trabajo premio jafc

7/25/2019 Trabajo Premio JAFC

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EFECTO DE LA TEMPERATURA DE COMPACTACINSOBRE EL MDULO RESILIENTE DE LAS MEZCLAS

ASFLTICASPedro Limn Covarrubias, Ignacio Cremades Ibez, Rodrigo Mir Recasens y Pal Garnica Anguas

premio internacionalA LA INNOVACIN EN CARRETERAS

JUAN ANTONIO FERNNDEZ DEL CAMPO

IIEdicinAO2007

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D. JOS LUIS ELVIRAMUOZDoctor Ingeniero de Caminos, Canales y PuertosDirector Tcnico de la Direccin General de Carreterasdel Ministerio de FomentoProfesor Titular de la Universidad Politcnica de MadridEncomienda de la Ordn del Mrito Civil, Medalla alMrito Profesional del C.I.C.C.P. y Medalla de Oro dela Carretera

Presidente

Vocales (relacionados alfabticamente)

D. JORGE O. AGNUSDEIDoctor en Ciencias Qumicas

Presidente de la Comisin Permanente del Asfaltode ArgentinaSecretario Permanente de los CongresosIbero-Latinoamericanos del Asfalto

D. CSARCAEDO-ARGELLESTORREJNIngeniero de Caminos, Canales y PuertosPresidente de Prointec, S.A.Medalla de Honor y Medalla al Mrito Profesional delColegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos

D. RAFAEL IZQUIERDO DE BARTOLOMDoctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos yLicenciado en Ciencias EconmicasProfesor Jean Monnet de la Unin EuropeaProfesor Emrito de la Universidad Politcnica deMadrid

Secretario

Comit de Valoracin

D. JOS MANUEL LOUREDAMANTINDr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

Consejero de Sacyr Vallehermoso y de RepsolMedalla de Honor del Colegio de Ingenieros deCaminos, Canales y Puertos

D. JOS M MORERABOSCHIngeniero de Caminos, Canales y PuertosDirector General de la Direccin Autopistas Espaade AbertisMiembro del Comit Ejecutivo de A.S.E.T.A.

D. JACOBO DAZPINEDAIngeniero de Caminos, Canales y PuertosSecretario de la Fundacin de la Asociacin Espaolade la CarreteraPremio Fundacin Corell a la Investigacin enSeguridad Vial

D. JUAN M. OROZCO YOROZCOIngeniero Civil y Maestro en Mecnica de SuelosDirector General de Servicios Tcnicos de la Secretarade Comunicaciones y Transportes de MxicoAcadmico de Nmero de la Academia de Ingenierade Mxico

Segunda Edicin2007Jurado de la II Edicin del

Premio Internacional a la Innovacin en CarreterasJuan Antonio Fernndez del Campo

D. ALBERTO BARDESI ORE-ECHEVARRASubdirector de Asfaltos de Repsol YPF Lubricantes y Especialidades, S.A.

D ELENA DE LAPEAGONZLEZSubdirectora General Tcnica de la Asociacin Espaola de la Carretera

D. JUANJOSJARILLO RODRGUEZSubdirector de Planificacin y Proyectos de Carreteras de laDireccin General de Carreteras de la Consejera de Transportese Infraestructuras de la Comunidad de Madrid

D. CARLOSJOFR IBEZDirector Tcnico del Instituto Espaol del Cemento y sus Aplicaciones

D. JOSANTONIO SOTO SNCHEZDirector Tcnico de la Cepsa Productos Asflticos, S.A.


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El lunes, 13 de octubre de 2008, a las 12,30 horas, serenen en Madrid los miembros del Jurado de la II Edicindel Premio Internacional a la Innovacin en Carreteras

Juan Antonio Fernndez del Campo, actuando comoPresidente D. Jos Luis Elvira Muoz, y como Secretario

D. Jacobo Daz Pineda.

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, tras una intensa deliberacin y por acuerdo unnimedel Jurado, cuyos miembros han emitido su dictamenpersonalmente, se acuerda otorgar el galardn comomejor trabajo de innovacin en carreteras presentado a la

II Edicin del Premio Internacional a la Innovacin enCarreterasJuan Antonio Fernndez del Campo al original

que lleva por ttulo Efecto de la Temperatura de Com-pactacin sobre el Mdulo Resiliente de las MezclasAsflticas, y del que son autores D. Pedro LimnCovarrubias, D. Ignacio Cremades Ibez, D. RodrigoMir Recasens y D. Pal Garnica Anguas.

Asimismo, el Jurado acuerda reconocer con una MencinEspecial el trabajo titulado Evaluacin de la Seguridad Vialde Tramos de Carreteras Convencionales empleandoPerfiles Continuos de Velocidad de Operacin para laDeterminacin de la Consistencia de su Diseo Geom-trico, y del que son autores D. Alfredo Garca Garca yD. Francisco Javier Camacho Torregrosa.

Fallo del Jurado de laII Edicin del "Premio

Internacional a laInnovacin en CarreterasJuan Antonio Fernndez

del Campo", adoptadoen reunin celebrada enMadrid, el da 13 de

octubre de 2008



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Un premio a la Innovacin en Carreteras puede parecer algo arrogantepara una mayora de quienes nicamente se limitan a transitarlas. Sinembargo, la renovacin tecnolgica en infraestructuras es indisociable noslo de la ingeniera como profesin, sino del progreso mismo de lassociedades. Baste mencionar las diferencias evidentes entre las creacionesdel pasado y las actuales, fiel reflejo de la creatividad intelectual que est

en la base de toda innovacin. Esta misma comparacin vale para verificarel ritmo y profundidad de las transformaciones que sufre una sociedaddeterminada: una mayor innovacin en las infraestructuras equivale a unmayor progreso econmico y social. As ha ocurrido en todos los tiemposy en todos los pases.

