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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOESCUELA PROFESIONAL DE

INGENIERÍA CIVIL

TECNOLOGIA DEL ASFALTO

ASFALTO

TEMA:

Presentado por:.

Mendoza Ticona , Jhon Daivis Pacori Mestas, Alex Calcina Bellido , Joel Nardy Mendoza Almonte, Helar.

INTRODUCCIONEl uso moderno del asfalto para carreteras y construcción de calles comenzó a fines del siglo pasado, y creció rápidamente con el surgimiento de la industria automotriz .hoy en día los equipos y los procedimientos usados para construir estructuras de pavimentos asfalticos son bastante sofisticado.Una regla que ha cambiado a través de la historia del asfalto en la construcción, es la siguiente: un pavimento es tan bueno como los materiales y calidad del proceso constructivo.Ningún equipo sofisticado puede comprender el uso de materiales y técnicas constructivos deficientes.En una mezcla asfáltica en caliente de pavimentación, el asfalto y el agregado son combinados con proporciones exactas. Las proporciones relativas de estos materiales determinan las proporciones físicas de la mezcla y eventualmente el desempeño de la misma como pavimento terminado.Existen dos métodos de diseño comúnmente utilizados para determinar las propiedades apropiadas del asfalto y agregado de una mezcla los cuales son: Método Marshall y método hveem.Una planta de asfalto es un conjunto de equipos mecánicos eléctricos en donde los agregados son combinados ,calentados, secados y mezclados con asfalto para producir una mezcla asfáltica en caliente que debe cumplir con ciertas especificaciones.

DEFINICION.El asfalto es un producto negro, viscoso, pegajoso, que por sus propiedades y características tiene actualmente toda una variedad de usos. Por su versatilidad y fácil manejo es ampliamente utilizado en diferentes ramas de la construcción.La palabra "asfalto" proviene de los antiguos Griegos, de la palabra Griega "asphaltos", que significa "seguro".Se conoce desde tiempos inmemorables, evolucionando en sus características y formas debido al empleo de la tecnología y el desarrollo de la humanidad.En la antigüedad, obtenido de forma natural en estanques y lagos de asfalto, fue muy utilizado en la construcción de caminos y edificios. En Babilonia, por ejemplo, se empleaba como material de construcción. Indicios históricos muestran que su primer uso para la construcción de carreteras ocurrió en Babilonia, 625 A.C. Hay frecuentes referencias en el Antiguo Testamento a sus propiedades impermeabilizadoras y su uso en la construcción de barcos.Aunque en los primeros tiempos los materiales asfálticos eran naturales, actualmente se obtienen artificialmente como producto del refinamiento del petróleo. Los depósitos naturales de asfalto suelen formarse en pozos o lagos a partir de residuos de petróleo acumulados en el interior de la tierra, que se abren paso hacia la superficie a través de fisuras en la corteza terrestre.

HISTORIA Los materiales asfalticos se han conocido y utilizando en la construcción

de caminos y edificios desde la remota antigüedad. Los primeros asfaltos eran naturales y se encontraban en estanques y lagos de asfaltos en la actualidad provienen de los residuos del petróleo refinado .su historia data mas de cinco mil años ya que las recientes excavaciones arqueológicas muestran de 3200 a 540 años antes de cristo se empleo mucho en Mesopotamia (Asia menor) como cemento para ligar mamposterías , así como también como capa impermeabilizante en los baños de los templos y tanques de agua. Posteriormente 300años antes de cristo el asfalto es empleado en la momificación .en el año de 1802 en Francia se emplea la roca asfáltica para formar pisos y banquetas.

En el año 1838 se importó la roca asfáltica de filadelfia para ser empleada en pisos .en 1876 se construye el primer pavimento de capa asfáltica en Washington haciendo uso del asfalto del lago , importado .a fines del año 1902 ya se habían refinado en los E.E.U.U. alrededor de 20000 toneladas de asfalto de petróleo . desde entonces a la fecha la producción de asfalto en diferentes partes del mundo ha ido en aumento produciéndose , en la actualidad muchos millones de toneladas anuales de asfalto nada más entre México, Venezuela y los estados unidos.

