Ingeniero. Henry Martínez BarbosaEsp. Vías y Transporte UNAL.

Pereira-Risaralda-Colombia

Ligante bituminoso

Material que contiene betún(bitumen),el cual es un hidrocarburo soluble en bisulfuro de carbono(CS2). El asfalto y el alquitrán son materiales bituminosos.

Asfalto

Material aglomerante de color marrón oscuro a negro, de consistencia variable, constituido principalmente por betunes. El asfalto puede ser natural u obtenido por refinación de petróleo

Alquitrán

Producto hidrocarbonado semisólido o líquido, resultante de la destilación de la hulla. Su contenido de betún es menor que el de los asfaltos. Presenta buena adhesividad con los agregados y resiste el ataque de los derivados del petróleo, pero presenta alta susceptibilidad térmica y en vejecimiento rápido

LIGANTES BITUMINOSOS

REFINACIÓN DEL PETRÓLEO

• Más del 90 % de los asfaltos que se utilizan provienen de la destilación fraccionada del petróleo.

• El petróleo se calienta a altas temperaturas ydependiendo de estas se producen losdiferentes derivados.

OBTENCION DE ASFALTOS EN REFINERIA

VIDEO

COMPOSICIÓN QUÍMICA Y FÍSICA• Dependiendo de la fuente de abastecimiento de Petróleo le otorgadiferentes características al asfalto tanto físicas como químicas.

• Propiedades Físicas: Es aglomerante, resistente, muy adhesivo, altamenteimpermeable y duradero.

• Propiedades Químicas: Productos bituminosos, orgánicos producto de la descomposición de plancton y restos animales, conformando una mezcla de hidrocarburos solubles.

• La mezcla asfáltica para pavimento debe ser de una temperatura de 120º a 160º .

• La variedad técnica que posee una planta de asfalto reside en los filtros de arena que posee. Estos recogen el polvillo extraído de los agregados, el cual es muy perjudicial para el asfalto puesto que reduce la resistencia al deslizamiento, formando las conocidas manchas negrasen el pavimento.

TIPOS DE ASFALTO PARA PAVIMENTOS

Cemento Asfáltico: Es una mezcla en caliente, de alta calidad y controlada, de cemento asfáltico y agregados de buena calidad bien gradados, que se debe compactar perfectamente para formar una masa densa y uniforme, tipificada por las mezclas.

Asfalto líquidoCemento asfáltico licuado con solventes como la gasolina (RC-Asfaltos rebajados de Curado Rapido),el kerosén(MC- Asfaltos rebajados de Curado Medio) o un aceite liviano(SC Asfaltos rebajados de Curado Lento). Su uso está muy limitado por efectos ambientales

Emulsión asfálticaDispersión de glóbulos de cemento asfáltico dentro de agua en presencia de una gente emulsificante. Puede ser aniónica o catiónica, dependiendo de la carga eléctrica de los glóbulos

MEZCLAS ASFALTICAS

Una mezcla asfáltica en general es una combinación de asfalto y agregados minerales pétreos en proporciones exactas que se utiliza para construir pavimentos. Las proporciones relativas de estos mineralesdeterminan las propiedades físicas de la mezcla y, eventualmente, el rendimiento de la misma como mezcla terminada para undeterminado uso.

ya sea en capas de rodadura o en capas inferiores su función esproporcionar una superficie de rodamiento cómoda, segura y económica a los usuarios de las vías de comunicación, facilitando lacirculación de los vehículos, aparte de transmitir suficientemente las cargas debidas al tráfico a la explanada para que seansoportadas por ésta.

La mezcla asfáltica debe ser:Duradera, es decir, debe ser resistente alas acciones tales como el despegue dela película de asfalto del agregado porefectos del agua, abrasión del transito.

Resistente a las solicitaciones de transito a través de su estabilidad

Impermeable para que sus componentes no estén bajo la accióndirecta de los agentes atmosféricos.

Trabajable para su fácil colocación y compactación en terreno.

Si la mezcla se usa como capa de rodadurahay que añadir las propiedades siguientes:

� Resistencia al deslizamiento.� Regularidad.� Permeabilidad adecuada.� Sonoridad.� Color, entre otras.

Clasificación de las Mezclas Asfálticas

1. POR FRACCION DE AGREGADO FINO

Masilla asfáltica: Polvo mineral más

ligante

Mortero asfáltico: Agregado fino

más masilla

Concreto asfáltico:

Agregado grueso mas mortero

Macadam asfáltico:

Agregado grueso más ligante

asfáltico.

2. Por la Temperatura de puesta en obra.

Mezclas asfálticas en Caliente:

Se fabrican con asfaltos a unas temperaturas

elevadas, en el rango de los 150 grados centígrados,

según la viscosidad del ligante, se calientan

también los agregados, para que el asfalto no se

enfríe al entrar en contacto con ellos.

Mezclas asfálticas en Frío:

El ligante suele ser una emulsión asfáltica y la

puesta en obra se realiza a temperatura ambiente.

http://cachibi.com.co/productos/mezclas-asfalticas-instaladas/

3. Por la proporción de Vacíos en la mezclaasfáltica.

Mezclas Cerradas o

Densas

La proporción de vacíos no supera el 6 %.

Mezclas Semi–cerradas o

Semi–densas

La proporción de vacíos está entre el 6 % y

el 10 %.

Mezclas Abiertas:

La proporción de vacíos

supera el 12 %.

