Asfaltos-Clase 1.ppt

Definición: Estructura de las vías de
comunicación terrestre, formada por
una o más capas de materiales
elaborados o no, colocados sobre el
terreno acondicionado, que tiene como
función el permitir el tránsito de
vehículos:
PAVIMENTOS

• Con seguridad.
• Con comodidad.
• Con el costo óptimo de operación.
• Sobre una superficie uniforme.
• Sobre una superficie impermeable.
• Sobre una superficies de color y textura
adecuados.
• Con Resistencia a la repetición de cargas.
• Con Resistencia a la acción del medio
ambiente.
• Que no trasmita a las capas inferiores
esfuerzos mayores a su resistencia.
PAVIMENTOS

Las denominadas mezclas asfálticas y el
hormigón son los materiales más habituales
para crear la capa de rodamiento, ya que
tienen un buen comportamiento como soporte
y permiten el paso constante de vehículos sin
sufrir grandes daños.
En los últimos años se ha promovido el
desarrollo de pavimento que sea sostenible y
que respete el medio ambiente. En este
sentido cabe mencionar la creación de
pavimento que combina el asfalto con el polvo
de caucho que se obtiene a partir de
neumáticos reciclados.
PAVIMENTOS

PAVIMENTOS
TIPOS
Pavimentos Asfálticos o Flexibles:
Son aquéllos en que la capa de rodamiento
esta construida con mezclas de materiales
asfálticos y materiales granulares.
Pavimentos de Hormigón o Rígidos:
Pavimentos en que la capa de rodamiento
esta construida con hormigón de cemento
portland y materiales granulares.
Otros:
Adoquines, empedrados, suelo cemento

PAVIMENTOS ASFALTICOS O
FLEXIBLES
• En general, están constituidos por una capa
delgada de mezcla asfáltica, capa de rodadura,
construida sobre una capa de base y una capa
de sub-base las que usualmente son de material
granular. Estas capas descansan en una capa de
suelo compactado, llamada subrasante y
terraplén.

PAVIMENTOS ASFALTICOS O FLEXIBLES

Capa de rodadura.
En un pavimento flexible puede construirse.
• Con un hormigón bituminoso, mezclas de arena y
betún, o mediante tratamientos superficiales con
riegos bituminosos.
• Está sometida a los esfuerzos máximos y
condiciones más severas impuestas por el clima y
el tráfico.

La capa de base.
• Se compone generalmente de áridos, que han
sido tratados o no con cemento portland, cal,
asfalto u otros agentes estabilizantes.
• Esta capa tiene como principal función, la de
soportar las cargas aplicadas y distribuir estas
cargas a la sub-base o al terreno.

La capa de sub-base.
• Se compone de materiales de menor calidad y
costo que los empleados en la capa de base.
• Se componen de materiales estabilizados o no, o
de terreno estabilizado.
• Las sub-bases transmiten cargas al terreno y en
algunos casos pueden actuar de colaborador del
drenaje de las aguas del subsuelo y para
prevenir la acción destructiva de las heladas.

PAVIMENTOS RIGIDOS
• Los pavimentos rígidos se integran por una capa
(losa) de Hormigón de cemento portland,
superficie de rodadura, que se apoya en una
capa de base, constituida por grava; esta capa
descansa en una capa de suelo compactado,
llamada subrasante.
Cabe destacar que suele colocarse una capa
granular, subbase, entre la losa
de H y la subrasante cuando las propiedades
de la misma no cumplen con las condiciones
de ser antibombeable.
• La resistencia estructural depende
principalmente de la losa de concreto y de la
resistencia de la subrasante.

ASFALTOS - CLASIFICACION
Los betunes obtenidos en refinerías suelen llamarse betunes de
penetración por ser la penetración a 25º de una aguja calibrada, la que
se empleaba para clasificarlos.
De acuerdo a los valores de penetración según norma IRAM 6604 se
definen:
Tipo I = 40 mm – 50 mm
Tipo II = 50 mm – 60 mm
Tipo III = 60 mm – 70 mm
Tipo IV = 70 mm – 100 mm
Tipo V = 120 mm – 150 mm
Tipo VI = 150 mm – 200 mm
Son semisólidos ó sólidos a temperatura ambiente.
Para ser empleados deben calentarse y empleados en intervalos de
tiempo cortos.

