asfaltos modificados cpa

Convenio DNV-CPA, 2007

CPA (Comisión Permanente del Asfalto) 30 y 31 de Agosto. Buenos Aires.

Asfaltos Modificados para Pavimentación

Objetivo de la modificaciónConseguir ligantes CON PROPIEDADESREOLÓGICAS que no pueden seralcanzadas de por sí cuando sonobtenidos a partir de las técnicasconvencionales de refinación.

ModificadoresCalcáreo, cemento, cenizasvolantes

Estireno-Butadieno (SBR)Estireno-Butadieno-Estireno (SBS)

Polietileno, Polipropileno, Etil-Vinil-Acetato (EVA), Policloruro vinilo (PVC)

TIPO EJEMPLOFiller mineralNegro de humo

CelulosaPolipropileno, VidrioFibras

RELLENOS

Asfaltos Naturales AsfaltitasHIDROCARBUROS

Látex Natural

Peladura de NeumáticosCaucho regenerado

Caucho Natural

Latex SintéticoCopolímeros en BlockCAUCHOS

PLÁSTICOS

RELLENOS: FILLEREn el caso de los Rellenos, los distintos tipos de fillers modifican el sistema filler-betún, incrementando su viscosidad respecto al asfalto puro.

No producen cambios en su composición química.

Relación Cv/Cs1

ModificadoresCalcáreo, cemento, cenizasvolantes

RELLENOS

Látex Natural

Caucho Natural

PLÁSTICOS

Modificadores

Calcáreo, cemento, cenizasvolantes

RELLENOS

Látex Natural

Caucho Natural

PLÁSTICOS

Definición de polímero

Los polímeros son compuestos orgánicos de elevado peso molecular, formados por la repetición sucesiva

de grupos estructurales más sencillos.

Clasificación de los polímeros

Termoplásticos– Por calentamiento se ablandan en forma

reversible (Polietileno, Polipropileno, PVC, etc)Termoestables– Por acción del calor se endurecen en forma

irreversible (Resinas Epoxi, Fenólicas, Poliester)

Elastómeros o Cauchos– Son polímeros lineales que sometidos a

vulcanización adquieren propiedades elásticas (Caucho natural, sintético, SBR, SBS)

Polímeros: Estructura de los Copolímeros SBS

o SBS Lineal

o SBS Radial

Estireno Estireno

Butadieno

Estireno

Polímeros

Elastómeros

PlastómerosEVA (Etileno-Acetato de Vinilo)

SBS (Butadieno-Estireno-Telebloque)

MODIFICADORES

Factores que inciden en la incorporación de un polímero en el asfalto

Composición y estructura molecular del polímero– Peso molecular.– Composición Química.– Temperatura de transición vítrea.Composición química y estructura coloidal del asfaltoProporción relativa de Asfalto y PolímeroProceso de incorporación– Modo de fabricación.– Temperatura.– Tiempo de mezclado.

Esquema de fabricación de un asfalto modificado

Depósito deasfalto base

Digestor AMPconc. 12% aprox.

Tolva:incorporapolímeros

Molino

Carga AMPa transporte

Mezcladorde línea

Intercambiadorde calor

Ingreso deasfalto base Tanque AMP

dilución 3-4%Digestor Alta %

Concentración

Tanque

Dilución

Depósito deasfalto base

Digestor AMPconc. 12% aprox.

Tolva:incorporapolímeros

Molino

Carga AMPa transporte

Mezcladorde línea

Intercambiadorde calor

Ingreso deasfalto base Tanque AMP

dilución 3-4%Digestor Alta %

Concentración

Tanque

Dilución

Que ocurre cuando se mezclan un asfalto con un polímero sin tomar precauciones

MEZCLA HETEROGÉNEACaso más probable

Asfalto y Polímero son incompatibles, se separan

MEZCLA HOMOGÉNEACaso poco frecuente

Compatibilidad perfecta. La modificación de las propiedades del ligante es muy débil respecto del

original. Solo aumenta la viscosidad

Que ocurre cuando se mezclan un asfalto y polímero tomando precauciones??MEZCLA MICRO HETEROGÉNEA

Caso de compatibilidad deseadaConstituida por dos fases finamente divididas y superpuestas

El Polímero se hincha absorbiendo parte de la fracción ligera aceitosa del asfalto (maltenos) formando una fase polimérica diferente de la fase asfáltica residual

Influencia del Tipo de Asfalto en la elaboración de asfaltos modificados

0 5 10 15 20% en Peso de asfaltenos

Demasiado Compatible

DISOLUCIONCompósitos Estables

Parcialmente Compatibles

Estructura Reticulada

Incompatible

DISPERSION

El SBR actúa como carga y está disperso en el asfalto

Tiempo de MezcladoTiempo de dispersión del SBS insuficiente.Separación antes de 1 día

Tiempo de MezcladoTiempo de dispersión del SBS suficiente.

