asfaltos modificados asfaltos superpave evaluacion de ... · pdf fileevaluacion de cementos...

XII CONGRESO NACIONAL DEL ASFALTO y III DEL CONCRETO XII CONGRESO NACIONAL DEL ASFALTO y III DEL CONCRETO

� Asfaltos PETROPERU

Categorizados como:

• Asfaltos Convencionales• Asfaltos Modificados• Asfaltos SUPERPAVE

EVALUACION DE CEMENTOS ASFALTICOSDE REFINERÍA CONCHAN

“ENSAYOS DE ESPECIFICACIONES CONVENCIONAL Y SUPERPAVE"

Preparado por: Ricardo Bisso F. – Ing.CIP.PetroquímicoWilfredo Escobar Z. – Ing. CIP. Químico

Unidad de Servicios TécnicosDpto. Ventas Industria

PETROPERU

Asfaltos & Tecnología

XII CONGRESO NACIONAL DEL ASFALTO y III DEL CONCRETO XII CONGRESO NACIONAL DEL ASFALTO y III DEL CONCRETO Asfaltos & Tecnología

� EvaluaciEvaluaci óón de n de LiganteLigante AsfAsf ááltico ltico SuperpaveSuperpave

�Por Area Geográfica

�Por Temperatura de Pavimento

�Por Temperatura del Aire

�� Otros FactoresOtros Factores

�Velocidad de Tráfico

�Nivel de tráfico

PG 64 PG 64 --2222

64 = Grado Alta Temp.64 = Grado Alta Temp.

--22 = Grado Baja Temp.22 = Grado Baja Temp.

PERFORMANCE PERFORMANCE GRADE (PG)GRADE (PG)

DSRDSR----> Mide:> Mide:•• El MEl Móódulo Complejo de dulo Complejo de

Cizallamiento Cizallamiento ““ G* G* ””••El Angulo de Fase El Angulo de Fase ““ δδδδδδδδ ””

RTVRTV----> Mide:> Mide: Viscosidad a 135Viscosidad a 135 °°CC

BBR BBR ------> Mide:> Mide:

•• Deslizamiento de Rigidez: Deslizamiento de Rigidez: ““ S S ””•• RazRazóón logarn logar íítmica detmica de

Rigidez : Rigidez : ““ m m ””

11-- DINAMIC SHEAR DINAMIC SHEAR RHEOMETER (DSR)RHEOMETER (DSR)

(Re(Reóómetro Dinmetro Din áámico de mico de Cizalla)Cizalla)

22-- ROTATIONAL ROTATIONAL VISCOMETER (RVT)VISCOMETER (RVT)

(Viscos(Viscos íímetro Rotacional)metro Rotacional)

33-- BENDING BEAM BENDING BEAM RHEOMETER (BBR)RHEOMETER (BBR)

(Re(Reóómetro de Viga)metro de Viga)

44-- DIRECT TENSION TEST DIRECT TENSION TEST (BTT)(BTT)

(Prueba Tensi(Prueba Tensi óón Directa)n Directa)

DDTDDT----> Mide:> Mide: Falla por FatigaFalla por Fatigade Tenside Tensi óónn



Rolling Rolling ThinThin --Film Oven Test: RTFO)Film Oven Test: RTFO)AASHTO T 240 y ASTM D 2872: Efectos del calor y aire en una película en movimiento de asfalto(Oxidación / Envejecimento)

Izquierda: DespuésCentro: AntesDerecha: Muestra vacía

TheThe pressurepressure agingaging vesselvessel (PAV)(PAV)AASHTO PP1: Práctica para el envejecimiento acelerado de la carpeta de asfalto usando un recipiente a presión de envejecimiento(Envejecimiento)


DynamicDynamic ShearShear RehometerRehometer ( DSR )( DSR )Para la prueba de media a alta viscosidad de la temperatura (la prueba se realiza entre 46 °C (115°F) y 82°C (180°F)).

Las temperaturas reales previstos en el área donde se coloca la carpeta de asfalto determinar las temperaturas de ensayo utilizado

RotationalRotational ViscometerViscometer ( RV )( RV )Para probar la viscosidad a alta temperatura (la prueba se lleva a cabo a 135°C (275 °F)).