Ahora que el mundo enfrenta una sombra encrucijada de incertidumbres,es el momento adecuado de apoyar decididamente la innovacin y lasinfraestructuras. En todos los foros que ha sido posible, hemos defendidosiempre que la inversin en carreteras es una opcin coherente con elobjetivo de una economa ms productiva y competitiva. Por una parte,porque se trata de un gasto que asegura el retorno de un dividendo supe-rior gracias, precisamente, a su enorme capacidad de transformacin social.Por otra, porque la innovacin es un concepto intrnseco a la propiaingeniera y a los ingenieros encargados de crear esas infraestructuras: esparte consustancial de los valores que los guan. En resumen, las infraestruc-

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TRADICIN E INNOVACINHABLAN ESPAOL

Miguel M Muoz MedinaPresidente de la Fundacinde la Asociacin Espaola

de la Carretera y del Comitde Gestin del Premio

Internacional a la Innovacinen CarreterasJuan Antonio

Fernndez del Campo




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turas no son nunca un fin en s mismas, son el medio para conseguir otrosobjetivos: mejorar la calidad de vida de los ciudadanos e incrementar lacompetitividad y prosperidad de un pas.

Estas seran, por s solas, muy buenas razones para instituir un Premiocomo el que nos ocupa, que adems contribuye al desarrollo de la tecno-

loga viaria, fomenta el estudio e investigacin cientfica en materia decarreteras e incentiva la innovacin en el sector. Pero hay otra: estrecharan ms los lazos entre todos los profesionales viarios hispanohablantes,convirtindose en referente tanto en Espaa como en Latinoamrica, dondepor desgracia son por lo general escasos los estmulos a la innovacin eninfraestructuras viarias.

Este Premio es tambin el reconocimiento a la figura de Juan Antonio

Fernndez del Campo y Cuevas. Para quienes le conocimos y gozamos de suamistad, aquel funesto lunes de abril de 2004 nos parece ayer. Aquel da, derepente, desapareci. Pero antes ya haba logrado ser una leyenda viva de laingeniera vial en Espaa y en Latinoamrica. Su arrolladora personalidad,henchida de generosidad, fructific en cuatro dcadas de trayectoria profe-sional, donde ejerci su autoridad en materia de infraestructuras viarias comoingeniero, docente y empresario.

Juan Antonio impuls la renovacin de los viejos puentes y la construccinde otros nuevos entre la tradicin y la innovacin, entre Espaa y Lati-noamrica. Este es el espritu del Premio Internacional a la Innovacin enCarreteras que lleva su nombre y, sin duda, el mejor homenaje que nuestromaestro y amigo merece.

Es motivo de honda satisfaccin para m que el equipo formado por PedroLimn Covarrubias, Ignacio Cremades Ibez, Rodrigo Mir Recasens y Pal

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Garnica Anguas, con su magnfico trabajo sobre el Efecto de la temperaturade compactacin sobre el mdulo resiliente de las mezclas asflticas, sehaya hecho merecedor de este Premio. Se reconoce as el trabajo deestos profesionales, a la par que los deseos de innovacin de un pas comoMxico.

Adems, los miembros del Jurado han otorgado una Mencin Especial alestudio titulado Evaluacin de la seguridad vial de tramos de carreteras con-vencionales empleando perfiles continuos de velocidad de operacin parala determinacin de la consistencia de su diseo geomtrico, presentadopor los profesores de la Universidad Politcnica de Valencia Alfredo GarcaGarca y Francisco Javier Camacho Torregrosa. Mi enhorabuena tambinpara estos profesionales.

Como Presidente de la Fundacin de la Asociacin Espaola de la Carretera,que comienza su andadura social con la entrega de este Premio, as comodel Comit de Gestin del Premio Internacional a la Innovacin enCarreteras Juan Antonio Fernndez del Campo, no quiero finalizar estaslneas sin dedicar unas palabras de gratitud a cuantas instituciones y empre-sas han patrocinado y apoyado la creacin y consolidacin del certamen.Todos ellos han credo desde el principio en su idoneidad y estoy seguro deque su respaldo continuar en el futuro.

Mi agradecimiento expreso, pues, a Banco Caminos, Cepsa-Proas y RepsolYPF, patrocinadores; la Direccin General de Carreteras de la Consejera deTransportes e Infraestructuras de la Comunidad de Madrid, colaborador insti-tucional; y Dragados, Oficemen (Agrupacin de Fabricantes de Cemento deEspaa), Acciona Infraestructuras, Eiffage Infraestructuras, Euroconsult, FCCConstruccin, Ferrovial Agromn, Grupo Isolux Corsn, OHL y Sacyr, cola-boradores empresariales.

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No puedo concluir sin destacar el gran trabajo realizado por el Jurado deesta Segunda Edicin, que ha estado presidido por Jos Luis ElviraMuoz -Director Tcnico de la Direccin General de Carreteras delMinisterio de Fomento-. A todos sus miembros, gracias por su esfuerzoy dedicacin.

Gracias, una vez ms, por la voluntad, inspiracin y buen hacer de todosaquellos que han hecho posible esta Segunda Edicin del PremioInternacional a la Innovacin en Carreteras Juan Antonio Fernndez delCampo.

En Madrid, a 26 de noviembre de 2008

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Deca Aristteles que la sabidura reside, no slo en poseer las nociones msexactas sobre las causas de las cosas, sino, sobre todo, en ser capaz de darperfecta cuenta de ellas. Una concepcin que, haciendo honor a la vigenciay actualidad del pensamiento aristotlico, se encuentra implcita en el origendel Premio Internacional a la Innovacin en Carreteras Juan AntonioFernndez del Campo.

Cuatro aos despus de la gestacin de esta iniciativa, a la que dio nombrenuestro querido y aorado Juan Antonio Fernndez del Campo y Cuevas,quienes hemos tenido el privilegio de participar activamente en la mismadesde sus orgenes estamos convencidos de que el Premio ha logradohacerse un hueco notable en el universo de la investigacin sobre infraes-tructuras viarias.

Tal y como rezan sus Bases, el Premio Internacional a la Innovacin enCarreteras Juan Antonio Fernndez del Campo se propone contribuir aldesarrollo de la tecnologa viaria en todo el mundo, fomentando el anlisisdel fenmeno desde una perspectiva multidisciplinar y promoviendo ladefinicin de estrategias innovadoras que coadyuven a la mejora continuadade la Carretera, en su ms amplia concepcin. Pero adems, este Premioviene a colaborar en la ardua tarea de convertir el espaol en lengua cient-fica internacionalmente reconocida y aceptada en el mbito vial.

