asfalto clase 09

8/18/2019 ASFALTO CLASE 09

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LIGANTES BITUMINOSOS

09PAVIMENTOS

ng. Augusto García

ASFALTO: material aglutinante deconsistencia variable, de coloroscuro, se puede encontrarnaturalmente y/o por refinación de

petróleos.

Está constituido por mezcla complejade hidrocarburos no volátiles de

elevado peso molecular.

Ligantes bituminosos


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Los asfaltos naturales puedenencontrarse en depresiones de lacorteza terrestre constituyendo los

“ Lagos de Asfalto “ !rinidad,"ermudas# o aparecenimpregnados en poros de rocasformando las llamadas “ RocasAsfáltitas “ $ilgonita#. %eencuentran tambi&n mezcladoscon impurezas minerales.

'ctualmente, la mayor parte del

asfalto producido y empleado en el

mundo es e(tra)do del petróleo delcual es obtenido e(ento de

impurezas.

Ligantes bituminosos

Planta de refinería de petróleo

Los asfaltos se producen porel refino del Petróleo enUnidades de DestilaciónPrimaria y de Vacío.

El producto obtenido delfondo de la destilaciónprimaria (crudo reducido) esdestilado a 26 mm H. depresión de !acío y altatemperatura (del orden de"##°$).


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Recuperación y refinado de productos asfalticos del petróleo

El producto obtenido por losfondos de la torre de !acío sellama %

&e idual ' f(ltic

% o)ement ' f(ltic de Petróle

* )'P

+ semisólido atemperatura ambiente.

Dic,o 'P es obtenido adiferentes !iscosidades las-ue miden su consistencia.

Composición química del asfalto

R

a

R

R

R a

R

R

R

R

R

R

R

R

R

a R a a R a

a R a

a R aa R a

sfaltenos

R

Resinas

a romáticosNO POL RES

ASFALTENOS constituyen entre el *+ al *+ deltotal de bitumen, se caracterizan por no

presentar ductilidad ni adherencia. 'l

incrementarse la proporción de asfáltenos se

obtiene una asfalto mas duro y de menor

penetración, mayor punto de ablandamiento y

mayor viscosidad.

RESINAS son l)-uidos muy viscosos de colorámbar, constituyen entre el *+ al *+ del total

de bitumen, tiene naturaleza polar por lo cual

imparte propiedades de adhesividad y

ductilidad es la parte activa de bitumen. 'l

o(idarse se convierten es asfáltenos.

AEITES !ARO"ATIOS # SAT$RA%OS& sonl)-uidos de viscosidad media , no tiene ninguna

adhesividad, constituyen entre el *+ al *+

del total de bitumen, son estables en presenciade o(igeno pero la fracción -ue se o(ida se

transforma en resinas y asfáltenos.

Composición química del asfalto según la teoría Micelar


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Propiedades fisicas del asfalto

Son preparados especialmente por presentar cualidades y

consistencias propias para uso directo en la construcción

de pavimentos asfálticos. Por tener las siguientes

propiedades:

Consistencia.

Durabilidad

Adherencia.

Cohesión

Pureza

GravedadEspecifica

Se clasifican de acuerdo a su consistencia medida por laviscosidad dinámica , absoluta o por su penetración (PEN).


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onsistencia

La consistencia se mide como el grado de fluidez o

resistencia a la deformación de un material asfaltico a

una temperatura determinada.

Los asfaltos son materiales termoplásticos, es decir que

su consistencia cambia con la temperatura, mientras mas

caliente este un asfalto menor será su viscosidad, es

decir será mas fluido.

El cambio de la consistencia debido a la temperatura se

conoce como SUSCEPTIBILIDAD TERMICA. Para poder

graficarla es necesario determinar en el laboratorio por

lo menos su grado de fluidez o su consistencia a dos

temperaturas diferentes.

Susceptibilidad t'r(ica

"uy frágil!)rietas T'r(icas&

"uy Suave!A*uella(iento&

• El asfalto es muy %0%1E2!3"LE al

cambio de temperatura

• La pendiente indica el grado de

susceptibilidad

• 'lgunos aditivos reducen la

susceptibilidad

RAN)O O+TI"O%E ,ISOI%A%


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• La susceptibilidad t&rmica varia

entre asfaltos provenientes de

diferentes crudos.

