INDICE GENERAL INTRODUCCIÓN... 1 CAPITULO I : MATERIALES QUE CONFORMAN UNA MEZCLA ASFÁLTICA... 3 1.1.- ASFALTO DE PETROLEO... 3 1.1.1.- Reseña histórica... 3 1.1.2.- Definición... 4 1.1.3.- Propiedades del asfalto... 4 1.1.4.- Técnicas de producción de asfaltos:... 5 1.1.4.1 Cementos Asfálticos... 5 1.1.4.2 Asfaltos Diluidos con Solventes de Petróleo (Cutbacks Asphalts)... 11 1.1.4.3 Asfaltos Emulsionados... 11 1.1.5.- Producción de asfaltos en el Perú... 12 1.1.5.1 Asfaltos de Pavimentación... 13 - Asfaltos de Pavimentación Sólidos... 13 - Asfaltos de Pavimentación Líquidos... 13 1.1.5.2 Asfaltos Industriales... 15 1.2.- AGREGADO... 15 1.2.1.- Que es?... 15 1.2.2.- Clasificación de agregados... 15 1.2.2.1.- Rocas Sedimentarias... 15 1.2.2.2.- Rocas ígneas... 15 1.2.2.3.- Rocas Metamórficas... 16 1.2.3.- Fuentes de agregados:... 17 1.2.3.1.- Agregados Naturales... 17 1.2.3.2.- Agregados Procesados... 18 1.2.3.3.- Agregados Sintéticos... 19 1.2.4.- Propiedades del agregado y su evaluación... 19 1.2.4.1.- Graduación y Tamaño Máximo de Partícula... 20 1.2.4.2.- Limpieza... 23 1.2.4.3.- Dureza... 23
1.2.4.4.- Forma de la Partícula... 23 1.2.4.5.- Textura Superficial... 24 1.2.4.6.- Capacidad de Absorción... 24 1.2.4.7.- Afinidad por el Asfalto... 25 CAPITULO II: MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE Y MEZCLA ASFÁLTICA CON EMULSION... 26 2.1.- MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE... 26 2.1.1.- Cemento Asfáltico... 26 2.1.2.- Agregados... 28 2.1.2.1. Agregados Gruesos... 28 2.1.2.1. Agregados Finos... 29 2.1.2.3.- Relleno mineral o «filler»... 30 2.2.- MEZCLAS CON EMULSIONES ASFÁLTICAS... 35 2.2.1.- Asfaltos emulsionados... 35 2.2.1.- Concepto... 36 2.2.2.- Composición de una emulsión asfáltica... 36 2.2.2.1.-Cemento asfáltico... 37 2.2.2.2.- Solución jabonosa... 37 - Agua... 37 - Agente emulsificante... 38 2.2.3.- Composición química de las emulsiones... 38 2.2.3.1.- Clasificación y nomenclatura... 38 2.2.4.- Variables que afectan la calidad y el rendimiento de una emulsión asfáltica... 39 2.2.5.- Características físico químicas de las emulsiones... 39 2.2.5.1.- Producción de la emulsión... 39 a.- Equipo emulsificador:... 39 b.- Proceso de emulsificación... 40 2.2.5.2.- Almacenamiento de emulsiones asfálticas... 41 2.2.5.3.- Rotura de la emulsión... 42 a.- rotura:... 42
b.- curado... 43 2.2.5.4.- Factores que afectan la rotura y el curado... 43 2.2.6.- Tipos de mezclas con emulsiones asfálticas... 44 CAPITULO III: PRODUCCION DE MEZCLAS ASFÁLTICAS... 46 3.1.- PRODUCCIÓN DE MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE... 46 3.1.1.- Introducción... 46 3.1.2.- Propósito y disposición de los equipos... 46 3.1.3.- Proceso de producción de mezcla asfáltica en caliente en una planta de dosificación... 46 3.1.3.1.- Tolvas... 46 3.1.3.2.- Horno rotativo de contraflujo... 48 3.1.3.3.- Elevador de cangilones... 48 3.1.3.4.- Zarandas y balanza... 49 3.1.3.5.