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LA MEDIDA DEL ESPRITU

Jos Luis Elvira MuozPresidente del Jurado de la

II Edicin del PremioInternacional a la

Innovacin en CarreterasJuan Antonio Fernndez

del Campo




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Tras una primera experiencia, de la mano entonces de la Asociacin Espaolade la Carretera (AEC), la iniciativa superaba la prueba inicial con una magnficacalificacin: los trabajos reconocidos en la Primera Edicin, tanto el que sehaca acreedor del Premio como aquel que resultaba distinguido con unaMencin Especial, no slo reunan todos y cada uno de los criterios exigidos-imprescindible para su consideracin-, sino que adems se presentaban como

claros exponentes de la mxima que en su da formulara el filsofo griego.

Saber cul es el siguiente paso y llevarlo a cabo es otras de esas grandesverdades que se han dicho y se han escrito sobre las ideas de conocimientoy sabidura. Y, en el caso del Premio Internacional a la Innovacin en Carre-terasJuan Antonio Fernndez del Campo, slo caba una opcin: continuarel certero camino que acababa de iniciarse y consolidar la misin primigeniacon que fue gestado.

Llegaba as, en 2007, la II Edicin de la convocatoria, esta vez de la mano dela Fundacin de la Asociacin Espaola de la Carretera (FAEC), que tomabael testigo y el reto cuya materializacin haban iniciado la Asociacin y todaslas instituciones pblicas y privadas que confiaron en el xito del proyecto, yque an hoy siguen hacindolo.

Veinticuatro trabajos de erudicin presentados, sesenta y cinco investigadores de

diez pases distintos, varios miles de pginas escritas, millares de horas, inclusoaos de dedicacin Son slo algunas cifras detrs de las que se hallan incal-culables ilusiones, incontables momentos de desnimo ante las dificultades delcamino e imponderables etapas de entusiasmo frente a cada nuevo progreso

El 13 de octubre de 2008 el Jurado de la II Edicin del Premio Internacionala la Innovacin en CarreterasJuan Antonio Fernndez del Campo se reunaen Madrid con el propsito de adoptar el fallo.

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En trminos generales, todos los trabajos que han optado al galardndestacan por su brillantez, su carcter innovador, su alto nivel cientficoy tcnico Pero hay uno que destaca con holgura en cuanto a los requi-sitos contemplados en las Bases: innovacin, calidad, originalidad de lassoluciones que contempla y amplias posibilidades de materializacinprctica de sus conclusiones. Un trabajo que viene a poner de relieve

esencialmente el notable esfuerzo investigador que Mxico est propi-ciando y desarrollando en materia de Carreteras.

Efecto de la temperatura de compactacin sobre el mdulo resiliente delas mezclas asflticas es su ttulo, y sus autores Pedro Limn Covarrubias eIgnacio Cremades Ibez, del Departamento de Mezclas Asflticas de laempresa mexicana Surfax; Pal Garnica Anguas, del Instituto Mexicanodel Transporte, y Rodrigo Mir Recasens, de la Universidad Politcnica de

Catalua.

A modo de resumen, y como se puede leer con detalle en las pginas de estevolumen, en el trabajo se muestran dos aspectos importantes a consideraren la ejecucin de una mezcla bituminosa. El primero es que los actualessistemas de control de ejecucin, basados en la medida de la densidad, noson suficientes, resultando ms eficaz recurrir adems a la medida de algunapropiedad mecnica, como puede ser el mdulo resiliente. En segundo lugar,

la investigacin pone de manifiesto que mezclas con mejores propiedades apriori, compactadas a menor temperatura que la especificada, pueden llegara tener un peor comportamiento que mezclas de menor calidad terica,pero compactadas a una temperatura adecuada.

El Jurado ha otorgado tambin una Mencin Especial al original tituladoEvaluacin de la seguridad vial de tramos de carreteras convencionalesempleando perfiles continuos de velocidad de operacin para la determi-

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nacin de la consistencia de su diseo geomtrico, del que son autoresAlfredo Garca Garca y Francisco Javier Camacho Torregrosa, ambos de laUniversidad Politcnica de Valencia.

Trabajos como stos nos permiten afirmar que el Premio Internacional a laInnovacin en Carreteras Juan Antonio Fernndez del Campo, en su

Segunda Convocatoria, ha logrado consolidarse como referencia de presti-gio en el mbito internacional de la investigacin viaria.

Y como aval, la relevancia profesional de los miembros del Jurado, aquienes he tenido el honor de dirigir en el complejo proceso de seleccinde la Segunda Edicin del Premio: Jorge O. Agnusdei, Presidente de laComisin Permanente del Asfalto de Argentina; Csar Caedo-ArgellesTorrejn, Presidente de Prointec, S.A; Rafael Izquierdo de Bartolom,

Profesor Emrito de la Universidad Politcnica de Madrid; Jos ManuelLoureda Mantin, Consejero de Sacyr Vallehermoso y de Repsol; Jos MMorera Bosch, Director General de la Direccin Autopistas Espaa deAbertis; Juan M. Orozco y Orozco, Director General de Servicios Tcnicosde la Secretara de Comunicaciones y Transportes de Mxico, y JacoboDaz Pineda, Secretario de la Fundacin de la Asociacin Espaola de laCarretera.

Son muchos todava los pasos a dar, amplio el camino que resta por recorrerpara estimular el entusiasmo cientfico en el sector de la Carretera, alentar losprocesos de innovacin y poner en valor el talento Principios que dibujanel escenario en el que el Premio Internacional a la Innovacin en CarreterasJuan Antonio Fernndez del Campo aspira a desenvolverse.

Y mientras esa situacin ms perfecta llega, el Premio continuar sembrandocomunicacin, amplitud de miras y concordia, en oposicin al aislamiento,

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la estrechez y la violencia contra las que siempre se manifest Juan AntonioFernndez del Campo y Cuevas, para quien, como dijera San Agustn, lasabidura no es otra cosa que la medida del espritu.