• Los asfaltos mostrados ' y " tiene

la misma penetración a *41 pero a

otras temperaturas es diferente.

-..

/..

/.

/

.0/

-1 -2 34 5. 53 21 22 /.. /1. /6- /-. /3- /2. 1..

, i s c o s i t y 7 +

a 8 s

Te(perature7

o(paction Range

"i9ing Range

Grafica de viscosidad temperatura para cemento asfalticos

3.:

/6-:


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old cli(ate

)RA%OS # TI+OS

'sfalto viene en diferente grados suave y duro#

• 'sfalto %uave baja viscosidad# se usa en climas fr)os para evitar agrietamiento t&rmico

• 'sfalto duro alta viscosidad# usado en climas calientes para evitar ahuellamiento

Opti(u(,iscosity

Range

Suave%uro

;ot cli(ate


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"uy frágil!)rietas T'r(icas&

"uy Suave!A*uella(iento&


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Te(peratura

Original

• La durabilidad se define como la capacidad de un ligante asfaltico para mantener

sus propiedades originales cuando es sometido a los procesos normales de trabajo

en obra. Estos procesos son los de almacenamiento y mezclado en planta,

transporte, extendido y compactación y luego durante la etapa de servicio a lo

largo del periodo de servicio de la obra.

Enve


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"E'5E6 18.

L9183;$ 18


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Tipos de asfaltos para pavi(entación

)RA%OS !TI+OS& %E ASFALTO

+ERB

$SA

D. $rado de 2enetración 2E;#

. $rado de 5iscosidad '1#

. $rado de Envejecimiento

6esidual '6#

. $rado de 2erformance o

1omportamiento 2$#


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El cemento asfaltico es un ligante denso -ue a la

temperatura ambiente es semisólido, usualmentepegajoso y de color variable entre caf& muy oscuro y

negro.

El cemento asfaltico se prepara comercialmente en *

grados o rangos de consistencia definidos con base al

ensayo de penetración.

e(entos asfalticos

La designación corriente de los cinco grados de cemento

asfaltico utilizados en pavimentación y su significado es

como sigue.

2E; A F *A: 1emento 'sfaltico con penetración entre A ' *Adecimas de mil)metro

2E; GA F A: 1emento 'sfaltico con penetración entre GA ' A

decimas de mil)metro

2E; H* F DAA: 1emento 'sfaltico con penetración entre H* ' DAA


2E; DA F D*A: 1emento 'sfaltico con penetración entre DA ' D*A


2E; AA F AA: 1emento 'sfaltico con penetración entre AA ' AA

decimas de mil)metro.

e(entos asfalticos


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Los +EN 1.. C 6.. son los mas blandos, son

moderadamente firmes a la temperatura ambiente yel dedo penetra fácilmente en ellos. El grado mas duro

los constituye los +EN 4. 8 -. y tienen unaconsistencia tal -ue a la temperatura ambiente el

dedo solo alcanza a producir en ellos una leve huella

superficial. El grado mas empleado en los pavimentos

asfalticos corrientes es el +EN 2- 8 /...

e(entos asfalticos

Tipo de ce(ento asfaltico por e(plear en (eDcla en caliente

!ransito de diseBo

DAG ejes de HA >;#!emperatura media anual de la región

as de 41 D* a 41 enos de D*41

as de * GA I A GA I A HA I DAA

A.* a * GA F A GA F A u HAIDAA HA F DAA

enos de A.* GA I A GA F A u HAIDAA HA F DAA

El cemento asfaltico a emplear en las mezclas asfálticas

elaboradas en caliente será seleccionado en función de las

caracter)sticas climáticas de la región y las condiciones de

operación de la v)as.

e(entos asfalticos


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%on cementos asfalticos rebajados, -ue se obtienen

diluyendo el cemento asfaltico en algJn solvente

derivado del petróleo.

%i el solvente usado en la preparación del asfalto

li-uido es muy volátil, puede escapar rápidamente por

evaporación y si su volatilidad es baja se evapora mas

lentamente.

1on base en la rapidez con -ue se produce laevaporación del solvente, fenómeno -ue se conoce

mas como curado del asfalto.

