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DiseDiseñño de Slurry Seal y o de Slurry Seal y MicropavimentoMicropavimento
MetodologMetodologíía ISSAa ISSA
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Sobre el slurry seal y micropavimento
• Técnicas de mantenimiento preventivo y rehabilitación de superficies.
• Se logra poco o ningún incremento estructural.
• Deben de ser consideradas solo para aquellos pavimentos que poseen capacidad de carga remanente, necesaria para soportar las cargas de diseño vehicular.
• Se utilizan como un sello superficial para corregir irregularidades tales como pérdida de propiedades anti-derrapantes (alisamiento), oxidación y desprendimientos en pavimentos.
• Han mostrado buenos resultados para mejorar las características de fricción superficial, recuperación de ahuellamientos y pequeñas irregularidades, en vías tanto de alto como de bajo volumen de tráfico.
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Definición SLURRY
Es un sistema formado por:
• Agregado mineral
• Filler
• Agua
• Emulsión de rotura lenta ó emulsión de rotura lenta modificada con polímero
TODOS DEPENDEN UNO DEL OTRO
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Definición MICROPAVIMENTO
Es un sistema formado por:
• Agregado mineral
• Filler
• Agua y otros aditivos debidamente proporcionados
• Emulsión de rotura controlada modificada con polímero
TODOS DEPENDEN UNO DEL OTRO
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ESPECIFICACIONES
ISSA International Slurry Surfacing Association
• ISSA A 105 Especificaciones para Slurry Seal
• ISSA A 143 Especificaciones para Micropavimento
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Agregado - Granulometrías
Tamaño de tamiz
Tipo I% pasante
Tipo II% pasante
Tipo III% pasante Tolerancias
3/8 (9.5 mm) 100 100 100
#4 (4.75 mm) 100 90 – 100 70 – 90 +/-5%
#8 (2.36 mm) 90 – 100 65 – 90 45 – 70 +/-5%
#16 (1.18 mm) 65 – 90 45 – 70 28 – 50 +/-5%
#30 (600 um) 40 – 65 30 – 50 19 – 34 +/-5%
#50 (330 um) 25 – 42 18 – 30 12 – 25 +/-4%
#100 (150 um) 15 – 30 10 – 21 7 – 18 +/-3%
#200 (75 um) 10 – 20 5 – 15 5 – 15 +/-2%
SLURRY SEAL : TIPO I, II y III MICROPAVIMENTO : TIPO II y III
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Caracterización de agregados
EnsayosGranulometríaDurabilidadAbrasiónForma de partículaEquivalente de arenaAzul de Metileno
Slurry SealTipo I, II, III
15% máx. Na2SO4
35% máx.100% triturada
45% mín.ninguno
MicropavimentoTipo II, III
15% máx. Na2SO4
30% máx.100% triturada
65% mín.15 mg/g máx.*
* Este valor representa la máxima cantidad de azul de metileno comúnmente permitido para este ensayo. Pocos laboratorios realizan esta prueba.
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FILLER
• Normalmente usado hasta 2% con respecto al peso del agregado seco.
• Cemento Portland, Cal hidratada ó cualquier otro fino que ayude en alguno de los tres propósitos, para los cuales es usado:
1. Aditivo para iniciar la reacción
2. Agente tixotrópico
3. Corrige deficiencias en los finos que pasan la malla # 200
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AGUA
• Componente intermedio en diseño
• Potable (de preferencia)
• No debe contener sólidos en suspensión
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Caracterización de emulsiones
EnsayosResiduo AsfálticoViscosidadSedimentaciónTamizPenetraciónPto. Ablandamiento% Polímero
Slurry Seal60% mín.
20 – 100 SSF1.0% máx.0.1% máx.
40 – 90 dmmNingunoNinguno
Micropavimento62% mín.
20 – 100 SSF1.0% máx.0.1% máx.
40 – 90 dmm57°C mín.