En Madrid, a 26 de noviembre de 2008

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EFECTO DE LA TEMPERATURADE COMPACTACIN SOBRE EL MDULORESILIENTE DE LAS MEZCLAS ASFLTICAS

Ing. Pedro Limn CovarrubiasSURFAX S.A. de C.V.Departamento de Mezclas Asflticas.

Ing. Ignacio Cremades IbezSURFAX S.A. de C.V.

Director Tcnico.

Dr. Rodrigo Mir RecasensUniversidad Politcnica de Catalua.

Dr. Pal Garnica AnguasInstituto Mexicano del Transporte.

Jefe de Divisin de Laboratorios de Infraestructura.

Autores:



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ndice

Resumen .................................................................................................. 18

1 Introduccin ............................................................................................ 19

2 Antecedentes ............................................................................................ 19

3 Justificacin ............................................................................................. 21

3.1.- Calidad en la puesta en obra ................................................................ 213.1.1.- Transporte ........................................................................... 21

3.1.2.- Extensin............................................................................ 22

3.1.3.- Compactacin ..................................................................... 22

3.1.4.- Control de cali dad............................................................... 23

3.2.- Justificacin y descripcin del ensayo de mdulo resiliente ...................... 24

4 Objetivos ................................................................................................. 265 Experimentacin ...................................................................................... 26

6 Resultados preliminares ........................................................................... 27

6.1.- Agregado ptreo utilizado en la mezcla asfltica ...................................... 27

6.2.- Carta de viscosidad ............................................................................. 28

6.3.- Granulometra utilizada....................................................................... 28

7 Resultado de mdulos resilientes ............................................................. 29

8 Evaluacin de vida previsible mediante el software Dispav 5 .................. 33

9 Conclusiones ........................................................................................... 39

10 Bibliografa .............................................................................................. 40

Agradecimientos ...................................................................................... 41


JUAN ANTONIO FERNNDEZ DEL CAMPOIIEdicinAO2007

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18 premio internacionalA LA INNOVACIN EN CARRETERAS


RESUMEN

En el presente trabajo se estudia la influencia que tiene la temperatura de compactacin en la

vida til de los pavimentos, mediante el ensayo de mdulo resiliente.

En este trabajo se evalan los mdulos resilientes de un tipo de mezcla que contiene el mismo

agregado, granulometra, contenido de asfalto, tipo de compactacin y energa de compactacin;variando solo el asfalto y la temperatura de compactacin.

Se determinan las densidades y mdulos resilientes de las probetas compactadas con diferentes

asfaltos y diferentes temperaturas de compactacin.

Posteriormente se propone una estructura de pavimento, y con la ayuda del software DISPAV-5

y con los mdulos resilientes obtenidos para cada mezcla, se determina el nmero de ejes

equivalentes que resiste la estructura de pavimento propuesta, con cada tipo de asfalto ytemperatura de compactacin.

Se demostrar que al reducir la temperatura de compactacin, se mantiene la densidad de la

mezcla compactada en un rango aceptable, pero la vida esperada en la estructura de pavimento

disminuye notablemente.

Se demostrar como una mezcla asfltica con mejor desempeo, compactada a menor temperatura

de la especificada, puede llegar a obtener comportamientos mecnicos iguales o inferiores, a los

de una mezcla asfltica con un menor desempeo terico, pero compactada a una temperatura

adecuada.

Se destaca en este trabajo, la gran importancia que tiene la temperatura de compactacin, y la

poca importancia que se le da al momento de construccin de un pavimento.

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1.- INTRODUCCIN

Las mezclas asflticas utilizadas en la construccinde carreteras deben conseguir determinadas carac-tersticas estructurales y funcionales requeridas en unpavimento flexible para garantizar su resistencia,durabilidad, confort y seguridad durante el periodode diseo.

El control de calidad sobre el producto fabricadosuele realizarse mediante el ensayo Marshall,extrayendo una muestra de la planta asfltica ydeterminando su resistencia a las deformacionesplsticas. Sin embargo, la calidad final del produc-to de la mezcla extendida y compactada, solo secontrola mediante la extraccin de testigos deobra, para la determinacin de su densidad y com-paracin respecto a su densidad Marshall patrn.

Durante el proceso de transporte, extendido ycompactacin pueden producirse fallos y deterio-ros, como: escurrimiento del asfalto, segregacindel agregado grueso, trituracin del material yenfriamiento de la mezcla; y que pueden influir enla calidad final de la mezcla y consecuentementeen su comportamiento.

De los factores citados que pueden producirse duran-te el transporte, extendido y compactacin de la mez-cla asfltica, solo se estudia la influencia que tiene latemperatura de compactacin en su desempeo.

En esta investigacin se obtendrn mdulos resilien-tes de probetas fabricadas con diferentes tipos deasfalto y compactadas a diferentes temperaturas,con la finalidad de comprobar la influencia de latemperatura de compactacin en su comportamien-to mecnico. Ya que para la aceptacin o rechazo

de una carpeta asfltica, en la actualidad se limitaprincipalmente a asegurar que la densidad de lamezcla asfltica compactada sea como mnimo el95% de la densidad promedio de las probetas elab-oradas en el laboratorio. Adems no existe un con-trol sobre la temperatura a la que se compactan lasmezclas asflticas, ya que solo se menciona que lacompactacin debe concluirse antes de que la mez-cla alcance una temperatura de 85 C. Este criteriode aceptacin es objeto de controversias debido aque se ha demostrado a travs de varias investiga-ciones, que el cumplimiento de la densidad, nogarantiza el buen comportamiento de la mezclaasfltica.

2.- ANTECEDENTES

Mxico como productor de petrleo y a su vezpor la altsima cantidad de cemento asfltico queproduce, ha convertido a las mezclas asflticasen la principal opcin para la pavimentacin decaminos.

