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MASTIC TECHNOLOGY La solución sustentable para prolongar la vida útil de los pavimentos asfálticos Ing. Ricardo Buzo Romero GRUPO SÚRFAX
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M A S T I C T E C H N O L O G Y
La solución sustentable para prolongar la vida útil de los pavimentos asfálticos
Ing. Ricardo Buzo Romero
GRUPO SÚRFAX
ANTECEDENTES
México se enfrenta a enormes retos de movilidad, dada la gran cantidad de personas que lo habitan y su demanda de transportación de bienes y personas.
• Un incremento en el volumen de tránsito de vehículos, con mayor carga por eje
• Embotellamientos que incrementa el deterioro de los pavimentos
• Pavimentos con diseño de cargas insuficientes para los requerimientos reales.
• Pavimentos deteriorados por mantenimientos preventivos insuficientes.
ANTECEDENTESLas carreteras dominan el sector de transporte, pero las calles, caminos e infraestructura deenlace en ciudades y municipios, son también un activo de la nación, los cuales cuentan conprogramas de conservación de infraestructura menos robustos.
Obstáculos en los pavimentos urbanos y municipales para desarrollar programas deconservación.
• Desequilibrio entre la tasa de deterioro y el nivel de financiamiento para el mantenimiento
• Tendencia a priorizar la construcción de proyectos nuevos sobre la conservación
• Falta de planeación para un mantenimiento oportuno y adecuado a los deterioros del pavimento
México se encuentra en una dinámica global que exige que las tecnologías de pavimentación y conservación sean sustentables
• Durabilidad
• Reciclado de materiales
• Baja emisión de contaminantes durante producción, transportación, colocación y uso
• Seguridad y confort para los usuarios
• Costo de ciclo de vida accesible
• Bajos costos de mantenimiento y corto tiempo de cierres a la circulación
• Reducción de ruido y facilidad de drenaje
Retos de las instituciones a cargo de la administración de las vialidades urbanas:
• Conocer el estado general de las vialidades y sus estructuras.
• Establecer programas de mantenimiento preventivos.
• Mantener las vialidades donde se han realizado intervenciones o rehabilitaciones mayores, antes de que presenten deterioros nuevamente.
CONSERVACIÓN
Gestión Oportuna, ahorro garantizado.
CIUDAD DE MÉXICO – LONGITUD DE LA RED PRIMARIA
Tipo de Vía Longitud en km %
Primarias 913.00 9%
Acceso Controlado 171.40 2%
Arterias Principales 320.60 3%
Ejes Viales 421.20 4%
Secundarias y Otras 9,287.00 91%
Total 10,200.00 100%
Fuente: SETRAVI.
Red Vial de la Ciudad de México
ZAPOPAN – VIALIDADES URBANAS:
16 Millones de metros cuadrados, aproximadamente el 50% enasfalto,(el resto son pavimentos de concreto, empedrado y adoquinado, entre otros)
No hay técnicas buenas o malas para la conservación de pavimentos, hay
soluciones adecuadas o no adecuadas
dependiendo del estado del mismo.
Robert Kluttz. ASFALTICA No. 43, AMAAC
MASTIC TECHNOLOGY
DEFINICIÓN DE UN “MASTIC”
• Un material compuesto de un aglutinante(asfalto), un coligante (polímero), materialesde refuerzo y extendedores (cargasminerales), agregados funcionales (naturales o sintéticos), surfactantes y emulsificantes, que son utilizados en aplicaciones de mantenimiento de pavimentos comorecubrimientos”
DEFINICIÓN DE UN RECUBRIMIENTO
• Un recubrimiento es un sistema cuya funciónprincipal es proteger un sustrato aislándolode los factores externos que puedanalterarlo, realzando la estética de la superficie.
• El uso de recubrimientos en pavimentospuede tener muchos fines, pero dos de los más relevantes es la protección de las superficies y devolverles la aparienciaoriginal.
DEBEMOS PROTEGER LOS PAVIMENTOS CONTRA FACTORES COMO:
EN BUENA PARTE DEL TERRITORIO MEXICANO ESTAMOS EXPUESTOS A LLUVIAS TORRENCIALES Y
A ALTA RADIACIÓN SOLAR
RAYOS UV
UN RECUBRIMIENTO PROPORCIONA UNA BARRERA CONTRA LOS EFECTOS NOCIVOS DE LA HUMEDAD EN EL PAVIMENTO ASFÁLTICO
Zonas sin recubrimientoTratamiento con arena Tratamiento sin arena
• Evita el contacto del agregado con el agua.
