Sello asfáltico no estructural con emulsión asfáltica de rompimiento lento

Transcripción

1 Sello asfáltico no estructural con emulsión asfáltica de rompimiento lento Preparado por: Ing. Fabián Elizondo Arrieta. Coordinador General de los Laboratorios de Infraestructura Vial

2 Deterioro de un pavimento

3 Antecedentes No se aplicó la técnica MOPT CONAVI ( ) Se incluye dentro de los Contratos de Conservación de la Red Vial Nacional (Sellos asfálticos) CRS no funciona RECOPE Fabrica Emulsión de Rompimiento Lento (CSS-1) para utilizarse con agregado fino

4 Emulsiones asfálticas

5 Emulsión Asfáltica Emulsiones asfálticas (Cont.) Se compone de: Asfalto (140 C) Emulsificante Ácido (catiónica) o Base (aniónica) Agua (50-60 C)

6 Emulsión Asfáltica Características que debe tener una emulsión asfáltica: Compatibilidad química con los agregados Trabajabilidad / Tiempos de rompimiento Emulsiones asfálticas (Cont.)

7 Antecedentes Técnicas de mantenimiento y preservación Riegos de liga Riegos de imprimación Emulsión de Rompimiento rápido. Ej.: CRS-1 Riegos de liga Riegos de Imprimación Emulsión de Rompimiento rápido. Ej.: CRS-1

8 Técnicas de mantenimiento y preservación Técnicas Antecedentes Sellos asfálticos Mantenimiento y Preservación Tratamientos superficiales Emulsión de Rompimiento rápido Ej.: CRS-2h o CRS-1 Sello de lechada asfáltica (Slurry Seal ) Emulsión de Rompimiento lento Ej.: CQS-1h o CSS-1h Micro Capas Emulsión de Rompimiento lento Ej.: CQS-1h o CSS-1h

9 Antecedentes Bases granulares con emulsión Técnicas de mantenimiento y preservación Emulsión de Rompimiento lento. Ej.: CSS-1h Bases granulares con emulsión asfáltica

10 Antecedentes No se aplicó la técnica MOPT CONAVI ( ) Crean los Contratos de Conservación de la Red Vial Nacional (Sellos asfálticos) RECOPE Fabrica Emulsión de Rompimiento Lento (CSS- 1) para utilizarse con agregado fino CRS no funciona CRS no funciona Donaciones al MOPT Se utiliza la emulsión en rutas de bajo volumen - Macro Región Guanacaste - MOPT/ GIZ BID RECOPE LanammeUCR Solicita colaboración para la preparación de emulsiones que cumplan con lo requerido Objetivo: Mejorar la trabajabilidad

11 Problemas de la Emulsión Asfáltica de RECOPE 1. No se utilizaban las sustancias adecuadas para rebajar el cemento asfáltico (Bunker) Afecta directamente en la trabajabilidad

12 Tiempo de mezclado (s) Problemas de la Emulsión Asfáltica de RECOPE 2. Mala limpieza en los procesos de almacenaje producían contaminación en el producto final y = x x R² = y = 88.63x x R² = Porcentaje de contaminación (%) Afectación de la contaminación del agua Agua de pozo Agua de tubo Afectación de la combinación de emulsión rápida con lenta

13 Tiempo de mezclado (s) Problemas de la Emulsión Asfáltica de RECOPE 3. Incorrecta dosificación de las sustancias que componen la emulsión y = x x x R² = Se recomienda aumentar a 1,2% el contenido de emulsificante Porcentaje de emulsificante (%)

14 Agregado recubierto con emulsión

15 Metodología de diseño de Bases Estabilizadas con emulsión asfáltica

16 Estabilización de Bases Granulares con emulsión Control de polvo (zonas del país y temporadas asociadas) Características similares a los sellos antierosión Reducción de frecuencia en actividades de mantenimiento Aumento en vida útil y nivel de servicio Objetivos de la técnica Generar pavimento gradual Mejoría en transitabilidad Preservación de finos (agregado)

17 Diseño de material estabilizado con emulsión Requerimientos: Volumen de tráfico y características del material Granulometría recomendada Proyectos con resultados malos

18 Emulsión Asfáltica Materiales de estabilización: Material recuperado (RAP) Material granular (base /sub base) Diseño de material estabilizado con emulsión Se utilizaron 3 mezclas: Con 0% de relleno mineral activo (filler) Con 1,5% de Cal Con 1% de Cemento Justificación: Verificar la durabilidad de la técnica producido por el daño por humedad La trabajabilidad de estos materiales con el recubrimiento de emulsión asfáltica

19 Diseño de material estabilizado con emulsión Ensayo de Tensión Indirecta Valores de ITS recomendados Determinación del contenido de asfalto óptimo residual

20 kpa / % kpa / % Diseño de material estabilizado con emulsión Resultados del Ensayo de Tensión Indirecta Efecto del filler activo en la resistencia sin filler 1,5% de cal 1% de cemento Efecto del Filler activo en el desempeño 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0, TDI sin acon (kpa) TDI acond (kpa) RRTDI (%) Sin filler Cal Cemento ,1 83,4 67,6 TDI sin acond TDI acond %RRTDI Estabilización con RAP Estabilización con material granular

21 Ensayo de Recubrimiento y adherencia Diseño de material estabilizado con emulsión Características: Garantiza el rompimiento de la emulsión Hay un recubrimiento uniforme del agregado Da dispersión en la mezcla Buena trabajabilidad Determina la compatibilidad química con el agregado Porcentaje mínimo de recubrimiento de 60% (Asphalt Institute, 1998).