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3.- JUSTIFICACIN

Son tantas variables que intervienen y que hay quecontrolar, tanto en el proceso de diseo de mezclascomo en el proceso de construccin de una carpetaasfltica que es obligacin de los investigadoresproporcionar herramientas de fcil manejo para elingeniero y el constructor, que permitan verificarsobre la marcha, la correcta ejecucin de los traba-jos de fabricacin de mezclas asflticas y sobretodo de construccin de pavimentos, que garanticeen todo momento el cumplimiento de las especifica-ciones mexicanas vigentes.

3.1.- Calidad en la puesta en obraLas etapas incluidas en la puesta en obra de la mez-cla asfltica son el transporte de la misma, su extensinsobre la superficie preparada y su compactacin.

Durante el transporte, debe cuidarse que los camio-nes lleven protegida la mezcla con una lona, yaque es importantsimo que la temperatura de lamezcla disminuya lo menos posible.

As como que los tiempos entre descarga, extensiny compactacin sea lo ms corto posible, para evi-tar el enfriamiento de la mezcla.

La preparacin de la superficie existente exige quese compruebe la regularidad superficial. Si la super-

ficie est constituida por una mezcla asfltica, sedebe ejecutar un riego de adherencia, si es granularo tratado con aglomerantes hidrulicos, se ejecutaun riego de imprimacin.

Se toman las medidas de control correspondientesal riego aplicado: verificar el plazo de rotura o decurado del mismo, que no queden restos de fluidifi-cante o de agua en la superficie y que mantengasu capacidad de adherencia si ha transcurridomucho tiempo desde su aplicacin.

3.1.1.- Transporte

Es la etapa en que la mezcla se traslada de la cen-tral de la fabricacin a la extendedora, por mediode camiones. Es inevitable el enfriamiento de la mez-cla por efecto de la temperatura ambiente y delviento. Sin embargo, este efecto se reduce colo-cando una lona sobre la caja de caminlogrando que solo se enfre la zona superficial,aunque se debe evaluar las zonas climticas de

cada caso para determinar las distancias mximasposibles. Debe verificarse que la temperatura de lamezcla en el momento de la descarga no sea infe-rior a la especificada en la frmula de trabajo.

Es importante evitar la segregacin de la mezcladurante la carga y la descarga de los camiones,y para ello se debe mantener una altura mnima

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de descarga y evitar la formacin de pilas cnicasde material, haciendo que el camin se muevalentamente o esparciendo la mezcla lateralmenteen la caja.

3.1.2.- Extensin

Normalmente el camin descarga la mezcla sobre

la tolva de una extendedora y sta se distribuyesobre la superficie a travs de cintas y compuertasque regulan la salida del material.

La extensin habitualmente se realiza en franjas longi-tudinales, calculando el ancho de las franjas de modotal que se realice el menor nmero de juntas posibles.La extendedora se regula para que la capa extendida

resulte lisa y uniforme sin segregaciones ni arrastres ycon un espesor tal que, una vez compactada, se ajustea la rasante y a la seccin transversal indicada en losplanos con las tolerancias admitidas.

3.1.3.- Compactacin

Una vez extendida la mezcla pasan los compacta-

dores, que pueden ser neumticos, lisos, con o sinvibracin, y se eligen en funcin del tipo y espesorde la mezcla. Se propone un plan de compactacinque debe ser aprobado por el director de la obra,de acuerdo a los resultados de un tramo de prueba.En esta oportunidad el director puede ordenar omodificar la frmula de trabajo, cambiar la formade empleo de algn equipamiento o reemplazo.



Figura 1.- I lustr acin del tr aslado de la mezcla al lugar de obra. Figura 2.- I lustracin del extendi do de una mezcla asflti ca.

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Durante la compactacin se espera que la mezclasea compactada a la temperatura que se establecide trabajo anteriormente en laboratorio, para quela mezcla asfltica ya colocada tenga laspropiedades mecnicas que se esperan de ella.

El Instituto del Asfalto recomienda un rango de tem-peratura para compactar entre 163 C 85 C,pero recomienda que se deber iniciar la compac-tacin a la temperatura establecida en laboratorio.

As mismo las especificaciones de la FP-92 (FederalHighway Projects), establecen que no debercontinuarse la compactacin cuando la mezclaalcance una temperatura inferior a 79 C.

Como se puede observar el rango de temperaturaen el que se debe de compactar es muy amplio, lacual no asegura el comportamiento ptimo de lamezcla; es por ello, que en este trabajo se demos-trar la importancia que tiene la temperatura decompactacin en el comportamiento mecnico dela mezcla asfltica.

Para poder conseguir la densidad necesaria quesuele expresarse como un porcentaje de la densi-dad Marshall de referencia, es de suma importan-cia que la temperatura de la mezcla se mantengaelevada, para que sea posible su densificacin, yque la mezcla adquiera sus propiedades mecni-cas adecuadas.

La compactacin debe realizarse de manera con-tinua y sistemtica, si la mezcla ha sido extendidaen franjas, al compactador cada una de stas sedebe superponer la zona de compactacin al menosquince centmetros.

Debe mantenerse limpios los elementos de com-pactacin y en lo posible hmedos. Los cambiosde direccin de los compactadores deben hacersesobre la superficie ya compactada y los cambiosde sentido se hacen con mucha suavidad.

3.1.4.- Control de calidad

El control del producto terminado se lleva a cabosobre el espesor, el acabado y la compactacin

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Figura 3.- I lustracin de compactacin de una mezcla asflt ica.

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de la mezcla, evaluando las tres caractersticas porlas capas aisladas y por lotes:

a) Espesor: se extraen testigos aleatoriamentesituados y se determina su espesor. La empre-sa puede realizar un control previo compro-bando el espesor con un vstago graduado,

inmediatamente detrs de los compactado-res cuando la capa an esta caliente. Siempreque la capa inferior este bien definida y searesistente al punzonamiento, este mtodopermite realizar muchas mediciones.

b) Regularidad superficial: el acabado se reali-za generalmente con un equipo para medirndice de perfil.

c) Compacidad: La compacidad de la capase evala comparando la densidad de untestigo extrado con la de una probeta dereferencia. En mezclas densas, la densidadmedia del lote no deber ser inferior al 95%de la densidad promedio de las briquetaselaboradas en el laboratorio.

