CARRETERA II Final Finalito
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1
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGO UTESA
UTESA
Facultad de Arquitectura e Ingeniería
Ingeniería civil
CARRETERA II ICV-290-002
PRODUCCIÓN, COLOCACIÓN Y CONTROL DE CALIDAD
DEL ASFALTO
SUSTENTADO POR:
Grabiel Alexis Gutierrez Sandoval 2-10-8556
SUSTENTADO A:
Ing. Eddison Liberato M.A
Santiago de los Cabellaros
República Dominicana
07/08/2015
2
Pagina
Introducción ………………………………………………………………. 3
Proceso de producción del asfalto …………………………………………… 4
Selección de los agregados …………………………………………………. 5
Grava ………………………………………………………………………… 5
Depósito de agregados, tolvas y transporte …………………………………. 6
Secado de materiales ………………………………………………………… 7
Mezclado de los materiales …………………………………………………. 8
Vaciado de mezcla asfáltica en los camiones ………………………………. 9
Transporte de asfalto al campo ……………………………………………… 10
Colocación de mezcla en situ ………………………………………………. 11
Riego de imprimación ………………………………………………………. 11
Barrido y mojado ……………………………………………………………. 12
Riego de adherencia …………………………………………………………. 13
Colocación de la mezcla asfáltica ………………………………………….. 14
Compactación ………………………………………………………………. 15
Control de calidad …………………………………………………………… 16
Ensayos y equipos para control de calidad ………………………………….. 17
Equipos utilizados en el ensayo Marshall …………………………………… 18
Análisis de diseño de mezcla asfáltica método Marshall ……………………. 20
Análisis de diseño de la mezcla asfáltica real comparado con las especificaciones
del instituto del asfalto ………………………………………………………… 22
Conclusión …………………………………………………………………… 23
Anexos ……………………………………………………………………….. 24
3
El ser humano se ha encargado de hacer e inventar grandes obras civiles para suplir necesidades
demandadas día tras día, debido a esto han surgido ciertos materiales que facilitan las
construcciones de carreteras como es el concreto asfaltico, este material requiere de muchas
exigencias por las normas del instituto del asfalto, los materiales granulares que constituye el
mismo deben cumplir con todas las características exigidas por los reglamentos, por esto han de
ser evaluados antes de usarse para la producción de mezclas asfálticas.
En la planta en que se realizan las mezclas asfálticas debe estar debidamente equipada para los
diferentes ensayos que se le realizan a los materiales, también debe tomarse en cuenta el control
de aparatos mecánicos que se utilizan para el transporte de la mezcla, colocación y compactación
en situ.
El reporte siguiente expresa todo lo concerniente del asfalto y relata la experiencia vivida en campo
de producción del mismo y colocación en situ.
4
Tras la visita a la planta de procesamiento de hormigón asfaltico en Navarrete, Santiago. Se
observó la fabricación del mismo y los parámetros a tomar en cuenta para esto.
El hormigón asfaltico necesita de un control de calidad en su resistencia, impermeabilidad, su
duración entre otros factores.
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Tras pruebas de calidad del mismo se utilizan los siguientes agregados para la fabricación del
material.
Nota: la mezcla es nominal de ½ plg y tiene un 54% de Arenon, 22% de Arena, 8% de Gravilla
y 8% de Grava.
1-Grava nominal 1/2 plg y de 3/8 plg,
2-Arena semi triturada.
3-Arenon: arena triturada sin lavar.
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Se introduce en las tolvas los materiales necesarios según la necesidad del cliente y del diseño.
Una vez depositado el material en las tolvas este cae en una cinta transportadora que es sometida
a vibración.
Nota: durante la producción de la mezcla asfáltica, las tolvas siempre deben permanecer
uniformemente llenas de material granular y esto no se respetó.
7
Los materiales contienen humedad lo cual es necesario secarlos y para esto son introducidos en un
horno que se encuentra a una temperatura aproximadamente de 490 ᴼC y 500 ᴼC y son calentados
hasta que estos logren alcanzar una temperatura de 170 ᴼC.
Nota: los materiales usados para la fabricación de la mezcla no estaban debidamente limpios, antes
de llegar al secado.
8
Se introduce el AC-30 por medio de pichuetes para ser mezclados con los agregados calientes
hasta lograr una masa homogénea.
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Una vez lista la mezcla esta es vaciada a través de unos elevadores en los camiones con cantidades
controladas y manipuladas por computador desde una cabina, teniendo en cuenta que la superficie
interior de los camiones deben estar totalmente limpias antes de vaciar la mezcla de asfalto en los
camiones.
