UNIVERSIDAD DE SAN MARTIN DE 
PORRES 
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL 
CURSO: PAVIMENTOS 
CAPITULO IV.- MATERIALES...
4.1.-ANTECEDENTES 
El asfalto es uno de los materiales mas antiguos utilizados como aglutinante o 
impermeabilizante. Las ...
4.2.-Definiciones 
Asfalto 
ASTM lo define como un material cementante, de color 0scuro y de consistencia variable, 
cuya ...
Los Asfaltos son materiales aglutinantes de color oscuro, constituido por mezcla compleja de 
hidrocarburos no volatiles d...
4.3. REFINAMIENTO DEL PETROLEO 
Si se tuviese en un deposito alcohol y agua y este se llevase a calentar, a 72 ºC aprox, e...
1.5MATERIALES BITUMINOSOS 
a) Cementos Asfalticos 
b) Asfaltos Líquidos 
ASFALTOS c) Asfaltos Emulsionados 
d) Asfaltos Mo...
a.- CEMENTOS ASFALTICOS 
Son hidrocarburos semisolidos cpn ciertas caracteristicas fisico quimicas que los hacen 
buenos a...
Además el Instituto tiene especificaciones para un Cemento Asfaltico de penetración comprendida 
en el margen 40 – 50 que ...
GRADOS DE ASFALTO RECOMENDADOS PARA DIFERENTES 
CONDICIONES VARIADAS DE TEMPERATURA 
CONDICIONES DE TEMPERATURA GRADOS DE ...
CEMENTOS ASFALTICOS (REPSOL) 
Estos materiales que se utilizan en aplicaciones viales como mezclas asfálticas en caliente ...
b.- ASFALTO LIQUIDO (CUT – BACKS9 
Es un Cemento Asfaltico licuado mediante la adición de un fluidificante(destilado de 
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ASFALTOS LIQUIDOS (DILUIDOS – REPSOL) 
Estos materiales están constituidos por mezclas de cementos asfalticos y solventes ...
ASFALTOS LIQUIDOS 
RC – 70 
RC – 250 
RC – Curado Rápido Solvente Gasolina (20%) RC-800 
RC – 3000 
MC - 30 
MC – 70 
MC –...
En el Peru se producen: 
RC – 250 , RC – 500 : El No. Indica su viscosidad en SSF (Segundos Saybolt Furol) 
MC -30 , MC – ...
c.- Asfaltos Emulsionados. 
Es una emulsión de Cemento Asfaltico y agua conteniendo una pequeña cantidad de agente 
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c.1.- AGENTES EMULSIONANTES 
Son cuerpos tenso-activos que mezclados con la fase acuosa, forman alrededor de las gotas 
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EMULSIONES ASFALTICAS ANIONICA 
RS – 1 Penetración tratamientos superficiales 
RS – 2 Tratamientos superficiales 
MS - 2 A...
d.- ASFALTOS MODIFICADOS 
La modificación del Asfalto con la incorporación de polímeros da por resultado ligantes con 
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POLIMEROS 
Los polímeros son sustancias formadas por la unión de cientos o miles de moléculas 
pequeñas, llamadas monómero...
e.- ASFALTOS ESPUMADOS 
Cuando una cantidad de agua fría medida cuidosamente es introducida dentro del Asfalto 
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ENSAYOS DE LOS ASFALTOS 
Las especificaciones de los asfaltos incluyen una serie de características mínimas, medida 
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ENSAYOS COMPLEMENTARIOS 
 Susceptibilidad Térmica 
 Temperatura de Aplicación 
 Modulo de Rigidez 
 Ensayo de Durabili...
PRUEBA DE PENETRACION(PENETROMETRO) 
E s un ensayo que permite reconocer los diferentes tipo de concreto Asfaltico. 
El en...
RIEGOS ASFALTICOS 
IMPRIMACION 
Es un riego de Asfalto diluido que se coloca sobre la superficie de la base a fin de 
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La limpieza del área a imprimar se hara mediante Barredora mecánica o soplador mecánico. 
La temperatura a la cual se some...
RIEGO DE LIGA.- 
Es la imprimación sobre un pavimento asfaltico antiguo. En este caso se usa el RC, porque ya 
no se neces...
MEZCLAS BITUMINOSAS 
1.- CARPETA DE DESGASTE O SELLO.- 
Esta formado por una aplicación bituminosa de asfalto o alquitrán ...
2.-TRATAMIENTOS SUPERFICIALES 
Consisten en sucesivas aplicaciones de Asfalto(cubiertos) con áridos. 
De acuerdo al numero...
ETAPAS DE UN TRATAMIENTO SUPERFICIAL 
 BARRIDO 
 IMPRIMACION ( RC – 250 + 20 % KI) 
 ENDURECIMIENTO (2 - 4 horas) 
 AP...
3.- MACADAM DE PENETRACION 
Son sucesivas capa de material pétreo y asfalto regado a presión, el que se introduce en los 
...
4.- MEZCLAS ASFALTICAS 
Elaboradas «en planta» y se aplican en Frio o en Caliente. 
Dan origen a las llamada Carpetas Asfá...
MEZCLAS EN FRIO 
MEZCLA ASFALTICA = AGREGADO + LIGANTE 
PIEDRA 
AGREGADO + 
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LIGANTE ASFALTO LIGUIDO 
Debe efectuars...