3.0% mín. del contenido de asfalto
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Especificaciones para el Diseño de Mezcla
EnsayosTiempo de mezclaTiempo de roturaTiempo de tráficoWTAT, g/m2 pérdida- 1 hora inmersión- 6 días inmersiónLWT, g/m2 adhesión arenaDesplazamiento Lateral
Slurry Seal> 180 seg
12.0 hr máx.24.0 hr máx.
807.0 máx.Ninguno538 máx.
Ninguno
Micropavimento> 120 seg
0.5 hr máx.1.0 hr máx.
538.0 máx.807.0 máx.538 máx.
5% máx.
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DISEÑO DE MEZCLA
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Ensayo de COHESION ISSA TB 139
• Clasifica el sistema en términos de cuan rápido la mezcla desarrolla una adecuada cohesión a fin de poder aperturar el tráfico.
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Ensayo de ABRASION EN HUMEDO
ISSA TB 100
• Determina la resistencia a la abrasión en húmedo de una mezcla en función al contenido de asfalto.
• Mide el contenido mínimo de asfalto del sistema.
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Ensayo de RUEDA CARGADA
ISSA TB 109
• Determina el máximo contenido de asfalto para evitar exudación en el sistema.
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Determinación gráfica del contenido de asfalto
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Caso Practico
DISEÑO DE SLURRY SEAL
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Diseño SLURRY TIPO II
I. Caracterización de agregadoProcedencia de muestra Cantera km. 338+700 L. Izq.Carretera Puquio - Chalhuanca
ENSAYO ESPECIFICACIÓN RESULTADO
EQUIVALENTE DE ARENA (ASTM 2419) MÍNIMO 45% 48%
SERIE ABERTURA PASAAMERICANA %
3/8" 9.525 100.0# 4 4.760 96.8 90 - 100# 8 2.380 73.7 65 - 90
# 16 1.190 53.3 45 - 70# 30 0.590 37.8 30 - 50# 50 0.297 24.9 18 - 30# 100 0.149 16.7 10 - 21# 200 0.074 12.1 5 - 15
< # 200 0.0(ASTM C-117)
ESPECIFICACIÓN SLURRY SEAL TIPO II(mm)
ANALISIS GRANULOMÉTRICO DE AGREGADOS POR TAMIZADO (ASTM C-136)
100.0
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Diseño SLURRY TIPO II
II. Caracterización de emulsión*
ENSAYO MÉTODO UNIDADES RESULTADO ESPECIFICACIÓN
Residuo Asfáltico ASTM D 244 % 61.8 Mínimo 60%
Penetración (25 ºC, 100g, 5 seg) ASTM D 5 dmm 95 85 – 100 dmm
Recuperación Elástica por Torsión NLT 329 % 15 Mínimo 12%
• EMULTEC CSS-1HP
• Consideración clima, requiere asfalto blando
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Diseño SLURRY TIPO II
III. Contenido teórico de asfalto
Asfalto teórico en base a la granulometría : 9.7%Emulsión asfáltica teórica calculada : 15.7%
IV. Calidad de mezcla
• Humedad natural del agregado: 2.5%• El porcentaje de agua que se indica es la añadida al agregado• Filler: Cemento Portland Tipo I• Tiempo de mezclado > 180 segundos• Porcentajes en peso del agregado
Emulsión teórica (%) Agua (%) Filler (%)
15.7 13.5 0.5
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Diseño SLURRY TIPO II
V. ESPECIFICACIONES