Los antiguos pobladores de Mesopotamia lo emplearon como sellante en los tanques y embalses de agua. Fue también utilizado por los fenicios en la construcción de sus barcos mercantes. En los días de los Faraones, los egipcios lo usaron como material que, aplicado a las rocas a lo largo del rio Nilo, prevenían la erosión del suelo, y el cesto del niño Moisés fue impermeabilizado con asfalto.AÑO 625 D.C.Es en Babilonia donde se registra el primer uso de asfalto como material para la construcción de carreteras. Los antiguos griegos fueron también usuarios del asfalto. De hecho, la palabra "asfalto" proviene de la palabra griega "asphaltos" que significa "seguro". Los Romanos lo utilizaron para sellar sus famosos baños y acueductos.AÑO 1595Los Europeos que exploraban el Nuevo Mundo descubrieron depósitos naturales de asfalto. Sir Walter Raleigh describió en su momento un lago de asfalto en la isla Trinidad, cerca de Venezuela. Él lo utilizó como impermeabilizante para sus barcos.AÑO1800 - PRINCIPIOS DE SIGLOEl uso de asfalto para construir carreteras creció de manera exponencial durante los años 1800. Uno de los constructores, Thomas Telford, construyó más de 900 millas de carreteras en Scotland, perfeccionando el método de construir carreteras con rocas partidas. De manera similar, su contemporáneo John Loudon McAdam, usó rocas partidas unidas para formar una superficie dura para construir Scottish turnpike. Má tarde, para reducir el polvo y el mantenimiento, los constructores emplearon "tar" caliente como elemento para unir y pegar las piedras, produciendo de ésta manera el llamado pavimento "tarmacadam".

AÑO 1870Un ciudadano de Bélgica, el químico Edmund J. DeSmedt, produjo el primero y verdadero pavimento asfáltico, lo que ocurrió en Newark, New Jersey, Estados Unidos. DeSmedt también pavimentó la Avenida Pennsylvania en Washington, D.C., para lo cual empleó 54,000 yardas cúbicas de capas asfálticas provenientes de la Isla Trinidad.La primera planta para fabricar asfalto fue abierta por la empresa The Cummer Company durante los años 1800s.Las primeras instalaciones modernas para producir asfalto fue inaugurada por la compañía Warren Brothers en Cambridge, Massachusets, Estados Unidos, en 1901La primera patente relacionada con la producción de asfalto fue registrada por Nathan B. Abbot, de Brooklyn, New York, en 1871.En 1876 el Presidente Gran seleccionó un grupo de ingenieros de la armada para estudiar el uso del asfalto en las carreteras. Este grupo sugirió que la Avenida Pensilvania, en Washington, D.C., fuera pavimentada con capas asfálticas provenientes del asfalto natural del Lago Trinidad. Dicho pavimento se mantuvo en excelentes condiciones durante 11 años, a pesar del tráfico en la Casa Blanca.AÑO 1907La producción de asfalto por refinamiento del petróleo sobrepasó el uso de asfalto natural. Como consecuencia del crecimiento en la popularidad del automóvil, la demanda de más y mejores carreteras llevaron al surgimiento de innovaciones tanto en la producción de asfalto, como también en la mecanización del proceso de aplicación del asfalto.

AÑO 1942Durante la Segunda Guerra Mundial, la tecnología del asfalto fue ampliamente mejorada, empujada por la necesidad de la fuerza aérea de contar con superficies que pudieran soportar cargas pesadas.AÑO 1955Se funda en USA la asociación "The National Bituminous Concrete Association" (más tarde convertida en the National Asphalt Pavement Association o NAPA). Una de las primeras actividades de esta institución fue la de crear el "Programa de Mejoramiento de Calidad ("Quality Improvement Program"), que patrocinó la ejecución de pruebas de asfalto en laboratorios privados y universidades.AÑO 1956El Congreso de Estados Unidos aprobó el "Interstate Highways Act" (Acta de Autopistas Inter-estatales), asignando fondos por 51 billones de dólares a los estados para la construcción de carreteras. Las constructoras requirieron de mayores y mejores equipos. Desde entonces se han sucedido innovaciones que incluyen: equipos electrónicos de control de nivel, equipos de pavimentación extra-anchos que permiten la pavimentación de dos líneas a la vez, etc.AÑO 1970La crisis de energía que se sufrió en ésta década, trajo consigo la necesidad de una mayor conservación de los recursos naturales. Desde entonces, una creciente cantidad de asfalto reciclado se ha incorporado a las mezclas utilizadas para la construcción y mantenimiento de carreteras en USA. Hoy, el pavimento asfáltico es el material más reciclado en USA con más de 70 millones de toneladas métricas de material de pavimento asfáltico reciclado cada año.

