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• Julio Cesar Marquez

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Instituto politécnico nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco PAVIMENTOS Y TERRACERIAS GUÍA DEL 2DO PARCIAL MARQUEZ GATICA JULIO CÈSAR 2014310460 Grupo: 7CM5 ABRIL 2017 Profesor: CARVAJAL MARTINEZ FRANCISCO J.

1.- ¿EN QUE CONSISTE LA PRUEBA DE PLACA?

2- ¿CÓMO SE REALIZA LA PRUEBA VRS EN CAMPO?

3.- ¿QUE DATOS SE OBTIENEN DE LA PRUEBA DE PLACA Y COMO SE GRAFICA?

4- ¿QUE ES LA CAPACIDAD DE CARGA? En cimentaciones se denomina capacidad portante a la capacidad del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre él. Técnicamente la capacidad portante es la máxima presión media de contacto entre la cimentación y el terreno tal que no se produzcan un fallo por cortante del suelo o un asentamiento diferencial excesivo. Por tanto, la capacidad portante admisible debe estar basada en uno de los siguientes criterios funcionales: 



Si la función del terreno de cimentación es soportar una determinada tensión independientemente de la deformación, la capacidad portante se denominará carga de hundimiento. Si lo que se busca es un equilibrio entre la tensión aplicada al terreno y la deformación sufrida por éste, deberá calcularse la capacidad portante a partir de criterios de asiento admisible.

De manera análoga, la expresión capacidad portante se utiliza en las demás ramas de la ingeniería para referir a la capacidad de una estructura para soportar las cargas aplicadas sobre la misma. Las propiedades mecánicas de un terreno suelen diferir frente a cargas que varían (casi)instantáneamente y cargas cuasipermanentes. Esto se debe a que los terrenos son porosos, y estos poros pueden estar total o parcialmente saturados de agua. En general los terrenos se comportan de manera más rígida frente a cargas de variación quasinstantánea ya

que éstas aumentan la presión intersticial, sin producir el desalojo de una cantidad apreciable de agua. En cambio, bajo cargas permanentes la diferencia de presión intersticial entre diferentes partes del terreno produce el drenaje de algunas zonas.

5. ¿QUÉ SIGNIFICA PSI Y KIPS? PSI El principal factor asociado a la seguridad y comodidad del usuario es la calidad de rodamiento que depende de la regularidad o rugosidad superficial. del pavimento. La valoración de este parámetro define el concepto de Índice de Serviciabilidad Presente (PSI, por sus siglas en ingles). El PSI califica a la superficie del pavimento de acuerdo a una escala de valores de 0 a 5. Claro está, que, si el usuario observa agrietamientos o deterioros sobre la superficie del camino aún sin apreciar deformaciones, la clasificación decrece. El diseño estructural basado en la serviciabilidad, considera necesario determinar el índice de serviciabilidad inicial (P0) y el índice de serviciabilidad final (Pt), para la vida útil o de diseño del pavimento.



Índice de serviciabilidad inicial (P0).

El índice de serviciabilidad inicial (P0) se establece como la condición original del pavimento inmediatamente después de su construcción o rehabilitación. AASHTO estableció para pavimentos rígidos un valor inicial deseable de 4.5, si es que no se tiene información disponible para el diseño. 

Índice de serviciabilidad final (Pt)

El índice de serviciabilidad final (Pt), ocurre cuando la superficie del pavimento ya no cumple con las expectativas de comodidad y seguridad exigidas por el usuario. La pérdida de serviciabilidad se define como la diferencia entre el índice de servicio inicial y terminal. ΔPSI = P0 – Pt KIPS En una prueba AASHO es de 80 KN o 18 kips. La conversión se hace a través de los factores equivalentes de carga, denominados LEF por sus siglas en inglés ("Load Equivalent Factor”) o Factor Equivalente de Carga.

6.- ¿MENCIONE LA TEORÍA DE LA BICAPA Burmister estudio la distribución de esfuerzos en un sistema formado por 2 capas, homogéneas, isótropas y elásticas, la primera capa horizontal y de espesor h, la segunda subyacente y semiinfinita. Se considera una frontera plana entre dos capas de contacto continuo y rugoso Los estudios están enfocados al diseño de pavimentos en los cuales el módulo de elasticidad de la capa superior (E1) es mayor que el de la capa subyacente (E2), considerándose que si E1=E2, E1/E2=1, el incremento de esfuerzo vertical corresponde al calculado con las fórmulas de Boussinesq, según el análisis teórico efectuado por Burmister el desplazamiento vertical elástico en la superficie del sistema está dado por la expresión.

