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DR. JORGE ALARCÓN IBARRA
Selección de Asfaltos según su grado de desempeño PG
Marzo 2019
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CONTENIDO
• Objetivos
• Introducción
• Definición del Grado PG
• Norma Grado PG N·CMT·4·05·004/18
• Ejercicio práctico
• Conclusiones
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CONTENIDO
• Objetivos
• Introducción
• Definición del Grado PG
• Norma Grado PG N·CMT·4·05·004/18
• Ejercicio práctico
• Conclusiones
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• Conocer qué es el gado PG.
• Conocer el proceso de determinación del grado PG.
• Obtener el grado PG de un tramo carretero.
Objetivos
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CONTENIDO
• Objetivos
• Introducción
• Definición del Grado PG
• Norma Grado PG N·CMT·4·05·004/18
• Ejercicio práctico
• Conclusiones
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2 Temas a diferenciar:
1. El Asfalto PG requerido en el Proyecto carretero y cómo determinarlo.
2. El PG que tiene el Asfalto de refinería y cómo caracterizar/modificar el asfaltoal PG que require el Proyecto.
Tema de esta presentación
Introducción
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• Mezclas de alto desempeño
Sistema
Herramientas de análisis
Pruebas de desempeño
Diseño de mezclas (Volumetría y
Susceptibilidad a la humedad)
Selección de Materiales (Agregados y Asfalto)
Introducción
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Lugar de aplicación
Temperaturas Máximas
Asfaltos Grado PG
Clasificación Temperaturas Mínimas
Desempeño adecuado
Def. Permanente
Agrietamiento Fatiga
Introducción
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Grado Penetración1900’s
Introducción
Grado Viscosidad1950’s
Grado PG1990’s
Transición de Clasificación del Asfalto
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• Objetivos
• Introducción
• Definición del Grado PG
• Norma Grado PG N·CMT·4·05·004/18
• Ejercicio práctico
• Conclusiones
CONTENIDO
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• El grado de desempeño (PG por sus siglas en inglés,Performance Grade) es el rango de temperaturas, máxima amínima, entre las que un cemento asfáltico convencional omodificado se desempeña satisfactoriamente. El grado dedesempeño (PG) permite seleccionar el cemento asfálticomás adecuado para una determinada obra, en función delclima dominante, de la intensidad del tránsito esperada y dela velocidad de operación a que estará sujeta la carreteradurante su vida útil.
Fuente: N·CMT·4·05·004/18.
Definición:
Definición del Grado PG
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CONTENIDO
• Objetivos
• Introducción
• Definición del Grado PG
• Norma Grado PG N·CMT·4·05·004/18
• Ejercicio práctico
• Conclusiones
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Clasificación por temperatura:
PG 64H -16
Grado desempeño
Temperatura máxima promedio 7 días consecutivos
Promedio Temperaturasmínimas anuales
Ajuste por tránsito(Intensidad y Velocidad)
S, H, V, E
Calidad de Cementos Asfálticos según suGrado de Desempeño (PG)
N·CMT·4·05·004/18
Norma Grado PG N·CMT·4·05·004/18
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• Con base en el modelo climático que depende de la temperatura máxima del aire en la zona.
Dónde:
Tmáxi= Temperatura máxima calculada debajo de la superficie del pavimento en
el sitio i=1 donde inicia el tramo o i=2 donde termina el tramo por construir, (°C)
TairM = Temperatura máxima promedio del aire de los 7 días consecutivos más
cálidos registrados por lo menos en los últimos de 20 años en la zona, (°C)
Lati= Latitud, en el sitio i=1 donde inicia el tramo o i=2 donde termina el tramo
por construir, (°, con aproximación de 5 decimales)
H = Profundidad, (mm) (se recomienda usar 20 mm)
Z = Valor para el nivel de confiabilidad (distribución normal, se recomienda usar
2,055 para una confiabilidad de 98%)
𝜎𝑇𝑎𝑖𝑟𝑀2 = Desviación estándar de la temperatura de los 7 días consecutivos más cálidos registrados por lo menos en los últimos 20 años en la zona, (°C)
Temperatura Alta
Norma Grado PG N·CMT·4·05·004/18
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• Con base en el modelo climático que depende de la temperatura mínima del aire en la zona.
Dónde:
Tmín = Temperatura mínima esperada del pavimento asfáltico debajo de la superficie, (°C)
Tairm = Promedio de las temperaturas mínimas anuales del aire registradas en al menos los
últimos 20 años en la zona, (°C)
Lat = Latitud del tramo de diseño, (°)
H = Profundidad, (mm) (se recomienda usar 20 mm)
Z = Valor para el nivel de confiabilidad (distribución normal, se recomienda usar 2,055 para una
confiabilidad de 98 %)𝜎𝑇𝑎𝑖𝑟𝑚 = Desviación estándar de las temperaturas mínimas anuales del aire registradas en al
menos en los últimos 20 años en la zona, (°C)
Temperatura Baja
Norma Grado PG N·CMT·4·05·004/18
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AJUSTE POR TRÁNSITO
Norma Grado PG N·CMT·4·05·004/18
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64
70
76
82
-16
-22
S- Normal
H- Alto
V- Muy alto
E- Extremadamente alto
Combinaciones posibles:
Norma Grado PG N·CMT·4·05·004/18
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>70km/hr
Cálculo de ESAL’s con el método del Instituto de Ingeniería de la UNAM, ≥10 años para daño superficial.
