Caso poco frecuente Compatibilidad perfecta. La modificación de las propiedades del ligante es muy débil respecto del original. Solo aumenta la viscosidad

26 MEZCLA MICRO HETEROGÉNEA Caso de compatibilidad deseada Constituida por dos fases finamente divididas y superpuestas El Polímero se hincha absorbiendo parte de la fracción ligera aceitosa del asfalto (maltenos) formando una fase polimérica diferente de la fase asfáltica residual.

27 Asfaltos modificados con polímeros Objetivo de la modificación Aumentar la cohesión interna Disminuir susceptibilidad térmica Mejorar la flexibilidad y elasticidad a bajas temperaturas Mejorar el comportamiento a fatiga Mejorarresistencia al envejecimiento Mejoraradhesividad árido-ligante

28 Norma IRAM 6596

29 Recuperación elástica torsional Indicador Dial de 0º a 180º Cilindro metálico

30 Mezcla densa con asfalto resistente a los solventes

31 Microaglomerados

32 Definición: Capas delgadas Las mezclas fabricadas en caliente con árido de tamaño máximo 12 mm y que se colocan en espesores delgados inferiores o igual a 3.5 cm

33 MICROAGLOMERADOS EN CALIENTE MICROAGLOMERADOS EN CALIENTE CONTINUOS DISCONTINUOS

34 Microaglomerados continuos Mezclas muy trabajables y flexibles Sand Asphalt Sheet Asphalt Fine Cold Asphalt Sables Enrobé Clouté Gussasphalt

35 Microaglomerados continuos Sand Asphalt Arena 0/3-0/5 ó 0/9 Pasa Tamiz # 8 entre el 50 y el 60% Filler entre el 3 y 12% Asfaltos de penetración 150/200 ó50/60 Contenidos de ligante del orden del 7 al 10%

36 Microaglomerados continuos Ventajas Buen comportamiento a fatiga Elevada flexibilidad Microtextura áspera Bajo nivel sonoro Impermeables Autorreparación

37 Microaglomerados continuos Desventajas Baja estabilidad mecánica Riesgo de deformaciones plásticas Baja resistencia al deslizamiento a elevadas velocidades Mala adherencia a las capas de apoyo Baja durabilidad

38 Microaglomerados continuos Algunas soluciones a las desventajas Modificación de la granulometría 15 % o mas de árido superior a 6 mm Reemplazar las arenas naturales por arenas de trituración Incorporación de fibras

39 Microaglomerados continuos Algunas soluciones a las desventajas Incrustación de áridos Inmediatamente después del extendido Tamaños comprendidos 10 / 14 ó14 / 18 mm Preenvueltos con ligantebituminoso

40 Microaglomerados discontinuos Se define como Microconcretos Asfálticos en Caliente (MAC), aquellas mezclas de granulometría discontinua, que son elaboradas y colocadas en caliente para capas de rodamiento. Sus materiales componentes son la combinación de un cemento asfáltico modificado con polímeros, áridos que presentan una discontinuidad granulométrica muy acentuada en los tamaños intermedios del total de la gradación, relleno mineral y eventualmente, aditivos.

41 Microaglomerados discontinuos Buen comportamiento a fatiga Elevada flexibilidad Microtextura áspera Macrotextura rugosa Bajo nivel sonoro Impermeables Resistente a las deformaciones plásticas Alta durabilidad

42 Microaglomerados discontinuos Granulometría discontinua Suprimir parcial o totalmente alguna fracción del árido Mezclas con mayor cantidad de árido fino (30% grueso 70% fino) Mezclas con mayor cantidad de árido grueso (65-80 % grueso 20-35% fino)

43 Microaglomerados discontinuos Utilizar ligantes modificados o mayor cantidad de ligante con fibras Asfaltos modificados con polímeros (SBS, EVA) Incorporación de fibras de: Celulosa, acrílicas, etc.

44 Curva granulométrica Mezcla tipo F % PA SA A C U M Nº200 Nº30 Nº8 Nº4 3/8" 1/2" 100 TAMICES Granulometría resultante Límite Inferior Límite Superior % R E T. A C U M.

