20140909 Perfil y Propiedades Asfalto

Universidad Nacional de ColombiaSede Manizales Facultad de Ingeniería y Arquitectura

Departamento de Ingeniería Civil

Pavimentos. Profesor: Luis Ricardo Vásquez Varela, M.Sc.

Perfil y propiedades.CEMENTO ASFÁLTICO.

Referencias:

Curso de mezclas asfálticas de la FHWA (Douglas I. Hanson. NCAT. USA. 1999).

Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras INVIAS (INVÍAS, 2013).

Pavement Analysis and Design (Yang H. Huang, 2004).

Emulsiones asfálticas. Instituto Mexicano del Transporte. (Rodríguez at al., 2001).

SHELL Bitumen Manual (SHELL, 1990).

Normas ASTM y AASHTO citadas (1993).

MSCR: A better tool for characterizing high temperature performance properties (AI,2010)

The Multiple Stress Creep Recovery Procedure (FHWA, 2011)

Universidad Nacional de ColombiaSede ManizalesFacultad de Ingeniería y Arquitectura

Departamento de Ingeniería Civil

Pavimentos. Profesor: Luis Ricardo Vásquez Varela, M.Sc.

Antecedentes.

Asfalto

• Usualmente se obtiene como subproducto de la destilación del petróleo.

• Puede presentarse de forma natural.

• Soluble en derivados del petróleo.– Gasolina.– Diésel.– Aceites.

Alquitrán

• Generalmente se obtiene como un subproducto de la producción del carbón coke.

• Resistente a los derivados del petróleo.

• Empleado en los “tarmac”. – Macadán de penetración de

alquitrán.

30/10/2014 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 2

Antecedentes.

• La primera mezcla asfáltica en caliente de los EE.UU. se construyó en la década de 1870.

– Avenida Pennsylvania en Washington D.C.– Se empleó asfalto natural de la superficie del lago ubicado en la isla de Trinidad (Caribe).

• Cada fuente de asfalto de lago debe ser muy consistente.

– Se empleaban ensayos de solubilidad para evaluar las fuentes pues los materiales insolubles varían mucho entre estas.

• Al final del siglo XIX y comienzo del siglo XX la demanda de vías pavimentadas superaba la oferta de las fuentes de asfalto natural.

– Se debió emplear el asfalto derivado del petróleo.– Este se consideraba de inferior calidad por la variabilidad de los crudos de origen.



http://curbstone.com/_macadam.htm

En 1876, el Presidente Grant convocó a un grupo de Ingenieros del Ejército para estudiar el empleo del asfalto en carreteras.

Dicho grupo sugirió que la Avenida Pennsylvania en Washington fuese pavimentada con una lámina (sheet) de asfalto, hecha con bitumen del Lago Trinidad.

El pavimento se conservó en excelente condición durante 11 años, a pesar del tráfico asociado con la Casa Blanca.

La histórica Avenida Pennsylvania fue pavimentada por primera vez con asfalto en 1876.

En esta foto, tomada en 1907, cuadrillas de obreros adelantan una repavimentación con los equipos de la época.

http://curbstone.com/_macadam.htm

LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc.

http://www.panoramio.com/user/4030456?with_photo_id=35499920

530/10/2014

http://www.panoramio.com/user/4030456?with_photo_id=35499920

Asfaltos derivados del petróleo.

• De un barril de crudo de petróleo se obtienen muchos productos.

• El asfalto es un residuo o subproducto del procesamiento del crudo de petróleo en refinería.

– Remanente de la remoción de los productos más volátiles.

– A veces se lo denomina “el fondo del barril”.

• Sus propiedades dependen de:

– Las operaciones de la refinería.

– La composición del crudo de la fuente.


Gasolina

Kerosén

Gas - Oil liviano

Diesel

Aceites de motor

Asfalto

Gravedad API.

• API: American Petroleum Institute.

– Expresión arbitraria de la densidad de un material a 15.5°C.


𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝐴𝑃𝐼 =141.5

𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜− 131.5

Sustancia Gravedad API típica

Agua 10

Asfaltos 5 – 10

Gasolina 55

Crudo de petróleo con baja gravedad API < 25 (da altos porcentajes de asfalto)

Crudo de petróleo con alta gravedad API > 25 (da bajos porcentajes de asfalto)

http://training.ce.washington.edu/pgi/Modules/03_materials/03-3_body.htm

http://training.ce.washington.edu/pgi/Modules/03_materials/03-3_body.htm

Composición de algunos crudos de petróleo.


http://training.ce.washington.edu/pgi/Modules/03_materials/Images/Main%20Page%20Pictures/crude_oil.jpg

6

14

20

http://training.ce.washington.edu/pgi/Modules/03_materials/Images/Main Page Pictures/crude_oil.jpg

Componentes del cemento asfáltico.

