ESTUDIO DE FLEXIBILIZACIÓN DE BASES ESTABILIZADAS CON ALTOS CONTENIDOS DE CEMENTO POR MEDIO DE LA UTILIZACIÓN DE EMULSIONES ASFÁLTICAS

Transcripción

1 ESTUDIO DE FLEXIBILIZACIÓN DE BASES ESTABILIZADAS CON ALTOS CONTENIDOS DE CEMENTO POR MEDIO DE LA UTILIZACIÓN DE EMULSIONES ASFÁLTICAS

2 Justificación del Estudio Proponer una técnica de rehabilitación de pavimentos fallados por agrietamiento reflectivo debido a una capa de base con alto contenido de cemento. La técnica consiste en la recuperación del material de base para ser mezclado con Emulsión Asfáltica a una proporción adecuada para asegurar un equilibrio entre rigidez y flexibilidad.

3 Agrietamiento por Reflexión Fuente: Nunn, RILEM Conference, 1989

4 Materiales Agregado Pétreo Emulsión Asfáltica (ECL 60-90) Cemento tipo III Base

5 CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES DE BASE HIDRÁULICA Propiedad Arena Grava Especificación Peso Volumétrico Seco Suelto, kg/m Peso Volumétrico Seco Suelto combinado, kg/m 3 Peso Volumétrico Seco Compacto, kg/m Gravedad Específica Relativa, Gsb > 2.4 Gravedad Específica Aparente, Gsa Absorción, % Equivalente de Arena, % 67-50% mín. Límite Líquido, % 18-25% máx. Índice Plástico, % 3-6% máx. Desgaste de Los Ángeles, % % máx. Partículas Alargadas y Lajeadas, % % máx.

6 Propuesta de Evaluación Identificador % Base Hidráulica % Material Virgen de aporte % Cemento % Emulsión 100BC BH ,4,5 75BC25V ,4,5 50BC50V ,4,5

7 Porcentaje que pasa PROPUESTA GRANULOMÉTRICA 100% 90% 80% 70% 100BH 50BC50V 75BC25V 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% #200 #100 #60 #40 #20 #10 #4 3/8" 3/4" 1 11/2 Abertura Malla La proporción de Agregado virgen (V) fue seleccionada para construir curvas granulométricas similares

8 Densidad seca, kg/m3 Compactación AASHTO modificada 2100,0 2080,0 2060,0 2040,0 2020,0 2000,0 BH 5% CEMENTO 10% CEMENTO A mayor cantidad de Cemento mayor densidad 1980,0 1960,0 1940,0 1920,0 2,0% 3,0% 4,0% 5,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0% 11,0% 12,0% 13,0% 14,0% 15,0% % Humedad Selección del Contenido Óptimo de Humedad

9 Compresión Simple (Base Cementada al 10%) No. Diámetro (cm) 28 días de curado Carga Área Máxima a (cm 2 ) 28 días(kg) Resistencia a 28 días (kg/cm 2 ) , , , , días. f c =125 kg/cm² ~ Concreto pobre

10 Estabilidad (Kg) Estabilidad Marshall (Base cementada + Emulsión) 1800,0 1600,0 1400,0 1200,0 1000,0 800,0 600,0 100BH 50BC50V 75BC25V 400,0 200,0 0,0 3% 4% 5% % Emulsión

11 Energía Especifica (kgf*mm/cm2) Estabilidad y flujo Marshall BH 50BC50V 75BC25V % 4% 5% % Emulsión Energía de Resistencia de Compresión Confinada (ERCC) ERCC = 0 máx P d (H D)

12 Correlación Módulo Elástico Fuente: NCAT Report Dr. David H. Timm, Mary M. Robbins, Dr. Dr. Nam Tran, P.E., Dr. Carolina Rodezno.

13 Módulo Elástico, kg/cm2 Módulos Elásticos BH 50BC50V 75BC25V 100BC % 3% 4% 5% % Emulsión La adición de emulsión asfáltica refleja una reducción en la rigidez de la mezcla con respecto a la base cementada sin emulsión

14 Análisis de resultados La resistencia a la compresión de una base cementada al 10% presentó valores semejantes a un concreto pobre. El porcentaje óptimo de humedad se mantuvo en rangos similares a diferentes concentraciones de Cemento pero obteniendo una mayor densificación a mayor cantidad de este elemento. La estabilidad de la mezcla aumentó conforme la cantidad de emulsión fue añadida a la mezcla. El cálculo del área bajo la curva de la prueba Marshall permite observar el comportamiento de la mezcla en un análisis cargadeformación Con la adición de emulsión Asfáltica se presentó un aumento en el flujo plástico y un aumento de la energía almacenada en la mezcla para resistir los esfuerzos medidos a través de la prueba Marshall.

15 Conclusiones La utilización de Cemento en 10%, en este estudio, mostró una rigidez relativamente alta basada en la prueba de Compresión Simple lo que podría inducir en la capa superior una fuerte susceptibilidad al agrietamiento por reflexión. El estudio mostró la factibilidad de reutilizar el material, al recuperarlo y adicionarle Emulsión Asfáltica para reducir la rigidez de la estructura y mitigar el efecto de contracción por secado. Esta técnica pretende ser una alternativa atractiva de funcionalidad y de reciclado de recursos materiales con la finalidad de mantener soluciones sustentables. En futuras investigaciones se considerará la implementación de procedimientos de prueba específicos de aplicación de cargas cíclicas como el Módulo Resiliente, la medición de contracción por secado y la evaluación de la susceptibilidad al agrietamiento para obtener un Diseño equilibrado de rigidez y flexibilidad para cada proyecto en particular.

16 CONTRAPORTADA Eymard Ávila Vázquez