45 Microaglomerados discontinuos Tipo F Principales exigencias de dosificación Estabilidad Marshall [kg] > 750 Vacíos [%] > 4 Velocidad de deformación en el ensayo de pista, intervalo 105 a 120 [mm/min] < 15 Resistencia conservada ensayo inmersión-compresión [%] 75

46 Microconcretos Asfálticos en Caliente (MAC) Tabla 1: REQUISITOS DE LOS ARIDOS GRUESOS Ensayo Norma Exigencia Mínimo, 75 % de sus partículas, con 2 ó más caras de fracturas, y el 25 % restante, por lo IRAM menos con una. Para el caso de la trituración 1851 de rodados, el tamaño mínimo de las partículas a triturar debe ser al menos 3 veces el tamaño máximo del agregado triturado resultante. Partículas trituradas Índice de Lajas Coeficiente de Desgaste Los Ángeles IRAM 1687 IRAM 1532 < 25 % < 25 %

47 Microconcretos Asfálticos en Caliente (MAC) Tabla 1: REQUISITOS DE LOS ARIDOS GRUESOS Ensayo Norma Exigencia > 0,40 (valor indicativo, puesto que en IRAM Argentina el estudio de los áridos disponibles 1543 está en desarrollo) Coeficiente de Pulimento Acelerado Durabilidad por ataque con sulfato de sodio Polvo Adherido Plasticidad Microdeval Relación Vía Seca-Vía Húmeda, de la fracción que pasa el tamiz IRAM 0,075 IRAM 1525 VN E IRAM IRAM 1762 < 10 % < 0.5 % No Plástico Determinación obligatoria VN E 7-65 > 50 % (*)

48 Microconcretos Asfálticos en Caliente (MAC) Tabla 2: REQUISITOS DE LOS ÁRIDOS FINOS Ensayo Norma Exigencia Equivalente de Arena IRAM 1682 > 50 % Plasticidad de la fracción que pasa tamiz IRAM 0,425 mm IRAM No plástico Plasticidad de la fracción que pasa tamiz IRAM 0,075 mm IRAM < 4 % Relación Vía Seca-Vía Húmeda, de la fracción que pasa el tamiz IRAM 0,075 VN E 7-65 (*) Si el pasante por el tamiz IRAM 0,075 vía v a húmeda h es mayor del 5 % > 50 % (*)

49 Microconcretos Asfálticos en Caliente (MAC) Tipo F Tabla 7: REQUISITOS DE DOSIFICACIÓN PARA MEZCLAS TIPO F8 Y F10 Parámetro Exigencia Nº golpes por cara 50 Ensayo Marshall VN_E 9 Estabilidad (kn) > 7,5 Porcentaje de Vacíos en mezcla 4-7 Porcentaje de Vacíos del Agregado Mineral (VAM) 17 Porcentaje Relación Betún-Vacíos Porcentaje de Resistencia Conservada mediante el ensayo de Tracción Indirecta, según método incorporado en Anexo MAC II > 80 Porcentaje de Árido Fino no triturado en mezcla 0 Porcentaje mínimo Cal Hidratada en peso sobre mezcla recomendado 1 Porcentaje Máximo de Cal Hidratada o Cemento (*) Porcentaje mínimo de ligante. (Total en masa sobre mezcla) 5.2 Relación en peso Filler / Asfalto < 1.6

50

51 Microaglomerados discontinuos Exigencias de dosificación para las mezclas tipo M Vacíos [%] 12 Pérdidas ensayo Cántabro en seco [%] 15 Pérdidas ensayo Cántabro tras inmersión [%] 25

52 Microaglomerados discontinuos o Método Cántabro Moldeo de probetas Marshall con 50 golpes por cara Ensayo en la máquina de Los Ángeles, 300 vueltas sin las esferas abrasivas a 25ºC En seco y tras inmersión

53 Ensayo Cántabro NLT P= P i -P f P i

54

55

56

57

58 Ensayo de Parche de Arena (sobre modelo)

59

60

61