AÑO 1986La Asociación Nacional de Pavimento Asfáltico (NAPA, por sus siglas en inglés) creó el National Center for Asphalt Technology (NCAT) o Centro Nacional de Tecnología Asfáltica, en la Universidad de Auburn, Alabama, como un mecanismo sistemático y centralizado para la investigación del asfalto. La NCAT recientemente abrió otro centro de investigación y se ha convertido en la institución líder del mundo en materia de investigación sobre pavimento asfáltico.AÑO 2002La EPA ("Environmental Protection Agency", USA) anunció que las plantas de asfalto ya no forman parte de su lista de industrias consideradas las mayores fuentes de polución y daños al medio ambiente.

USOS Y BONDADES DEL ASFALTO

Sus Usos

El asfalto es un material de vital importancia en la construcción civil. Su utilización tiene formas muy variadas, pero es usado principalmente como material para revestir carreteras, impermeabilizar o aislar estructuras (depósitos, techos, tejados, etc.), así como en la fabricación de baldosas, pisos y tejas.Su mayor y más espectacular protagonismo reside en la utilización que ha tenido para la construcción de carreteras en todo el mundo. La capacidad que tiene el asfalto para permitir una excelente unión y cohesión entre los agregados, su condición impermeabilizante que hace a la estructura del pavimento escasamente sensible a la humedad, su eficacia para impedir la penetración del agua que proviene de las lluvias, al tiempo que es capaz de resistir la acción de presión y disgregación ocasionadas por las cargas vehiculares, ha logrado que éste producto se haya constituido en el aliado indiscutido en los proyectos de construcción de vías pavimentadas.

Bondades del Asfalto

Como el asfalto es un material altamente impermeable, adherente y cohesivo, capaz de resistir altos esfuerzos instantáneos y fluir bajo la acción de cargas permanentes, presenta las propiedades ideales para la construcción de pavimentos cumpliendo las siguientes funciones:a) Impermeabilizar la estructura del pavimento, haciéndolo poco sensible a la humedad y eficaz contra la penetración del agua proveniente de la precipitación.b) Proporciona una íntima unión y cohesión entre agregados, capaz de resistir la acción mecánica de disgregación producida por las cargas de los vehículos. Igualmente mejora la capacidad portante de la estructura, permitiendo disminuir su espesor¨.

TIPOS DE ASFALTO

ASFALTO NATURAL

Se encuentra en estado natural formando una mezcla compleja de hidrocarburos sólidos en lagunas de algunas cuencas petroleras, como sucede en el lago de Guanoco, el lago de asfalto más extenso del mundo (Estado Sucre, Venezuela), con 4 km² de extensión y 75 millones de barriles de asfalto natural. Le sigue en extensión e importancia el lago de asfalto de La Brea, en la isla de Trinidad

LAGO GUANOCO – VENEZUELA LAGO DE LA BREA – ISLA DE TRINIDAD

http://imageshack.us/

ASFALTO FILLERIZADOAsfalto elaborado a partir de un cemento asfáltico, al cual luego de un proceso de oxidación, se le incorpora una carga mineral inerte.Asfalto que contiene materias minerales finamente molidas que pasan por el tamiz N° 200.Características:Gran resistencia a la deformación a elevadas temperaturasMayor peso especifico que un asfalto oxidado convencionalUsos:Denominado Esmalte Asfáltico, es utilizado para la protección anticorrosiva de cañerías metálicas enterradas (oleoductos, gasoductos). Aprobado por entes de Gas.Elaboración de anti ruidos para la industria automotriz.Aplicación:Su aplicación es en caliente, a una temperatura entre 150 - 220 °C dependiendo de las características del trabajo a realizar.

ASFALTO OXIDADO O SOPLADOEste asfalto es expuesto a una elevada temperatura pasándole una corriente de aire con el objetivo de mejorar sus características y ser empleado en aplicaciones más especializadas.El proceso de oxidación en los asfaltos presenta las siguientes modificaciones físicas:Aumento del peso específico.Aumento de la viscosidad.Disminución de la susceptibilidad térmica.Asfaltos Sólidos o Duros Uso:Se usa para impermeabilizar techos, platabandas, revestimiento de tuberías, membranas envolventes, aplicaciones hidráulicas, entre otras. Aplicación:- Se aplica en caliente: tanto en juntas horizontales y como en verticales. - Después se debe calentar a una temperatura máxima de 150°C a la cual el material debe estar completamente fundido. Luego con una jarra resistente a esta temperatura se agrega el producto a la junta a sellar hasta rebosarlo y con una espátula cortarlo a ras del cemento una vez frío el producto. - Para juntas verticales se debe hacer un encofrado