Propuso una teoría que se podía aplicar a las estructuras de pavimentos, basada en la de Boussinesq, pero que tenía en cuenta estratos y las propiedades mecánicas de los materiales que conforman la masa de suelo, para calcular el estado de esfuerzos de esta a cualquier profundidad. Desde el punto de vista del estudio de pavimentos, el modelo de Burmister. Puede ser usado para determinar los esfuerzos, deformaciones y de flexiones en la sub rasante si la relación de módulos del pavimento y la sub rasante es cercana a la unidad, si no es así, la modelación es más compleja. Analíticamente es un procedimiento más complejo que los basados en el primer modelo, que se podía solucionar con ecuaciones relativamente fáciles, el modelo de Burmister introduce transformadas de Fourier que requieren funciones de basel para su solución y que sin la ayuda de un programa de computadora no se puede modelar estructuras de más de dos capas. Burmister asumió que, el número de golpes del SPT relacionaba la energía de entrada versus el aria del barril muéstresele Y de la muestra. Concluyó que pudiendo hacer correlaciones simplistas los varios diámetros de muestre adores, ignorando el incremento en el ares sometida afección de pared, que acompaña A los muestre adores de mayor diámetro, y el aumento de la fricción con la profundidad. A pesar de la física simplista, estas burdas correlaciones han demostrado ser muy valiosas en la práctica

7.- ¿EN QUÉ CONSISTIA LA TEORIA DE BOUSSINESQ?

8.- ¿QUÉ SON LOS ASFALTOS PG? Son aquellos cuyo comportamiento en los pavimentos está definido por las temperaturas máxima y mínima que se esperan en el lugar de su aplicación, dentro de las cuales se asegura un desempeño (performance) adecuado para resistir deformaciones o agrietamientos por temperaturas bajas o por fatiga, en condiciones de trabajo que se han correlacionado con ensayes especiales y simulaciones de envejecimiento a corto y a largo plazo. Estos ensayes miden propiedades físicas que pueden ser directamente relacionadas, mediante principios de ingeniería, con el comportamiento en obra, y forman parte de los productos del Programa de Investigación de Carreteras desarrollado por la Unión Americana, conocida como la Tecnología SHRP. 9.- Describa el proceso de elaboración de una mezcla asfáltica

10.- MENCIONE POR LO MENOS 5 PRUEBAS QUE SE LE HACEN AL ASFALTO

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Equivalente de arena Valor relativo de soporte modificado Desgaste de los Ángeles Intemperismo acelerado Afinidad Prueba Marshall Permeabilidad en carpetas

11.- MENCIONE POR LO MENOS 5 PRUEBAS QUE SE LE HACEN AL AGREGADO PÉTREO

12.- ¿QUÉ ES EL SLURRY SEAL?

El Slurry Seal es una mezcla de agregado de granulometría cerrada, emulsión asfáltica, fillers, aditivos y agua, aplicada como un tratamiento superficial de poco espesor.

13.- MENCIONE LAS CARACTERISTICAS DEL OPEN GRADE

Las mezclas open-graded se dividen en open-graded friction course, OGFC y base permeable tratada con asfalto. La producción de las mezclas open-graded es similar a las mezclas de gradación densa. Se usan temperaturas de mezcla menores para prevenir el escurrimiento del asfalto caliente o draindown durante el almacenamiento o traslado al lugar del proyecto. Recientemente se están empleando polímeros y fibras en mezclas open-graded friction course para reducir el draindown y mejorar la durabilidad de la mezcla. La colocación de este tipo de mezclas es convencional. El esfuerzo de compactación por lo general es menor que las mezclas de gradación densa. Las mezclas open-graded consisten de una gradación relativamente uniforme y ligante de cemento asfáltico o ligante modificado (figura 10.1b). El principal propósito de este tipo de mezclas es servir como una capa drenante, tanto en la superficie del pavimento o dentro de la estructura del pavimento.

14.- ¿QUÉ ES UNA EMULSION ASFÁLTICA? Podemos definir una emulsión como una dispersión fina más o menos estabilizada de un líquido en otro, los cuales son no miscibles entre sí y están unidos por un emulsificante, emulsionante o emulgente. Las emulsiones son sistemas formados por dos fases parcial o totalmente inmiscibles, en donde una forma la llamada fase continua (o dispersante) y la otra la fase discreta (o dispersa). Esto puede apreciarse en la Figura 4, en donde se muestra un dibujo esquemático de una emulsión.