GRANULOMETRIA RECOMENDADA PARA MEZCLAS EN FRIO 
MALLA % QUE PASA 
1» 100 
¾» 95-100 
½» 75-90 
3/8» 65-85 
4 50-70 
10 35-...
MEZCLAS EN CALIENTE 
Están conformadas por: 
MEZCLA ASFALTICA = AGREGADOS + LIGENTE 
PIEDRA 
AGREGADOS ARENA 
FILLER 
LIGA...
Es necesario que el material pétreo o agregado tenga una buena resistencia (porcentaje de 
desgaste, según la prueba «Los ...
Según el I.A: 
Material Grueso Mat. Retenido en el tamiz No 8 
Material Fino Pasa tamiz No 8 y es retenido en el No 200 
M...
VALORACION DE LOS AGREGADOS 
 Granulometría 
 Resistencia al desgaste 
 Limpieza y pureza. 
 Estabilidad 
 Fricción I...
DISEÑO DE MEZCLAS ASFALTICAS 
El factor mas importante en el diseño de mezclas asfálticas es la relación Asfalto – Agregad...
Esta formula se basa en los pesos específicos del agregado comprendidos entre 2.60 y 2.70. 
Para los asfaltos líquidos del...
METODO DEL INDICE ASFALTICO 
Este procedimiento es aplicable a materiales graduados que contienen cierta cantidad de 
fino...
Grava angulosa o redonda , triturada 
De baja absorción 0,0060 
Grava Angulosa o redondeada de alta 
Absorción y roca trit...
Solución.- 
Como el agregado es roca triturada de alta absorción , el índice asfaltico será 0.0080 
P= 0.008(0.41x31 + 2.0...
Para calcular la cantidad de Asfalto se usa la siguiente formula. 
P = 2.65 x Constante de Área x Índice Asfaltico x 100/P...
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  1. 1. UNIVERSIDAD DE SAN MARTIN DE PORRES ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: PAVIMENTOS CAPITULO IV.- MATERIALES ASFALTICOS DOCENTE: ING. CIVIL WESLEY SALAZAR BRAVO REG.CIP No 25386
  2. 2. 4.1.-ANTECEDENTES El asfalto es uno de los materiales mas antiguos utilizados como aglutinante o impermeabilizante. Las primeras carreteras pavimentadas en los EE.UU fueron en la Av. Pennsylvania frente a la Casa Blanca. El asfalto usado fue natural proveniente de la Isla Trinidad en las costas de Venezuela. La otra fuente se encuentra en Bermudas Venezuela Los asfaltos naturales se encuentran en depresiones de la corteza terrestre formando los lagos de asfalto o aparecen impregnados en calizas, formaciones de areniscas o similares formando las llamadas rocas asfalticas,tambien se encuentran mezclados por impurezas minerales. Durante 1800 y 1900 la demanda de las carreteras pavimentadas se incremento tan rápido que la extracción y transporte desde los lagos de asfalto hasta la obra, fue limitando la construcción de estos pavimentos. Se tuvo que considerar otra fuente para producir asfalto, es así que la mayoría de los asfaltos utilizados en la actualidad son provenientes del refine del Petróleo ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  3. 3. 4.2.-Definiciones Asfalto ASTM lo define como un material cementante, de color 0scuro y de consistencia variable, cuya rigidez de la temperatura en que se encuentre. A temperatura ambiente el asfalto es solido o semisólido, y cuando su temperatura se eleva se vuelve liquido, esta condición permite que los agregados sean cubiertos completamente , durante la mezcla. El asfalto usado en pavimentación, generalmente llamado cemento asfaltico, a altas temperaturas (135ºC) es poco rígido, condición que permite que se adhiere fácilmente a las partículas del agregado y, por lo tanto es un excelente cemento que une los agregados en mezclas en caliente. El cemento asfaltico también es usado como impermeabilizante y no es afectado por los ácidos, los álcalis (bases) o las sales. Esto significa que un pavimento de concreto asfaltico construido adecuadamente es impermeable y resiste a muchos tipos de daño químico. El asfalto al entrar en contacto con el oxigeno del medio ambiente reacciona, perdiendo sus propiedades elásticas y volviéndose duro y frágil . Esta es una de las características del estado que trata de retardarse ,pero que se desarrolla con el tiempo. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  4. 4. Los Asfaltos son materiales aglutinantes de color oscuro, constituido por mezcla compleja de hidrocarburos no volatiles de elevado peso molecular. ASTM(Sociedad Americana de Prueba de Materiales) El asfakto es un material de particular interez para el Ingeniero porrque es un aglomerante resistente, muy adhesivo, altamente impermeable y duradero. Es una sustancia plastica que da flexibilidad controlable a la mezcla de aridos con los que se combina usualmente. Ademas es altamente reistente a la mayor parte de los acidos, alcalis y sales. Los Asfaltos naturales pueden encontrarse en depresiones de la corteza terrestre constituyendo las «rocas de asfalto» o aparecen impregnadas en poros de rocas formando las llamadas «Rocas Asfalticas», se encuentran tambien mezclados con impuresas minerales Actualmente la mayot parte del asfalto producido y empleado en el mundo es extraido del petroleo, del cual es obtenido excento de impurezas, siendo completamente soluble en bisulfuro de carbono o tetracloruro de carbono ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  5. 5. 