3.3.- Justificacin y descripcin del ensayo demdulo resiliente

Para conocer el deterioro que se produce en unaestructura de pavimento cuando esta sometido alpaso de cargas y a los agentes climticos, es nece-sario conocer los parmetros que caracterizan a lamezcla asfltica y definir sus lmites de fallo, tantopor fatiga, como por fisuracin trmica o deforma-cin plstica. Por tanto es importante saber que

ensayo debe utilizarse para caracterizar la mezclay que anlisis se debe realizar a partir de los datosobtenidos.

Generalmente, estos parmetros son los datosbsicos utilizados en los modelos tericos que inten-tan reproducir el comportamiento estructural de unpavimento. De acuerdo al grado de sofisticacin del

24 pA LA INNOVACIN EN CARRETERAS


Figura 4.- I lustr acin de la extraccin de testigos de obra.

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modelo, variar el tipo de informacin necesaria aobtener mediante los diferentes ensayos. La eleccindel tipo de ensayo para determinar las caractersti-cas de una mezcla asfltica resultar de un balanceentre precisin obtenida con el mismo y la factibili-dad de su empleo, con el fin de obtener un modelo

tan representativo como sea posible del comporta-miento en campo del pavimento; pero a la vez defcil aplicacin considerando la disponibilidad detiempo, recursos econmicos y equipamiento.

Algunos investigadores, como Von Quintus, Scheroc-man y Hughes coinciden segn sus experiencias,en que los valores tpicos de diseo de una mezcla,

tales como los obtenidos con los ensayos Marshall oHveem, tienen una pobre correlacin con las pro-piedades comnmente requeridas para evaluar elfallo y el comportamiento de una mezcla asflticacolocada en campo, que suelen ser fluencia, resis-tencia a traccin indirecta, fatiga y deformacinpermanente.

Sera ideal contar con un ensayo capaz de inducirun estado de tensiones a las probetas, similar alque se produce en la capa real. Roque y Buttlaresquematizan en la siguiente figura, el estado detensiones provocado por una carga simple en laestructura de un pavimento, donde se distinguencuatro casos.

Estados de esfuerzos:

1.- Compresin triaxial en la superficie e inmedia-tamente bajo la rueda.

2.- Traccin longitudinal y transversal combinadocon compresin vertical en la parte inferior de

la capa asfltica debajo de la rueda.3.- Traccin longitudinal o transversal en la superfi-

cie a una cierta distancia de la carga.

4.- Compresin longitudinal o transversal en el fondode la capa asfltica a una cierta distancia de lacarga.

Existen ensayos que representan alguno de estoscuatro estados, pero no hay uno que rena todos.Sin embargo, tampoco es necesario analizar todaslas situaciones, pues la experiencia ya ha determi-nado que la zona ms crtica de tensiones se pro-duce en la fibra inferior de la capa asfltica, bajola carga.

El ensayo de traccin indirecta con carga repetida(modulo resiliente) reproduce este estado de tensincrtica para una mezcla asfltica y la utilizacinde este ensayo para este trabajo, determina lascaractersticas necesarias para determinar el com-portamiento mecnico de las mezclas asflticascompactadas a diferentes temperaturas.

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4.- OBJETIVOS

1.- Demostrar la importancia que tiene la temper-atura de compactacin en las propiedadesmecnicas de la mezcla asfltica y en sutiempo estimado de vida.

2.- Adems evidenciar la pobreza de exigenciasque existen en el control de calidad del productoterminado (como es el caso de la mezcla asfl-tica compactada), como son la densidad detestigos y la temperatura mnima que debetener la mezcla al momento de terminar lacompactacin.

3.- Dar a conocer un mtodo de diseo y controlde calidad como es el de mdulo resiliente,que permite evaluar y controlar parmetros delas mezclas asflticas. Este mtodo de ensayoes til, sencillo y econmico.

5.- EXPERIMENTACIN

En el trabajo se utilizaron especificaciones mexicanaspara asfaltos, agregados ptreos, granulometras ydosificaciones del contenido de asfalto.

Se usaron asfaltos mexicanos PG-70, PG-76 y PG-82.El agregado ptreo usado es de la zona del Oeste

A LA INNOVACIN EN CARRETERAS


Figura 5.- Estado de tensiones en un pavimento baj o una carga simple.

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de Mxico. El contenido ptimo de asfalto de acuer-do a las especificaciones Mexicanas es de 6.5%.

Las mezclas fueron curadas en horno durante doshoras antes de la compactacin. La compactacinfue realizada con el equipo Marshall, dando 75golpes por lado.

A cada mezcla se le obtuvo su mdulo resiliente,densidad y porcentaje de vacos, para posterior-mente demostrar y correlacionar mediante grficos.

Los mdulos resilientes fueron obtenidos con respectoa la norma ASTM-4123. Las muestras fueronensayadas a 20 C, a una frecuencia de 0.5 Hz y la

amplitud del pulso de carga fue de 15% de laresistencia a traccin del material.

La densidad de cada muestra fue obtenida conrespecto a la norma AASHTO T-166.

Por ltimo mediante la ayuda de una estructura depavimento propuesta y el programa DISPAV-5, seintrodujeron los mdulos de cada mezcla; y asdemostrar como el decremento en la temperaturade compactacin, reduce considerablemente lavida til del pavimento.

6.- RESULTADOS PRELIMINARES

6.1.- Agregado ptreo utilizado en la mezcla asfltica(Tabla 1)

Descripcin de ensayo Resultado obtenido Especificacin de ladel agregado norma mexicana

Desgaste de los ngeles 13.1% 30.0% mx.

Partculas alargadas 13.8% 35.0% mx.

Partculas lajeadas 18.1% 35.0% mx.Partculas trituradas 92.5% N.A.

Absorcin de agregado grueso 1.9% N.A.

Densidad de agregado grueso 2.7gr/cm3 2.4gr/cm3 mn.

Equivalente de arena 68% 50.0% mn.

Tabla 1.- Caractersticas del agregado ptreo.

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6.2.- Carta de viscosidad

AC-20 SALAMANCA (PG-70)

Para los asfaltos modificados (PG-76, PG-82), nose les realizo carta de viscosidad-temperatura, yaque todava no existe un rango donde colocaros.