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Luego que el material es seleccionado y mezclado se procede a la carga y el transporte a la obra,
cada 5 min salen camiones dependiendo de la producción que se haya hecho en la planta, es
primordial tomar en cuenta que, para garantizar la seguridad de la muestra considerando los
siguientes parámetros:
El camión debe estar debidamente cubierto por una lona especial para mantener la temperatura lo
más alta posible y se debe estimar el tiempo que tardara en llegar al lugar de aplicación del mismo.
Se utilizan conduces en los cuales se describen ciertos datos de mucha importancia como son: a la
hora que salen los camiones a la obra, el nombre del conductor, firmas, el lugar donde se colocara
dicho asfalto, y las condiciones tanto físicas como mecánicas que posee el camión.
Nota: Destacando que en la colocación de un tramo ubicado en San José de las matas el camión
requiere de una lona especial con un engrasante para la mezcla de los camiones al campo de
colocación, ni la medida de temperatura antes de salir de la planta y después de haber llegado al
campo todo estos datos deben colocarse debidamente en los boletos o conduces.
11
El hormigón asfaltico es producido con muchas exigencias por las normas, para que pueda cumplir
la vida útil de diseño del mismo, un diseño que será colocado en un lugar que de una forma u otra
necesita una superficie de rodamiento adecuada o una mejora de la superficie ya existente, por
tales razones, el proceso de colocación de la mezcla en él debe ser igual de estricto que el de la
producción en la planta y el transporte.
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Este consiste en la aplicación de RC-2 que es un emulsor y luego un material granular sobre una
superficie con el objetivo de prepararla para que este en buen estado al momento de la colocación
de la carpeta de rodadura.
Después del regado del RC-2 se espera de 2 a 5 días para que la imprimación trabaje de forma
correcta.
Nota: Destacando que en la obra visitada situada en un sitio de San José De Las Matas trayecto
Rubio-Moncion este pasó en el campo de colocación no se realizó dando como resultados
consecuencias futuras para el mantenimiento y la vida útil de la carpeta asfáltica colocada cabe
destacar que esto se hizo en un terreno con pendiente y esto en un futuro podría producir grietas
en la carpeta y desprendimiento de la misma.
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Pasado los días de la imprimación nuevamente se colocó una capa de RC-2 como riego de
adherencia para que el asfalto se adhiera por completo.
Se riega la superficie utilizando una manguera con dos pichuetes, caer 0.05 gal/m², se debe esperar
que el asfalto rompa, esto tarda 20 minutos aproximadamente.
Nota: Este paso no fue debidamente realizado ya que el riego de adherencia consiste en que un
empleado debidamente entrenado se coloque arriba de la maquina pavimentadora e ir regando el
RC-2 de manera que caigan o escurran gotitas diminutas en el área determinada también
destacando de que los empleados no estaban encima de la máquina y tampoco esperaron que
asfalto llegara a la rotura (rompa).
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El material se descarga de los camiones deposintadolo en la maquina asfaltadora (maquina que
distribuye la mezcla en la superficie) pasa a ser colocada la carpeta de rodadura o capa asfaltica,
en este caso se vacian los camiones en la maquina pavimentadora y luego se empieza a pavimentar
el terreno con la plancha que esta posee que va nivelando el asfaltado ya sea de forma automatica
o manual, teniendo en cuenta el ancho y el espesor que debera proyectar la maquina; esta es
operada por varias personas. Y detrás de esta van otras personas con rastrillos arreglando las
imperfecciones y trabajando las juntas. Se trabaja con un espesor compacto (%Esp. Asfalto
25%). Un dato de suma importancia es la temperatura, que ademas de revisarla al Salir de la
planta y llegar al campo, se debe revisar al momento de la colocacion siendo esta no menos de 130
ᴼC.
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Se debe compactar adecuadamente el hormigón asfaltico en situ para evitar problemas futuros. Es
importante conocer que, la densidad en el laboratorio debe quedar entre 98 y 100 de la densidad
masiva o Densidad Bulk, además la temperatura de compactación debe ser 110 ᴼC, existen tres
consideraciones asociadas a la compactación y estas son:
-Estabilidad
-Resistencia
-Durabilidad
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Las exigencias medioambientales contienen normas las cuales la empresa cumple para prevenir
desastres y no contaminar y a la procuran la seguridad de sus empleados con el uso de uniformes
completo, cascos y demás.