- Mezclador de flujo paralelo... 50 3.1.3.6.- Grupo electrógeno... 50 3.1.3.7.- Proceso de extracción de gases... 50 - Extractor de gases...50 - Lavador de finos...51 - Pozo de sedimentación... 52 3.2.- PRODUCCIÓN DE MEZCLA ASFÁLTICA CON EMULSIONES... 57 3.2.1.- Producción de mezclas asfálticas con emulsiones tibias en planta...57 3.2.1.1.- Plantas mezcladoras... 57 3.2.1.2.- Mezclado de agregado... 58 3.2.1.3.- Mezclado... 58 3.2.2.- Producción de mezclas emulsionadas en el Perú... 58 CAPITULO IV: DISEÑO DE MEZCLAS ASFALTICAS... 61 4.1.- DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE... 61 4.1.1.-Introducción... 61 4.1.2.- Características y comportamiento de la mezcla... 61 4.1.2.1.- Densidad... 62 4.1.2.2.- Vacíos de aire (o simplemente vacíos)... 62
4.1.2.3.- Vacíos en el agregado mineral... 62 4.1.2.4.- Contenido de asfalto... 64 4.1.3.- Propiedades consideradas en el diseño de mezclas... 65 4.1.3.1.- Estabilidad... 65 4.1.3.2.- Durabilidad... 66 4.1.3.3.- Impermeabilidad... 67 4.1.3.4.- Trabajabilidad... 67 4.1.3.5.- Flexibilidad... 68 4.1.3.6.- Resistencia a la fatiga... 69 4.1.3.7.- Resistencia al deslizamiento... 69 4.1.4.- Método Marshall de diseño de mezclas- descripción... 70 4.1.4.1.- Preparación para efectuar los procedimientos Marshall.. 70 Selección de las muestras de material... 70 Preparación del agregado... 71 4.1.4.2.- Procedimiento de ensayo Marshall... 72 Determinación del peso especifico-total... 72 Ensayo de estabilidad y fluencia... 73 Valor de estabilidad Marshall... 73 Valor de fluencia Marshall... 73 Análisis de densidad y vacíos... 74 Análisis de vacíos... 74 4.2.- METODO PROPUESTO DE ILLINOIS PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS EN FRIO EMULSION-AGREGADO... 75 4.2.1.- Resumen del método... 75 4.2.2.- Ensayos sobre los agregados... 76 4.2.3.- Ensayos sobre la emulsión asfáltica... 76 4.2.4.- Contenido asfalto residual tentativo... 77 4.2.4.1.- Método Francés... 77 4.2.4.2.- Método del instituto del asfalto (USA)... 79 4.2.4.3.- Método de la Secretaria de Asentamientos Humanos y Obras Públicas (SAHOP).- México... 79 4.2.5.- Ensayo de recubrimiento...80
4.2.6.- Contenido optimo de agua en la compactación... 82 4.2.7.- Variación del contenido de emulsión... 82 CAPITULO V: DISEÑO EN LABORATORIO... 83 5.1.- MATERIALES USADOS... 83 5.1.1.- Agregados grueso y fino... 83 5.1.2.- Cemento Asfáltico de petróleo... 83 5.1.3.- Emulsión asfáltica: especificaciones y características... 84 5.2.- ENSAYOS REALIZADOS SOBRE LOS AGREGADOS... 84 5.2.1.- Análisis granulométrico por tamizado (ASTM D-421)... 84 5.2.2.- Peso especifico y absorción del agregado grueso (ASTM C-127). 90 5.2.3.- Peso especifico y absorción del agregado fino (ASTM C-128)... 92 5.2.4.- Ensayo de adherencia agregado grueso (ASTM D-1664)... 95 5.2.5.- Ensayo de adherencia agregado fino (Riedel Weber DEEMA - 8)... 98 5.3.- DISEÑO POR EL MÉTODO MARSHALL MODIFICADO PARA MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE (ASTM D-1559)... 