ASFALTOS - CLASIFICACION
NORMATIVA ARGENTINA
Norma IRAM 6604. En la misma, se clasifican los
cementos asfálticos según su grado de penetración.
Penetración (25 ºC, 100 gr., 5 seg.)
Densidad relativa con respecto al agua a 25º C/25º C
Ductilidad a 25º C, 5 cm./min.
Punto de Inflamación – Cleveland vaso ab.
Solubilidad en 1.1.1 tricloroetano.
Índice de penetración.
Ensayo de “Oliensis”

ASFALTOS – CLASIFICACION
Pero atendiendo a la tendencia mundial de
clasificar los asfaltos según su grado de viscosidad,
recientemente se puso en vigencia la Norma IRAM
6835

PRESENTACIÓN DE LOS ASFALTOS
El asfalto convencional en mezcla asfáltica se
calienta entre 120 y 170 ºC para darle la
consistencia adecuada que permita el mezclado y
unión con los agregados para ser colocado en obra
entre 140 y 180 ºC aprox.
En determinados casos es necesario optimizar su
fluidez a temperatura ambiente o bajo un suave
calentamiento, por eso adoptamos 2
procedimientos:
•Dilución del betún en un soluble adecuado: Asfalto
Diluido o Fluidificado.
•Dispersion del betún en agua: Emulsión Asfáltica.

Asfaltos diluidos ó fluidificados
• Estos asfaltos (cut-backs) se desarrollaron para poder facilitar el
empleo de los asfaltos en donde se requieren mayor fluidez a
menores temperaturas.
• El fluidificante es un aditivo que sirve para facilitar la puesta en obra
del asfalto y que se elimina posteriormente.
• Las características y proporción del fluidificante dependen de las
propiedades deseables de aplicación del cemento asfáltico.
• Las temperaturas de destilación de los solventes sirven para definir la
velocidad de curado del producto en obra y en consecuencia de su
aplicación.
• Se establecen tres grupos de solvente de acuerdo al tiempo de
curado:
Rápido Medio Lento
Nafta Querosene Gas Oil
ER IRAM 6608 ER IRAM 6610 EL IRAM 6612

Asfaltos diluídos ó fluidificados
• Dentro de cada grupo hay subgrupos con distintos porcentajes de
diluyente y residuo asfáltico:
ER1 (60% residuo) – ER4 (78% residuo) IRAM 6608
ER0 (50% residuo) – ER3 (73% residuo) IRAM 6610
EL1 (30% residuo) – EL2 (60% residuo) IRAM 6612
• Proporciones decrecientes de fluidificantes implican viscosidades
crecientes.
• Curado es el proceso por el que se evapora el solvente.
• Empleo restringido por crisis petrolera y contaminación ambiental

Emulsiones Asfálticas
• Son partículas de asfalto (3 a 8 micrones) dispersas en agua que es
una fase continua. Estas son emulsiones de tipo directo.
• Se fabrican en un molino coloidal por el que pasa el ligante calentado,
el agua y un agente emulsionante.
• La función del emulsificante es:
•Facilitar la dispersión de las partículas.
•Evitar la aglomeración de partículas, al cargarlas a todas
eléctricamente con la misma polaridad, haciendo así almacenable
la emulsión.
•Facilitar la adhesividad a los áridos y aumentar la resistencia al
desplazamiento por el agua.

• Se clasifican en: básicas ó aniónicas y ácidas ó catiónicas. Según la
polaridad que el emulsificante proporciona a las partículas de asfalto.
• Las aniónicas tienen buena adhesividad con áridos calizos.
• Las catiónicas con los silíceos y con gran parte de los calizos.
• Las emulsiones se conservan y manejan en estado líquido.
• Al ponerlas en obra en contacto con la superficie de los áridos las
partículas de asfalto se vuelven a juntar formando una película
continua en contacto con los áridos.
Este proceso se llama rotura de la emulsión.

• Según el tiempo de rotura de la emulsión se distinguen las de:
Rotura rápida – Rotura media – Rotura lenta
• IRAM 6691 para emulsiones catiónicas
Tiene residuos asfálticos entre 68% y 60% para CRR-CRM-CRL
• IRAM 6602 para emulsiones aniónicas
Tiene residuos asfálticos entre 55% y 60% para RR – RM - RL
Estabilidad de una emulsión: Al almacenamiento.
A la rotura en presencia de filler.

ASFALTOS
• COMUNES
• MODIFICADOS CON POLIMEROS
O AGREGADOS MINERALES –
ASFALTITA.
CEMENTOS ASFALTICOS
(SOLIDOS a t° AMBIENTE)
• ASFALTOS DILUIDOS. ( Cemento
asfaltico + Solvente)
• EMULSIONES. ( Cemento
Asfaltico emulsionado en agua)
LIQUIDOS a t° AMBIENTE

ASFALTOS
• CA + Nafta : RC
• CA + Kerosene: MC
• CA + Gas Oil: LC
ASFALTOS DILUIDOS
• CATIONICAS. ( CA + Agua +
Emulgente): EBRR, EBRM, EBRL.
• ANIONICAS. ( CA + Agua +
Emulgente): EBRR, EBRM, EBRL.
EMULSIONES

ASFALTOS
a) Asfaltos modificados con polímeros.
b) Asfaltos multigrado (un ligante “ideal” tendría
una consistencia “insensible” a los cambios de
temperatura: las buenas propiedades de los
ligantes blandos a bajas temperaturas más una
consistencia lo suficientemente elevada a altas
temperaturas: este es el concepto de un ligante
multi-grado).
Los asfaltos multigrado tienen un costo intermedio
entre los asfaltos convencionales y los modificados
con polímeros.