La prueba de RV es medida básica de la “torsión” necesaria para mantener una velocidad constante de rotación (20 rpm) de un eje cilíndrico mientras está sumergido en una carpeta de asfalto a una temperatura constante (ver Figura). Este par se convierte entonces en una viscosidad y se muestra de forma automática por la RV.

VISCOSIDAD < 3 Pa.s; (a 135°C)

•• MMóódulo Complejo de dulo Complejo de Cizallamiento =Cizallamiento =

•• Angulo de FaseAngulo de Fase = =


Luego, utilizando la teoría de la viga de base, el BBR calcula la rigidez del haz (S (t)) y la tasa de cam bio de que la rigidez (m-valor) ya que la carga se apli có.donde:

S(tS(t) = PL) = PL33 / 4bh/ 4bh 33 δδδδδδδδ(t(t))

S(tS(t) = creep stiffness at time, t = 60 seconds) = creep stiffness at time, t = 60 seconds

P = applied constant load (980 P = applied constant load (980 ±± 20 20 mNmN), obtained ), obtained using a 100 g load. Note that 100 g multiplied by the using a 100 g load. Note that 100 g multiplied by the force of gravity (9.8 m/s2) = 0.98 N, or 980 force of gravity (9.8 m/s2) = 0.98 N, or 980 mNmN

L = L = distanciadistancia entreentre aoportesaoportes de de vigaviga , 102 mm, 102 mm

b = b = anchoancho de de vigaviga , 12.5 mm, 12.5 mm

h = h = espesorespesor de de vigaviga , 6.25 mm, 6.25 mm

δδ (t) = (t) = tiempotiempo de de deformacideformaci óónn, t = 60 seconds, t = 60 seconds

BendingBending BeamBeam RheometerRheometer ( BBR )( BBR )Para probar ligantes asfálticos a bajas temperaturas, donde el mecanismo de falla principal es de craqueo térmico. La RBB básicamente temas un haz de asfalto simple a un pequeño (100 g) de carga de más de 240 segundos (ver Figura). Luego, utilizando la teoría de la viga de base, el BBR calcula la rigidez del haz (S (t)) y la tasa de cambio de que la rigidez (m-valor) ya que la carga se aplicó.

• Deslizamiento de Rigidez : “ S ”• Razón log de Rigidez : “ m ”


La La fallafalla de de tensitensi óónn eses luegoluego calculadacalculada desdedesdela la siguientesiguiente ecuaciecuaci óónn

DondeDonde ::

εε f = f = ∆∆∆∆∆∆∆∆L/ L/ LLεε

εε f = f = fallafalla de de tensitensióónn

∆∆L = L = cambio en la longitud correspondiente a la carga máxima del espécimen

Le = Le = longitud efectiva

DirectDirect TensionTension TesterTester (DTT) (DTT) Para complementar el BBR en las pruebas de ligantes asfálticos a bajas temperaturas.La DTT se utiliza debido a la fluencia de rigidés S(t) medido por el BBR no es suficiente para predecir el craqueo térmico en algunos ligantes asfálticos que exhibe la fluencia de rigidez elevada (> 300 MPa).

��Comportamiento Basado en:Comportamiento Basado en:

�Rutting (Ahuellamiento)�Rotura por Fatiga�Rotura por Baja Temperatura

��Propiedades FPropiedades F íísicassicas

�Cambios de Temperatura�Medición de Ligantes Viejos

EspecificaciEspecificaci óón del n del LiganteLiganteAsfAsf ááltico ltico SuperpaveSuperpave


DeformaciDeformaci óón Pln Pl áásticastica

no recuperableno recuperable

Alto valorAlto valor indica indica Mejor ResistenciaMejor Resistencia

Medido por G*/ Medido por G*/ Sin Sin δδδδδδδδ

MMóódulo de dulo de Resistencia a la Resistencia a la Carga de TrCarga de Tr ááficofico