101 5.3.1.- Combinación de los agregados... 101 5.3.2.- Equipo de laboratorio utilizado en la realización del Ensayo Marshall... 106 5.3.3.- Procedimiento... 107 5.3.4.- Resultados Obtenidos... 115 5.3.5.- Determinación del contenido optimo de asfalto... 120 5.4.- DISEÑO POR EL MÉTODO DE ILLINOIS PARA MEZCLAS ASFÁLTICAS TIBIAS CON EMULSIÓN... 121 5.4.1.- Combinación de los agregados... 121 5.4.2.- Cantidad aproximada de emulsión... 121 5.4.2.1.- Método Francés... 121 5.4.2.2.- Método del Instituto del Asfalto (USA)... 125 5.4.2.3.- Método de la Secretaria de Asentamientos Humanos y Obras Públicas (SAHOP).- México... 126
5.4.2.4.-Promedio de los tres métodos... 127 5.4.3.- Ensayo de Recubrimiento... 127 5.4.4.- Contenido óptimo de agua en la compactación... 129 5.4.5.- Variación del contenido de Asfalto Residual... 129 5.4.6.- Resultados Obtenidos... 133 5.4.7.- Determinación del contenido óptimo de emulsión... 138 CAPITULO VI: ANÁLISIS Y COMPARACIÓN DE RESULTADOS ( DE LABORATORIO)... 139 6.1. Análisis comparativo del diseño de Mezcla asfáltica en caliente y Mezcla asfáltica con emulsiones tibias.... 139 6.1.1.- Relaciones y observaciones de los resultados de los ensayos... 140 6.1.2.- Análisis de resultados... 141 CAPITULO VII: PROCESOS DE PUESTA EN OBRA... 147 7.1.- PREPARACIÓN PARA LA PAVIMENTACIÓN... 147 7.1.2.- Ajuste de accesorios fijos de la calzada... 148 7.1.3.- Control vertical y horizontal de la rasante... 148 7.1.4.- Riegos de imprimación y riegos de liga... 149 7.1.4.1.- Riegos de imprimación... 149 7.1.4.2.- Riegos de liga... 149 7.2.- EQUIPO DE PAVIMENTACIÓN... 150 7.2.1.- Pavimentadora... 150 7.2.1.1.- Unidad de potencia... 150 7.2.1.2.- Unidad del enrasador... 151 7.2.1.3.- Controles del enrasador... 151 7.2.1.4.- Controles automáticos del enrasador... 151 7.2.1.5.- Calentadores del enrasador... 151 7.2.1.6.- Accesorios del enrasador... 151 7.2.1.7.- Enganche del camión... 151 7.2.1.8.- Rodillos pivoteados de empuje para camión... 152 7.2.2.- Camiones de transporte... 152
7.3.- PROCEDIMIENTOS DE COLOCACIÓN... 152 7.3.1.- Coordinando la planta y el asfaltador... 152 7.3.2.- Ajuste del enrasador durante la pavimentación... 152 7.3.3.- Ancho de la distribución... 153 7.3.4.- Obra de mano... 153 7.4.- INSPECCIÓN DE LA CARPETA... 153 7.4.1.- Temperatura de la mezcla... 153 7.4.2.- Apariencia de la superficie del pavimento... 154 7.4.2.1.- Textura superficial... 154 7.4.2.2.- Lisura de la superficie...154 7.4.3.- Pendiente de la calzada...154 7.4.4.- Geometría de la vía...154 7.4.5.- Juntas... 155 7.4.5.1.- Juntas transversales... 155 7.4.5.2.- Juntas longitudinales... 155 7.5.- COMPACTACIÓN DE LA CARPETA... 156 CAPITULO VIII: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES... 159 8.1.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES... 159 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS... 162 ANEXOS... 163