1emulsiones y Asfaltos Modificaciones

INGING.. JUANJUAN VICTORVICTOR TALAVERATALAVERA SARDONSARDONDptoDpto.. TécnicoTécnico -- ComercialComercial

EMULSIONES Y ASFALTOS MODIFICADOSEMULSIONES Y ASFALTOS MODIFICADOSUsos y Aplicaciones en el Mantenimiento Usos y Aplicaciones en el Mantenimiento

de Carreteras Urbanas y Ruralesde Carreteras Urbanas y Rurales

EMULSIONES Y ASFALTOS MODIFICADOSEMULSIONES Y ASFALTOS MODIFICADOSUsos y Aplicaciones en el Mantenimiento Usos y Aplicaciones en el Mantenimiento

de Carreteras Urbanas y Ruralesde Carreteras Urbanas y Rurales

¿Que son las Emulsiones y los Asfaltos Modificados?

Soluciones Urbanas

Evaluación

Falla por Servicio

Tratamiento Superficial

Falla Estructural

Soluciones Rurales

Evaluación

Conformación Base y Sub

RasanteEstabilización

de Suelos

Tratamiento Superficial

Geomallas

¿Qué son las Emulsiones Asfálticas y los ¿Qué son las Emulsiones Asfálticas y los Asfaltos Modificados?Asfaltos Modificados?

1.1.-- Que Que es una es una emulsión Asfáltica emulsión Asfáltica -- EmultecEmultec??Dispersión homogénea de dos líquidos inmiscibles, debido

a la presencia de energía mecánica y emulsificante

Emulsión Asfáltica

Molino Coloidal

Asfalto Solución Jabonosa

Proceso de fabricación de la emulsión

Dispersión del cemento asfáltico en agua en forma de pequeñosglóbulos obtenidos mediante la fuerza mecánica proporcionada por unmolinomolino coloidalcoloidal y suspendidos con ayuda de un emulsificanteemulsificante.

Vista desde microscopio

Mecanismos del depósito de curado de emulsión

DECANTACION

FLOCULACION

COAGULACION

ROMPIMIENTO

CURADO

Mecanismos del depósito de curado de emulsión

Rotura Rápida (CRS). Emulsión reactiva rompe rápidamente aúncon agregados no reactivos (tratamientos superficiales -riegos degravilla-, riego liga, etc.)

Rotura Lenta (CSS). Emulsión de mediana reactividad la cualpuede ser mezclada con agregados de granulometría abierta conbajo contenido de finos (mezcla fría en planta o “in situ”, lechadasasfálticas -slurry seal-, tratamiento fisuras, etc.)

Rotura Media (CMS). Emulsión de baja reactividad la cual puedeser mezclada con agregados reactivos con alto contenido de finos(mezcla fría en planta o “in situ” para bacheos o parches, etc.).

Rotura Controlada (CQS). Emulsión de alta reactividad la cualpuede ser mezclada con agregados reactivos y es ideal paramicropavimentos con apertura rápida de tráfico.

Tipos de emulsiones catiónicas EMULTEC®Convencionales o Modificadas con Polímeros

APLICACIONES

Imprimación Asfáltica: Consiste en la incorporación de asfalto ala superficie de una Base, a fin de prepararla para recibir una capade pavimento asfáltico (EG 2000 – CRS); (TDM - CSS)

Riego de Liga: Aplicación de material asfáltico sobre unasuperficie bituminosa o una de concreto, previa a la extensión deotra capa bituminosa. El riego de liga debe cubrir uniformemente elárea a ser pavimentada. (EG 2000 – TDM - CRS)

Tratamientos Superficiales: Este trabajo consiste en la ejecuciónde una capa o de capas múltiples de tratamiento asfáltico (EG2000 – TDM - CRS).

Mortero Asfaltico – Slurry Seal - Micropavimentos: Este trabajoconsiste en la elaboración de una mezcla de agregados pétreos,agua, emulsión asfáltica, polvo mineral y, eventualmente, aditivos,y su posterior aplicación sobre la superficie de una vía. (TDM -CSS)

22..-- Que Que es es un Asfalto Modificado un Asfalto Modificado –– BETUTEC?BETUTEC?

