asfaltos[1]

PAVIMENTOS ING. P. MEJIA B.

Universidad Privada Jose Carlos Mariategui





DEFINICION

• El Asfalto es una mezcla de hidrocarburos de alto peso molecular, que en conjunto presentan propiedades termoplásticas, cuyo estado y nivel de consistencia varían con facilidad de sólido a semisólido e incluso a líquido viscoso, si la temperatura es favorable para ello. Se producen de la destilación del petróleo crudo en las refinerías de petróleo




DEFINICION




• Los principales constituyentes de los asfaltos son: Asfaltenos y Maltenos

Asfaltenos: Compuestos de alto peso molecular, principalmente de naturaleza aromática con pocas ramificaciones. Los asfaltenos le dan las características de dureza del Asfalto y se encuentran disueltos en los maltenos.

Maltenos: Son compuestos hidrocarbonosos ( Resinas y aceites) de las parafinas que forman parte del asfalto en la fase discontinua y que le brindan propiedades elásticas a los Asfaltos.

PRINCIPALES CONSTITUYENTES




Excelente adherencia

Óptima ductibilidad, plasticidad y elasticidad que le otorgan gran manejabilidad, eliminando así la fragilización.

Adecuada dureza y viscosidad, lo cual permite su uso específico para cada condición de clima.

Presentan bajo índice de susceptibilidad térmica, permitiendo un comportamiento estable frente a las variaciones de temperatura del ambiente.

Excelente estabilidad a la oxidación.

Muy resistente al agua y a la mayoría de ácidos y álcalis.

CARACTERISTICA




TIPOS

Los diferentes tipos de asfaltos son:

• Asfaltos Sólidos o Cementos Asfálticos • Asfaltos Líquidos o Asfaltos Cortados o “Cut-

Backs”• Emulsiones Asfálticas • Asfaltos Modificados • Asfaltos Industriales




TIPOS

ASFALTOS SÓLIDOS

Llamados también Cementos Asfálticos. Son Asfaltos que se emplean en mezclas calientes de uso en construcciones de pavimentos asfálticos por sus propiedades aglomerantes e impermeabilizantes que le brindan característica de flexibilidad, durabilidad y alta resistencia a la mayoría de los ácidos, sales y álcalis. Se clasifican de acuerdo a su consistencia medida por ensayo de PENETRACIÓN.

Se clasifican:

Por Penetración:

AASHTO M 2040/50, 60/70, 85/100, 120/150, 200/300




TIPOS




TIPOS

Por Grado de Performance (PG: Performance Grade):AASHTO MP1SUPERPAVE

El Grado de Performance SUPERPAVE controla:

1. Deformaciones permanentes2. La fisuración a baja temperatura3. La fisuración por fatiga




TIPOS

El desarrollo de la tecnología SUPERPAVE generada por el SHRP (Strategic Highway Research Program) de los EE.UU., está dirigido a controlar la deformación permanente, agrietamiento y fatiga de las mezclas asfálticas durante el servicio en carreteras.

Es una herramienta valiosa que considera el clima y la carga de tráfico para la selección de los asfaltos, lo que asegura que los pavimentos duren más y se desempeñen mejor.

Los asfaltos son graduados por su Grado de Desempeño (PG) en función de la temperatura ambiental más alta y la temperatura ambiental más baja a la cual el pavimento se mantendrá sin fallas.




TIPOS

ASFALTOS LÍQUIDOS

Los asfaltos líquidos se producen diluyendo un cemento asfáltico con un solvente derivado del petróleo o con agua ( mediante la inclusión de un emulsificante ). Los asfaltos líquidos permiten el mezclado con los agregados sin necesidad de recurrir al calentamiento, reduciéndose así los costos de producción, transporte y colocación de las mezclas. El endurecimiento de la mezcla ocurre al evaporarse o separarse el solvente del asfalto.

Si el solvente utilizado es un derivado del petróleo, se obtiene un asfalto líquido tipo “Cutback”. Si en cambio, se utiliza agua más emulsificante, se obtiene una Emulsión Asfáltica.




TIPOS

Asfalto Líquido “Cutback”

Si el solvente utilizado es muy volátil (Nafta o Gasolina) se obtendrá un Asfalto Líquido de endurecimiento rápido (RC). Si el solvente es de volatilidad intermedia (Kerosene) se obtendrá un Asfalto Líquido Intermedio (MC). Finalmente, si el solvente es poco volátil (un destilado pesado), el producto será un Asfalto Líquido de endurecimiento lento (SC). Según la cantidad de solvente variará la viscosidad del producto, clasificándose en diferentes grados ( 30, 70, 250, 800 y 3,000).




TIPOS




TIPOS

Asfalto Líquido “Cutback”




ENSAYOS DE CALIDAD

PENETRACIÓN• El Asfalto es un material Termoplástico. • Su consistencia varía considerablemente

con la temperatura.• Es medido por el ensayo de

PENETRACIÓN (PEN).

PUNTO DE ABLANDAMIENTOEs otra medida empírica de Consistencia, que corresponde aproximadamente a la temperatura en la cual el asfalto se torna “Blando"




ENSAYOS DE CALIDAD

DUCTILIDAD• Es la facilidad para alcanzar cierta elongación sin ruptura. • Es la medida en centímetros de la longitud final que alcanza el asfalto por estiramiento hasta su ruptura.