Separación mayor a 1 mes

CompatibilidadSBS incompatible

Microestructura de un ligante modificado

Matriz: ASFALTO

Microestructura de un ligante modificado

Matriz: POLIMERO

Aumentar la cohesión internaMejorar el comportamiento a fatigaMejorar la resistencia al envejecimientoMejorar la adhesividad árido-liganteDisminuir susceptibilidad térmicaMejorar la flexibilidad y elasticidad a bajas temperaturas

Asfaltos modificados con polímerosObjetivo de la modificación con polímeros

Ensayo de TenacidadCarga[kg]

Deformación[cm]

ASFALTO

Carga[kg]

Deformación[cm]

ASFALTO +POLIMERO

Asfaltos modificados con polímeros

Objetivo de la modificación con polímeros

Mejorar el comportamiento a fatiga

--- Asfalto modificado --- Asfalto convencional 1 --- Asfalto convencional 2

Asfaltos modificados con polímerosMejorar la resistencia al envejecimiento

Envejecimiento del asfalto base

Degradación del Polímero

Asfaltos Modificados con PolímerosObjetivo de la modificación con polímeros

BETUN NORMAL

TEMPERATURA, ºC

BETUN IDEAL

TEMP. DE SERVICIO

25 600 135

Susceptibilidad térmica de betunes

Asfalto idealConsistencia constante en un amplio rango de temperatura de servicio, luego se reduce bruscamente convirtiéndose así en un fluído de baja viscosidad

Susceptibilidad térmica de los asfaltos modificados con SBS

Asfalto Convencional

2.81.8

Para Asfaltos Modificados

Región trabajo

ASFALTOMODIFICADO CON SBS

Región flexible

Punto de ablandamiento

ASFALTO CONVENCIONALPE

TEMPERATURA [ºC]

10²10³

105106

600 180120

Influencia del Contenido de Polímero sobre la Penetración

Influencia del Contenido de Polímero sobre el Punto de Ablandamiento

Influencia del Contenido de Polímero sobre el Indice de Penetración

Norma IRAM 6596

Recuperación Elástica Torsional

Norma IRAM 6596

Estabilidad al Almacenamiento

Habrá modificaciones????

Viscosidad Brookfield

Velocidad de fluir

adTemperatura Constante

Tiempo

Temperatura Constante y Velocidad de Fluir Constante

Norma IRAM 6596

Mezclas de alta resistencia a las deformaciones, Bases de Alto Módulo

Norma IRAM 6596

Mezclas Drenantes AM2

DRENANTES

Norma IRAM 6596Mezclas Drenantes AM2

VENTAJAS

• Carácter drenante (hidroplaneo, eliminación spray, seguridad)

MEZCLA POROSA MEZCLA CONVENCIONAL

Norma IRAM 6596

Mezclas Drenantes AM2• Son mezclas marcadamente discontínuas. Alto

porcentaje de vacíos, superior al 25%Faltan agregados intermedios y finos, entonces la resistencia mecánica de la estructura se basa en el rozamiento interno y no en el cohesivo

El esqueleto granular posee muy pocos contactos, esto implica necesariamente emplear agregados de buena calidad y Asfaltos con muy buena adherencia

Norma IRAM 6596

Mezclas Drenantes AM2

Asfalto AM2 Asfalto Convencional

Norma IRAM 6596

Norma IRAM 6596Microaglomerados discontinuos en caliente y mezclas de alta resistencia a la fatiga SMA AM3

Mezclas SMA

Mezclas densas de Alta Performance

MicroaglomeradosDiscontinuos

Asfalto AM3

SMA-10 Y F-10

Fresado carriles lentos Colocación SMA-10

Norma IRAM 6596

Mezclas tipo arena- asfalto, como sistema antirreflexión de fisurasAM4

Controles de CalidadPor cada camión recibido

Recuperación Elástica Torsional. Viscosidad Rotacional a 170ºC

Controles de Calidad

Cada 150 toneladas de asfalto*Cumplimiento Norma IRAM 6596

* Según plan de calidad establecido en particular

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