Mezclas Porosas o Drenantes

La proporción de vacíos es superior al 20

%.

4. Por el Tamaño máximo del agregado pétreo.

Mezclas Gruesas

:

Donde el tamaño máximo del agregado pétreo excede los

10 mm.

Mezclas Finas:

También llamadas morteros asfálticos, pues se trata de

mezclas formadas básicamente por un árido fino incluyendo el polvo mineral y

un ligante asfáltico

5. Por la Estructura del agregado pétreo.

Mezclas con Esqueleto mineral

Poseen un esqueleto mineral resistente, su componente de

resistencia debida al rozamiento interno de los

agregados es notable.

Mezclas sin Esqueleto mineral:

No poseen un esqueleto mineral resistente, la resistencia es debida exclusivamente a la

cohesión de la masilla. Ejemplo, los diferentes tipos de

masillas asfálticas.

6. Por la Granulometría.

Mezclas Continuas:

Una cantidad muy distribuida de diferentes tamaños de agregado

pétreo en el huso granulométrico.

Mezclas Discontinuas:

Una cantidad muy limitada de tamaños de

gregado pétreo en el huso granulométrico.

Clasificación de las Mezclas Asfálticas

Tipología de las Mezclas AsfálticasMezcla Asfáltica en Calientese define como mezcla asfáltica en caliente la combinación de un ligante hidrocarbonado, agregados incluyendo el polvo mineral y, eventualmente, aditivos , de manera que todas las partículas del agregado queden muy bienrecubiertas por una película homogénea de ligante

The Hubbard-Field (1920´s). Método de diseño de mezclas asfálticas, fue uno de los primeros métodos en evaluar contenidos de vacíos en la mezcla y en el agregado mineral. Usaba una estabilidad como prueba para medir la deformación.Funcionó adecuadamente para evaluar mezclas con agregado pequeño o granulometrías finas, pero no también para mezclas con granulometrías que contenían agregados grandes.

Evolución de los diseños de mezclas asfálticas en caliente.

Método de la Western Association of State Highway on Transportation Officials. WASHTO (1984). Este método de diseño de mezclas recomendó cambios en los requerimientos del material y especificaciones de diseño de mezclas para mejorar la resistencia a las rodaduras.

Método de Asphalt Aggregate Mixture Analysis System. AAMAS (1987). La necesidad de cambios en el diseño de mezclas fue reconocida, tardaron 2años para desarrollar un nuevo proyecto para el diseño de mezclas, que incluía un nuevo método de compactación en laboratorio y la evaluaciónde las propiedades volumétricas, desarrollo de pruebas para identificar las deformaciones permanentes, grietas de fatiga y resistencia a las grietas a baja temperatura.

Método SUPERPAVE (1993) El método AAMAS, sirvió como punto de inicio del método SUPERPAVE, que contiene un nuevo diseño volumétrico completo demezcla, con funcionamiento basado en predicción a través de modelos y métodos de ensayo en laboratorio, grietas por fatiga y grietas por bajatemperatura. Los modelos de predicción de funcionamiento fueron completados satisfactoriamente hasta el año 2000.

El diseño volumétrico de mezclas en el SUPERPAVE es actualmente implementado en varios estados de los EUA, debido a que ha sido reconocida una conexión entre las propiedades volumétricas de la mezclaasfáltica caliente y su correcto funcionamiento. Tiene su resultado, ahora la aceptación en el control de calidad ha sido cambiado a propiedadesvolumétricas.

Son las mezclas fabricadas con emulsiones asfálticas, y su principal campo de aplicación es en la construcción y en la conservación de carreteras secundarias.Para retrasar el envejecimiento de las mezclas abiertas en frío sesuele recomendar el sellado por medio de lechadas asfálticas.

Mezcla Asfáltica en Frío.

Se emplean en capas de rodadura, principalmente en las vías de circulaciónrápida, se fabrican con asfaltos modificados en proporciones que varían entre el 4.5 % y 5 % de la masa de agregados pétreos, con asfaltos normales, se aplican en vías secundarias, en vías urbanas o en capas de base bajo los pavimentos de hormigón.

Utilizadas como mezclas en caliente para tráficos de elevada intensidad y como capas de rodadura en espesores de unos 4 cm., se consigue que el agua lluvia caída sobre la calzada se evacue rápidamente por infiltración.

Mezcla Porosa o Drenante.

Son mezclas con un tamaño máximo de agregado pétreo limitado inferior a 10 mm., lo que permite aplicarlas en capas de pequeño espesor. Tanto losmicroaglomerados en Frío (se le suele llamar a las lechadas asfálticas más gruesas) como los microaglomerados en Caliente son por su pequeño espesor (que es inferior a 3 cm.) tratamientos superficiales con una gran variedad de aplicaciones.

Microaglomerados

Son unas mezclas con elevadas proporciones de polvo mineral y de ligante, de manera que si hay agregado grueso, se haya disperso en la masilla formada por aquellos, este tipo de mezcla no trabaja por rozamiento interno y su resistencia se debe a la cohesión que proporciona la viscosidad dela masilla.Las proporciones de asfalto son altas debido a la gran superficie específica de la materia mineral. Dada la sensibilidad a los cambios de temperatura que puede tener una estructura de este tipo, es necesario rigidizar la masilla y disminuir sususceptibilidad térmica mediante el empleo de asfaltos duros, cuidando la calidad del polvo mineral y mejorando el ligante con adiciones de fibras.

Masillas