• Asfaltenos.

– Inclusiones sólidas, grandes y separadas de color negro. Es el componente de alta viscosidad del asfalto y es muy variable entre estos.

– El bajo contenido de asfaltenos podría generar mezclas asfálticas “tiernas”, es decir, deformables a baja temperatura.

• Maltenos: Resinas + Aceites.

– Resinas.• Semi sólidas o sólidas a temperatura ambiente. Fluyen al calentarse y son frágiles al enfriarse.• Dispersan las partículas sólidas de asfaltenos en el asfalto.• Su oxidación produce moléculas similares a los asfaltenos.

– Aceites.• Líquidos incoloros.• Solubles en la mayoría de solventes.• Le permiten fluir al asfalto.• Su oxidación produce moléculas similares a las resinas y a los asfaltenos.


ALMACENAMIENTOEN CAMPO

ESTACIÓN DEBOMBEO

DESTILADO LIVIANO

DESTILADO PESADO

UNIDAD DEPROCESAMIENTO

CEMENTOSASFÁLTICOS

PARA PROCESARASFALTOS EMULSIONADOSO REBAJADOS

SUSPENSIÓN

AIRE

ASFALTOSOPLADO

ALMACÉN

TORRE DE DESTILACIÓN

REFINERÍA

RESIDUO

O

GAS

PETRÓLEO

ARENA Y AGUA

CONDENSADORES Y

ENFRIADORES

TUBOCALENTADOR

343°C

DESTILADO MEDIO

Operación de la refinería.


Tipos de asfalto.

• Cemento asfáltico sólido.

– Material producido generalmente en una refinería.

– Cementos asfálticos soplados (“air blown”).

• Asfaltos rebajados o líquidos.

– Cementos asfálticos rebajados (cut) con solventes derivados del petróleo.

• Emulsiones asfálticas.

– Mezcla de cemento asfáltico, agua y agente emulsificante.

LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 1130/10/2014

Propósito:• Fabricar asfaltos para techos.• Mejorar la susceptibilidad

térmica del residuo de vacío de baja viscosidad.

Flujo de asfalto

Calentador de

asfalto

Depurador

Incinerador

Asfalto soplado

Ventilador

Aire

Agua

SOPLADO DEL ASFALTO

Desnatadora

de aceites

250 – 300°FCombustible

H2O

Soplado que aún

contiene asfalto

450 –

500°

F

Asfaltos rebajados o líquidos.

• Son asfaltos líquidos a temperatura ambiente por la mezcla del bitumen con un solvente derivado del petróleo.

– La volatilidad del solvente determina la velocidad de evaporación del mismo en la atmósfera (es un agente contaminante).

• Tipos de asfaltos rebajados: Depende de la velocidad de separación entre el solvente y el asfalto. Este proceso se llama “curado” (curing).

– Curado rápido (RC) (Nafta o Gasolina). Alta volatilidad del solvente. Riegos de liga y tratamientos superficiales.

– Curado medio (MC) (Kerosén). Volatilidad moderada. Mezcla almacenada para parcheo.

– Curado lento (SC) (Aceite de baja viscosidad). Baja volatilidad. Riegos de imprimación, control de polvo.

• La clasificación incluye un número que indica la viscosidad cinemática mínima a 60°C.


Emulsiones asfálticas.

• Son líquidas a temperatura ambiente por la suspensión en agua de pequeñas gotas de cemento asfáltico gracias a un emulsificante (jabón) mezclado en un molino coloidal de corte.

• El emulsificante carga superficialmente los granos de asfalto suspendidos en el medio acuoso.

– Emulsión aniónica.• Carga negativa.• Alcalina.• Buena adhesión con calizas (carga positiva).

– Emulsión catiónica. • Carga positiva.• Ácida.• Buena adhesión con gravas silíceas (carga negativa).

– Emulsión no-iónica.


http://www.emultech.com/images/asphalt_storage2.gif

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• Tipos de emulsiones asfálticas: Dependen de la velocidad de separación entre el asfalto y el agua. Este proceso se denomina “rompimiento” (setting).

– Rompimiento lento (SS): Se emplean para riegos de liga y carpetas por el sistema de riegos.

– Rompimiento medio (MS): Se emplean para carpetas de mezcla en frío, elaboradas en planta, con contenido de finos menor que 2%.

– Rompimiento rápido (RS): Se emplean para carpetas de mezcla en frío, elaboradas en planta.