22 Diseño de material estabilizado con emulsión Resultados del Ensayo de Recubrimiento y adherencia Estabilización con material granular Tipo de mezcla Porcentaje de relleno mineral (%) Porcentaje de asfalto residual (%) Porcentaje de recubrimiento (%) Porcentaje de recubrimiento en Adherencia (%) Sin relleno 0,0 3,2 60,3 5,0 Cal 1,5 3,2 87,5 64,0 Cemento 1,0 3,2 79,7 49,0

23 Diseño de material estabilizado con emulsión Resultados del Ensayo de Recubrimiento y adherencia Estabilización con RAP Tipo de mezcla Porcentaje de relleno mineral (%) Porcentaje de asfalto residual (%) Porcentaje de recubrimiento (%) Porcentaje de recubrimiento en Adherencia (%) Sin relleno 0,0 2,2 97,9 92,0 Cal 1,5 2,2 96,9 96,0 Cemento 1,0 2,2 97,9 92,0

24 Diseño de material estabilizado con emulsión Ensayo de Rueda de Hamburgo Características: Evalúa la susceptibilidad a la deformación permanente y al daño por humedad Los especímenes se encuentran sumergidos en agua a 50ºC Se reporta la profundidad de la huella y número de pasadas a la falla El ensayo se detiene cuando el espécimen alcanza 20 mm de profundidad o cuando alcanza las pasadas

25 Deformación (mm) Diseño de material estabilizado con emulsión Resultados del Ensayo de Rueda de Hamburgo (solamente con RAP) Rueda de Hamburgo Ciclos 1,7% asfalto residual + 0% filler activo 1,7% asfalto residual + 1,5% cal 1,7% asfalto residual + 1,0% cemento Estabilización con RAP

26 Comportamiento de pavimentos Tránsito Vehicular Clima Subrasante o plataforma Proyectos con Materiales resultados malos

27 Diseño estructural de Bases Estabilizadas Mecanismos de Falla Agrietamiento por fatiga Deformación Permanente Proyectos con resultados malos

28 Ejemplos de estructuras obtenidas del diseño Diseño estructural de Bases Estabilizadas Agrietamiento por fatiga Proyectos con resultados malos

29 Técnica utilizada en diferentes proyectos Unidad de Gestión Municipal del LanammeUCR (UGM) Seguimiento de proyectos MOPT BID GIZ Diferentes criterios Diferencias en requerimientos Resultados variables en proyectos Necesidad de una metodología de diseño

30 IRI (m/km) Calificación (PASER) Seguimiento a proyectos intervenidos Evaluación Visual Camino de Nandayure 2 1 NANDAYURE SAN CARLOS Edad (años) RUGOSIDAD Edad (años) Proyectos con Proyectos resultados con resultados malos malos NANDAYURE SAN CARLOS Camino de San Carlos

31 Mantenimiento Tipo de superficie asfáltica Actividad de conservación Aplicación desde inicio vida de servicio Imprimación reforzada Nuevo riego de imprimación Cada 1 a 2 años Imprimación reforzada Nuevo tratamiento superficial doble Entre año 3 y 4 Tratamiento superficial Sello de lechada asfáltica Entre año 4 y 5 Tratamiento superfical o Sello de Lechada asfáltica Refuerzo Proyectos con 4 cm de con Mezcla resultados Asfáltica malos Entre año 5 y 7

32 Requisitos de control para el diseño de mezcla para sello con emulsión asfáltica Diseño de mezcla de agregado con emulsión asfáltica Caracterización de los materiales Índice de Soporte California (CBR) Índice de plasticidad (IP) Granulometría Proyectos con resultados malos Sello con emulsión asfáltica Susceptibilidad al daño por humedad Adherencia y recubrimiento Dosificación óptima de emulsión

33 Requisitos de control para el diseño de mezcla para sello con emulsión asfáltica Tratamiento superficial con emulsión asfáltica Tasa de riego de emulsión asfáltica Humedad densidad (compactación) Conformación de la calzada

34 Muchas gracias! Colaboradores Ing. Alonso Ulate Unidad de Gestión Municipal Ing. Carlos Campos Unidad de Gestión Municipal Ing. Andrea Ulloa Laboratorio de Preservación Vial Juan Carlos Múnera Laboratorio de Preservación Vial Ing. Pablo Torres Unidad de Materiales y Pavimentos