En el caso de emulsiones asfálticas, los líquidos no miscibles son el agua y el asfalto. Adicionalmente se tiene el emulgente el cual se deposita en la interface entre el agua y el asfalto y estabiliza la emulsión; éste depende del tipo de emulsión que se requiera. Las emulsiones del tipo asfáltico aparecieron en el mercado a principios del siglo XX en diferentes lugares y con usos muy diversos.

A principios de 1900 (en 1905) se empleó por primera vez una emulsión asfáltica en la construcción de carreteras en la ciudad de Nueva York; la emulsión utilizada es del tipo aniónica y se empleó en lugar de los usuales caminos fabricados con material pétreo, como una alternativa para evitar el polvo cuando transitaban los vehículos. CLASIFICACION

15.- ¿QUÉ ES UN EJE EQUIVALENTE? Es la cantidad pronosticada de repeticiones del eje de carga equivalente de 18 kips (8,16 t = 80 kN) para un periodo determinado, utilizamos esta carga equivalente por efectos de cálculo ya que el transito está compuesto por vehículos de diferente peso y numero de ejes. Los ejes equivalentes se los denominara ESAL "Equivalent simple axial load". Se calcula para el carril de diseño utilizando la siguiente ecuación:

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     

Dónde: pi Porcentaje del total de repeticiones para el i-ésimo grupo de vehículos o cargas. Fi Factor de equivalencia de carga por eje, del i-ésimo grupo de eje de carga(Tablas). P Promedio de ejes por camión pesado. TPD Tránsito promedio diario FC Factor de crecimiento para un período de diseño en años Fd Factor direccional. FC Factor de distribución por carril.

16.- ¿PARA QUÉ SE HACE LA PRUEBA DE PUNTO DE INFLAMACIÓN?

Esta prueba permite determinar la temperatura mínima a la que el asfalto produce flamas instantáneas al estar en contacto con el fuego directo, así como aquella en que inicia su combustión. La prueba consiste en colocar una muestra de asfalto en una copa abierta de Cleveland, en donde se incrementa paulatinamente su temperatura hasta lograr que al pasar una flama por la superficie de la muestra se produzcan en ellas flamas instantáneas, la temperatura correspondiente se denomina punto de inflamación. Si se continúa elevando la temperatura de la muestra se llega al punto en que se inicia la combustión del material, la temperatura correspondiente se denomina punto de combustión

17.- ¿MENCIONE LOS FAACTORES DE DISEÑO DE UN PAVIMENTO Agentes de intemperismo, tanto de la naturaleza como del hombre, cargas de los vehículos, calidad de los materiales y procedimiento de construcción, topografía, drenaje, incluso políticas del Sector de Comunicaciones y Transportes intervienen en el comportamiento y diseño de una sección estructural. Sin embargo, los principales factores que intervienen en el diseño de un pavimento se consideran:  

Efectos de tránsito. La influencia de la plasticidad, resistencia, deformación de los materiales y los efectos con medio ambiente.

18.- MENCIONE POR LO MENOS 5 TIPOS DE FALLA EN PAVIMENTOS RÍGIDOS

En el presente capítulo se presenta una descripción de los diferentes tipos de daños que puede presentar un pavimento rígido, los cuales fueron agrupados en cuatro categorías generales:        

Juntas. Fisuras y grietas. Deterioro superficial. Fisuramiento por retracción (tipo malla). Desintegración. Baches Otros deterioros. Levantamiento localizado.

19.- ¿CUÁNTOS PROCESOS DE TRITURACION DE ROCA EXISTEN Y CUALES SON?

La trituración es el nombre de los diferentes métodos de procesamiento de materiales. El triturado es también el nombre del proceso para reducir el tamaño de las partículas de una sustancia por la molienda, como por moler los polvos en un mortero con un mazo. La trituración, además, se refiere a la producción de un material homogéneo a través de la mezcla. La trituración convierte la producción de residuos de post- consumo en un material a granel (material molido, partículas) lo más homogéneo posible.   

Trituración primaria. Trituración secundaria. Trituración primaria

Maquinaria: Industrialmente se utilizan diferentes tipos de máquinas de trituración y suelen clasificarse de acuerdo a la etapa a en que se utilizan y el tamaño de material tratado. Trituradoras primarias Fragmentan trozos grandes hasta un producto de 8" a 6". Se tienen dos tipos de máquinas.    

