Nucleo de Asfalto
Nucleo de Asfalto
Nucleo de Asfalto
1
Investigador, Instituto de Ingeniería, UNAM
1
Estudiante de Maestría, Instituto de Ingeniería, UNAM
RESUMEN: La construcción de presas de enrocamiento con núcleo de asfalto no es nueva. Países como China,
Canadá, Estados Unidos, Portugal, España y Brasil han tenido experiencias exitosas con la aplicación de esta técnica.
El núcleo de concreto asfáltico utilizado en presas de enrocamiento está concebido como una barrera impermeable,
flexible y resistente a la erosión interna. Las características del asfalto relacionadas la rigidez, ductilidad y viscosidad,
hacen que las presas de enrocamiento con núcleo de asfalto muestren un buen comportamiento ante solicitaciones
estáticas y dinámicas. En este trabajo se presenta un estudio de la influencia de la geometría del núcleo de concreto
asfáltico en el comportamiento mecánico de una presa de enrocamiento. Así mismo, se presentan algunos conceptos
generales de este tipo de núcleos.
ABSTRACT: The construction of embankments dams with asphalt core is not new. Countries like China, Canada, Unites
States and Brazil have had successful experiences with the application of this technique. The asphalt concrete core
used in dams is an impervious barrier with high flexibility and important resistance to internal erosion. The asphalt
characteristics, related with the ductility and viscosity, make dams with asphalt core shows a good behavior during and
after the seismic events. This works presents the study of the influence of the asaphaltic core inclination in the stress-
sttrain behavior of the dam. Also, this paper discusses some general concepts about asphaltic core in dams.
misma. El asfalto utilizado en la elaboración núcleos posible separación entre el núcleo y el enrocamiento
de concreto asfáltico es el mismo que se utiliza en en la zona de aguas arriba.
carreteras y de igual forma su selección dependerá El objetivo de este trabajo es evaluar los patrones
de las condiciones locales principalmente climáticas de esfuerzo y deformación generados en el núcleo
del proyecto. asfáltico de una presa de enrocamiento durante el
El diseño de las mezclas asfálticas para barreras proceso constructivo y durante la primera condición
impermeables en presas tales como núcleos y de llenado, se evalúa además el efecto del cambio
recubrimientos exteriores aguas arriba, se originó a de la geometría del núcleo en el comportamiento del
partir de la experiencia en carreteras. A pesar de mismo.
esto, existen diferencias significativas entre los dos
tipos de aplicaciones: a) Las condiciones
ambientales y, b) El tiempo y la intensidad de las 2 PROBLEMA ANALIZADO
cargas aplicadas.
Quizás uno de los aspectos más relevantes en la Para analizar el problema planteado se construyeron
reología de los asfaltos es el tema del tres modelos numéricos de presas de enrocamiento
envejecimiento por oxidación de sus componentes. con núcleo de concreto asfáltico utilizando el
La radiación solar recibida y los cambios en la programa FLAC3D (ICG, 2002).Tal como se ilustra
temperatura que ocasionan el envejecimiento por en las Figuras 1 y 2, cada modelo de presa tiene
oxidación progresivo del asfalto y modifican sus una altura de 100 m, longitud y ancho de cresta de
propiedades de resistencia, serán menores para el 300 m y 12 m respectivamente, ancho de base de
concreto asfáltico ubicado en el centro de una presa 292 m y taludes externos con inclinación 1:1.4
con respecto al de una capa de rodadura de un (vertical: horizontal), que corresponden a laderas
pavimento. Es de esperarse que posterior al llenado típicas de las presas más recientes construidas en el
de la presa y una vez se establezca una línea de país (Referencia).
flujo al interior de la misma, el contacto constante
del material asfáltico (agregados pétreos–asfalto)
con el agua oxiden en cierto grado el asfalto
propiciando perdidas en la cohesión y por lo tanto de
la permeabilidad y la resistencia al esfuerzo cortante
del material. Al respecto bajo el conocimiento de los
autores, no se reportan investigaciones en la
literatura.
Es importante tener en cuenta que las presas de
tierra en general, exhiben una cierta deformación en
Figure 1. Sección de la presa, vista aguas arriba.
la cresta debidas la acumulación de los
asentamientos de las capas subyacentes durante la
construcción. Es por esto, que el núcleo
impermeable de una presa de enrocamiento debe
tener la suficiente flexibilidad para ajustarse a los
potenciales asentamientos diferenciales de la
cimentación, que normalmente van acompañados
de esfuerzos de tensión y esfuerzos tangenciales,
sin presentar grietas o un aumento notable de la
permeabilidad (Ghahreman et al. 2010).
La geometría de los núcleos de concreto asfáltico
depende principalmente de la altura de la presa,
sismicidad regional, las condiciones de cimentación, Figure 2. Sección transversal de la presa
la calidad de la construcción y las propiedades
mecánicas de los materiales que conforman el Cada modelo a analizar presenta una
enrocamiento. De acuerdo a la literatura, el espesor configuración geométrica diferente en el núcleo de
del núcleo asfalto puede variar entre de 0.5 a 1.0 concreto asfáltico así: a) El modelo 1, una
metros aproximadamente, incluso para las presas configuración vertical, b) El modelo 2, inclinación
de gran altura. del núcleo 1:0,2 y c) El modelo 3, inclinación núcleo
ICOLD (1992) recomienda que el núcleo de del 1:0,5 (ver Figuras 3 a 5).
concreto asfaltico deba ser vertical para presas con
alturas menores a 60 metros. Para el caso de presas
con alturas mayores, dicho núcleo deberá de
inclinarse a partir del tercio superior de la altura
medida desde la base, con el fin de minimizar una
Figura 3. Modelo 1
Figura 6. Propiedades de los materiales
Figura 4. Modelo 2
Figura 5. Modelo 3
4 CONCLUSIONES
REFERENCIAS