Sin embargo por la experiencia que se ha tenido encampo, se determinaron las temperaturas de mez-clado y compactacin de lo asfaltos modificados.

PG-76: Temp. de mezclado 165 C, Temp. decompactacin 155 C.

PG-82: Temp. de mezclado 170 C, Temp. decompactacin 160 C.

Estas temperaturas de mezclado y compactacinindicadas en cada asfalto, son tanto para el asfaltono modificado, como para los asfaltos modificados.

6.3.- Granulometra utilizada

TAMAO MXIMO NOMINAL DE 3/4 (GRANU-LOMETRA CENTRADA)

O C C S


Grfica 1.- Carta de viscosidad del asfal to no modif icado.

Tabla 2.- Especi fi caciones de granul ometra mexi cana.

DESIGNACINPORCENTAJES

PORCENTAJE

DE MALLAESTABLECIDOS

QUE PASASELECCIONADO

1 100 1003/4 100 100

1/2 90-100 95

3/8 76-90 83

1/2 56-69 62

N 4 45-59 52

N 10 25-35 30

N 20 15-22 18N 40 11-16 13

N 60 8-13 10

N 100 5-10 7

N 200 2-6 4

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Temperatura de N Densidad %Compactacin %Vacos Mdulocompactacin (C) golpes (gr/cm3) Marshall Resiliente (Mpa)

105 75 2.2877 98.43 4.75 1729105 100 2.3078 99.3 3.92 2334

125 75 2.3093 99.36 3.85 2476

145 75 2.324 100 3.24 3741

Tabla 3.- Mdulos resi li entes del asfal to no modi fi cado (PG-70).

Grfica 2.- Mdulo resi li ente vs Temperatura de compactacin (PG-70).

7.- RESULTADO DE MDULOS RESILIENTES

AC-20 (PG-70)

75 golpes

100 golpes

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ASFALTO MODIFICADO (PG-76)


115 75 2.2508 96.8 6.29 2399

115 100 2.2634 97.39 5.77 3289

135 75 2.2875 98.42 4.76 3923

155 75 2.3131 99.53 3.7 4696

Tabla 4.- Mdulos resi li entes del asfal to modi fi cado (PG-76).

Grfica 3.- Mdulo resili ente vs Temperatura de compactacin (PG-76).

75 golpes

100 golpes

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120 75 2.2474 96.7 6.43 2969

120 100 2.2596 97.22 5.92 3592

140 75 2.2952 98.76 4.44 4323

160 75 2.3052 99.2 4.029 5858

Tabla 5.- Mdulos resi li entes del asfal to modi fi cado (PG-82).

Grfica 4.- Mdulo resi li ente vs Temperatura de compactacin (PG-82).

75 golpes

100 golpes

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En las graficas se observa claramente la gananciaque se tiene en el mdulo resiliente al colocar unamezcla con asfalto modificado.

Tambin se puede apreciar que en los tres tipos demezclas, modificadas y no modificada, al ir disminu-yendo la temperatura de compactacin, el mduloresiliente disminuye notablemente. El incremento deenerga de compactacin no asegura que la mezclaobtenga un mdulo adecuado; ya que si se com-pacta con mayor energa de compactacin, pero

con temperatura inferior a la ptima, el incrementodel mdulo es despreciable.

El porcentaje de compactacin Marshall se mantieneen el rango aceptable, ya que es mayor del 95% quees el que pide la norma actual. Esto demuestra que elcontrol de calidad en campo a travs de densidadesde corazones es deficiente, porque no garantiza elbuen el desempeo de la carpeta de concreto asfl-tico, como lo puede demostrar un ensayo mecnico,en este caso el ensayo de mdulo resiliente.

Grfica 5.- % Compactacin M arshall vs Temperatura de compactacin.

AC-20 (PG -70)

Asfaltos Modifica dos

(P G-76)

Asfaltos Modifica dos

(P G-82)

33

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8.- EVALUACIN DE VIDA PREVISIBLEMEDIANTE EL SOFTWARE DISPAV 5

Para la evaluacin de la vida estructural de lasmezclas asflticas, se propuso una estructura depavimento que es la siguiente:

Con la ayuda del software DISPAV-5 se determi-naron los ejes equivalentes que puede soportar laestructura a la fatiga, en el cual solo se vara losmdulos resilientes de las mezclas asflticasmostrados anteriormente.

En el programa DISPAV-5 se decidi por una carre-

tera de altas especificaciones, la cual fallara cuandotuviera un agrietamiento moderado.

Adems se estableci un nivel de confianza del85 % para el clculo de la vida previsible (Ejesequivalentes de 8.2 Ton).

Los valores de coeficiente de Poisson para todas

las capas y de los mdulos resilientes de las capasgranulares fueron dados por el programa, depen-diendo de su VRS y la caracterstica de la capa.

Figura 6.- Estructura de pavimento propuesta para el clculode ejes equivalentes.

CARPETA ASFLTICA

BASE GRANULAR

VRSz-100

100 cms

20 cms

15 cms

30 cms SUB RASANTE

VRSz-20

TERRACERIA

VRSz-5

SUB BASE GRANULAR

VRSz-40

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AC-20 (PG-70)

Temperatura de Compactacin (C) Mdulo Resiliente (Mpa) Millones de Ejes Equivalentes

105 1729 1.3

125 2476 2.1

145 3741 4.4Tabla 6.- Ejes equi valentes del asfal to no modif icado (PG-70).

Grfica 6.- Ejes equi valentes vs Temperatura de compactacin (PG-70) .

AC-20 (PG -70)



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115 2399 2.0

135 3923 4.8

155 4696 6.8Tabla 7.- Ejes equi valentes del asfal to modif icado (PG-76).


Asfalto modifica do

(PG -76)




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120 2969 2.9

140 4323 5.8

160 5858 11.0Tabla 8.- Ejes equi valentes del asfal to modif icado (PG-82).


Asfalto modifica do

(PG -82)



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Grfica 9.- Ti po de Asfal to vs Ejes equi valentes vs Temperatura de compactacin.