ASFALTOS SOLIDOS O DUROSSon asfaltos con una penetración a temperatura ambiente menor que 10.Son sólidos a temperatura ambiente y se clasifican por su consistencia de acuerdo al grado de penetración o por su viscosidad. En el Perú se utiliza la clasificación por penetración a25°CAdemás de ser aglutinante e impermeabilizante, se caracteriza por su flexibilidad, durabilidad y alta resistencia a la acción de la mayoría de los ácidos, sales y alcoholes.Llamados también Cementos AsfalticosLos tipos de Cementos Asfálticos son:Cemento Asfáltico 60/70Cemento Asfáltico 85/100Cemento Asfáltico 120/150Cemento Asfáltico 40-50USOS:En construcciones de pavimentos asfálticos por sus propiedades aglomerantes e impermeabilizantesAPLICACIONES:Se emplean en mezclas calientes

LOS ASFALTOS Y EL CLIMA

GILSONITA:Tipo de asfalto natural duro y quebradizo que se presenta en grietas de rocas o filones de los que se extrae.La gilsonita es un asfalto natural, asfáltico; es una resina de hidrocarburos natural, similar en apariencia al carbón ó asfalto duro, pero que tiene diferentes propiedades.La gilsonita se extrae principalmente de las minas ubicadas en el estado de Utah, USA. Tiene una gravedad específica baja, un alto contenido de nitrógeno y un contenido de azufre muy bajo.Características:ºUna de l as principales características de la gilsonita es la temperatura de ablandamiento que varia entre 150-205 °c (300 a 400 °f) dependiendo de la aplicación que se le vaya a dar al producto final.

ASFALTO DE PETRÓLEO

Es un asfalto obtenido de la destilación del crudo de petróleo Características:DurabilidadVentaja de ser refinado hasta una condición uniforme Usos:En pavimentos

ASFALTO LÍQUIDO: Material asfáltico cuya consistencia blanda o fluida hace que esté fuera del campo de aplicación del ensayo de penetración, cuyo límite máximo es 300. Generalmente, se obtienen fluidificando el betún asfáltico con disolventes de petróleo, al exponer estos productos a los agentes atmosféricos los disolventes se evaporan, dejando solamente el betún asfáltico en condiciones de cumplir su función. Entre los asfaltos líquidos se pueden describir los siguientesa. Asfalto de curado Rápido (RC): Asfalto líquido compuesto de betún asfáltico y un disolvente tipo nafta o gasolina, muy volátil y punto de ebullición bajo. (26% Gasolina)b. Asfalto de curado medio (MC): Asfalto líquido compuesto de betún asfáltico y un disolvente tipo querosene de volatilidad media. (30% Kerosene)c. Asfalto de curado lento (SC): Asfalto líquido compuesto de betún asfáltico y aceites relativamente poco volátiles. (35% diesel).Cada uno de estos tipos presenta diferentes rangos de Viscosidad Cinemática o Relativa determinada en función de la cantidad del diluyente empleado en la mezcla. Empleo y UsosMezcla Asfáltica en FríoImprimación AsfálticaRiego de LigaTratamientos Superficiales

EMULSIONES ASFALTICASSon una mezcla de asfalto con emulsificantes que con el agua forman una emulsión estable que permite tender las carpetas asfálticas "en frío", es decir, a temperaturas menores a 100°C.

CLASIFICACION DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS

ANIÓNICA

NO IÓNICA

CATIÓNICA

VARIABLES QUE AFECTAN LA CALIDAD Y EL RENDIMIENTODE LAS EMULSIONES ASFÁLTICASPropiedades químicas de la base de cemento asfáltico.Dureza y porcentaje de la base de cemento asfáltico.Tamaño de las partículas de asfalto en la emulsión.Tipo y concentración del agente emulsivo.Condiciones de elaboración, tales como temperatura, presión, y esfuerzo para separar las partículas de asfalto.Carga iónica en las partículas de la emulsión.Orden en que se agregan los elementosTipo de equipo empleado en la elaboración de la emulsiónPropiedades del agente emulsivo.Propiedades del agente emulsivoAdición de modificadores químicos o de polímeros.Calidad del agua (dureza del agua).Estos factores son los que afectan la producción, almacenamiento, uso, y performance de una emulsión asfáltica.