Trituradoras de Mandíbulas Trituradoras de Mandíbulas Trituradoras Giratorias. Trituradoras secundarias

Fragmentan el producto de la trituración primaria hasta tamaños de 3" a 2", entre estas máquinas tenemos.  Trituradoras Giratorias  Trituradoras Cónicas.  Trituradoras terciarias Fragmentan el producto de la trituración secundaria hasta tamaños de 1/2" o 3/8", entre estas máquinas tenemos.  Trituradoras Cónicas  Trituradoras de Rodillos. 20.- ¿EN QUÉ CONSISTE LA PRUBEA DE LA DESTILACIÓN? Esta prueba consiste esencialmente en efecto la destilación de una muestra de asfalto rebajado hasta una temperatura máxima de 360 °C, para separar el recibo asfáltico del disolvente. En el recibo asfáltico se realizan otras pruebas que ayudan a identificar el tipo de asfalto rebajado. 21.- MENCIONE LOS MÉTODOS DE DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS

22.- ¿QUÉ ES LA COHESIÓN DE UN MATERIAL? En el diseño de mezclas asfálticas dos de las propiedades más frecuentes y determinantes a evaluar son la adhesión y la cohesión, caracterizadas principalmente por el nivel de interacción físico-químico entre el agregado pétreo y el ligante. Ésta interface es quizás la más importante para que la capa de rodadura y la estructura del pavimento cumplan con las exigencias mecánicas y tengan una considerable vida útil. El agua es el factor que más afecta esta unión asfalto-agregado lograda durante la mezcla, debido a que en zonas de precipitación entra en contacto con la mezcla, y por la afinidad mayor entre ésta y los materiales pétreos ocupa el espacio del ligante, y desplaza la película de asfalto ocasionando su separación del agregado; este fenómeno es conocido como “scripting”, y está muy ligado a los procesos de degradación que ocurren en los pavimentos.

23.- ¿QUÉ ES EL ESFUERZO EN LOS SUELOS? Sabemos de los principios de mecánica que el esfuerzo se define fuerza aplicada sobre área:

En suelos esta aplicación es distinta a la de los otros materiales, puesto que el suelo no es homogéneo, sino que es un sistema de partículas donde se encuentran presentes las tres fases de la materia: sólido, líquido y gaseoso.   

Los sólidos son relativamente incompresibles y soportan esfuerzos cortantes estáticos. El agua es incompresible y no tiene resistencia al corte. El aire es compresible, y no tiene resistencia al corte

Cada una de estas fases va a reaccionar de manera distinta ante las solicitaciones externas, es por eso, que debe determinarse la distribución de esfuerzos entre las fases para poder establecer el efecto del esfuerzo en la masa.

24.- ¿EN QUÉ CONSISTE LA PRUEBA DE LA PELÍCULA DELGADA? Esta prueba permite estimar el endurecimiento que sufren los cementos asfálticos que en películas de pequeño espesor se someten de los efectos del calor y el aire. La prueba consiste en someter una muestra de cemento asfáltico a un proceso de calentamiento para producir un residuo al cual, dependiendo del tipo de cemento asfáltico que se esté probando, se le realizan diversas pruebas. En el caso de cementos asfálticos normales, al residuos el efectúan pruebas para determinar la pérdida de masa que experimento, su viscosidad dinámica, la penetración que conserva respecto a la del cemento asfáltico original, así como su ductibilidad, si se trata de cementos asfálticos modificados, Al residuo se le efectúan pruebas para determinar la pérdida de masa que experimento, La penetración del suelo y la penetración que conserva respecto a la del cemento asfáltico modificado original, su ductibilidad, recuperación elástica de dúctilometro, incremento en temperatura anillo y esfera (punto de reblandecimiento), módulo reológico de corte dinámico, así como su ángulo fase