4.3. REFINAMIENTO DEL PETROLEO Si se tuviese en un deposito alcohol y agua y este se llevase a calentar, a 72 ºC aprox, el alcohol comenzara a evaporarse. Cuando la temperatura alcanza los 100ºC el agua se evaporara. De manera similar se refina el petróleo Mediante el incremento paulatino de temperatura el crudo del petróleo se descompone liberando los solventes mas livianos, como la gasolina, el kerosene y el diesel. Para separar destilados mas pesados, no solo es necesario incrementar la temperatura sino someterlo a vacío. Luego de un periodo de tiempo se obtiene el cemento asfaltico. Si el cemento asfaltico se combina con algún solvente se obtienen los asfaltos diluidos o cutbaks. Así, si el asfalto se combina con gasolina será asfalto de curado rápido(Rapid Cured,RC), si se combina con kerosene será el curado medio (Medium Cured, MC) y con diesel del curado lento (Slow Cured, SC) Si el cemento asfaltico se combina con agua y un agente emulsificante se obtienen los asfaltos emulsificados. Tanto en el caso de los asfaltos diluidos como los asfaltos emulsificados , el objetivo es darle trabajabilidad al cemento asfaltico. Puesto que en esta condición los asfaltos pueden trabajarse a temperaturas que van de 60º a 20ºC, respectivamente. Luego de la colocación de la mezcla el solvente o el agua se evapora y quedara el asfalto solo . Por lo tanto es importante conocer el comportamiento mecánico del cemento asfaltico. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  6. 6. 1.5MATERIALES BITUMINOSOS a) Cementos Asfalticos b) Asfaltos Líquidos ASFALTOS c) Asfaltos Emulsionados d) Asfaltos Modificados e( Asfaltos Espumados a) Alquitrán BREAS b) Breas ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  7. 7. a.- CEMENTOS ASFALTICOS Son hidrocarburos semisolidos cpn ciertas caracteristicas fisico quimicas que los hacen buenos agentes cementantes Tambien son muy viscosos, y cuando se usan como cementantes para los agregados en la construccion de los pavimentos, es necesario calentar tanto los agregados como el cemento Asfaltico antes de mezclar los dos materiales El grado especifico del Cemento Asfaltico, se designa por su penetracion y su viscosidad, los cuales dan una indicacion de la consistencia del material para una temperatura dada. El grado mas suave que se usa para laconstruccion de carreteras tiene un valor de penetracion de 200 a 300 (i el mas duro tiene una penetracion de 60-70) El Instituto del Asfalto ha adoptado cuatro grados de Cemento Asfaltico con penetraciones dentro de los margenes siguientes- 40 - 50 60 - 70 85 - 100 120 - 150 200 - 300 ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  8. 8. Además el Instituto tiene especificaciones para un Cemento Asfaltico de penetración comprendida en el margen 40 – 50 que se usa en aplicaciones especiales e industriales. Los asfaltos así obtenidos son demandados con la siguiente nomenclatura. CAP - PEN : 60/70 (PENETRACION 60 – 70) CAP - PEN : 85/100 (PENETRACION 85 – 100) PETROPERU, produce los siguientes tipos de Cementos Asfalticos. Tipo Penetración a 25º C 1 40 – 50 PEN 2 60 – 70 PEN 3 85 – 100 PEN 4 120 – 150 PEN A pedido de los clientes se ofrecen Cementos Asfalticos 10/20 PEN y 20/30 PEN El Cemento Asfaltico (CA), tiene : Poder Cementante Poder Ligante Viscosidades - Absoluta y Dinámica (Poise) - Cinemática (Centistikes9 ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  9. 9. GRADOS DE ASFALTO RECOMENDADOS PARA DIFERENTES CONDICIONES VARIADAS DE TEMPERATURA CONDICIONES DE TEMPERATURA GRADOS DE ASFALTO Frio, temperatura media anual del aire PEN 120/150, 85/100 menor o igual a 7 ºC Templado, temperatura media anual del aire entre 7ºC y 24ºC PEN 85/100, 60/70 Caliente, temperatura media anual del aire mayor o igual a 24ºC PEN 60/70 , 40/50 ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  10. 10. CEMENTOS ASFALTICOS (REPSOL) Estos materiales que se utilizan en aplicaciones viales como mezclas asfálticas en caliente , son solidos a temperatura ambiente y se clasifican en diferentes grados según su consistencia , considerando para tal clasificación la medida de la penetración a 25 ° C. Son recomendados para la construcción de carreteras, autopistas, caminos y demás vías. Forman parte de las distintas capas asfálticas entre las cuales se encuentra la carpeta asfáltica de rodadura a la que brindan propiedades de impermeabilidad, flexibilidad y durabilidad aun en presencia de los diferentes agentes externos tales como Clima, la Altura, la Temperatura y el Transito. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  11. 11. b.- ASFALTO LIQUIDO (CUT – BACKS9 Es un Cemento Asfaltico licuado mediante la adición de un fluidificante(destilado de petróleo ligero y volátil) cuando se halla expuesto a la intemperie, se evapora el destilado volátil, quedando únicamente el Cemento Asfaltico. Hay tres tipos: de cura rápida RC, mediana MC y lenta SC. Se obtiene diluyendo un Cemento Asfaltico en un derivado de la destilación del Petróleo, el cual es eliminado por exposición a las condiciones atmosféricas dejando como remanente el Cemento Original. Diluyente: Gasolina. Petróleo, Kerosene Industrial. Toda carpeta asfáltica en frio debe sellarse con sello Asfaltico ( se realiza después de 30 días) ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  12. 