REFINACION DEL PETROLEO CRUDO

• Durante el proceso de refinación, el petróleo crudo es conducido a un calentador tubular donde se eleva rápidamente su temperatura para la destilación inicial. Luego entra a una torre de destilación donde se vaporizan los componentes o fracciones mas livianas, y se los separa para su posterior refinamiento en nafta, gasolina, querosene y otros productos derivados del petróleo.

• El residuo de este proceso de destilación es la fracción pesada del petróleo crudo reducido. Puede ser usado en distintos productos , entre ellos el asfalto.

PROPIEDADES O CARACTERISTICAS DESEABLES DEL ASFALTO

CONSISTENCIA

• Consistencia es el termino usado para describir el grado de fluidez o plasticidad del asfalto a cualquier temperatura dada.

• Comúnmente para especificar y medir la consistencia de un asfalto para pavimento, se usan ensayos de viscosidad y ensayos de penetración.

PUREZA• El cemento asfaltico se compone, casi enteramente, de

betunes, los cuales, por definición, son solubles en bisulfuro de carbono.

• Normalmente, el asfalto, cuando deja la refinería, esta libre de agua o humedad, pero puede haber humedad en los tanques de transporte.

SEGURIDAD• La espuma puede constituir un riesgo para la seguridad,

por lo tanto las normas requieren que el asfalto no forme espuma hasta temperaturas de 175ºC.

ESPECIFICACIONES Y ENSAYOS PARA CEMENTOS ASFALTICOS

ESPECIFICACIONES• La AASHTO y la ASTM han

adoptado las especificaciones a que se ha hecho referencia anteriormente para la clasificación de cementos asfalticos para pavimentación.

• El mas blando 200-300.• El mas duro 40-50.

ENSAYOS DE VISCOSIDAD• El propósito de este ensayo es de dar valores

limites de consistencia a estas dos temperaturas:

• 135ºC• 60ºC

ENSAYO DE PENETRACION• La consistencia del asfalto puede medirse con

un método antiguo y empírico, como es el ensayo de penetración.

ENSAYO DE PUNTO DE INFLAMACION

• El punto de inflamación, es la temperatura a la cual puede ser calentado con seguridad un asfalto, si que se produzca la inflamación instantánea de los vapores liberados, en presencia de una llama libre.

ENSAYO DE PELICULA DELGADA EN HORNO

• Este método se refiere a la determinación del efecto del calor y del aire sobre una película de materiales asfálticos semisólidos. Los efectos de este procedimiento se determinan a partir de la medición de ciertas propiedades seleccionadas del asfalto, antes y después del ensayo.

ENSAYO DE DUCTILIDAD• La ductilidad de un cemento asfaltico se mide

con un ensayo tipo extensión, para el que se moldea una probeta de cemento asfaltico en condiciones y medidas normalizadas.

ENSAYO DE SOLUBILIDAD• El ensayo de solubilidad es una medida de la

pureza del cemento asfaltico.

ASFALTOS EMULSIONADOS Y LIQUIDOS

ASFALTOS LIQUIDOS

Según la terminología del "Asphalt lnstitute", Asfalto líquido se define como: "Material asfáltico cuya consistencia blanda o fluida hace que se salga del campo en que se aplica el ensayo de penetración, cuyo límite máximo es 300".

También son conocidos y denominados como asfalto rebajados o cutbacks.

CUALES SON SUS COMPONENTES?

Están compuestos por una base asfáltica (cemento asfáltico) y un fluidificante volátil que puede ser bencina, kerosene, aceite o agua con emulsificador. El fluidificante se agrega con el propósito de dar al asfalto la viscosidad necesaria para poderlo mezclar y trabajar con los áridos a baja temperatura. Una vez elaborada la mezcla, los fluidificantes se evaporan, dejando el cemento asfáltico que envuelve y cohesiona las partículas de agregado.

COMO SE CLASIFICAN?

De acuerdo al grado de volatilización del fluidificante (mas o menos volátil) los asfaltos líquidos se pueden clasificar en tres tipos:

Curado Rápido (RC)

Curado Medio (MC)

Curado Lento (SC)

CURADO RAPIDO

Estos asfaltos tienen como fluidificante bencina o nafta, se designan con las letras RC (rapid curing) seguidas con un número que indica el grado de viscosidad cinemática que tienen, medida en centistokes.