Resistencia a la EnergResistencia a la Energ íía a DisipadaDisipada

MenorMenor valor valor indica indica Mejor ResistenciaMejor Resistencia

Medido por G*. Medido por G*. Sin Sin δδδδδδδδ

MMóódulo de dulo de Resistencia a la Resistencia a la

FatigaFatiga

Deslizamiento de la RigidezDeslizamiento de la RigidezValor Valor ““ mm”” (Pendiente de la curva) Valor (Pendiente de la curva) Valor

““ SS”” (Valor de la Rigidez)(Valor de la Rigidez)



Evaluación de Propiedades como SUPERPAVE:

Las propiedades del Ligante Asfáltico (CAP) a evaluar como especificación SUPERPAVE son:

Módulo de Resistencia a la Carga de Tráfico:

(G*/ Sin δ) > 1.0 δ) > 1.0 δ) > 1.0 δ) > 1.0 Kpa : para CAP vírgen

(G*/ Sin δ) > 2.2 δ) > 2.2 δ) > 2.2 δ) > 2.2 Kpa : para CAP envejecido después de RTFOT

Módulo de Resistencia a la Fatiga:

(G*. Sin δ) δ) δ) δ) Μáx. 5,000 5,000 5,000 5,000 Kpa : para CAP envejecido después RTFOT


�� Razón Logarítmica De Rigides

�� Deslizamiento de Rigides

��Módulo de Resistencia a la Carga de Tráfico

��Módulo de Resistencia a la Fatiga

��Módulo de Resistencia a la Carga de Tráfico

��Viscosidad Rotacional


Año 2008 Año 2004 Año 2001 Año 2008 Año 2004 Año 2001

Penetración ---> PEN

40/50

PEN

40/50

PEN

40/50

PEN

60/70

PEN

60/70

PEN

60/70

Performance Grade, PG M 320, Tabla 1 PG 76 -22 PG70 -22 PG 76 -16 PG 64 -22 PG64 -22 PG64 -22