ENSAYO MÉTODO REQUISITOTiempo de mezclado ISSA TB 113 Mínimo 180 seg.Cohesión en húmedo- 30 minutos mínimo (rotura) ISSA TB 139 12 kg-cm mínimo
Pérdida de abrasión en húmedo, 1 hora inmersión, WTAT ISSA TB 100 Máximo 807 g/m2
Exceso de asfalto por adhesión de arena, LWT ISSA TB 109 Máximo 538 g/m2
VI. RESULTADOS
% EMULSIÓN
% FILLER
% AGUA
TIEMPO DE MEZCLADO (Segundos)
COHESIÓN (kg-cm)30 min
15.7 0.5 16.0 > 180 16.9 (N)
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Diseño SLURRY TIPO II
Emulsión (%)
WTAT (g/m2)
LWT (g/m2)
11.7 759.6 238.1
13.7 516.6 315.8
15.7 448.2 413.1
17.7 395.2 472.6
Diseño Optimo SLURRY SEAL
% Emulsión = 15.5
% Agua = 16.0
% CP = 0.5
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Recomendaciones
Componentes LímitesResiduo asfáltico
Tipo I: 10.0% -16.0%Tipo II: 7.5% -13.5%Tipo III: 6.5% -12.0%
(basado en peso de agregado seco)Filler mineral 0.5 - 2.0%
(basado en peso de agregado seco)
Aditivos como sea necesario
Agua como sea necesario para lograr la consistencia apropiada de la mezcla
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TASAS DE APLICACIÓN SLURRY
TIPO DE AGREGADO RECOMENDACION TASA DE APLICACIÓN SUGERIDA
TIPO I Areas de parqueoZonas residenciales y
urbanasPistas de aterrizaje de
aeropuertos
8 – 12 lb/yd2
(4.3 – 6.5 kg/m2)
TIPO II Zonas urbanas y residenciales
Pistas de aterrizaje de aeropuertos
12 - 20 lb/yd2
(6.5 – 10.8 kg/m2)
TIPO III Rutas principales e interestatales
18 -30 lb/yd2
(9.8 – 16.3 kg/m2)
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Caso Practico
DISEÑO DE MICROPAVIMENTO
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Diseño MICROPAVIMENTO TIPO II
I. Caracterización de agregadoProcedencia de muestra Cantera La Esperanza km. 581+650 LD Carretera Panamericana Norte
SERIE ABERTURA PESO RET. RET. PAR. RET. AC. PASAAMERICANA g % % %
3/8" 9.525 0.0 0.0 100.0 100 - 100# 4 4.760 25.6 5.1 10.5 89.5 90 - 100# 8 2.380 30.0 6.0 23.0 77.0 65 - 90
# 16 1.190 49.5 9.9 35.9 64.1 45 - 70# 30 0.590 47.0 9.4 53.2 46.8 30 - 50# 50 0.297 41.9 8.4 70.9 29.1 18 - 30# 100 0.149 19.1 3.8 87.8 12.2 10 - 21# 200 0.074 33.1 6.6 94.5 5.6 5 - 15
< # 200 27.9 5.6 100.0 0.0
(mm)
ANALISIS GRANULOMÉTRICO DE AGREGADOS POR TAMIZADO (ASTM C-136)
MALLAS
ESPECIFICACIÓN
(ASTM C-117)
ENSAYO ESPECIFICACIÓN RESULTADO
EQUIVALENTE DE ARENA (ASTM 2419) MÍNIMO 45% 65.0 %
DURABILIDAD (MgSO4) (ASTM C 88) MÁXIMO 25% 8.4 %
AZUL DE METILENO (ISSA TB 145) -.- 12 mg/g
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Diseño MICROPAVIMENTO TIPO II
II. Análisis de agua
PROCEDENCIA
ESPECIFICACIÓN RESULTADO
PH DUREZA PH DUREZA
HUAMANZAÑA
NEUTRO(7)
MAXIMO 380 ppm
7.85 +600
EL MILAGRO 8.03 141
EL CHAO 7.72 105
EL VIRU 7.67 +600
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Diseño MICROPAVIMENTO TIPO II
III. Caracterización de emulsión*
ENSAYO MÉTODO UNIDADES RESULTADO ESPECIFICACIÓN
Residuo Asfáltico ASTM D 244 % 65.7 Mínimo 62%
Penetración (25 ºC, 100g, 5 seg) ASTM D 5 dmm 68 60 - 70 dmm
Recuperación Elástica por Torsión NLT 329 % 30 Mínimo 12%
• EMULTEC CQS-1HP