Las características del solvente son:

Alta volatilidad Punto de ebullición bajo

CURADO RAPIDO

Existen los siguientes asfaltos:

GRADO RESIDUO ASFALTICO EN VOLUMEN

RC-70 55.00%

RC-250 65.00%

RC-800 75.00%

RC-3000 80.00%

CURADO MEDIO

Asfaltos cuyo fluidificante es kerosene, se designan con las letras MC (medium curing) seguidas con el número correspondiente a la viscosidad cinemática que tienen. Los asfaltos MC son los siguientes:

GRADORESIDUO

ASFALTICO EN VOLUMEN

MC-30 50.00%

MC-70 55.00%

MC-250 67.00%

MC-800 75.00%

MC-300

0 80.00%

CURADO LENTO

Asfaltos cuyo fluidificante es aceite, relativamente poco volátil, se designan con las letras SC (slow curing) seguidas con el número correspondiente a la viscosidad cinemática que tienen. Los SC mas usados fueron SC-70 y SC-250.

CARACTERIZACION FISICA DE LOS ASFALTOS LIQUIDOS

La mayoría de ensayos para la caracterización de los cementos asfálticos son utilizados en la caracterización de asfaltos líquidos

VISCOCIDAD CINEMATICA

Se utiliza para la clasificación de asfaltos líquidos.

El procedimiento de ensayo es similar al utilizado en la determinación de la consistencia de los cementos asfálticos, con la diferencia que para asfaltos líquidos se determina a 60º centígrados. En la preparación de la muestra es importante controlar la pérdida de volátiles.

Viscosímetro Cinemático

Viscosímetro Saybolt Furol


ENSAYO PARA DETERMINAR EL PUNTO DE INFLAMACION

Su objetivo es manejar con seguridad el producto durante el proceso de calentamiento.

Para los MC se utiliza la copa abierta Cleveland y para los RC y SC la copa abierta de Tag.

A diferencia del ensayo para cementos asfálticos la copa debe ser de vidrio y no de metal (Bronce), además se calienta en un baño de agua y no con llama directa.

ENSAYO PARA DETERMINAR EL PUNTO DE INFLAMACION

Equipo de Ensayo de punto de inflamación Copa abierta de Cleveland

Termómetro

Copa llena de asfalto

ENSAYO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE AGUA

Su objetivo es determinar la cantidad de agua presente en los asfaltos líquidos, ya que contenidos altos de agua pueden producir espuma durante el calentamiento generando un alto riesgo para el operador.

Se coloca un determinado volumen de ligante en una retorta de vidrio o metal y se le adiciona nafta o xilol, a la retorta se le adiciona un condensador que evacua en un colector graduado. Al calentar y en presencia de agua, esta se une con el solvente en el colector; permitiendo así leer su contenido.

ENSAYO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE AGUA

Determinación del contenido de agua

ENSAYO DE DESTILACION

Su objetivo es determinar la proporción y características de los disolventes que contiene un asfalto líquido.

Se utiliza para determinar las cantidades de disolventes destilados a distintas temperaturas, estudiando así sus características de evaporación y velocidades de curado.

Terminada la destilación se obtiene un residuo asfáltico el cual no es igual al que queda después del curado; aunque tiene características similares. Este residuo es llamado cemento asfáltico residual.

ENSAYO DE DESTILACION

Ensayo de destilación

APLICACION DE LOS ASFALTOS LIQUIDOS

Curado Rápido (RC) Riegos de liga, tratamientos superficiales.

Curado Medio (MC)Bacheo

Curado Lento (SC) Riego de liga

Una emulsión es 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).

EMULSIONES

EMULSIONES ASFALTICAS

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

interfase 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.

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 como una alternativa para evitar el polvo cuando transitaban los vehículos.


En 1914 el estado de Indiana comenzó a realizar trabajos de reparación de caminos empleando estas emulsiones aniónicas.

En México de 1930 a 1935 se utilizaron para la construcción de caminos.

Las emulsiones asfálticas catiónicas aparecieron en Europa en 1953 y en Estados Unidos hasta 1958.


Las emulsiones cationicas se usaron únicamente en la construcción de tratamientos superficiales, como riego de liga y de sello.