ASFALTOS
c) Asfaltos resistentes a la acción de los
combustibles (asfaltos desarrollados para resistir
el ataque de los combustibles derramados sobre
los pavimentos asfálticos:
• aeropuertos,
• Vías urbanas
• Pavimentos industriales,
• Zonas de giro de transporte público).

ASFALTOS
Estos asfaltos especiales se aplican en:
i) Mezclas finas para carpetas de rodamiento
(microaglomerados discont./ mezclas SMA/
etc.)
ii) Mezclas drenantes
iii) Mezclas resistentes a las deformaciones
plásticas (para zonas de tráfico intenso, bajas
velocidades y temporadas de altas
temperaturas)
iv) Mezclas resistentes a la acción de los
combustibles

ASFALTOS
El efecto principal de la adición de
polímeros a los asfaltos es el
cambio en la relación viscosidad-
temperatura (sobre todo en el
rango de temperaturas de servicio
de las mezclas asfálticas) mejo-
rando el comportamiento del
asfalto tanto a bajas como a altas
temperaturas.

ASFALTOS
Objetivos de la
incorporación de
polímeros
Aumentar la Cohesión interna
Disminuir la Susceptibilidad
térmica
Mejorar la flexibilidad y
elasticidad a bajas
temperaturas
Mejorar el comportamiento a
la fatiga
Aumentar la adhesividad árido-
ligante
Aumentar la resistencia al
envejecimiento

ASFALTOS
Ventajas
1) Disminución de la susceptibilidad térmica:
Se obtienen mezclas más rígidas a altas
temperaturas de servicio, reduciendo el
ahuellamiento y se obtienen mezclas más flexibles
a bajas temperaturas de servicio reduciendo el
fisuramiento.
2) Disminución de la exudación del asfalto: por
la mayor viscosidad de la mezcla, su menor
tendencia a fluir y su mayor elasticidad.
3) Mayor elasticidad: debido a los polímeros de
cadenas largas.
4) Mayor adherencia: debido a los polímeros de
cadenas cortas.
5) Mayor cohesión: el polímero refuerza la
cohesión de la mezcla.

ASFALTOS
Ventajas
6) Mejora la trabajabilidad y la compactación:
por la acción lubricante del polímero o de los
aditivos incorporados para el mezclado.
7) Mayor resistencia al envejecimiento
8) Permiten mayor esp. de la película de asfalto
sobre el agregado.
9) Mayor resistencia al derrame de
combustibles.
10) Reduce el costo de mantenimiento.
11) Aumenta el módulo de la mezcla: permite la
reducción de hasta el 20% de los espesores por su
mayor módulo.
12) Mayor intervalo de plasticidad (diferencia
entre el punto de ablandamiento y el Fraass).
13) Mayor resistencia a la acción del agua.

ASFALTOS
Desventajas
1) Alto costo del polímero.
2) Dificultades del mezclado: no todos los
polímeros son compatibles con el asfalto base
(existen aditivos correctores).
3) Deben extremarse los cuidados en el
momento de la elaboración de la mezcla.
4) Los agregados no deben estar húmedos ni
sucios.
5) La temperatura mínima de distribución
es de 145ºC por su rápido endurecimiento.

ASFALTOS - ENSAYOS
CEMENTOS
ASFALTICOS
• Peso especifico.
• Penetración.
• Ductilidad.
• Punto de
ablandamiento.
• Punto de
Inflamación.
• Solubilidad.
• Oliensis.
• Perdida por
Calentamiento.
ASFALTOS DILUIDOS
• Destilación.
• Viscosidad.
• Punto de
Inflamación.
• Agua y sedimento.
• Flotación sobre el
sedimento.
EMULSIONES
• Viscosidad.
• Porcentaje de
Asfalto.
• Asentamiento.
• Carga eléctrica de
los glóbulos.

ASFALTOS – ENSAYOS – C. Asf.
PESO ESPECIFICO

PENETRACION

DUCTILIDAD

PUNTO DE ABLANDAMIENTO
Este ensayo es otra forma de medir la consistencia o
dureza de los asfaltos y su susceptibilidad a las
variaciones de temperatura.
Consiste en determinar la temperatura que alcanza un
medio liquido( generalmente agua) que se calienta,
cuando el asfalto sostenido en un anillo y sobre el que
actúa una esfera metálica es suficientemente blando para
dejarla pasar.