El asfalto modificado es aquelque mediante un proceso demezclado a alta temperaturay esfuerzo cortante se leincorporan polímeros paraformar una “RED”tridimensional que atrapadentro de sus espacios a lasmoléculas del asfalto.

MATRIZ MATRIZ ELASTOMÉRICAELASTOMÉRICA

COPOLIMERO SBS

ASFALTOASFALTO

DOMINIO DE PSDOMINIO DE PS

Fotografía 1

Imagen de la dispersión no uniforme del polímero en el asfalto

Fotografía 2

Asfalto Modificado

Vistas mediante un microscopio de Vistas mediante un microscopio de fluorescenciafluorescencia

Mejores características mecánicas y reológicas que losactuales asfaltos convencionales

- Baja propensión al envejecimiento- Baja susceptibilidad térmica- Mejor adherencia con los agregados- Buen desempeño a alta y baja temperatura

“Mayor tiempo de vida útil del pavimento!!”

Modificación de asfaltos con Modificación de asfaltos con polímeros SBSpolímeros SBS

SUSCEPTIBILIDAD REDUCIDA En climas fríos: Mayor resistencia a la formación de grietas y

fisuras en la superficie del pavimento. En climas cálidos: Eliminación del riesgo de exudación,

deformaciones plásticas y de reducción de la macrotextura delpavimento con intenso tráfico.

Efecto en las mezclas asfálticasEfecto en las mezclas asfálticas

AHUELLAMIENTO Aumenta la resistencia al ahuellamiento formando redes resistentes

en los ligantes asfálticos y las mezclas. Excelente comportamiento con tráfico, manteniendo la integridad del

revestimiento cuando el asfalto esta sujeto a tensiones de tracción ya niveles elevados de deformación (resistencia a la fatiga).

Asfaltos Modificados con PolímerosAsfaltos Modificados con PolímerosCUANDO ES CONVENIENTE UTILIZAR BETUTEC:

Cuando el tiempo de recuperación de la inversión es largoplazo.

Cuando es necesario satisfacer especificaciones de altodesempeño.

Cuando se desea reducir el costo de mantenimiento. Cuando las temperaturas son extremas y/o el tráfico es

intenso.

• Es un microaglomerado denso de granulometría continua,fabricado en caliente, que consiste en la asociación deagregado mineral, cal hidratada y BETUTECBETUTEC, en laproporción adecuada, para obtener una superficie derodadura confortable y duradera, garantizando funcionalidadal pavimento.

• Este microrevestimiento bituminoso puede ser empleadocomo capa de sellado, de impermeabilización y/o capainhibidora de reflexión de grietas subyacentes alrevestimiento.

• El espesor máximo de la carpeta es de 2.50cm, donde eldiámetro máximo del agregado será de hasta 40% delespesor.

APLICACIONESAPLICACIONES1.1.-- MicropavimentoMicropavimento en Calienteen Caliente

CARRETERA SAO PAULO – RIO DE JANEIRO - BRASIL

Micropavimento en CalienteMicropavimento en Caliente

• Es un revestimiento asfáltico delgado de granulometríadiscontinua, aplicado en caliente, de 20 a 30mm. deespesor.

• Es una mezcla de agregados y BETUTECBETUTEC, fabricada encaliente; el uso del BETUTECBETUTEC como aglutinante esimprescindible, en virtud a su elevada capacidad cohesiva.

2.2.-- MicropavimentoMicropavimento RugosoRugoso

CONVENCIONAL RUGOSO

• Alta rugosidad geométrica (adecuada macrotextura)• Buena adherencia neumático-pavimento.• Resistencia mecánica en condiciones de tráfico pesado y

temperatura elevada.• Productividad de trabajo.• Economía de agregados en relación a las carpetas en

caliente convencionales.• Reducción del ruido.• Elevada drenabilidad del agua.

Micropavimento RugosoMicropavimento Rugoso

• Es un revestimiento de 3 a 7 cm. de espesor, caracterizadopor un elevado porcentaje de agregados gruesos queforman una estructura discontinua con elevada friccióninterna.

