asfaltos convencionales cpa

Convenio DNV-CPA, 2007

ASFALTOS CONVENCIONALES

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


Introducción.Definiciones.

Betún, asfalto, brea, alquitrán.

Obtención.Crudos, destilaciones, desasfaltado, blending.

Composición.Asfaltenos, maltenos, resinas.

ClasificaciónPenetración.Viscosidad.Superpave.

INDICE


DEFINICIONES

BETÚNMezcla compleja de hidrocarburos de color oscuro, impermeable y de granpoder aglomerante; generalmente sólido a temperatura ambiente y fluido aelevadas temperaturas. Se caracterizan por ser solubles en Sulfuro de Carbono.

ASFALTOSBetunes sólidos o semisólidos obtenidos por destilación del petróleo.


ALQUITRANESBetunes obtenidos de la destilación de fósiles, maderas u otrassustancias orgánicas.

BREASBetunes sólidos o semisólidos obtenidos de la destilación de losalquitranes.

DEFINICIONES


COMPOSICIÓN


OBTENCIÓN


Oleoductos

Transporte marítimo

CRUDOS


DESTILACIÓN ATMOSFÉRICA


DESTILACIÓN CON VACÍO


Asfalto

DESASFALTADO


Parámetro Unidad BASE DURA BASE BLANDA

Penetración a 25 °C 0,1 mm 20 - 40 300

Punto de ablandamiento °C 55 - 60 ----------

Viscosidad a 60 °C Poise 4000 – 8000 40 - 100

PDA BlendingVacío

DURA

BLANDA

BASES ASFÁLTICAS

Topping


1.- De acuerdo a su CONSISTENCIA.- Penetración a 25 °C- IRAM 6691

2.- De acuerdo a su VISCOSIDAD.- Viscosidad a 60 °C- IRAM 6835

3.- De acuerdo a su PERFORMANCE.- SHRP- AASHTO MP-1

CLASIFICACIÓN


SUSCEPTIBILIDAD


IRAM-IAPG 6604

Requisitos MétodoMín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. IRAM

Penetración a 25°C, 5seg, 100g (0,1mm 40 50 50 60 70 100 150 200 200 300 6876Indice de penetración pfeiffer -1.5 0.5 -1.5 0.5 -1.5 0.5 -1.5 0.5 -1.5 0.5 (1)Ensayo de Oliensis 6594Ductilidad a 25°C, 5cm/min (cm) 100 -- 100 -- 100 -- 100 -- 100 -- 6579Densidad a 25°C/25°C 0.99 0.99 0.99 0.98 0.98 6586Solubilidad en tricloroetileno %V 99 99 99 99 99 6585Pto. de inflamación v/a, °C 230 230 230 230 230 6555Ensayo sobre resíduo de pérdida por calentamiento - RTFOT 6839Penetración retenida a 25°C, % orig. 50 50 50 40 35 6576Pérdida por calentamiento (%) 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8Ductilidad a 25°C, 5cm/min (cm) 50 50 75 100 6579

Neg.

V

Neg. Neg. Neg. Neg.

I II III IV

(1) Se obtiene de tabla o fórmula


25 ºC

100 gr

COMIENZO

100 gr

25 ºC

FIN DESPUÉS DE 5 seg.

PENETRACION

PENETRACIÓN


IRAM-IAPG 6835

Requisitos MétodoMín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. IRAM

Viscosidad 60°Cm, poise 400 800 800 1600 1600 2400 2400 3600 3600 4800 6836/37Viscosidad a 135°C, cSt. 175 -- 250 -- 300 -- 350 -- 400 -- 6836/37Pto. de inflamación v/a, °C 230 -- 230 -- 230 -- 230 -- 230 -- 6555Solubilidad en tricloroetileno, %V 99 -- 99 -- 99 -- 99 -- 99 -- 6585Ensayo de Oliensis 6594Indice de penetración pfeiffer -1.5 0.5 -1.5 0.5 -1.5 0.5 -1.5 0.5 -1.5 0.5 (1)Ensayo sobre resíduo de pérdida por calentamiento - RTFOT 6839Indice de durabilidad (2) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 (2)Ductilidad a 25°C, 5cm/min (cm) 100 75 50 40 25 6579

CA-40

Neg. Neg. Neg. Neg. Neg.

CA-5 CA-10 CA-20 CA-30


VISCOSIDAD


DEFINICIÓNVISCOSIDAD: Es una medida de la fricción interna delfluido; es decir, la resistencia que éste opone a fluir.