Los países con mayor producción de emulsiones asfálticas son: Estados Unidos, Francia, España y Japón. Entre estos cuatro países se fabrica un 40% aproximadamente de la producción mundial de emulsión asfáltica, que se estima actualmente próxima a los dieciséis millones de toneladas, de la que más del 85% es del tipo catiónico.


Las emulsiones asfálticas simplifican significativamente

el procedimiento de asfaltado de carreteras, ya que se

aplican en frío, lo cual presenta un ahorro considerable,

en la energía requerida para fundir el asfalto, sino en la

maquinaria que se requiere para hacer el fundido in situ.


En el caso del asfalto caliente, éste no se

puede aplicar en condiciones climáticas

adversas como lluvia, alta humedad, etc.,

pero las emulsiones asfálticas no tienen ese

problema, ya que el medio en el cual viene

el asfalto es precisamente agua.


EMULSIONES ANIONICAS

En este tipo de emulsiones el agente

emulsificante le confiere una polaridad

negativa a los glóbulos, o sea que

éstos adquieren una carga negativa.

EMULSIONES CATIONICAS

En este tipo de emulsiones el agente emulsificante le confiere una polaridad positiva a los glóbulos, o sea que éstos adquieren una carga positiva.

Este tipo de emulsiones produce una buena adhesión química entre el sistema asfáltico y el sustrato pétreo. Esto es importante para el buen desempeño del asfalto.

ROMPIMIENTO DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

El rompimiento en la emulsión de

asfalto es la unión de la fase dispersa

(asfalto) y separación de la fase

dispersante (solución jabonosa), el

agua se evapora y los aditivos y

químicos se incorporan al cemento

asfáltico mejorando sus cualidades

físicas y químicas.

Este fenómeno de rompimiento o ruptura de la emulsión ocurre debido a la carga eléctrica que tiene el material pétreo. La carga que tiene el material pétreo neutraliza la carga de las partículas de asfalto en la emulsión, permitiendo que se acerquen unas a otras para formar agregados de gran tamaño; estos agregados son los que se depositan sobre el material pétreo formando una capa asfáltica. Durante este proceso el agua es eliminada del sistema asfalto-pétreo.

ROMPIMIENTO DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

Las emulsiones catiónicas cubren el 95% del mercado y son las más utilizadas.

Las emulsiones aniónicas cubren el 5% del mercado y generalmente se la utiliza con materiales calcáreos y dolomita.

Las emulsiones no iónicas no se las utiliza todavía. Algunos investigadores estudian la posibilidad de que esta emulsión pueda suplir a las dos nombradas anteriormente.

Las emulsiones son clasificadas por la velocidad en que las gotas de asfalto se juntan, restaurando la cantidad de cemento asfáltico utilizado. Se emplean los siguientes términos que han sido adaptados para simplificar y estandarizar esta clasificación:

• RS = (Rapid – setting) rotura rápida

• MS = (medium – setting) rotura

media

• SS = (slow – setting) rotura lenta

Estos términos se pueden encontrar acompañados de letras y números tales como:

La C que significa que la emulsión es Catiónica, y la letra A significa que la emulsión es Aniónica.

Las letras minúsculas de h = (hard ) dura y S = (soft) blanda, significa que la presencia del cemento asfáltico es duro o blando.

Y se le agrega al nombre de la emulsión la letra P, cuando se necesita mejorar la calidad del cemento asfáltico mediante la incorporación de una cantidad mínima de polímeros al 3% en sólido, aumentando la susceptibilidad térmica del asfalto.

Los números en la clasificación indican la viscosidad relativa de la emulsión Ejm: CRS-1, el 1 indica la viscosidad y CRS-2, el 2 indica que es más viscoso que el anterior.

VENTAJAS DE LAS EMULSIONES

Las ventajas de las emulsiones asfálticas pueden sintetizarse por su gran versatilidad y comportamiento: reducen el consumo de energía respecto a los diluidos (1200 vs 16800 KJ/l)

Es un ligante asfáltico no contaminante ni peligroso, ya que contiene del 35 al 40% de agua como solvente.

Su manejo es sencillo y seguro, gracias a su baja viscosidad a temperatura ambiente.

Tiene un límite de almacenamiento y es muy amplio, ya que puede ser almacenado por semanas o meses, debido entre otras cosas a la igualdad de las densidades de sus componentes.

Por su aplicación en frío, ayuda a no alterar el medio ambiente y queda suprimida la emisión de humos o gases.

El empleo del agua como solvente no crea problema de su desperdicio, ya que es recuperable.