• Evita la penetración de agua a las capasinferiores del pavimento.
• Reduce la pérdida de finos y de asfalto en la superficie.
• Reduce la exposición del asfalto a los rayos UV del sol y por lo tanto el deterioro del ligante.
• Reduce la acción de los químicos, aceite y combustibles en la superficie del pavimento.
• Mantiene la superficie asfáltica en su estadoactual, evitando nuevos deterioros, inclusodisminuye o detiene el desgranamiento enpavimentos deteriorados
• Permiten un enfoque ingenieril para la selección de materiales y el diseño del recubrimiento en función de los requerimientosde la aplicación.
Principio simple:
“Una capa de altaimpermeabilidad es una
estrategia efectiva de mantenimiento.”
RECUBRIMIENTOS PARA SUPERFICIES ASFÁLTICAS
• Los recubrimientos a partir de ALQUITRÁNDE HULLA tienen buena adherencia alsustrato, excepcional resistencia a agentesquímicos, solventes, combustibles y agua salada,y larga durabilidad.
• Los recubrimientos de superficie base alquitránde Hulla o Coal Tar se utilizan de maneraextensiva en aeropuertos, sobre todo enplataformas donde se carga combustible, paraproteger al pavimento asfáltico de posiblesderrames, a la vez que se protege de la lluvia yde la acción de los rayos ultravioleta.
Los recubrimientos de superficie a base de alquitrán de hulla han sidoreemplazados en los últimos 20 años por recubrimientos base asfalto porvarias razones:
• El uso de gas natural ha desplazado el uso del carbón por lo que hoy seproduce menos alquitrán de hulla, lo que ha elevado su costo.
• Los recubrimientos base alquitrán de hulla son menos flexibles que losbase asfalto, por lo que en zonas con climas extremos pueden llegar agenerar pequeñas grietas en forma de telarañas.
• La mayor diferencia entre ambos sistemas son los relacionados con losriesgos a la salud. El alquitrán de hulla contiene una cantidad importantede Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (PAH por sus siglas en inglés) ygeneran vapores durante su aplicación y secado que pueden ser irritantespara la piel.
RECUBRIMIENTOS PARA SUPERFICIES ASFÁLTICAS
ASPHALT BASED MASTIC TECHNOLOGY
RECUBRIMIENTOS BASE ASFALTO
Por su composición, están formulados con:
• Asfalto
• Polímeros
• Agua
• Arcillas
• Emulsificantes
• Cargas
• Aditivos
• Los recubrimientos base asfalto tienen como vehículo o diluyente al agua, ycomo principal aglutinante el asfalto. Su proceso de formación de película espor evaporación del vehículo y coalescencia del aglutinante. La película queforman es continua y de alta impermeabilidad.
• Una vez que la película se ha formado, no es susceptible a reemulsionarse, loque ofrece alta resistencia a la humedad incluso a edades tempranas. Tienenbuena adherencia a los pavimentos asfálticos y no presentan delaminación oampollamiento.
• Fácil limpieza de las herramientas y equipos mientras no se haya secado.
• Al producirse en lotes con dosificación pesada de sus componentes, tienenpropiedades más consistentes que una emulsión fabricada en procesoscontinuos.
RECUBRIMIENTOS PARA SUPERFICIES ASFÁLTICAS
ANTES DE LA APLICACIÓN
• Se requiere de una inspección visual ypruebas de aplicación previo acualquier aplicación a larga escala. Enfunción de la evaluación se determinarála dosificación del recubrimiento, tipode recubrimiento y si la aplicación serácon jalador, con cepillo o por aspersión.
• La preparación de las superficies esvital para el desempeño adecuado delos productos. Se debe de barrer lasuperficie por medios mecánicos paraquitar polvo y suciedad y tratar las zonasdonde se presenten manchas de aceitecon un polímero sellador/promotor deadherencia.
ANTES DE LA APLICACIÓN
• En superficies sin problemas estructurales, con pocos deterioros
o deterioros puntuales y cuya vida útil se desea extender y/o
retrasar intervenciones por un periodo de dos años.
• Con MACROTEXTURA suficiente para mantener una adecuada
fricción, mayor a 0.8 y hasta 2.5 mm.