Entre 20 y 70 km/hr
Entre 0 y 20 km/hr
Interpretación Práctica de Combinaciones posibles
Norma Grado PG N·CMT·4·05·004/18
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▪ ERICIII V.3.2 - 2013 (5,272 estaciones) IMTA.
Información Disponible
CLIMA
Nota: Elegir aquellas con más de 20 años de información
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Información DisponibleCLIMA
Base de Datos Clicom
Descarga de información Climatológica
▪ Clicom
http://clicom-mex.cicese.mx/mapa.htmlNota: Elegir aquellas con más de 20 años de información
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Información Disponible
TRÁNSITO
Datos Viales DGST
http://www.sct.gob.mx/carreteras/direccion-general-de-servicios-tecnicos/datos-viales/
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CONTENIDO
• Objetivos
• Introducción
• Definición del Grado PG
• Norma Grado PG N·CMT·4·05·004/18
• Ejercicio práctico
• Conclusiones
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Ejercicio Práctico
Carretera: Durango – Ent. La Zarca, tramo:
Guadalupe Aguilera – Entr. San Juan del
Río del km 55+250 al km 105+810
Inicio
Fin
Ubicación del Proyecto
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• Estación de Aforo: T. Izq. Canatlán (EA)
• Estación Climatológica cercana >20 años info. : CAMACHO (SMN)
MáximaTmáxi= 64.12
TairM = 38.28 *
Lati=24.44563
H = 20mm
Z = 2.055
𝜎𝑇𝑎𝑖𝑟𝑀1 = 0.95119 *
Mínima
Tmín = -3.81
Tairm = -5.22581 *
Lat = 24.44563
H = 20mm
Z = 2.055𝜎𝑇𝑎𝑖𝑟𝑚 = 3.23223 *
INICIAL FINAL
• Estación de Aforo: T. Der. San Juan del Río (EA)
• Estación Climatológica cercana >20 años info. : CAOPAS
MáximaTmáxi= 64.46 *
TairM = 37.71429
Lati=24.79119
H = 20mm
Z = 2.055
𝜎𝑇𝑎𝑖𝑟𝑀1 = 2.288689 *
Mínima
Tmín = -3.44 *
Tairm = -4.41463
Lat = 24.79119
H = 20mm
Z = 2.055𝜎𝑇𝑎𝑖𝑟𝑚 = 3.363225 *
Se ajusta al inmediato superior (70)
Se toma la mínima inmediata inferior (-16)
Ejercicio Práctico
*Calculada de la información climática
CLIMA
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• Estación de Aforo: T. Izq. Canatlán en el km 55+250
TDPA (ambos sentidos) = 2,725
TDPA (carril de diseño) = 1,363
Tasa de crecimiento = 3.5%*
Porcentaje de vehículos pesados = 19.8%
Periodo de proyecto = 10 años
• Estación de Aforo: T. Der. San Juan del Río en el km
105+810
TDPA (ambos sentidos) = 2259
TDPA (carril de diseño) = 1,130
Tasa de crecimiento = 3.5%*
Porcentaje de vehículos pesados= 20.2%
Periodo de proyecto = 10 años
Ejercicio Práctico
INICIAL FINAL
*Valor considerado para fines de este ejemplo.
Tránsito
Aforo DGST
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• Estación de Aforo: T. Izq. Canatlán en el km
55+250
TDPA (ambos sentidos) = 2,725
TDPA (carril de diseño) = 1,363
Tasa de crecimiento = 3.5%*
Porcentaje de vehículos pesados = 19.8%
Periodo de proyecto = 10 años
ESALS para daño superficial UNAM = 3.2
millones
• Estación de Aforo: T. Der. San Juan del Río en el km
105+810
TDPA (ambos sentidos) = 2,259
TDPA (carril de diseño) = 1,130
Tasa de crecimiento = 3.5%*
Porcentaje de vehículos pesados= 20.2%
Periodo de proyecto = 10 años
ESALS para daño superficial UNAM = 2.9 millones
ESAL’s entre 106 y 30x106
Por tránsito es letra H
Ejercicio Práctico
INICIAL FINAL
*Valor considerado para fines de este ejemplo.
Tránsito
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64
70
76
82
-16
-22
S- Normal
H- Alto
V- Muy alto
E- Extremadamente alto
Resultado Final del ejemplo: 70H-16
Grado PG Requerido
Ejercicio Práctico
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CONTENIDO
• Objetivos
• Introducción
• Definición del Grado PG
• Norma Grado PG N·CMT·4·05·004/18
• Ejercicio práctico
• Conclusiones
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• Es de suma importancia determinar el grado PG del asfalto a utilizarseen las obras carreteras ya que de esto depende en gran medida eldesempeño a roderas y fatiga de las mezclas asfálticas.
• El asfalto grado PG está definido por su desempeño a altas y bajastemperaturas en el lugar de aplicación.
• El grado PG es una clasificación que depende fundamentalmente de laTemperatura y del Tránsito en donde se encuentra el proyecto carretero.
• La determinación del grado PG se puede llevar a cabo utilizando losdatos climatológicos del ERICIII o mediante la página web de CLICOM ylos datos viales de la DGST.
Conclusiones