Mezclas SMA, Open Grade y control de calidad en carpetas asfálticas

Carpeta a Base de Macadán Asfáltico

El macadán asfáltico consiste en la acomodación de piedras de origen natural o artificial, caracterizándose por una granulometría que va de mayor a menor.

Carpetas a Base de Mezclas S.M.A. (Stone Mastic Asphalt)

Estas mezclas se componen de tres elementos principales:

1. Stone (Agregado Pétreo)

• Agregado pétreo con tamaño máximo nominal (TMA) de 3/4 de pulgada.
• Representa aproximadamente el 60% del volumen de la mezcla.

2. Mastic (Mástic)

• Compuesto por filler mineral (polvo de roca cuya granulometría pasa el tamiz #300).
• Se puede sustituir parcialmente con cemento Portland + arena + fibra celulósica (3% del peso, de origen vegetal, con forma cilíndrica y tamaño de 6 mm).
• Representa aproximadamente el 30% de la mezcla.

3. Asphalt (Asfalto)

• Cemento asfáltico, típicamente AC-20.
• Proporción: 6% a 7.5% del peso de la mezcla.

Propiedades de las Mezclas SMA

• Son denominadas microcarpetas debido a su espesor reducido, generalmente de 3 cm.
• Contribuyen a la reducción del ruido vehicular.
• Presentan un incremento de costo de hasta un 25% en comparación con mezclas asfálticas convencionales, aunque este costo se compensa al no requerir la aplicación de riego de sello posterior.

Temperaturas de Ejecución (SMA)

• Temperatura de conformación: 145 °C a 155 °C.
• Temperatura de compactación: 60 °C a 70 °C.

Carpetas a Base de Mezclas Open Grade (Granulometría Abierta)

Estas carpetas se componen fundamentalmente de:

1. Agregado pétreo.
2. Cemento asfáltico modificado.

Temperaturas de Ejecución (Open Grade)

• Temperatura de conformación: 145 °C a 155 °C.
• Temperatura de compactación: 60 °C a 70 °C.

Control de Calidad en el Proceso Constructivo de las Carpetas Asfálticas

Control de Calidad en la Conformación

Durante la etapa de conformación de las capas del pavimento, es crucial:

• Controlar la calidad de las dimensiones horizontales y verticales.
• Verificar la correcta conformación de cada una de las capas.

Tolerancias de la Conformación

Dimensiones Horizontales

• Tolerancia permitida: $\pm 5$ cm.

Dimensiones Verticales (Espesor)

• Terracerías: $\pm 3$ cm.
• Sub-base: $\pm 1.5$ cm.
• Base: $\pm 1.0$ cm.
• Carpeta: $\pm 0.5$ cm.

Control de Calidad de la Compactación

Se debe controlar rigurosamente el grado de compactación alcanzado en cada una de las capas del pavimento.

Grado de Compactación en Obra (GC)

El grado de compactación se calcula mediante la siguiente relación:

$$\text{GC} = \frac{\text{Peso volumétrico del material en obra}}{\text{Peso volumétrico máximo obtenido en el laboratorio}} \times 100$$

Sondeo en Forma de Turulillos (Muestreo)

El procedimiento de muestreo para determinar la compactación incluye:

• La muestra se obtiene a 70 cm desde la orilla hacia el eje de la carretera, en ambos lados, y también en el eje central.
• La longitud (o número de estaciones) a la que se obtiene la muestra debe ser definida según los requerimientos del contratante.

Sección del Sondeo

• Forma cuadrada: $10 \times 10$ cm.
• Forma circular: $\Phi 10$ cm.

Profundidad del Sondeo

La profundidad debe corresponder exactamente a la capa de la cual se requiere obtener la muestra (en este caso, la carpeta).

Obtención del Peso Volumétrico en Obra

El peso volumétrico en obra ($\text{P. vol}$) se determina como:

$$\text{P. vol} = \frac{W}{V}$$

• $W$: Peso total del material extraído en el sondeo.
• $V$: El volumen del sondeo se determina utilizando una cantidad conocida de arena seca y limpia, cuyo peso volumétrico ($\text{Peso Vol.}_{\text{arena}}$) ya ha sido determinado previamente en laboratorio.

El volumen del sondeo ($V_{\text{sondeo}}$) se calcula como:

$$V_{\text{sondeo}} = \frac{W_{\text{arena}}}{\text{Peso Vol.}_{\text{arena}}}$$