LEY DE NEWTON

F = η∗A*(dv/dx)

(dv/dx) Gradiente de velocidades; F Fuerza; A Área; η Viscosidad


F/A = τ (esfuerzo de corte)tenemos

τ = η (dv/dx) Ley de Newton

La unidad fundamental de la medida de la viscosidad absoluta es el poise:

ν = (F/A) / (dv/dx) = dinas * seg / cm2 = poise

Viscosidad cinemática de un fluido (Newtoniano)

ν = η/δ = poise*cm3 / g = cm2 / seg = stoke

DEFINICIÓN


El comportamiento de éste tipo de fluidos queda representado por la siguiente ley:

τ = K (dv/dx)c

K: Viscosidad aparenteC: Índice de flujo complejo

NO-NEWTONIANO

La viscosidad no solo depende de la temperatura, también del gradiente de velocidades


VENTAJAS


Permite estimar con mayor certeza el grado de aporte (del

ligante) a propiedades fundamentales de las mezclas tales

como Stiffness, Leyes de fatiga, Deformaciones permanentes.

HOMOGENEIDAD

Estimación de la susceptibilidad al envejecimientos de losligantes asfálticos. RTFOT.

INDICE DE ENVEJECIMIENTO

VENTAJAS


dv/dxτ

dv/dx

dv/dx

η

τ

dv/dx η

NEWTONIANOS N0 NEWTONIANOS

VENTAJAS


Asfasol F

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Penetración[0,1mm]

Visc

osid

ad [P

]NO - CORRELACIÓN


RTFOT (IRAM 6839)


Clasificación por Penetración. IRAM 6604 – 2002

Clasificación por Viscosidad. IRAM 6538 – 2002

Ventajas de la viscosidadParámetro racional.Temperaturas de trabajo.Comportamiento reológico.Homogeneidad.

RESUMEN


TECNOLOGÍA SHRP


INTRODUCCIÓNOrigen: Congreso de los Estados Unidos.

Programa: Strategic Highway Research Program (SHRP).

Resultado: Superior Performance Asphaltic Pavement (SUPERPAVE).

Desarrollo del programa SHRP: 1987 – 1993.

Áreas: Pavimentos Flexibles, Pavimentos Rígidos y Estructura.

Objetivo: Mejorar el comportamiento y durabilidad de las carreteras.


ASPECTOS SINGULARESSe miden propiedades físicas fundamentales.

Contempla las tres etapas de la vida útil de un asfalto.

Se definen los tres modos principales de falla.

Contempla las tres temperaturas verificadas durante la vida útil.

Los requisitos de la especificación no varían; varían las temperaturas a las cuales se realizan los ensayos.


GRADO DE PERFORMANCE

PG 64 – 22Temperatura media, del pavimento, de 7 días

sucesivos de máxima temperatura

Tpav = f (Taire, lat, prof.)

Mínima temperatura, del pavimento, registrada en el año

Tpav = Taire


MODOS DE FALLA

1.- FATIGA 2.- FISURACIÓN TÉRMICA 3.- AHUELLAMIENTO


ENSAYOS


AHUELLAMIENTO

10 rad / min. (1.59 Hz)


AHUELLAMIENTOτ

γ δγ máx.

τ máx.

Tiempo

Tiempo

τ máx = 2T / π.r3

γ máx = θ.r / h

G* = τ máx/γ máx

δ = ángulo de fase.

τ


AHUELLAMIENTOG*´ = G* . Cos d (Mód. De Corte de almac.)

G*´´ = G* . Send (Mód. De Corte de pérdida)

Comportamiento elástico

Com

portamiento Viscoso

G* 1

δ1

Wc = π . σo2 / (G* / senδ)

Wc: Trabajo disipado por ciclo

G* / sen δ

FACTOR DE DEFORMACIONES PERMANENTES


AHUELLAMIENTO

Módulo de corte de almacenamiento

Módulo de corte de pérdida

G* 1

G* 2

δ1

δ2


FISURACIÓN TÉRMICA


FISURACIÓN TÉRMICA

Deformación específica

Tensión

εf

σf

Def. especif. En falla = ΔL / Le


REQUISITOS1.- Ahuellamiento (G* / sen d)

1.1.- Ligante virgen

1.2.- Residuo de RTFOT

2.- Fisuración Térmica (G* . Sen d)

2.1.- Residuo de PAV

3.- Fisuración por Fatiga (Stiffness; valor – m; Def. especif. En falla)

3.1.- Residuo de PAVS < 300 Mpa; m > 0.300

G* . sen δ < 5000 kpa

G* / sen δ > 1 kpa

G* / sen δ > 2,2 kpa

600 >S > 300 Mpa; >m 0.300,εf > 1%


CLASIFICACIÓN


MUCHAS GRACIAS

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