12. ASFALTOS LIQUIDOS (DILUIDOS – REPSOL) Estos materiales están constituidos por mezclas de cementos asfalticos y solventes hidrocarbonados de diferentes rangos de destilación, que le imparten a los asfaltos diluidos sus distintos tiempos de curado. S e trata de productos líquidos a temperatura ambiente y que se aplican en frio. Los mas utilizados son los de Curado Medio(MC) y los de curado Rápido (RC). Son recomendados con demostrados y excelentes resultados en imprimaciones, lechadas asfálticas, riegos de liga, tratamientos superficiales y en superficies con necesidades de impermeabilización ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  13. 13. ASFALTOS LIQUIDOS RC – 70 RC – 250 RC – Curado Rápido Solvente Gasolina (20%) RC-800 RC – 3000 MC - 30 MC – 70 MC – Curado Medio Solvente Kerosene (30%) MC – 250 MC – 800 MC - 3000 SC – 70 SC – Curado Lento Solvente Petróleo (35%) SC – 800 SC - 3000 ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  14. 14. En el Peru se producen: RC – 250 , RC – 500 : El No. Indica su viscosidad en SSF (Segundos Saybolt Furol) MC -30 , MC – 70 : El No. Indica su viscosidad en SSF (Segundos Saybolt Furol) En Brasil se producen MC – 30 , MC – 70 : El No. Indica su viscosidad en SSF (Segundos Saybolt Furol)  Generalmente RC para carpeta asfaltica y MC para sello  El Sello se realiza con RC -250 El liquido se coloca sobre el pavimento limpio, sopleteado luego se coloca arena gruesa limpia para luego pasarle rodillo enumatico. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  15. 15. c.- Asfaltos Emulsionados. Es una emulsión de Cemento Asfaltico y agua conteniendo una pequeña cantidad de agente emulsivo en cantidades de 0.5 a 2 % en peso Con el objeto de poder emplear los productos bituminosos en frio, lo que facilita mucho su aplicación en obra, se ha recurrido al uso de emulsiones. Emulsión es una dispersión en forma de pequeñísimas gotas de un liquido en otro en el cual no es miscible, tiene dos fases, una continua o fase externa y otra dispersa o interna Es fácil conseguir la emulsión de un producto bituminoso en agua; solo es necesario calentarlo suficientemente para lograr que tenga la fluidez precisa y mezclarlo con agua también caliente, agitándola enérgicamente; el betún se dividirá en glóbulos cada vez mas finos a medida que la agitación sea mas fuerte, lográndose un conjunto suficientemente homogéneo. Pero la emulsión así fabricada no será estable; cuando al cesar la agitación, dos glóbulos de la fase dispersa se encuentren, se unirán por su afinidad química y al cabo de poco tiempo, la dispersión habría desaparecido; es necesario emplear un agente emulsionante, cuerpo protector que además de ayudar a la dispersión del betún, evite la unión de los glóbulos hasta que la emulsión rompa una vez empleada en obra. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  16. 16. c.1.- AGENTES EMULSIONANTES Son cuerpos tenso-activos que mezclados con la fase acuosa, forman alrededor de las gotas de emisión una película ligerísima que produce una disminución de la tensión superficial de los glóbulos del betún y un aumento del grado de dispersión de la fase interna. Como productos emulsionantes se tiene:  Cuerpos alcalinos, como los jabones de ácidos grasos  Carbonato de sodio  Cuerpos de estructura coloidal, como el almidón, silicato de sodio, acido naftenico, gomas, etc. c.2.- TIPONADOSS DE ASFALTOS EMULSIONADOS Hay tres tipos de asfaltos emulsionados que se conocen por la rapidez relativa con que se presenta el fenómeno de rotura.  Rotura Rápida o RS (Rapid – Setting)  Rotura Media o Ms (Medium – Setting)  Rotura Lenta o SS (Slow – Setting) Las emulsiones se clasifican en Anionicas rotura por evaporación del agua y Catiónicas por contacto con agregados ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  17. 17. EMULSIONES ASFALTICAS ANIONICA RS – 1 Penetración tratamientos superficiales RS – 2 Tratamientos superficiales MS - 2 Agregado grueso SS - 1 Se emplea con agregad SS – 1H Capas de sellado EMULSIONES ASFALTICAS CATIONICAS RS -2K RS – 3K MS – K SS – K SS - KH ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  18. 18. d.- ASFALTOS MODIFICADOS La modificación del Asfalto con la incorporación de polímeros da por resultado ligantes con extraordinarias características de elasticidad, adherencia y cohesión a un costo competitivo Beneficios que se buscan con la modificación del asfalto  Aumentar la rigidez a altas temperaturas  Reducir la rigidez a bajas temperaturas  Aumentar la resistencia a la fatiga de las mezclas  Mejorar la adhesión con los agregados pétreos  Mejorar la cohesión, brindando mejor retención de los agregados en la vida inicial de los tratamientos superficiales  Reducir el endurecimiento en servicio  Disminuir la susceptibilidad térmica en el rango de temperatura de servicio  Aumentar la viscosidad a bajas velocidades de corte , permitiendo mejores espesores de película en el agregado de las mezclas abiertas y reduciendo la exudación en tratamientos superficiales. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  19. 19. POLIMEROS Los polímeros son sustancias formadas por la unión de cientos o miles de moléculas pequeñas, llamadas monómeros. La gran diversidad de materiales poliméricos hace que su clasificación y sistematización sea difícil; pero atendiendo a su estructura y propiedades, se clasifican para uso vial como se presenta en la siguiente tabla: Resinas Epoxi TERMO - ENDURECIBLES Poliuretanos Poliésteres polietileno Polipropileno PLASTOMEROS E.V.A (etileno-acetato de vinilo) PVC (policloruro de vinilo) TERMO - PLASTICOS S.B.R (estireno – butadieno) ELASTOMEROS Cauchos Naturales: Isopreno Cauchos Artificiales: Ne0preno S.B.S (estireno-butadieno, estireno) ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  20. 20. e.- ASFALTOS ESPUMADOS Cuando una cantidad de agua fría medida cuidosamente es introducida dentro del Asfalto caliente se forma una espuma , incrementando su volumen y su energía superficial. Esto facilita que se mezclen el duro asfalto vial junto con los fríos y húmedos agregados, sin tener que llegar a adicionarle con un solvente el costo de la dilución del aglomerante, o de la emulsión. En el proceso de espumado, la viscosidad del asfalto se reduce enormemente, permitiéndole que se disperse apropiadamente a travez del agregado Se utiliza en el reciclaje en frio así como en la estabilización de suelos El asfalto espumado ha sido usado exitosamente a nivel mundial en el tratamiento de variados materiales , desde dunas de arenas sin cohesión, gravas naturales , moliendas de asfalto recuperado, hasta agregados triturados.- ALQUITRAN.- Es un material bituminoso viscoso, fluido, obtenido por destilación destructiva de materiales orgánicos como : Carbón, lignito, madera y material vegetal. La palabra Alquitrán debe ir siempre acompañada del nombre de la materia de la cual es extraído. El residuo es la brea. Alquitrán de Carbón Alquitrán de Gas de Petróleo ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  21. 21. ENSAYOS DE LOS ASFALTOS Las especificaciones de los asfaltos incluyen una serie de características mínimas, medida por una serie de ensayos , mediante las cuales puede garantizarse la calidad del material; sin embargo, puede darse el caso que dos asfaltos que cumplen correctamente con las especificaciones técnicas , tengan otras propiedades de comportamiento que no son detectadas por los ensayos de especificaciones, de allí que no siempre una especificación permite distinguir entre dos asfaltos, cual de ellos es mejor, por lo tanto, es necesario la realización de otros ensayos, que complementan a las especificaciones. ENSAYOS DE LAS ESPECIFICACIONES 1. Penetración AASHTO T-49 y ASTM D5 2. Viscosidad AASHTO T-54 y ASTM D88 – D224 3. Flotador AASHTO T-50 y ASTM D139 4. Destilación AASHTO T-78 y ASTM D402 5. Punto de Inflamación AASHTO T-48 y ASTM D92 6. Perdida por Calentamiento ASTM D6 7. Peso Especifico AASHTO T-43 y ASTM D70 8. Punto de Ablandamiento AASHTO T-53 y ASTM D36 9. Solubilidad AASHTO T-44 y ASTM D4 10. Ductilidad AASHTO T-51 y ASTM D113 ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  22. 22. ENSAYOS COMPLEMENTARIOS  Susceptibilidad Térmica  Temperatura de Aplicación  Modulo de Rigidez  Ensayo de Durabilidad (Propiedades cohesivas y cementantes , vida útil) Tener presente que la clasificación de los Cementos Asfalticos se da por su ensayo de penetración y para los asfaltos líquidos por la viscosidad cinemática a 60 º C Ubicación de las refinería de Petróleo en el Perú Talara Pariñas Piura Conchan Km 26.5 Panamericana Sur Lurín – Lima Refinería de Iquitos Maynas Loreto Iquitos Refinería el Milagro Utcubamba – Amazonas. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  23. 23. PRUEBA DE PENETRACION(PENETROMETRO) E s un ensayo que permite reconocer los diferentes tipo de concreto Asfaltico. El ensayo de penetración determina la dureza o consistencia relativa de un cemento asfaltico midiendo la distancia que una aguja normalizada penetra verticalmente en una muestra de Asfalto en condiciones especificas de temperatura , carga y tiempo. Cuando no se menciona específicamente otras condiciones, se entiende que la medida de penetración se hace a 25 ºC, que la aguja esta cargada con 100 gramos y que la carga se aplica durante 5 segundos Aparatos y procedimientos se describen en el método AASHTO T-49 y en el ASTM –D5 Cemento Asfaltico 25º C Inicio Penetración en decimas de mm Cemento Asfaltico 25º C Termino 100 g 100 g T = 5 seg ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  24. 