Para la colocación del hormigón deben estar todos los pasos previos realizados como tener muy
limpia la superficie en donde se colocara el mismo
.
En la planta cuentan con un estanque de agua para limpiar el humo que sale por la chimenea que
conecta al horno de secado de los agregados, esto es para protección del medio ambiente.
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El diseño de mezclas asfálticas en la Planta Asfalto Del Cibao se diseñó valga la redundancia con
el Método Marshall utilizando los aparatos Marshall para su elaboración, en la planta mencionada
anteriormente hacen la extracción después del tercer camión porque a partir de ese momento la
mezcla comienza a salir en su condición optima de diseño.
La extracción de AC-30 es para saber si él %AC-30 que está saliendo de la planta es el de diseño,
como primer paso el asfalto se pesó y luego se introdujo en la centrifuga antes de se lavó con
gasolina. La centrifuga es una máquina que da revoluciones y según va girando la gasolina con la
mezcla va saliendo el AC-30 cuando se culmina de las lavadas con gasolina se procedió a sacar la
mezcla, se secó porque esta puede quedar húmeda por la gasolina, se secó en una estufa y la
diferencia de pesos da como el resultado el %AC-30 de la planta si está muy por encima se le debe
bajar un punto a la bomba y si está muy por debajo subirle un punto a la misma.
La elaboración de las briquetas, se procedió a calentar unos anillos se colocan en el Martillo
Marshall y este es eléctrico, se colocó la mezcla en el anillo luego se pasó a compactarlo con 25
golpes por cada cara antes de esto se tomó en cuenta la temperatura de la misma porque esta debe
estar a una temperatura no menos de 150 ᴼC, a cada extracción se realizan 3 briquetas cuando son
sacadas del anillo.
Se procedió a hacer la Densidad Bulk, Densidad máxima teórica o densidad de compactación que
es muy importante porque mediante esta se puede determinar los %vacíos también la Densidad
Bulk dice cuántos rodillos deben compactar la mezcla, cuando se hace una extracción del material
en el campo la densidad en el campo debe ser de 90% a 95% de la Densidad Bulk de laboratorio,
la Densidad Bulk consiste en pesar la briqueta en aire totalmente seca luego se sumergió en una
olla totalmente cubierta de agua por 5 min se extrae la briqueta se limpió un poco y se pesa
nuevamente y este fue el peso superficialmente sumergido se anotó el peso, luego se pesó
totalmente sumergida en un cubo amarrada de un hilo se pesó y se anotó el peso y con las
diferencias y relaciones de los mismos se obtuvo la Densidad Bulk promedio, la Densidad Bulk
de diseño fue 2.27, después se hicieron graficas con los agregados obtenidos y los ensayos fueron
regulados por el ASTM, la AASHTO y el MC-4 del Asphalt Institute.
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-APARATO MARSHALL
-ANILLO TRUNCADO
-MARTILLO DE COMPACTACION
-MOLDE PARA BRIQUETAS
-APARATO DE BAÑO DE MARIA
-ESPATULA
-BASE
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El presente análisis se basa en los estudios realizados a un diseño de mezcla asfáltica elaborado
por Asfalto del Cibao para el proyecto Eco Vías en Enero del año 2014, además que, los agregados
procedieron de la mina Padoca. Es importante destacar que los parámetros a evaluar estarán
tomando como referencia las normas del Instituto del Asfalto.
1-se debe destacar que, el diseño del proyecto Eco Vías fue regido por las norma ASTM D-3515,
utilizando un diámetro máximo del agregado y tamaño nominal de ½¨, también, a la muestra
ensayada se le aplicaron 75 golpes por cara, lo que implica que el proyecto Eco Vías-Santiago es
para tránsito pesado.
2-la mezcla realizada se constituyó de diversos porcentajes de los materiales detallados en una
tabla dentro del diseño donde, el Arenon tiene la mayor cantidad con 55.5%, la grava un 10.9%,
la gravilla 16.10%, arena lavada un 12.3% y el componente esencial AC-30 compone un 5.2%
de la mezcla.
3-la prueba Marshall arrojó diversos resultados que son objeto de comparación con lo especificado
en el Instituto del Asfalto para ver si cumplen con las normativas exigidas:
Refiriéndose a la resistencia estructural de la mezcla compactada, mejor conocida como
Estabilidad, el valor mínimo aceptado por la norma es 1800 lb/plg² y para la presente muestra se
obtuvo una estabilidad de 2,680 lb/plg² lo que indica que, en este aspecto la mezcla es perfecta.