“True” Performance Grade, PG

M 320 Tabla 2 PG 76 -28 PG72 -24 PG 76 -18 PG 68 -28 PG66 -27 PG68 -25

Rango Efectivo Temperatura. °C 104.2 96 94 98.7 7 93

(G*/ Sin δ) δ) δ) δ) −−−− Virgen > 1.0 > 1.0 > 1.0 > 1.0 Kpa 1.040 a

76°C

1.519 a

76°C

1.053 a

76°C

1.510 a

64°C

1.217 a

64°C

1.586 a

64°C

(G*/ Sin δ) δ) δ) δ) −−−− Envejecido RTFOT

> 2.2 > 2.2 > 2.2 > 2.2 Kpa 4.220 a

76°C

2.684 a

76°C

5.761 a

76°C

6.360 a

64°C

3.121 a

70°C

5.452 a

64°C

(G*. Sin δ) δ) δ) δ) −−−− Envejecido RTFOT

Μáx. 5,000 5,000 5,000 5,000 Kpa 4,030 a

22°C

4,752 a

22°C

1,490.2 a

34°C

3,790 a

22°C

4,859 a

19°C

2567 a

25°C

Cracking Crítico Temperatura. °C -28.2 -22.7 -25 -26.1 -25.1 -26

CEMENTOS ASFALTICOS “SUPERPAVE” PETROPERU - EVOLUCIO N HISTORICA


CEMENTOS ASFALTICOS “SUPERPAVE” PETROPERU - REFINERI A CONCHAN

Año 2008 Año 2004 Año 2001 Año 2008 Año 2004 Año 2001

Penetración ---> PEN 85/100 PEN

85/100

PEN

85/100

PEN

120/150

PEN

120/150

PEN

120/150

Performance Grade, PG M 320, Tabla

1

PG 58 -28 PG58 -28 PG 58 -28 PG 58 -28 PG58 -28 PG58 -28

“True” Performance Grade, PG

M 320 Tabla

2

PG 63 -28.7 PG61 -30 PG63 -28 PG 58 -31.2 PG59 -29 PG58 -28

Rango Efectivo Temperat. °C 91.7 91 91 89.2 88 86

(G*/ Sin δ) δ) δ) δ) −−−− Virgen > 1.0 > 1.0 > 1.0 > 1.0 Kpa 1.870 a

58°C

1.479 a

58°C

2.042 a

58°C

1.080 a

58°C

0.555 a

64°C

1.008 a

58°C

(G*/ Sin δ) δ) δ) δ) −−−− Envejecido RTFOT

> 2.2 > 2.2 > 2.2 > 2.2 Kpa 8.610 a

58°C

3.112 a

64°C

7.35 a

58°C

4.360 a

58°C

3.141 a

64°C

4.328 a

58°C

(G*. Sin δ) δ) δ) δ) −−−− Envejecido RTFOT

Μáx. 5,000 5,000 5,000 5,000 Kpa

4,950 a

16°C 3,765 a 19°C

3,868 a 19°C

4,350 a

13°C

4,734 a

16°C

4,570 a

16°C

Cracking Crítico Temperat. °C -26.3 -28.6 -29 -33.7 -28.1 -30


CEMENTOS ASFALTICO PEN 85/100 “SUPERPAVE” PETROPERUREFINERIA CONCHAN

4,307 a 16°C

37.7 a 58°C3.32 a 88°C

15.02 a 58°C1.03 a 88°C

122

-

PG88 -34

PEN 85/100Modif. SBS

Año 2010Octubre

Año 2010Octubre

Año 2008 Año 2004 Año 2001

Penetración ---> PEN 85/100 PEN 85/100 PEN 85/100 PEN 85/100

Performance Grade, PG M 320, Tabla 1 PG 64 -28 PG 58 -28 PG58 -28 PG 58 -28

“True” Performance Grade, PG M 320 Tabla 2 - PG 63 -28.7 PG61 -30 PG63 -28

Rango Efectivo Temperat. °C 92 91.7 91 91

(G*/ Sin δ) δ) δ) δ) −−−− Virgen > 1. 0 > 1. 0 > 1. 0 > 1. 0 Kpa 2.2 a 58°C1.03 a 64°C

1.870

a 58°C

1.479

a 58°C

2.042

a 58°C

(G*/ Sin δ) δ) δ) δ) −−−− Envejecido RTFOT > 2.2 > 2.2 > 2.2 > 2.2 Kpa 10.92a 58°C

8.610

a 58°C

3.112

a 64°C

7.35

a 58°C

(G*. Sin δ) δ) δ) δ) −−−− Envejecido RTFOT Μáx. 5,000 5,000 5,000 5,000 Kpa 4,811 a 16°C

4,950

a 16°C3,765

a 19°C3,868 a 19°C

Cracking Crítico Temperat. °C -27 -26.3 -28.6 -29

Desarrollado con Equipos SUPERPAVEDe Refinería Talara de PETROPERU


CONCLUSIONESCONCLUSIONES

�PETROPERU mantiene la calidad de la “Dieta de crudos” que procesa en Refinería Conchán, por lo que los valores de los ensayos Superpaverealizados en CA. PEN 85/100 se mantienen.

�Los ensayos realizados de SUPERPAVE a los cementos asfálticos de Refinería Conchán, cumplen todas la especificación SUPERPAVE.

�El “Delta Térmico” (suma de los grados de alta y baja temperatura) de los diferentes grados de performance mostrados son mayores a 91.

�Los ensayos de especificación Superpave y Modificado con Polímero SBS de los cementos Asfálticos, señalan una nueva visión de evaluación de las propiedades mecanísticas y de desempeño del ligante asfáltico.

�La presencia de polímero SBS modifica las propiedades del CAP: incrementa Pto. Ablandamiento, mejora la recuperación elástica, baja la penetración. Asímismo, mejora los Módulos de Resistencia a la Carga de Tráfico y la Resistencia a la fatiga.


[email protected]@petroperu.com.pe

GRACIAS……y !

Hasta la Próximo Congreso !

Preparado por: Ing. Ricardo Bisso

Ing. Wilfredo Escobar

Unidad de Servicios TécnicosDpto. Ventas Industria

PETROPERU

Bibliografía: Pavement Tools Consortium's (PTC) Inte ractive Pavement GuideCertificados de calidad PRI Technologies Inc.

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