ASFALTOS SOPLADOS

Descripción El asfalto puede adquirir propiedades especiales si a la fracción reducida del crudo se le insufla aire en la etapa final de proceso de refinación. Se corta el proceso de destilación normal en algún punto, cuando el crudo reducido esta todavía líquido. Se pone la fracción pesada en un convertidor y se le insufla aire para que se oxide, mientras se le mantiene a alta temperatura. Este proceso se continúa hasta que el asfalto adquiera las propiedades deseadas.

UsosLos asfaltos soplados u oxidados tienen una gran variedad de usos industriales y especiales, entre ellos; distintas aplicaciones en techados, revestimiento asfaltico de tuberías, sub sellado asfaltico para rellenar cavidades debajo de pavimentos e hormigón de cemento portland y membranas impermeables en canales y embalses de agua. Pueden emplearse puros o mezclados con polvos finos minerales (fillers) antes de su aplicación. Solo raras veces se los usa en mezclas asfalto-agregado, como los cementos asfalticos de pavimentación

Propiedades y especificaciones Del proceso de soplado se obtienen materiales que, aunque son similares en muchos aspectos a las clases normales de cemento asfaltico para pavimentación, se ablandan a temperaturas más elevadas. Se los clasifica en términos del ensayo del punto de ablandamiento de anillo y esfera, y no en función de la viscosidad y la penetración, porque esta propiedad es la más importante y deseable de los asfaltos soplados A pesar de que la clasificación de los asfaltos se basa en el punto de ablandamiento, se deben también hacer ensayos de penetración a tres temperaturas 0C, 25C, 46C para poder controlar la susceptibilidad térmica o el rango de variación de la consistencia con la temperatura.

AASHTO y ASTM han adoptado especificaciones para usos especializados. Aunque a los asfaltos soplados no se les llame generalmente por su nombre, para que un asfalto pueda cumplir con los requerimientos de las especificaciones es necesario que haya pasado por un proceso de soplado.

Ensayo de punto de ablandamiento: para medir la consistencia de los asfaltos soplados y poder clasificarlos, se usa básicamente el ensayo de punto ablandamiento Se colocan las muestras de asfalto en anillos de bronce suspendidos en un recipiente con agua, glicerina o glicol sobre un plato metálico y se los carga con bolas de acero.

Ensayos de penetración: los ensayos de penetración, según las especificaciones, deben realizarse a:0C con aguja de 200 g, durante 60 seg25C con aguja de 100 g, durante 5 seg46C con aguja de 50 g, durante 5 seg Ensayo de pérdida por calentamiento: este ensayo es muy similar al ensayo de película delgada en horno descrito para los cementos asfalticos. Las diferencias están únicamente en las dimensiones de la muestra de asfalto

Solubilidad en bisulfuro de carbono: puede especificarse este ensayo en lugar de un ensayo de solubilidad en uno de los otros solventes o realizarse además de ellos.

Contenido de cenizas: otro medio para determinar la presencia de materia inorgánica en el asfalto es el contenido de cenizas. Debe hacerse en general, además del ensayo de solubilidad en bisulfuro de carbono. Se calienta lentamente en un crisol, una pequeña cantidad de asfalto hasta que se encienda. Se continúa aplicando calor, pero solo el suficiente para mantener la combustión.

Ensayo de partículas gruesas: se usa este ensayo para determinar la cantidad relativa de minerales o de otra materia insoluble retenida en el tamiz N200 que pueda estar presente en el asfalto.

USO DE LOS ASFALTOS Y VERIFICACIÓN DE LA TEMPERATURAS DE MEZCLADO Y RIEGO

Objetivo: describir la selección de los tipos y grados de asfaltos para distintas aplicaciones. Discutir el control de las temperaturas de mezclado y riego de asfalto

Introducción: una de las características y ventajas más salientes del asfalto como material de la construcción y mantenimiento de obras de ingeniería, es su gran versatilidad. Dado que es posible su utilización en muchos tipos y gradosVerificación de las temperaturas de mezclado y riego

Generalidades: el asfalto es un material termoplástico cuya viscosidad disminuye con el aumento de la temperatura Temperatura de mezclado: la temperatura de una mezcla asfáltica en planta y en caliente, depende de los requerimientos de su distribución y compactación.

Temperatura de riego: la máxima temperatura para regar debe ser aquella para la cual no se produce niebla cuando el asfalto deja la tobera o pico de distribución.

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