Los espacios pequeños de aire presentes entre los agregados revestidos de la mezcla, es decir, los
Vacíos de aire resultantes fueron un 4.2% que, para tránsito pesado cumple perfectamente con las
normas pues estas exigen de un 3%-5%.
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El porcentaje de vacíos en el agregado mineral (VMA) mínimo exigido por la norma es 14% y el
resultado del ensayo fue 14.8% por lo que cumple con esta condición.
El porcentaje de vacíos llenos de asfalto (VFA) resultante de la prueba fue 71.0% y la norma exige
de (65-75) % por lo que el diseño cumple con las normas.
Por las gráficas presentadas del diseño de la mezcla anexado a este reporte se puede decir que,
hasta cierto punto, los valores de estabilidad aumentan a medida que el contenido de asfalto
aumenta.
Más allá, la variación es diversa, en un punto aumenta el contenido de asfalto y disminuye la
estabilidad, en el otro punto sucede lo contrario, esto nos dice que es necesario mantener la
estabilidad en un rango no menor a los 1,800 que establece la norma.
4- refiriéndose a los agregados, se realizaron las pruebas concernientes a los materiales antes de
llevarlos a la planta procesadora, entre estos cabe destacar el ensayo Desgaste los Ángeles (ASTM
C-131-51) que dio como resultado un 21.0 y lo máximo permitido por las normas es 35%, los
equivalentes de arena lavada y arena triturada fueron 64.5% y 60.5% respectivamente y estos
valores no pueden ser nunca menores a 55%. En lo concerniente a la curva granulométrica que
arrojaron los materiales utilizados, esta no sobrepasa en ningún momento los limites, se mantiene
siempre dentro del margen, por todas estas razones, se puede decir que el diseño fue no solo bien
elaborado, sino además que cumple con las normas establecidas
5- El análisis realizado al proyecto Eco Vías, cumple con las exigencias del Instituto del Asfalto,
pues el diseño de mezcla presentado no excede ninguno de los valores que se requieren, por tales
razones se puede asegurar que, si se emplea dicho diseño y se siguen las normas tanto en la planta
como en la colocación y transportación, este diseño cumplirá con lo planificado y servirá para
evitar imperfecciones graves en el pavimento terminado.
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Criterios para mezcla del
método Marshall
Tránsito
Pesado
Carpeta y
base
Valores del diseño
de la mezcla
Comparación
Min Max Resultados
Compactación, numero de
golpes en cada cara de la
probeta
NA
75
NA
No cabe
comparación
Estabilidad (Lb) 1800 NA 2717 Mayor que el rango
mínimo
Flujo, 0.25mm (0.01 pulgadas) 8 14 11.5 Dentro del rango
permitido
Porcentaje de vacíos 3 5 4.2 Dentro del rango
permitido
Porcentaje de vacíos en el
agregado mineral (VMA)
11 NA 14.3 Mayor que el rango
mínimo
Porcentaje de vacíos llenos de
asfalto (VFA)
65 75 82.86 Sobrepasa el límite
máximo
Nota: Los rangos establecidos por el Instituto de Asfalto en cuanto a los valores que debe arrojar
una muestra de asfalto cuando se le practica el ensayo de Marshall son claros y específicos los
cuales según los conceptos tratados en clase, deben ser respetados para garantizar un asfalto de
calidad óptima. En este caso pudimos ver que el vacío de agregado mineral utilizado en la muestra
del diseño de la mezcla asfáltica que se nos fue proporcionada, supera el máximo valor establecido
por el Instituto de asfalto.
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Se pudo apreciar todos los parámetros y criticas del proceso de producción, control de calidad y
colocación del asfalto, todo esto fue evaluado y realizado en base a una experiencia vivida en la
Planta Asfalto Del Cibao, en dicha planta fue realizada la producción de la mezcla asfáltica, donde
se realizaron las actividades necesarias para producir el mismo se pudo evaluar la calidad y proceso
de los materiales durante el proceso de producción.
Mientras que ya in situ donde se realizaron las diferentes actividades se pudo evaluar el control de
calidad de la colocación de la mezcla asfáltica, aquí se deben tomar en cuenta todos los parámetros
necesarios para que el asfalto cumpla con su cometido en la vida útil de diseño, para esto se
debieron realizar actividades mecánica físicas como son riego de imprimación, barrido y mojado,
riego de adherencia, compactación etc, cabe destacar que todo esto fue evaluado en base a criticas
subjetivas y debidamente sostenidas.