Asfalto liuidos !ut8bacs&0

Los asfaltos rebajados se dividen en tres tipos:

urado rápido !R&?6apid curing, cuyo solvente es un li-uidovolatil, generalmente gasolina.

urado (edio !"&? edium 1uring, cuyo solvente t)pico es elCerosene.

urado lento !S o L&? %loK curing, cuyo solvente es un aceitepesado de baja volatilidad, usualmente del tipo fuelIoil.

61: 'sfaltos de 106' 6'23@' G+ ;afta ó gasolina pesada#

1: 'sfaltos de 106' E@3' A+ >erosene#L1: 'sfaltos de 106' LE;!' * + diesel#



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Las emulsiones asfálticas son dispersiones en agua de glóbulos

asfalticos de a * micrones de diámetro, -ue se mantienen

estables en presencia de un agente emulsificante -ue pueden ser

jabones resultantes del tratamiento de ácidos grasos o resinas con

bases fuertes aniónicas# o los resultados de la acción de losácidos minerales, sobre los compuestos aminicos catiónicas# .

E(ulsiones Asfálticas.


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1uando la fase dispersa es el asfalto y el agua la

continua se le denominan directas, en contraposición

con las inversas , en las -ue la fase dispersa son lasgotitas de agua y la fase continua lo constituye el

asfalto li-uido.

el contenido de asfalto de las emulsiones bituminosas

para pavimentos varia normalmente entre *A+ y el

GA+ del peso total.


1uando las fases de una emulsión asfáltica se disocian

completamente, es decir cuando los glóbulos de asfalto se

aglomeran sobre un material o los unos contra otros,

separándose netamente de la fase acuosa, se dice -ue ocurre el

ro(pi(iento de la e(ulsión.

El rompimiento de la emulsión asfáltica es provocado por una

modificación en el e-uilibrio electrostático -ue mantiene los

glóbulos de asfalto en suspensión en la fase acuosa y -ue

puede deber se a la evaporación de esta ultima, o cambios

notables en el 2= o a reacción de la fase acuosa y el material

p&treo.



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@e acuerdo al tipo de carga de los glóbulos asfalticos y la

velocidad con -ue se produce el rompimiento de la emulsión,

estas se dividen en G tipos:

'66 Emulsión 'nionica de rompimiento rápido.'6 Emulsión 'nionica de rompimiento medio.

'6L Emulsión 'nionica de rompimiento lento.

166 Emulsión 1ationica de rompimiento rápido.

16 Emulsión 1ationica de rompimiento medio.

16L Emulsión 1ationica de rompimiento lento.



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a& E(ulsiones aniónicas !A&? 2resentan carácter básico, estando las part)culas de betJncargadas negativamente, por lo -ue presentan buena adhesividad con áridos alcalinos o

alcalinot&rreos tales como las caliDas, -ue se ionizan positivamente al contacto con elagua. %on las más antiguas.

b& E(ulsiones catiónicas !&? En ellas, las part)culas de betJn se cargan positivamente, lo-ue les confiere un carácter -ue facilita la adherencia de áridos ácidos, con alto 1ontenido

en sGliceM tambi&n son compatibles con la mayor)a de áridos calizos.

Tipos de asfaltos para pavi(entación


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2ara evaluar la calidad de cual-uiera de los tipos de asfaltos ya

mencionados y para realizar su clasificación se han ideado una

serie de ensayos de laboratorio -ue han llegado a formar partede la practica rutinaria, teniendo:

Ensayo de penetración.

Ensayo de viscosidad.

Ensayo de punto de ablandamiento.

Ensayo de ductibilidad.

Ensayo de punto de inflamación.

Ensayo de pel)cula delgada.Ensayo de manchaNetc

ENSAYOS NORMALES SOBRE PRODUCTOS

BITUMINOSOS PARA PAVIMENTACION.

%e lleva a cavo sobre los cementos asfalticos y

sobre los residuos de la destilación de asfalto

li-uido o emulsiones asfálticas, y es una medida

de la consistencia de los mismos.

%obre un apasta de asfalto previamentemoldeada y calentada hasta una temperatura

uniforme de *°1, se coloca una aguja de acero

de @iámetro de dimensiones normalizados, -ue

soportan un peso de DAA gr y se deja libre

durante * segundos.

La distancia -ue la aguja logre penetrar dentro

dela pasta asfáltica en estas condiciones, medida

en decimas de mil)metro, se denomina

penetración del asfalto, mientras mayor se a lapenetración, mas blanda es la consistencia del

cemento asfaltico

a) ENSAYO DE PENETRACION.