• Los vacíos están llenos de BETUTECBETUTEC y filler mineral quegarantizan su impermeabilidad.

• Durante la mezcla, se adicionan fibras orgánicas ominerales para evitar la segregación de la mezcla en losprocesos de transporte y aplicación.

3.3.-- Stone Stone MasticMastic AsphaltAsphalt

• Carreteras con elevada frecuencia de tránsito pesado.• Intersecciones semaforizadas• Zonas en pendiente.• Playas de estacionamiento.• Áreas de carga y descarga.• Aeropuertos• Zonas con proclividad al ahuellamiento.• Autopistas, paraderos de ómnibus.

Stone Mastic AsphaltStone Mastic Asphalt

• Son mezclas asfálticas de granulometrías discontinuasutilizadas como carpeta de rodadura que se caracterizan portener un elevado porcentaje de vacíos (entre 18 – 25%)interconectados entre sí que permiten el paso del aguasuperficial a través de ella y su rápida evacuación hacia laszonas laterales fuera de la calzada

4.4.-- Pavimentos Pavimentos DrenantesDrenantes

11

22

1 1 -- MEZCLA DRENANTEMEZCLA DRENANTE2 2 -- MEZCLA CONVENCIONAL IMPERMEABLEMEZCLA CONVENCIONAL IMPERMEABLE

• Reducción de los riesgos del hidroplaneo.• Reducción de las distancias de frenado bajo lluvia.• Aumento de la distancia de visibilidad y la disminución del spray.• Menor reflexión luminosa del pavimento mojado, tanto de día

como de noche.• Mayor percepción de la señalización vertical durante la noche.

Pavimentos DrenantesPavimentos Drenantes

Pavimentos DrenantesPavimentos Drenantes

CPA – AEROPUERTO “SANTOS DUMONT” - RJ - BRASIL

Una excelente solución para efectos de fatiga térmica en la construcción de carreteras en zonas de altura.

VentajasVentajas::

6.6.-- Carpeta Carpeta Asfáltica ModificadaAsfáltica Modificada

Reducción de la susceptibilidad térmica a bajas temperaturas.

Aumento de la flexibilidad y elasticidad Aumento de las fuerzas de cohesión (agregado - ligante) Mayor resistencia al desgaste y al envejecimiento de la mezcla. Resistencia a la fatiga.

CORREDOR TECNOLOGICO – SAO PAULO - BRASIL

Carpeta Asfáltica ModificadaCarpeta Asfáltica Modificada

EVALUACION:EVALUACION:VIAS URBANAS VIAS URBANAS –– RURALESRURALES

1.1.-- VIAS URBANASVIAS URBANAS

Falla por Servicio: Este tipo de Falla se da solo en la capa derodadura mas no en la estructura interna del pavimento (Piel decocodrillo, Exudación, Fisuras en bloque, Fisuras longitudinales,Desprendimientos y peladuras, Ahuellamiento, Fisuras Transversales)

Falla Estructural: Este tipo se da en toda la estructura del pavimento(Corrugación o Alabero Superficial, grietas profundas, asentamientosdiferenciales, filtraciones, etc).

Alligator craquing

Shrinkage craquing

Raveling

Rutting

Potholes

FALLAS COMUNES EN VIAS URBANASFALLAS COMUNES EN VIAS URBANAS

Estado del pavimento antiguo

Diagnóstico del ProblemaDiagnóstico del Problema

Grietas longitudinales, transversales y en bloque


Ancho y profundidad de las grietas


Corrugación o “alabeo” superficial


Envejecimiento del pavimento


Presencia de dos capas de pavimento y grietas profundas


Presencia de dos capas de pavimento


SOLUCIONES EN VIAS URBANASSOLUCIONES EN VIAS URBANAS

PLANTA DE ASFALTO MODIFICADO POR POLIMEROS Y EMULSIONES ASFALTICAS

SOLUCIONES CON EMULSIONES SOLUCIONES CON EMULSIONES ASFALTICASASFALTICAS

Reciclado en frío

1 2

3 4

Reciclado en frío

5 6

7 8

Reciclado en frío

CARRETERA CONOCOCHA – OBRA TRANSLEI. ANCASH, PERU

CARRETERA CONOCOCHA – OBRA TRANSLEI. ANCASH, PERU

SLURRY SEAL TIPO III – CARRETERA NAZCA – PUQUIO - ABANCAY

SLURRY SEAL TIPO II – CARRETERA HUACHO - PATIVILCA

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES MONOCAPA, BICAPA Y TRICAPA – CAMION CHIP SEALER

CHIP SEALER - CARRETERA ILAVE (PUNO) – CARRETERA ASIA (LIMA) – CARRETERA PUNO – PTE GALLATINE (PUNO)