PUNTO DE ABLANDAMIENTO

PUNTO DE INFLAMACION
La prueba de punto de inflamación permite determinar un
parámetro muy importante como consideración de almacenaje y
transporte, ya que indica la temperatura mínima a la cual el asfalto
empieza a generar vapores potencialmente inflamables, generando
así riesgos de fuego.

FUNDAMENTO TEÓRICO
Cuando se calienta un asfalto, libera vapores que son combustibles.
El punto de inflamación, es la temperatura a la cual puede ser
calentado con seguridad un asfalto, sin que se produzca la
inflamación instantánea de los vapores liberados, en presencia de
una llama libre.
Esta temperatura, sin embargo, está bastante por debajo, en
general, de la que el material entra en combustión permanente.
Se la denomina punto de combustión (fire point), y es muy raro que
se use en especificaciones para asfalto.

PUNTO DE INFLAMACION - PROCEDIMIENTO
• La muestra a ensayar se colocará en una estufa a una
temperatura, que permita que esta sea lo suficientemente fluida
para poder transferirla al recipiente de ensayo (copa cleveland).
• Se debe verificar que el recipiente, el soporte y el termómetro
estén limpios y secos, para luego transferir la muestra a ensayar
al recipiente, llenando el mismo hasta el nivel mercado en la
copa.
• Se recomienda colocar la muestra en la copa en forma de espiral
para evitar la formación de burbujas de aire

• Se debe colocar el vaso en el soporte y el termómetro con el
bulbo suspendido a 6,4 mm del fondo, en el punto medio entre el
centro y el borde del vaso.
• Se calienta la muestra uniformemente de modo que la relación
de crecimiento de temperatura este entre 14°C Y 17°C por
minuto, hasta llegar a 56°C aproximadamente por debajo del
punto de inflamación esperado.
• A partir de este momento se disminuye la temperatura de
calentamiento de manera que la velocidad de incremento en los
últimos 28°C sea de 5°C a 6°C por minuto. cuando se ha llegado a
una temperatura de 28°C bajo el punto de inflamación previsto,
aplique la llama de prueba cada vez que se incrementa 2°C.
• Se pasa la llama de prueba con un movimiento suave y continuo,
ya sea en linea recta o a lo largo de una circunferencia que tenga
por lo menos un radio de 150 mm.

• Se anota la temperatura leída en el termómetro cuando se
produzca el primer destello en algún punto de la superficie de la
muestra durante una pasada.
• Para determinar la combustión, se continua calentando el
material a la misma velocidad de 5 a 6°C por minuto y se sigue
pasando la llama de prueba cada 2°C de elevación de
temperatura.
• Se anota la temperatura leída en el termómetro, a la que el
material arde y se mantiene la llama, durante al menos 5
segundos.

Si IP > que +1
•Son cementos asfálticos de poca susceptibilidad a la
temperatura, presentan cierta elasticidad. Se les denomina
asfaltos tipo gel, y son asfaltos oxidados.
Si IP < que -1
•Son cementos asfálticos con mayor susceptibilidad a la
temperatura, son ricos en resinas y su comportamiento es algo
viscoso.
Si -1 ≤ IP ≤ 1
•Estas características intermedias pertenecen al grupo de la
mayoría de los asfaltos que se utilizan para la construcción de
carreteras.

ENSAYO DE PELICULA DELGADA

CALCULO
% de Perdida = [ (Wa –Wd) / Wa ] * 100
Wa = peso del cemento asfáltico antes del ensayo.
Wd = peso del cemento asfáltico después del ensayo.
Especificaciones:
40-50 _ 0,8
60-70 _ 0,8
85-100 _ 1,0
120-150 _ 1,3

ENSAYO DE SOLUBILIDAD

En muchas especificaciones de Cementos Asfálticos para carreteras se
ha contemplado el spot “Prueba de la Mancha” desarrollado por
Oliensis. Esta prueba surgió en 1933 por Oliensis, que pretende
determinar la homogeneidad o no de los Cementos Asfálticos.
Esta prueba fue desarrollado para detectar “Resíduos Carbonosos en el
Asfalto que conducen al Craqueo”: el producto procedente del craqueo
constituye un sistema heterogéneo dentro del Asfalto y precipita con el
solvente utilizado.
La prueba consiste en mezclar el Asfalto (CA) con un disolvente y
determinar la forma de una mancha de una gota de Asfalto disuelto en
el mismo y depositada sobre un papel especial de filtro. La intención
del ensayo es predecir que los Asfaltos que no habían sufrido craqueo
eran completamente solubles en el disolvente, mientras que los que si
habían sufrido sobrecalentamientos Nó, apareciendo una mancha.

ENSAYO DE OLIENSIS

ENSAYO DE VISCOSIDAD

PROCEDIMIENTO

CALCULOS

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