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%irve para medir la

consistencia del asfalto.

1lasificación actual de

los asfalto en 2erJ.

La medición se realiza

a *°1.



Penetración

1/10 mm

100 gr

25° C

5 Seg.

Este ensayo se realiza

haciendo penetrar en la

superficie de la muestra

una aguja normalizada deDAA g por *seg.

La distancia -ue penetra

la aguja en el asfalto se

e(presa en decimas de

mil)metro.


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!iene por objeto determinar el estado de

fluidez del asfalto, en el rango de

temperaturas -ue se usan durante su

aplicación.

%e mide, ya sea por la viscosidad

cinemática o mediante %aybolt furol. La

viscosidad de un cemento asfaltico a las

temperaturas usadas en el mezclado

normalmente D*°1# se mide con

viscos)metros capilares de flujo inverso a

viscos)metros %aybolt M la viscosidad

absoluta del cemento asfaltico, a las

temperaturas altas en servicionormalmente GA°1#, generalmente se

mide con viscos)metros capilares de vidrio

al vacio.

b) ENSAYO DE VISCOCIDAD.

b) ENSAYO DE VISCOCIDAD.


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4.-.

3.5.

2-/..

/1./-. 1..

6..

AR /3...

AR 2...

AR 4...

AR 1...

AR /...

A 4.

A 1.

A /.

A -

A 4.

)RA%O %E +ENETRAION

5 i s c o s i d a d

a G A 4 1 d e l r e s i d u o 6 ! ? 8 ! 2 o

i s e s O D A , #

/..

-.

/.

-

o(paración de grados de penetración y viscosidad

c) ENSAYO DE PUNTO DE ABALADAMIENTO.


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d) ENSAYO DE DUCTILIDAD.

d) ENSAYO DE DUCTILIDAD.


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e) ENSAYO DE PUNTO DE INFLAMACION.

f) ENSAYO DE PELICULA DELGADA.


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EN,EHEI"IENTO %EL ASFALTOCausas

– Oxidación

– Volatilización

– Endurecimiento físico

• Tipos

– Corto Plazo

– Largo Plazo

V i s c o s i d a d

Tiempo (aos!

"

#

$

" Tanque# Construcción % corto plazo$ En uso (largo tiempo!

Construcción

SI"$LAI>N %E EN,EHEI"IENTO

Rolling T*in8Fil( Oven !RTFO&Enve


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g) ENSAYO DE LA MANCHA.

ENSA#OS S$+ER+A,E

/0 +unto de Encendido !Flas* +oint&

10 ,iscosidad !rotacional&

60 Reó(etro de orte %iná(ico

a0Li(pio

b0A*uella(iento

c0Fatiga

40 Reó(etro de ,iga en Fle9ión

-0 Tensión %irecta


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+$NTO %E ENEN%I%O !FLAS; +OINT&

• Ensayo de seguridad

• Te(peratura

(Gni(a con vapores

suficientes para

encenderse cuando

se e9pone a las

lla(as

Mide la viscosidad

• =abilidad del ligante de

fluir en la planta deasfalto

• Establece la relación de

temperatura 5s.

viscosidad

,ISO"ETRO ROTAIONAL


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%yna(ic S*earR*eo(eter

– Tests co(ple9 s*ear(odulus of binders

– "easures t*e resistance

to s*ear defor(ation in

t*e linear visco8elasticrange

height (h)

radius (r)

torque (T)

deflection angle (Θ#

– Tests loJ te(perature stiffness properties of binders

– "easures (idpoint deflection of a si(ply supported

bea(

@ending @ea( R*eo(eter


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%irect Tension

• T*er(al cracing properties

Especificaciones del e(ento Asfáltico lasificado por+enetración


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Especificaciones del e(ento Asfáltico lasificadopor ,iscosidad

RevisarN

Ensayo de solubilidad0Ensayo de gravedad especifica0

Ensayo de contenido de agua0Ensayo de destilación0Ensayo de asenta(iento0Ensayo de estabilidad para al(acena(iento0Ensayo de desen(ulsion0Ensayo de (eDcla con ce(ento0Ensayo de ta(iDado0Ensayo de capacidad de recubri(iento y resistencia al agua0

Ensayo de cargas de las partGculas0

asfalto clase 09

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