• Con un Coeficiente de Resistencia al Deslizamiento medido con
péndulo Británico mayor a 0.6.
• Si el pavimento presenta deterioros puntuales como grietas obaches estos deben de repararse previamente.
• La temperatura deberá ser mayor a 10°C y en ascenso en elmomento de la aplicación y por las siguientes 4 horas. No aplicarcuando se pronostica lluvia.
• El recubrimiento sobre riegos de sello mejora la apariencia y laadherencia del agregado al pavimento, deberá ser por aspersióny en una sola capa.
MÉTODOS DE APLICACIÓN
• CON JALADOR O SQUEEGEE
• CON CEPILLO
• POR ASPERSIÓN
P R O P I E D A D E S F Í S I C A S
• Penetración del asfalto base (ASTM D 5) 12 a 45 dmm
• Densidad del asfalto emulsionado (ASTM D 6937) 1000 a 1300 g/l
• Asentamiento y estabilidad al almacenamiento de la Emulsión (ASTM D 6930) 20% Max. A 24 hrs
• Ductilidad del asfalto base (ASTM D113) 5 - 15 cm
• Porcentaje de Polímero con respecto al Asfalto 3 % Mínimo
• pH de la Solución acuosa (con electrodo) 6 – 10
• Presión de Vapor, mm de Hg a 25° C (ASTM D 6378) 22 a 26 mm de Hg
• Punto de reblandecimiento del residuo de la emulsión (Mediante Anillo y Bola ASTM D 36) > 75°C
• Viscosidad de la emulsión Viscosímetro Stormer (ASTM D 562) 60 a 110 KU
• Determinación de Compuestos Orgánicos Volátiles < 10 g/l
• Contenido de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH %) < 0.10
ESPECIFICACIONES
P R O P I E D A D E S F Í S I C A S
• Resistencia a la Abrasión de la película seca (ASTM D4060) Equipo Taber < 1%
• Prueba de Viga Mandrel para recubrimientos adheridos (ASTM D522) Sin fisuras
• Resistencia al agua de recubrimientos vía inmersión en agua (ASTM D870) Sin delaminación
• Fuerza de adhesión sobre pavimento de asfalto. (ASTM D4541) > 200 PSI
• Prueba de abrasión en húmedo (ASTM D 3910 – 6.4) < 50 g/m2
• Uniformidad de recubrimientos asfálticos (ASTM D2939 – 5) Pasa
• Residuo por evaporación (ASTM D2939-8) % en peso 40% mínimo
ASTM D4541
ESPECIFICACIONES
P R O P I E D A D E S F Í S I C A S
• Tiempo de secado a 50% de humedad y 25°C. (ASTM D2939-13) Pasa, < 4 hrs
• Resistencia al calor de la película seca (no ampollas, escurrimiento o deslizamiento) (ASTM D2939-14) Pasa
• Resistencia al agua, no delaminación, re-emulsificación o ablandamiento (ASTM D2939-15) Pasa
• Flexibilidad, no delaminación o fisuramiento. (ASTM D2939-16) Pasa
• Resistencia al Impacto, No despostillamiento, fisuras o delaminación (ASTM D2939-26) Pasa
• Resistencia al impacto después de envejecimiento acelerado (ASTM D2939-27) Pasa
• Contenido de asfalto en peso, % (ASTM D2172) 20 - 40 %
• QUV envejecimiento con rayos UV 1000 horas (ASTM D4799) No decoloración
• Adhesión con cinta (No desgarres o marcas visibles) (ASTM D3359) Pasa
ASTM D 3359
ESPECIFICACIONES
TRAMO CONDICIÓNAbsorción de agua en 10
minutos (g/m2)
Permeabilidad acorde al
método del aro y del cono*
(%)
TESTIGO 2245 9
CON MASTIC SIN ARENA A UNA CAPA 0 0
CON MASTIC SIN ARENA A UNA CAPA 0 0
TESTIGO 918 4
CON MASTIC SIN ARENA A UNA CAPA 102 0
CON MASTIC SIN ARENA A UNA CAPA 0 0
TESTIGO 1020 4
CON MASTIC SIN ARENA A UNA CAPA 0 0
CON MASTIC SIN ARENA A UNA CAPA 0 0
TESTIGO 1224 5
CON MASTIC SIN ARENA A UNA CAPA 408 2