SLURRY SEAL TIPO II

Carretera IRSA SUR Tramo Nazca-Puquio

SOLUCIONES CON ASFALTOSSOLUCIONES CON ASFALTOSMODIFICADOSMODIFICADOS

Rotura y Remoción del pavimento antiguo

Proceso Constructivo de la Carpeta Proceso Constructivo de la Carpeta Asfáltica Modificada con PolímerosAsfáltica Modificada con Polímeros





Reconformación de la base granular










Riego de liga con emulsión


Compactación de carpeta con CAMP


Compactación de carpeta con CAMP


Obra TerminadaObra Terminada

CONSTRUCCION DE MICROPAVIMENTO CON ASFALTO

MODIFICADO PARA MANTENIMIENTO PERIODICO

Carga de cemento asfáltico modificado en planta de producción

Temperatura de despacho: 165 - 170°C

Termotanques con sistema de calentamiento indirecto

Cisternas de 8000 galones: 28 a 30 toneladas de material

Planta de Producción en PerúPlanta de Producción en Perú

Temperatura de llegada: 140 -150°C.

Temperatura de almacenamiento:depende de cuán próxima está lanecesidad del material para laproducción de mezcla asfáltica.

Temperatura para bombear asfaltomodificado: por encima de 100°C.

Bomba y tubería de circulación de4” entre los tres tanques permitíacalentamiento distribuido y rápido.

Tanques de almacenamiento de CAMP

Depósitos para CAMP en Depósitos para CAMP en ObraObra

Temperatura del CAMP para producción de mezcla asfáltica: 168°C.

Planta de Fabricación de Mezcla Planta de Fabricación de Mezcla ModificadaModificada

Carga de mezcla asfáltica modificada en planta de producción

Temperatura de salida de la mezcla: 163°C











Punto más lejano del campamento: Puente Santa Rosa a 80 Km.

Tiempo de recorrido: Una hora y media

Tiempo de espera: Una hora

Temperatura de llegada de mezcla asfáltica a pavimentadora: 150°C

Temperatura ambiente: 15°C

Colocación en PistaColocación en Pista

Esparcido de mezcla asfáltica modificada

TEREX-CIFALI VDA-700 DE 166 HP, 12 toneladas de capacidad


Esparcido de mezcla asfáltica modificada

BARBER GREENE BG-260 de 142 HP, 12 toneladas de capacidad


Temperatura de inicio de compactación

Compactación de MicropavimentoCompactación de Micropavimento

Tren de pavimentación


Compactación en obra iniciaba con temperatura mayor o igual a 140°C, utilizando rodillos lisos de 10 ton sin vibración


Compactación con rodillo neumático


Cuando la temperatura estaba cercana a los 150°C, tanto el rodillo liso como el neumático mostraron problemas en el momento de la compactación: la mezcla asfáltica se pegaba a la rola y las llantas del compactador.


Para solucionar tales dificultades fue recomendado utilizar aceite de cocina (vegetal de soya)…


…con éxito pero no fue permitido por la supervisión, debido a la inexperiencia en este tipo de tratamiento.


Obra TerminadaObra Terminada

22..-- VIAS RURALESVIAS RURALES

PROBLEMAS PRINCIPALES:

• Falta de capacidad para soportar Cargas.Ahuellamientos / Deformaciones.

• Intransitabilidad en estado húmedo. Muy lenta velocidad de secado.

• Excesivo desprendimiento de polvo al circular.