25.- ¿QUÉ ES UNA MEZCLA EN FRÍO? Son mezclas cuidadosamente elaboradas y compactadas para lograr una elevada densificación y bajo porcentaje de vacíos, consideradas como las de mejor calidad entre las mezclas asfálticas el caliente, con excelentes propiedades de estabilidad. durabilidad y flexibilidad. Basados en este concepto y dada su similitud, definimos las mezclas asfálticas en frío tipo concreto, como las constituidas por la combinación de uno o más agregados pétreos y un relleno mineral (filler), de ser necesario, con un asfalto emulsionado catiónico o diluido con solvente, cuya mezcla, aplicación y compactación se realizan en frío (condiciones ambientales). 26.- ¿QUÉ ES UNA MEZCLA ASFÁLTICA TEMPLADA? La mezcla asfáltica templada, está constituida de agregados pétreos de 3/4" A finos, con AC20 y aditivo, su temperatura de producción va de un rango de 120 °C a 125 °C, están por debajo de las convencionalmente empleadas, lo cual la hace potencialmente más ecoeficiente. Asimismo, presenta una mejor adhesividad entre las falto y el agregado pétreo, después de ser tendida y compactada conforme al procedimiento constructivo, presenta una mejor fuerza de cohesión entre partículas. Ofrece beneficios económicos y ambientales, sin sacrificar la calidad del producto terminado, así como mejoras en las condiciones laborales del personal de obra, al ser posible iniciar su proceso de compactación entre 95 °C a 97 °C, generando disminución de la radiación térmica, además su facilidad de aplicación, por lo mencionado anteriormente el personal no inhala tantos gases producto de la combustión de las falto a mayores temperaturas 27.- ¿QUÉ ES UN FILLER? Los fillers son sustancias finamente divididas las cuales son insolubles en asfalto pero que pueden ser dispersadas en él, como un medio de modificar sus propiedades mecánicas y consistencia. Usualmente sus sustancias minerales; materiales orgánicos tales como madera o corcho, raramente se utilizan. Típicos fillers minerales: cal, cemento, polvo de tiza, cenizas de combustible pulverizada, talco, sílice, etc. El efecto general de la adicción de fillers es endurecer el asfalto. Elección de Fillers Los siguientes factores deben ser considerados: 

  

Fillers de asbestos no son adecuados para aplicaciones en la cual la mezcla es utilizada como un sellador o un protector en continuo contacto con un líquido, debido a que las fibras de asbesto pueden transportar el líquido a través del asfalto Fillers que pueden absorber agua no deben ser utilizados cuando el asfalto está en contacto con el agua Si el asfalto va a ser utilizado como un protectivo resistente a los ácidos, los fillers deben ser sílices El uso de cal como filler mejora la adhesión del asfalto a las superficies minerales (piedra, vidrio, etc.) en presencia de agua.

28.- ¿QUÉ ES EL PUNTO DE REBLANDECIMIENTO? Esta prueba permite estimar la consistencia de los cementos asfálticos y se basa en la determinación de la temperatura a la cual una esfera de acero produce una deformación de 25 mm, en una muestra de asfalto sostenida en un anillo horizontal, que se calienta gradualmente dentro de un baño de agua o glicerina.

29.- ¿QUÉ ES LA DUCTILIDAD? Propiedad la cual permite determinar la capacidad para deformarse sin romperse, de los cementos asfálticos, del recibo de la prueba de película delgada y de los recibos alfa el ticos obtenidos por destilación de emulsiones. La prueba consiste en medir la máxima distancia a la cual una briqueta de dichos materiales, de geometría y bajo condiciones de temperatura y velocidad de deformación específicas, puede ser estirada sin romperse.

30.- DESCRIBA EL PROCESO DE RECICLADO DE CARPETAS ASFÁLTICAS

Este trabajo consiste en el fresado mecánico de la carpeta asfáltica, la incorporación del Aditivo RCA-10 y un asfalto liquido nuevo (emulsiones asfálticas o crudo) –si el diseño así lo recomienda-, y el mezclado, homogenización, perforación y compactación de la capa tratada hasta la densidad especificada. MATERIALES    

Agregados Asfalto Liquido (Crudo O Emulsión Asfáltica) Aditivo Serie Rca-10 Procedimiento De Aplicación Utilizando Aditivos

EQUIPO RECOMENDADO     

Recuperadora de Caminos Moto niveladora Carrotanque Irrigador para la adición del aditivo y humedecimiento de la superficie Vibro compactador Carrotanque para adicionar emulsión que acople a la Recuperadora o con medidor de dosificación.

Procedimiento:   

Etapa 1: Evaluación del cemento asfáltico recuperado de una mezcla asfáltica para su caracterización en el RAP. Etapa 2: Diseño de mezclas asfálticas empleando mezclas recicladas, RAP, en Monterrey. Etapa 3: Un nuevo sistema para fabricación de mezclas asfálticas con alto contenido de RAP.

REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFIAS

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