CON MASTIC SIN ARENA A UNA CAPA 306 1
* SCT Parte 6.01 Carreteras y autopistas Titulo 6.01.03 Pavimentos (II) Libro 6. 012-L02.1991
Pruebas de Permeabilidad realizadas sobre Pavimento asfáltico en Villahermosa,
Tabasco
4
1
2
3
0
500
1000
1500
2000
2500
TESTIGO CONMASTIC
SINARENA
CONMASTIC
SINARENA
TESTIGO CONMASTIC
SINARENA
CONMASTIC
SINARENA
TESTIGO CONMASTIC
SINARENA
CONMASTIC
SINARENA
TESTIGO CONMASTIC
SINARENA
CONMASTIC
SINARENA
Absorción de agua en 10 minutos (g/m2)
CONDICIÓN Aplicación kg/m2 Perdida por abrasión acorde
a ASTM D3910 (%)
Perdida por abrasión acorde
a ASTM D3910 (g/m2)
CON MASTIC SIN ARENA A UNA CAPA 0.60 5.70 17
CON MASTIC CON ARENA A DOS CAPAS 1.20 11.40 68
PROYECTOS EN CARRETERAS ALIMENTADORAS
APLICACIÓN DE RECUBRIMIENTO ASFALTICO ASPEN EN CARRETRA BUENAVISTA –
TLAJOMULCO DE ZUÑIGA A CARGO DE SCT JALISCO EN AMBOS CARRILES
• Aplicador: INTERBITUMEN, S.A. de C.V.
• Empresa Contratante: SUPDICA, S.A. DE C.V. (Contratada por SCT Jalisco)
• Recubrimiento aplicado: ASPEN AC.
• Método de aplicación: Aspersión.
• Fecha de inicio de la aplicación: 11/marzo/16.
• Ubicación: Carretera Buenavista –Tlajomulco de Zúñiga.
• Superficie de aplicación: 60,200 m2.
ÁNTES DE APLICACIÓN: 11/03/2016
DURANTE LA APLICACIÓN
11/03/2016
DESPUÉS DE APLICACIÓN
DEL SEÑALAMIENTO: 11/04/2016
PROYECTOS EN CARRETERAS ALIMENTADORAS
APLICACIÓN DE SELLADOR ASFALTICO LIQUID ROAD EN CARRETRA ETZATLAN – MAGDALENA EN
AMBOS CARRILES
• Aplicador: SEALPRO, S.A. de C.V.
• Empresa Contratante: GRUPO CONSTRUCTOR ESTRADE. (Contratada por SCT Jalisco)
• Recubrimiento aplicado: LIQUID ROAD
• Método de aplicación: Aspersión
• Fecha de inicio de la aplicación: 06/mayo/16
• Ubicación: Carretera Etzatlan – Magdalena
• Superficie sellada: 28,000 M2
• Rendimiento: 0.80 l/m2
• Estado del pavimento: Carpeta en
buen estado de color gris
DURANTE LA APLICACIÓN: 06/05/2016
DESPUÉS DE APLICACIÓN
03/06/2016
DESPUÉS DE LA APLICACIÓN DEL SEÑALAMIENTO: 16/08/2016
CONCLUSIONES
La estrategia de mantenimiento de pavimentos asfálticos mediante recubrimientos de altaimpermeabilidad es muy efectiva, pues permite mantener las condiciones y desempeño delpavimento por más tiempo, dado que evita la filtración de agua a las capas inferiores delpavimento, evita los baches y desgranamientos, evita el envejecimiento del asfalto por la acciónde los rayos UV y protege de los derrames de combustibles.
El uso de recubrimientos Mastic Technologies para la protección de pavimentos es una soluciónmuy eficaz, extensivamente utilizada en pavimentos asfálticos y una opción económica para eltratamiento preventivo en pavimentos urbanos, carreteras alimentadoras y secundarias.
No requiere estudios costosos para determinar su viabilidad como opción de mantenimiento.Pruebas simples en campo como el Coeficiente de Resistencia al Deslizamiento y Determinaciónde Macrotextura permiten determinarlo.
Mantiene las características de desempeño del pavimento por periodos de 2 a 3 años. Latendencia actual es incrementar su durabilidad. Tienen un desempeño superior a un riego detaponamiento o a un Fog Seal por su mejor adherencia al sustrato y mejor resistencia a lafricción.