PRINCIPALES CAUSAS de los problemas:

• SUELOS ARCILLOSOSInestabilidad en presencia de agua

• SUELOS LIMOSOS/ARENOSOSPérdida de densidad

• ERROR DE DISEÑO

• ERROR EN PROCESO CONSTRUCTIVO:Deficiente sistema hidráulico / Drenaje. Mala compactación

• LA ABRASION DEL TRANSITO

• NATURALEZA DEL SUELO(porcentaje de suelo limoso)

CAMINOS RURALES

SOLUCIONES TRADICIONALES

• Mantenimiento permanente con MotoniveladoraCostoso y poco efectivo.

• Estabilización Mecánica, compactación y perfilado.Algo mas efectiva pero costosa.

• Reemplazo de Suelos.Efectiva, si se realiza mantenimiento apropiado.Muy costosa en fletes y daña el medio ambiente.

• SUELO-CAL, SUELO-CEMENTONo suelen trabajar expuestos, son costosos y a menudo requieren reemplazo de suelos

CAMINOS RURALES

SOLUCIONES EN VIAS RURALESSOLUCIONES EN VIAS RURALES

Estabilizador de SuelosEstabilizador de Suelos

CON-AID es un compuesto químico complejo, especialmentediseñado para el uso vial, donde uno de sus componentesprincipales es un reactivo catiónico de alta valencia, quereemplaza de forma permanente los cationes débiles presentesen la capa de agua adsorbida a la partícula del suelo y que sonlos responsables de la inestabilidad de dicha capa.

Cambia la propiedad de ADSORCION de agua de los suelos, dehidrofílica (ávidos de agua) a hidrófuga (repelente de agua).

Estabilizador de suelos CON AID

O

II

S – O- H+

II

O

COLA HIDROFOBICA

(ensamble de átomos de carbono e hidrógeno: Hidrocarburo)

CABEZA HIDROFILICA

ESQUEMA DE LA MOLECULA DE CON-AID/ CBR PLUS

1. APLICACIÓN DE CON-AID

FASES DE TRATAMIENTO CON CON AID

3. ACCION DEL TRANSITO Y SECADO

2. DESPRENDIMIENTO DE AGUA ADSORBIDA Y EVAPORACION

4. REACOMODO DE PARTICULAS

• Reducción del IP, mediante la reducción del LL. (entre un 15 a un 40%)

• Reducción del hinchamiento (entre 50 a un 100%)

• Aumento de la Ds max. (entre 3 a 5%)

• Aumento de CBR:

– A2: 70 a 100% – A4: 100%– A6: 200 a 300%– A7: 300 a 500%

Beneficios de la estabilización

• Determinación de dosificación (l/m2 en 0.15 m de espesor). Rango: entre 0.006 a 0.009 lts/m2. En función de las características promedio del suelo.

• Cantidad de Con-Aid fija para una superficie determinada.

• Cantidad de agua, la necesaria para:– Lograr óptimo de compactación– Realizar al menos 2 pasadas de riego por toda la superficie (ideal,

aunque no indispensable)– Manejar rangos de dilución entre 1:200 a 1:500.– Una vez conformada la solución agua-estabilizador, aplicarla en toda a

la superficie calculada.– Si hiciera falta más humedad adicionar agua sola.

