DISEÑO DE UNA BASE ESTABILIZADA CON ASFALTO ESPUMADO

Transcripción

1 DISEÑO DE UNA BASE ESTABILIZADA CON ASFALTO ESPUMADO Ejemplo general de diseño Presenta: M.I. Fidel García Hernández.

2 ÍNDICE Introducción Resumen Descripción del diseño y Análisis de resultados Resumen de resultados del diseño Conclusiones

3 Asfalto Espumado: Introducción: Presentar un ejemplo general de diseño de una base estabilizada con asfalto espumado. Resumen: El presente trabajo muestra la aplicación de la metodología establecida en el manual Wirtgen Cold Recycling Thecnology del Grupo Wirtgen. Considera tres diferentes niveles de tránsito. Establece la fórmula de trabajo de una base estabilizada con asfalto espumado con la realización de ensayos de susceptibilidad a la humedad y una evaluación de las propiedades mecánicas mediante el ensayo triaxial. Figura 1. Equipo de laboratorio Wirtgen WLB 10 S (a), cámara de expansión para asfalto espumado (b). (Wirtgen 2012)

4 Descripción del diseño y Análisis de resultados Se deben tener en cuenta las diferentes etapas de análisis: Etapa 1: Caracterización de los materiales a utilizar. o Primeramente se evalúa la plasticidad del material por medio de la norma (ASTM D4318), Limites de Consistencia. o Se determina de la granulometría mediante el método de ensayo ASTM C136 Análisis Granulométrico del materiales Finos y Gruesos. Etapa 2: Determinación de la granulometría de diseño y compactación. Uno de los puntos fundamentales en el diseño de la base estabilizada con asfalto espumado es el ajuste de la estructura granulométrica de la mezcla de materiales (Material Granular - RAP). Compactación: Esta determinación se realiza mediante la Norma AASHTO T-180. Figura Valores Límites granulométricos de la Densidad seca para máxima y la bases humedad espumadas. óptima.

5 Descripción del diseño y Análisis de resultados Etapa 3: Determinación de las propiedades espumantes del asfalto. Figura 4. Colapso del asfalto espumado después de realizar la descarga. Figura 5. Obtención del porcentaje de agua óptima para el espumado.

6 Descripción del diseño y Análisis de resultados Etapa 4: Diseño de la mezcla de materiales (fórmula de trabajo). Nivel 1: Determinar la necesidad de filler Activo. Figura 6. Evaluación de susceptibilidad a la humedad para diferentes tipos de fillers activos.

7 Descripción del diseño y Análisis de resultados Etapa 4: Diseño de la mezcla de materiales (fórmula de trabajo). Nivel 2: Determinar el contenido óptimo de asfalto espumado. Figura 7. Contenido óptimo de asfalto con 1% de cal.

8 Descripción del diseño y Análisis de resultados Etapa 4: Diseño de la mezcla de materiales: Nivel III: Propiedades mecánicas Figura Cohesión retenida y Fricción para 2.4% de de asfalto espumado y 1% de cal.

9 Resumen de resultados del diseño Tabla 1 Resumen de resultados de diseño de base estabilizada con asfalto espumado PARÁMETRO UNIDAD VALOR VALORES DE ACEPTACIÓN MÍNIMOS PVSM Kg/cm HUMEDAD ÓPTIMA % TEMPERATURA PARA ESPUMADO C AGUA ÓPTIMA PARA ESPUMADO % Relación de expansión Veces Vida media s Combinación de materiales % Susceptibilidad Humedad (NIVEL I) % ITS Seco kpa 245 >225 ITS Saturado kpa 166 >100 FILLER ACTIVO CAL Susceptibilidad Humedad (NIVEL II) % ITS Seco-Equil. kpa ITS Saturado-Equil. kpa ASFALTO ESPUMADO % COHESIÓN (NIVEL III) kpa ÁNGULO DE FRICCIÓN ( NIVEL III) COHESIÓN RETENIDA (NIVEL III ) % 84 75

10 Conclusiones: Uno de los inconvenientes de la realización del diseño de la base estabilizada con asfalto espumado es que no se ha establecido un procedimiento de diseño en laboratorio. El reto inicial en el diseño de la base estabilizada con asfalto espumado es definir una granulometría. En lo referente a las propiedades del espumado se observó que un asfalto PG (Ekbé) es adecuado. En la evaluación de la resistencia a la tensión indirecta, se pudo observar que los valores en condición seca son similares para cada una de las variantes analizadas, siendo la evaluación en condición saturada el parámetro clave en la selección de la mezcla de materiales. La adición del filler mejora la cohesión del material sin embargo reduce la fricción de la base estabilizada. Además se garantiza un buen comportamiento cuando la cohesión retenida se encuentra dentro de los parámetros aceptables. Para el caso del contenido de asfalto espumado se observa que al aumentar este parámetro disminuye la susceptibilidad a la humedad. Por lo cual, se debe realizar un análisis costo-beneficio para la correcta determinación de este valor durante el diseño.

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