24. RIEGOS ASFALTICOS IMPRIMACION Es un riego de Asfalto diluido que se coloca sobre la superficie de la base a fin de impermeabilizarla. Generalmente se usan los tipos de asfaltos diluidos MC (Curado Medio) para que demore en fraguar y tenga tiempo de penetrar en los poros del afirmado (MC-30) En el Perú normalmente nos vemos obligados a imprimar con RC-250, agregándosele un 10 % de kerosene También se puede utilizar alquitranes RT o emulsiones (RS) Su aplicación se efectúa con tanque regador a lo largo de su barra esparcidora en una cantidad aproximada de 1 a 2 litros/m2 de acuerdo a la porosidad del material granular. La capa de imprimación debe ser aplicada solamente cuando la temperatura atmosférica esta por encima de los 15 ºC, la superficie del camino este razonablemente seca y las condiciones climatéricas, en opinión del ingeniero sean favorables. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  25. 25. La limpieza del área a imprimar se hara mediante Barredora mecánica o soplador mecánico. La temperatura a la cual se someterá el asfalto diluido para la imprimación es del orden de: MC 70º 140º F RC-250 140º 210º F El área imprimada debe airearse sin ser arenada por un termino de 24 horas. Si el clima es frio o si el material de imprimación no ha penetrado completamente en la superficie de la base , un periodo mas largo de tiempo podrá ser necesario. Cualquier área de superficie imprimada que resulte dañada por el trafico de vehículos o por otra causa deberá ser reparada antes que la capa superficial sea colocada El material de secado deberá ser arena limpia, seca y libre de arcilla. Imprimación Base Sub Base ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  26. 26. RIEGO DE LIGA.- Es la imprimación sobre un pavimento asfaltico antiguo. En este caso se usa el RC, porque ya no se necesita tanta penetración. Puede ser un RC-70, RC – 250, un alquitrán o una emulsión RS-1 Proporción ½ Lit/M2. La finalidad de un riego de liga es asegurar la adherencia entre la superficie vieja y la nueva capa asfáltica, debe ser muy delgada y cubrir uniformemente el área a pavimentar Base Sub Base Carpeta Asfáltica Antigua Riego de Liga ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  27. 27. MEZCLAS BITUMINOSAS 1.- CARPETA DE DESGASTE O SELLO.- Esta formado por una aplicación bituminosa de asfalto o alquitrán y tiene por objeto sellar la superficie pavimentada, impermeabilizándola, a fin de evitar la infiltración de las aguas de lluvia. Además protege la capa de rodamiento contra la acción abrasiva de las ruedas de los vehículos Los materiales bituminosos que se emplean pueden ser asfaltos líquidos, emulsionados o de penetración y alquitranes. Estos materiales son aplicados por medio de un distribuidor a presión, en cantidades que varían de 0.5 q 1,5 lit/m2 según las características de las capas de sello. Los sellos pueden o no llevar una cubierta secante de arena, o agregado fino. En este caso de colocarse cubierta de material pétreo, la cantidad a emplearse varia generalmente entre 5 y 10 kg/cm2. Se esparce con camión de tolva pero en «marcha atrás», para evitar que se «levante» el asfalto. El sellado se hace después de 2,3 0 4 años para conservar el pavimento. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  28. 28. 2.-TRATAMIENTOS SUPERFICIALES Consisten en sucesivas aplicaciones de Asfalto(cubiertos) con áridos. De acuerdo al numero de aplicaciones de riegos de asfalto y de áridos, estos recubrimientos reciben el nombre de tratamientos superficiales simple, doble o triple. Los asfaltos y alquitranes que se emplean son los llamados líquidos o diluidos del tipo RC y RT El espesor de estas capas es de 1» Este tipo se emplea comúnmente para tratamiento ligero. El agregado debe ser uniforme para que pueda ser acomodado, por lo tanto tendrá una curva granulométrica «parada» porque casi todos sus elementos son del mismo diámetro. El tratamiento superficial es un pavimento económico, 4 – 6 años, generalmente donde existe un tráfico ligero. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  29. 29. ETAPAS DE UN TRATAMIENTO SUPERFICIAL  BARRIDO  IMPRIMACION ( RC – 250 + 20 % KI)  ENDURECIMIENTO (2 - 4 horas)  APLICACIÓN DEL LIGANTE( Riego Asfaltico RC – 250)  ESPARCIDO DEL AGREGADO ( Esparcidora o Manual)  RODILLO TANDEM ( 6 – 9 Ton)  RODILLO NEUMATICO ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  30. 30. 3.- MACADAM DE PENETRACION Son sucesivas capa de material pétreo y asfalto regado a presión, el que se introduce en los vacíos del agregado, procedimiento inverso a los tratamientos superficiales. El Macadam de Penetración es de difícil rodillado, antieconómico y se utiliza muy poco Los asfaltos que se emplean son aquellos cuya penetración esta comprendida entre 85/150. los alquitranes usados son los tipos mas viscoso. El espesor de estas capas varia entre 2.5» y 6» Se emplea como capa de superficie de carreteras de trafico media a pesado. Se emplean áridos gruesos de granulometría abierta que se producen usualmente machacando y tamizando piedras, escorias o grava de tamaño uniforme ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  31. 31. 4.- MEZCLAS ASFALTICAS Elaboradas «en planta» y se aplican en Frio o en Caliente. Dan origen a las llamada Carpetas Asfálticas, pueden usarse algunos asfaltos líquidos, pero preferentemente se emplean Cementos Asfalticos cuya penetración este comprendida entre 85 y 200. El espesor es generalmente mayor a 2» . Las capas formadas por las mezclas bituminoasa no deben tener espesores menores a 1», recomendándose 5» como espesor maxim0 Los áridos deben ser de buena calidad y estar conformado por piedra y arena a los mimos que se les debe hacer la prueba de Abrasión y de durabilidad. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  32. 32. MEZCLAS EN FRIO MEZCLA ASFALTICA = AGREGADO + LIGANTE PIEDRA AGREGADO + ARENA LIGANTE ASFALTO LIGUIDO Debe efectuarse estudios de los agregados a utilizar, determinando si granulometría a fi de usar los recomendados según el tipo de mezclas asfáltica requerida(curvas granulométricas) De acuerdo al Dosaje se utilizara el ligante al que se agrega en porcentaje al agregado para producir la mezcla. Existe el « Manual del Asfalto « a fin de determinar las características del mismo. Se recomienda utilizar el agregado grueso hasta el 50% de tamaño de lo que será la capa asfáltica. Ejemplo, si la superficie de rodadura es de 2», se usara piedra con tamaño máximo de 1». Las granulometrías pueden tener valores máximos y mínimos, siendo el promedio lo ideal. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  33. 33. GRANULOMETRIA RECOMENDADA PARA MEZCLAS EN FRIO MALLA % QUE PASA 1» 100 ¾» 95-100 ½» 75-90 3/8» 65-85 4 50-70 10 35-50 40 20-30 200 0-3 ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  34. 34. MEZCLAS EN CALIENTE Están conformadas por: MEZCLA ASFALTICA = AGREGADOS + LIGENTE PIEDRA AGREGADOS ARENA FILLER LIGANTE CEMENTO ASFALTICO FILLER.- Es un agregado fino que viene a ser un «Rellenador Mineral» que es lo que le falta al agregado para cerrar su granulometría. También se utiliza el «polvo mineral». Es recomendable que pase el 100% la malla No 40 y 50% la malla No 200; puede ser cemento portland, cualquier material fino no plástico que cumpla con los requisitos que exige la mezcla asfáltica. Las mezclas asfálticas en caliente, se usan como carpeta de 1», 2», 3» ,4» y hasta 5»; las de 1» se colocan como recubrimiento o repavimentación de pavimentos antiguos. Las de 4» y 5» normalmente se colocan en 2 capas y se preparan en plantas asfálticas especiales que alcanzan los 180º C y hasta 200ºC, produciendo de esta manera la mezcla asfáltica para ser transportada a obra. El filler no se calienta y entra en poca proporción. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  35. 35. Es necesario que el material pétreo o agregado tenga una buena resistencia (porcentaje de desgaste, según la prueba «Los Ángeles», menor del 40%) y este bien gradado. La granulometría que debe tener el del material pétreo dependerá del, tipo de asfalto y de la mezcla a emplearse . Las propiedades deseadas que debe tener una mezcla de concreto de cemento asfaltico para desarrollar un adecuado comportamiento en la carpeta asfáltica son:  Estabilidad  Durabilidad  Resistencia a la fatiga  Resistencia al deslizamiento  Trabajabilidad  Flexibilidad  Impermeabilidad Se puede considerar que la intemperie afecta mucho a la durabilidad y a la resistencia a la fatiga, debido a que el proceso de deterioro de estas propiedades esta relacionado con la evaluación del grado de oxidación y endurecimiento de cemento asfaltico, que se ve afectado principalmente por el porcentaje de vacíos obtenido en la mezcla asfáltica. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  36. 36. Según el I.A: Material Grueso Mat. Retenido en el tamiz No 8 Material Fino Pasa tamiz No 8 y es retenido en el No 200 Material Rellenados o Filler. Pasa No 200, no ser plástico. Piedra Triturada AGREGADO GRUESO Grava seleccionada o triturada Escoria Triturada Arenas de Bancos Arena de Rio Arena de mar AGREGADO FINO Arena de Dunas Residuo de piedra Polvo de Piedra Caliza Polvo de Pizarra LLENANTES MINERAL Polvo de roca sílice Sedimentos naturales Cementos Portland. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  37. 37. VALORACION DE LOS AGREGADOS  Granulometría  Resistencia al desgaste  Limpieza y pureza.  Estabilidad  Fricción Interna  Propiedades Superficiales. GRANULOMETRIA La granulometría de un agregado indica la distribución de esta en tamaños. Se determina haciendo pasar el material de muna serie de tamices, de abertura sucesivamente decreciente pasando el material retenido en cada uno de ellos y se expresa en porcentaje del peso de la mezcla original. De acuerdo al análisis granulométricos, los agregados pueden ser: - Material de Granulometría cerrada o densa. - Material de Granulometría abierta. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  38. 