DOSIFICACION

CONSERVACIÓN VIAL POR NIVELES DE SERVICIO CAJAMARCA - CELENDÍN – BALSAS - DV. CHACHAPOYAS







CARRETERA CALUNGA – SANTA ELENA – MARIA LAURA. VIRU – TRUJILLO. GOBIERNO REGIONAL

CARRETERA JULIACA - PUTINA – SANDIA – SAN IGNACIO EMP PE-34G - Km 210+750 - 263+000

CARRETERA JULIACA - PUTINA – SANDIA – SAN IGNACIO EMP PE-34G - Km 210+750 - 263+000

CORREDOR PE-24 A. CONCEPCION–STA ROSA–SATIPO–PTO OCOPA–ATALAYA. SN CRISTOBAL PANGOA-PTA CARRETERA

CORREDOR PE-24 A. CONCEPCION–STA ROSA–SATIPO–PTO OCOPA–ATALAYA. SN CRISTOBAL PANGOA-PTA CARRETERA

GeomallasGeomallasBiaxiales y Biaxiales y MultiaxialesMultiaxiales

Presión Vertical sin Presión Vertical sin Geomalla BXGeomalla BX

Presión Vertical con Presión Vertical con Geomalla BXGeomalla BX

Sin ReforzarSin Reforzar ReforzadoReforzado

Lateral Restraint Due to Lateral Restraint Due to FrictionFriction

Lateral Shear Lateral Shear FlowFlow

Figure 1. Lateral restraint reinforcement mechanism

Reducción de Reducción de espesoresespesores

Incremento Incremento de vida útilde vida útil

Incremento de Incremento de capacidad de capacidad de

soportesoporte

Cobertura de Cobertura de vacíosvacíos

Nivelación de Nivelación de subrasantes subrasantes

débilesdébiles

Control de Control de asentamientos asentamientos diferencialesdiferenciales

Carretera Cajamarca - Bambamarca (Cajamarca)

Carretera Jauja-Tarma - Sector Acolla (Junín)

Carretera Iquitos-Nauta (Loreto)Km 0+300 - Km 1+300 y Km 6+200 - Km 19+000

Yanocuna – Querocoto - La Granja (Cajamarca)

Corredor Vial Interoceánico Sur - Tramo 2 (Cusco) Sector Ccatca Km 42+200

Corredor Vial Interoceánico Sur -Tramo 4 (Puno)

Corredor Vial Interoceánico Sur -Tramo 5 (Puno)

Terminal Zonal Sur - Lago Titicaca (Puno)

Pavimentación Jr Mario Florián (Cajamarca)

Pavimentación Jr Morales (Cajamarca)

Pavimentación Jr Historia Ruiz (Cajamarca)

Refuerzo de Patios de Contenedores (Callao)

Geomalla Multiaxial TRIAXGeomalla Multiaxial TRIAX

Geometría Isométrica - Ejemplos

Confinamiento del agregado &

Trabazón

Desempeño Multi-direccional

Ventajas de TRIAX en confinamiento y trabazón

Nueva sección, única con mayor peralte

Confinamiento del agregado &

Trabazón

Desempeño Multi-direccional

Ventajas de TRIAX en distribución de esfuerzos

-30°

+60°

+90° (TD)

0° (MD) +30°

SR:MR=35MPa

ConvencionalN=872.000

CA:7.5 cm

BG: 23cm

AHORRO:

SR:MR=35MPa

BX1100N=840.000

CA:7.5 cm

BG: 15 cm

S./ 1.883.070,72

SR:MR=35MPa

BX1200N=864.000

CA: 5 cm

BG: 15 cm

S./ 2.966.007,78

SR:MR=35MPa

TriAxN=872.000

CA: 5 cm

BG: 15 cm

S./ 3.592.211,76

SBG: 15 cm SBG: 15 cm SBG: 15 cm

Acon: 15 cm Acon: 15 cm

Acon: 15 cm

Acon: 15 cm

Resultados: Carretera Iquitos - Nauta: Km. 0+300 – Km. 1+300 y Km. 6+200 – Km. 19+000

Investigación y Desarrollo

Nuestro personal realiza estudios de investigación que nos permitenoptimizar nuestros procesos y desarrollar nuevos productos.

Laboratorio de Calidad

Completamente implementado que garantiza el proceso continuo denuestras producciones.

Laboratorio de Diseño Producción de Slurry Seal y Micropavimento a partir de los agregados

recibidos del cliente. Equipo Marshall para diseño de carpetas asfálticas y bases

emulsionadas.

ContamosContamos concon unauna MINIPLANTAMINIPLANTA parapara lala formulaciónformulación aa pequeñapequeña escalaescaladede asfaltosasfaltos modificadosmodificados yy emulsionesemulsiones asfálticasasfálticas requeridasrequeridas enen cadacadaproyectoproyecto..

Servicios TDM Asfaltos

Laboratorio de Calidad

Laboratorio de Diseño

LABORATORIO MOVIL – TDM ASFALTOS

GRACIAS!!

ING. JUAN VICTOR TALAVERA SARDON

[email protected]

www.tdm.com.pe

RPM: #734053.

RPC: 986656425.

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