VISCOCIDADDetermina la Resistencia al desplazamiento en el rango de temperaturas usadas durante los usos de aplicación.Se mide con Viscosímetros Cinemáticos




ENSAYOS DE CALIDAD

PUNTO DE INFLAMACIÓNEs la Temperatura a la cual los vapores del Asfalto se inflaman al entrar en contacto con una “ llama de prueba“. Bajo condiciones controladas del Ensayo

SOLUBILIDAD• Determina el contenido de Bitúmen (Ligante) en el Asfalto.• Es Soluble en ciertos Solventes (Cl3.C2H5,CCl4, C2S)




ENSAYOS DE CALIDAD

INDICE DE PENETRACIÓNExpresa la sensibilidad del Asfalto ante una variación de temperatura.

PELICULA FINAEvalúa el comportamiento del Asfalto durante su calentamiento en presencia de oxígeno o el efecto del calor y del aire.Mide la variación de Penetración, Ductilidad y Masa por efecto de temperatura




ESPECIFICACIONES RC-250




EMULSIONES ASFALTICAS

Moderna tecnología que ayuda a la conservación de energía y evita la contaminación ambiental.El uso de emulsiones asfálticas, en lugar de los asfaltos rebajados "cut-backs", permite un considerable ahorro del combustible que se emplea como solvente para estos asfaltos rebajados dituidos.

El uso adecuado de emulsiones asfálticas redunda en pavimentos de alto desempeño y en aplicaciones económicas y versátiles para el mantenimiento de las vías.

las emulsiones asfálticas se empezaron a usar en 1920 y fueron las del tipo aniónico, lográndose resultados satisfactorios con agregados calizos. En 1940 aparecieron las de tipo catiónico, ampliándose el campo de aplicación a todo tipo de áridos. Actualmente se formulan emulsiones adecuadas a cada tipo de árido, a condiciones climatológicas determinadas y a los diversos sistemas de aplicación.Las emulsiones catiónicas pueden ser de rotura rápida, media, lenta y superestable.





EMULSIONES DE ROTURA RAPIDA

Están diseñadas para reaccionar con el árido rápidamente revirtiendo su estado de emulsión al de asfalto, formando una película relativamente gruesa. Estas emulsiones se aplican normalmente mediante riego, presentando una excelente performance en diferentes zonas geográficas a distintas altitudes y climas.





EMULSIONES DE ROTURA LENTA

Están diseñadas para máxima estabilidad de mezclado. Se utilizan con agregados de gradación densa y alto contenido de finos. Poseen largos períodos de trabajabilidad para asegurar una buena mezcla con los agregados.





EMULSIONES DE ROTURA MEDIA.

Están diseñadas para mezclarse con agregados gruesos y no rompen inmediatamente al entrar en contacto con el árido. Se utilizan en mezclas que permanecen trabajables por algunos minutos, las cuales deben realizarse en plantas, ya sean móviles o fijas. No son recomendables para baches ya que producen mezclas abiertas las cuales deberán ser selladas con arena gruesa. Las mezclas para mantenimiento requieren de emulsiones de rotura media con solventes.





EMUSIONES SUPER ESTABLES

MORTERO ASFALTICO (SLURRY SEAL)El Slurry Seal se emplea para resolver variados problemas del pavimento:

En superficies resbalosas reduce el riesgo de accidentes, a diferencia de los Tratamientos Superficiales, ya que el material pétreo es recubierto totalmente por el asfalto proveyendo una superficie de rodadura impermeable y silenciosa.

MICRO SUPERFICIE MICROPAVIMENTO (MICRO SURFACING)

El micropavimento es una mezcla de agregados bien graduados, emulsión asfáltica, fillers, aditivos especiales y agua que, mediante la adición de polímeros y el uso de técnicas de diseño especializadas, permite espesores mayores que el Slurry Seal, entre otras ventajas.





Sturry Seal Mecanizado - Panamericana Sur

Sturry Seal manual - Huaraz




ASFALTO MODIFICADO CON POLIMEROS

Polímeros

• Sustancias formadas por a unión de miles de moléculas pequeñas llamadas monómeros, que adicionadas al cemento asfáltico, si logran ser compatibles mejoran las propiedades reológicas de la mezcla

Para que mejoren los asfaltos usados en vías, los polímeros deben tener las siguientes características:

– Cadena general suficientemente larga– Baja polaridad, para facilitar su compatibilidad con el asfalto– Peso molecular elevado para disminuir riesgos por excesiva viscosidad y problemas de dispersión– Baja temperatura vítrea, para permitir mejorar los problemas de deformaciones a bajas temperaturas.





Emulsiones Asfálticas Modificadas con Polimeros SBR

Los asfaltos ordinarios son materiales termoplásticos que se caracterizan por ser susceptibles a la temperatura. A temperaturas bajas son quebradizos y frágiles mientras que a temperaturas altas son plásticos sin recuperación elástica.

Las emulsiones modificadas se producen mediante la adición de polímeros de Estireno-Butadieno Caucho, los cuales mejoran su comportamiento frente a temperaturas y servicios críticos, aumentando su elasticidad, resistencia al envejecimiento, cohesividad, adhesividad, etc.

Se recomienda la utilización de estas emulsiones especiales para zonas con cambios de temperatura bruscos y extremos, caminos sinuosos de tránsito rápido y/o pesado y en general para vías de primer orden.Las emulsiones modificadas pueden ser de rotura rápida, media, lenta y superestable.




APLICACIONES

• Reducir el endurecimiento en servicio.

• Disminuir la susceptibilidad térmica

• Aumentar la viscosidad a bajas temperaturas de corte, permitiendo mejores espesores de película en el

agregado de mezclas abiertas y recudiendo la exudación en tratamientos superficiales

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