38. DISEÑO DE MEZCLAS ASFALTICAS El factor mas importante en el diseño de mezclas asfálticas es la relación Asfalto – Agregados, y las razones es porque en general, de esta relación dependen la estabilidad y durabilidad de la mezcla. En consecuencia conviene buscar un equilibrio entre estas cualidades de la mezclas, el que se consigue dejando en ella un determinada porosidad. Al preparar una mezcla asfáltica, debe controlarse, debidamente, la granulometría del agregado y el porcentaje de asfalto a emplearse. Seleccionado el agregado, se mezclara este con diferentes porcentajes de Asfalto. FORMULA DEL INSTITUTO DEL ASFALTO Relación empírica propuesta por el Instituto del Asfalto. P = 0,035a +o,o45b + 0.15c cuando 11-15 % pasa tamiz No 200 0.18c cuando 6 -10 % pasa tamiz No 200 + F 0.20c cuando 5% o menor, pasa tamiz No 200 Donde: P = Porcentaje de asfalto en peso del total de la mezcla a = Porcentaje de material grueso b = Porcentaje de arena c = Porcentaje de material que pasa tamiz No 200 F = Factor de corrección por absorción ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  39. 39. Esta formula se basa en los pesos específicos del agregado comprendidos entre 2.60 y 2.70. Para los asfaltos líquidos del grado SC 250 (cura lenta9, el coeficiente «a» deberá reducirse a 0.02. Para asfaltos mas pesados, deberán usarse valores comprendidos entre o,o2 y o,o35, dependiendo de la cantidad de asfalto residual. F es una constante que varia de 0,000 a 1,5% y ocasionalmente llega a 2.o% cuando el agregado es muy poroso. Generalmente el valor de F esta comprendido entre 0,7 y 1.0 %. Esta formula debe usarse únicamente cuando no haya posibilidad de contar con un equipo de laboratorio para determinar la cantidad de Asfalto a emplearse en el diseño de una mezcla. Ejemplo.- Calcular el porcentaje optimo teórico de Asfalto de una mezcla con agregados constituidos por piedra triturada de 63%, Arena 31% y limo arcilla de 6% P = 0.035 x 63 + 0.045 x 31 + 0.18 x 6 + 0.70 P = 5.38% Luego Agregado = 100 – 5.38 = 94.62 % Asfalto = 5.38% ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  40. 40. METODO DEL INDICE ASFALTICO Este procedimiento es aplicable a materiales graduados que contienen cierta cantidad de finos. Para calcular el contenido mínimo de asfalto se emplea la siguiente formula: P = n(0.41G ++ 2.05g + 15.38 A + 53.30 F) Donde: P= Porcentaje mínimo de Asfalto n = Índice Asfaltico según la absorción del material G = Porcentaje de material entre tamiz No ¾ y el No 4 G = Porcentaje de material entre tamiz No 4 y el No 40 A = Porcentaje de material entre el tamiz No 40 y el 200 F = Porcentaje de material que pasa el tamiz No 200 Los Índices Asfalticos mas comunes son : MATERIAL PETREO INDICE ASFALTICO Grava y Arena o material redondeado de baja absorción 0.oo55 ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  41. 41. Grava angulosa o redonda , triturada De baja absorción 0,0060 Grava Angulosa o redondeada de alta Absorción y roca triturada de mediana absorción 0,0070 Roca triturada de alta absorción 0.0080 Se considera absorción baja a la que es menos de 2%, absorción mediana la comprendida entre 2 y 4 % absorción alta a la mayor de 4% Esta forma de calcular el Asfalto se hace únicamente como guía para la determinación practica por medio de la prueba de compresión triaxial no confinada. Ejemplo. Calcular el porcentaje de Asfalto requerido para una mezcla con agregado que se ha obtenido por trituración de roca de alta absorción y con una granulometría de 31% material que pasa el tamiz ¾ y retenido en el No 4, 48% pasa el tamiz No 4 y retenido en el 40, , 16% pasa el tamiz No 40 y retenido en el No 200 y 5% que pasa el tamiz No 200 ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  42. 42. Solución.- Como el agregado es roca triturada de alta absorción , el índice asfaltico será 0.0080 P= 0.008(0.41x31 + 2.05x 48 + 15.38x16 +53.30x5) = 4.99% Luego el porcentaje en peso de Asfalto será de 5% METODO DE LAS AREAS SUPERFICIALES Este método, que también se llama Método Californiano, se funda en que, cada partícula del inerte (agregados) que debe ser recubierta por el asfalto, tiene una superficie determinada que depende del tamaño y forma de la partícula. En consecuencia para calcular el área superficial de un agregado se necesita conocer en la forma mas exacta posible su granulometría. Determinada el área superficial de un agregado, solo se necesita conocer la cantidad mas conveniente de asfalto que es necesario para cubrir la unidad de superficie. Esta cantidad es variable según la forma y la constitución del agregado y se llama Índice Asfaltico I.A Varia entre 0.008 y 0.003 I.A Promedio = 0.0015 ING-WESLEY SALAZAR BRAVO
  43. 43. Para calcular la cantidad de Asfalto se usa la siguiente formula. P = 2.65 x Constante de Área x Índice Asfaltico x 100/Peso Especifico del Inerte Utilizado P = Porcentaje en Peso del Asfalto necesario, respecto al peso total del inerte. Procedimiento de Calculo. 1) Se determina la granulometría del agregado y se utiliza una de las tablas de constantes de superficie que se tenga disponible. 2) Se calcula el Área superficial multiplicando cada porcentaje decimal de la granulometría por su respectiva constante de área superficial 3) Se obtiene el área superficial total sumando las áreas superficiales parciales 4) Con el valor del área superficial y con la curva de acuerdo a la dureza de los agregados se determina el índice asfaltico correspondiente 5) Se calcula el porcentaje mínimo de asfalto empleando la formula. ING-WESLEY SALAZAR BRAVO

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