• Consideración clima, fija dureza de asfalto
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Diseño MICROPAVIMENTO TIPO II
IV. Contenido teórico de asfalto
Asfalto teórico en base a la granulometría : 8.6%Emulsión asfáltica teórica calculada : 13.1%
V. Calidad de mezcla
• Humedad natural del agregado: 0.2%• El porcentaje de agua que se indica es la añadida al agregado• Fuente de agua CHAO• Filler: Cemento Portland Tipo I• Tiempo de mezclado > 120 segundos• Porcentajes en peso del agregado
Emulsión teórica (%) Agua (%) Aditivo (%) Filler (%)
13.1 8.0 1.0 0.2
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Diseño MICROPAVIMENTO TIPO II
V. ESPECIFICACIONES
ENSAYO MÉTODO REQUISITOTiempo de mezclado ISSA TB 113 Mínimo 120 seg.Cohesión en húmedo- 30 minutos mínimo (rotura)- 60 minutos mínimo
ISSA TB 139 12 kg-cm mínimo20 kg-cm mínimo
Pérdida de abrasión en húmedo, 1 hora inmersión, WTAT ISSA TB 100 Máximo 538 g/m2
Exceso de asfalto por adhesión de arena, LWT ISSA TB 109 Máximo 538 g/m2
VI. RESULTADOS
% EMULSIÓN
% FILLER
% ADITIVO
% AGUA
TIEMPO DE MEZCLADO (Segundos)
COHESIÓN (kg-cm)
30 min 60 min
13.1 0.2 1.0 8.0 220 12.2 (N) 24.9 (S)
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Diseño MICROPAVIMENTO TIPO II
Diseño Optimo MICROPAVIMENTO
% Emulsión = 12.5
% Agua = 8.2
% Aditivo = 0.2
% CP = 1.0
Emulsión (%)
WTAT (g/m2) LWT (g/m2)
11.0 419.0 356.3
13.0 370.0 403.2
15.0 272.0 466.2
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Diseño MICROPAVIMENTO Consideraciones
Componentes LímitesResiduo asfáltico
5.5% a 10.5% por peso de agregado seco
Filler mineral 0.0% - 3.0%(basado en peso de agregado seco)
Polímero Mínimo 3% basado en peso de asfalto
Aditivos como sea necesario
Agua como sea necesario para lograr la consistencia apropiada de la mezcla
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TASAS DE APLICACIÓN MICROPAVIMENTO
TIPO DE AGREGADO RECOMENDACION TASA DE APLICACIÓN SUGERIDA
TIPO II Zonas urbanas y residenciales
Pistas de aterrizaje de aeropuertos
10 - 20 lb/yd2
(5.4 – 10.8 kg/m2)
TIPO III Rutas principales e interestatales
Bacheo
15 -30 lb/yd2
(8.1 – 16.3 kg/m2)como sea requerido
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Consideraciones finales
• La buena calidad de los materiales es importante para el rendimiento apropiado de las mezclas de slurry seal y micropavimentos.
• Sin embargo, no es suficiente que los materiales sean de buena calidad pues ello no asegura una mezcla satisfactoria ya que pueden ser incompatibles entre ellos.
• Los diseños de slurry seal y micropavimentos son hechos a medida del agregado, teniendo en cuenta las condiciones climáticas a las que serán sometidas las mezclas y las facilidades o limitantes del sector de aplicación.
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GRACIAS POR SU ATENCION
Ing. Wendy Herencia
Jefe de Departamento Técnico
Teléfonos 616-9300
Anexos 311 - 314
Slurry Seal Tipo IIEmultec CSS-1PCarretera Nazca - Puquio 2009GYM SA