GRFICA COMPARATIVA ENTRE TIPOS DE ASFALTO TEMPERATURAS DE COMPACTACIN EJESEQUIVALENTES

Asfaltos Modificados

(PG -82)

Asfaltos Modificados

(PG -76)

AC-20 (P G-70)




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El numero de ejes que soporta una mezclaasfltica antes de sufrir un agrietamiento mode-rado esta influenciado por el tipo de asfalto conel que esta hecha la mezcla como se observa en

los resultados. Cuando el asfalto con el que estahecha la mezcla tiene mejores caractersticas, eldesempeo o vida de la carpeta de concretoasfltico ser mejor, como se puede apreciarcon las mezclas hechas con asfalto modificadoPG-82.

Es interesante resaltar que la temperatura de com-pactacin tiene tanta o mayor importancia que eltipo de asfalto, como se ven en todos los grficos unamezcla con asfalto modificado compactada a tem-

peratura inferior a la ptima llega comportarse igualo peor que una mezcla con asfalto convencional.

Todas las mezclas tanto con asfalto modificado comono modificado van disminuyendo su desempeo con-forme se compactan a menor temperatura.

Grfica 10.- Comparacin de Tipo de asfal tos vs Temperatura de compactacin vs Ejes equi valentes.

Millones de Ejes Equivalentes vs Temperaturade Compactacin

Temperatura de Compactacin

Millonesd

eEjes

Equivale

ntes

12

10

8

6

4

2

0

AC-20 (PG-70)

40 C menor 20 C menor optima

Asfalto Modificado (PG-76)

Asfalto Modificado (PG-82)



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9.- CONCLUSIONESEn el presente trabajo se puede ver la gran influen-cia que tiene la temperatura de compactacin en elmdulo resiliente de las mezclas asflticas.

En todos los asfaltos se observa como al ir redu-ciendo la temperatura de compactacin el mdulodisminuye notablemente.

La energa de compactacin es un parmetroimportante como se observo en el trabajo, al incre-mentar la energa de compactacin aumentaba elmdulo resiliente. Sin embargo si se compacta abajas temperaturas y con mayor energa de com-pactacin, el aumento del mdulo resiliente no estan significativo como se quisiera.

En un futuro se estudiara ms la influencia que setiene entre los parmetros energa de compactacintemperatura de compactacin mdulo resiliente.

Los ejes equivalentes disminuyeron notablementeal disminuir la temperatura de compactacin. Aqu

se puede verificar que la vida de una carpetaasfltica esta relacionada directamente a la tem-peratura de compactacin.

En los resultados se resalta como algunas mezclasasflticas pierden ms del 60% de su resistencia aejes equivalentes conforme se compactan a menortemperatura.

En la ltima grfica se puede ver claramente queuna mezcla asfltica modificada permite incre-mentar los ejes equivalentes, siempre y cuando seacompactada a una temperatura ptima, ya que sise compacta a temperaturas inferiores tendra com-portamientos iguales o menores a los de una mez-

cla asfltica no modificada.Es importante resaltar como se puede estar invir-tiendo en una mezcla asfltica modificada que dacaractersticas mecnicas (ejes equivalentes) infe-riores a las que debera de tener, por una com-pactacin a temperaturas menores a la ptima.

En todas las mezclas asflticas se observo que

cumplen con los parmetros de porcentaje mnimode compactacin Marshall que es del 95% y conla temperatura final mnima de compactacin de85 C.

Es por ello que se debe analizar cuidadosamentesi el sistema de control de calidad de las mezclasasflticas compactadas en campo es el mejor,

como es el caso de la densidad de corazones deobra.

El ensayo de mdulo resiliente traccin indirectasera un excelente mtodo de control de calidadde mezclas asflticas compactadas en campo, yaque dara una informacin ms concreta acercadel comportamiento que tiene la mezcla.




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10.- BIBLIOGRAFA

- Tesis Doctoral Aseguramiento de la calidad de las mezclas bituminosas mediante la aplicacin del ensayo detraccin indirecta en el control de su ejecucin. Adriana Martnez y Flix Prez. Barcelona, Espaa. 2002.

- Tesina. Efecto de equipo y procedimiento de medida en la determinacin del mdulo resi liente y resistencia atraccin indirecta de las mezclas bituminosas. Javier Moreno Rubio y Adriana Martnez. Barcelona, Espaa.

2005.

- Influencia de la temperatura de compactacin en los parmetros de estabi lidad flujo de las mezclas asflticasen caliente. 3er Simposio Venezolano del asfalto. Ing. Vanesa Mora Cristante. 2006.

- Efectos de la temperatura de compactacin en la resistencia al flujo plstico. Ministerio de obras pblicas deltransporte, vivienda y desarrollo urbano. Alejandro Salazar Melndez. San Salvador, Republica delSalvador.

- SUPERPAVE Antecedentes y mtodos de ensayos asflticos y mezclas asflticas. ASPHALT INSTITUTE.1998.

- Perfomance Tests for Hot Mix Asphalt (HMA). ASTM. STP 1469

- Placement and Compaction of Asphalt Mixture. F.T. Wagner. ASTM. STP 829. 1982

- Software Dispav-5 del Instituto de Ingeniera de la UNAM



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AGRADECIMIENTOS

Al Instituto Mexicano del Transporte (IMT), en especial al Ing. Alfonso Prez e Ing. Guadalupe ItandehuiMartnez, por proporcionar el equipo, as como por la ayuda durante la realizacin de los ensayos demdulos resilientes.

Al personal de laboratorio de pavimentos de SURFAX Dr. Mauricio Centeno, Ing. Omar Lpez Aranda,Ing. Israel Sandoval, Ing. ngel Carrete, Tec. Ignacio Ramrez y Tec. Miguel Alvarado, por la ayuda enlos anlisis de asfaltos, agregados y realizacin de probetas.

A la empresa Asfaltos Guadalajara, por el apoyo y la facilitacin del agregado ptreo.


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Editado en Madrid,26 de noviembre de 2008

ISBN: 84-89875-81-2Diseoymaquetacin:JoseRamnMolinero


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trabajo premio jafc

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