• La clasificación de una emulsión debe tener en cuenta su carga eléctrica y velocidad de rompimiento.

• Se añaden las letras “h” o “s” para indicar si el asfalto empleado es duro (hard) o blando (soft).


http://www.amttechno.com/images/agiators-stirrers-img1.jpg

http://www.netzsch-

grinding.com/typo3temp/pics/98d1728518.jpg

1430/10/2014

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• Los asfaltos líquidos tienen más residuo de asfalto que las emulsiones.


http://epg.modot.org/files/3/3c/409_Minnesota_Seal_Coat_Design.pdf

Asfalto rebajado Emulsión asfáltica

85% de cemento asfáltico

67% de cemento asfáltico

http://epg.modot.org/files/3/3c/409_Minnesota_Seal_Coat_Design.pdf

Compra de cemento asfáltico.

• Para la compra del cemento asfáltico se deben especificar las características deseables y definir las propiedades de interés.

• Las “características deseables y las propiedades de interés” han evolucionado en el tiempo junto con el desarrollo de la tecnología.

• Cuando se presentan por escrito se denominan “especificaciones”.

• La compra del cemento asfáltico requiere especificaciones.


• Evolución de las especificaciones para asfalto.

– Especificaciones antiguas.

– Especificaciones por grados de penetración:• Penetration Grades.

– Especificaciones por grados de viscosidad:• Viscosity Grades.

– Especificaciones por grados de desempeño:• Performance Grades (PG).


Especificaciones antiguas.

• Asfaltos de lago.

– Apariencia.

– Solubilidad en disulfuro de carbono para evaluar su pureza.

• Asfaltos de petróleo (inicio del s. XX).

– Consistencia.• Prueba de masticación (sí, tal cual).• Máquina de penetración como medida de la consistencia.


Especificación por grados de penetración.

• Define el tipo de asfalto mediante los resultados del ensayo de penetración.

• Ensayos adicionales para caracterizar el asfalto:

– Ensayo de punto de chispa (seguridad).

– Ductilidad.

– Solubilidad.

– Envejecimiento en película delgada.• Penetración.• Ductilidad.


• Ensayo de penetración.– Aguja de máquina de coser No. 2.

– Se especifican la carga (100 g), el tiempo (5 segundos) y la temperatura (25°C).


100 g

Inicial

Penetración en 0.1 mm ó “pen”.

Después de 5 segundos

Agua a 77°F (25°C)

2030/10/2014


http://www.priasphalt.com/files/testingandspecifications/aashtot492010091009129974.JPGhttp://www.civil.uminho.pt/transportinfra/lab_photos/penetration.JPG

http://www.priasphalt.com/files/testingandspecifications/aashtot492010091009129974.JPG

http://www.civil.uminho.pt/transportinfra/lab_photos/penetration.JPG

Punto de chispa(Cleveland open cup).

Ductilidad (5cm./min. – 25°C).

Solubilidad.

Envejecimiento de película delgada en horno

(163°C por 5 horas).


Escala en centímetros

Molde

Muestra de asfalto


http://carrickfergus.gov.uk

Punto de ablandamiento con anillo y bola.

http://www.buildings.com/ArticleDetails/tabid/3334/Default.aspx?ArticleID=6874#top

Termómetro digital.

Bola de acero de 3.5 g.

Asfalto en anillo de bronce.

Interruptor foto-eléctrico.

Calentador y agitador magnético

Viscosímetro de Saybolt Furol.

2330/10/2014

http://carrickfergus.gov.uk/

http://www.buildings.com/ArticleDetails/tabid/3334/Default.aspx?ArticleID=6874

• Índice de Penetración (PI) (Pfeiffer & Van Doormaal).

– El índice de penetración permite caracterizar el asfalto de acuerdo con su susceptibilidad térmica, mediante la expresión:

• Donde:– PI: Índice de penetración.– A: Susceptibilidad térmica, definida como la pendiente de la relación

logaritmo de penetración (pen) contra temperatura.

– T1 y T2: Temperaturas a las cuales se mide la penetración.


𝑃𝐼 =20 − 500 × 𝐴

1 + 50 × 𝐴

𝐴 =𝑙𝑜𝑔 𝑝𝑒𝑛 𝑎 𝑇1 − 𝑙𝑜𝑔 𝑝𝑒𝑛 𝑎 𝑇2

𝑇1 − 𝑇2

– El punto de ablandamiento del asfalto (AASHTO T53-83) se toma como una temperatura de referencia, en la cual dicho material presenta una penetración de 800 pen.

– Así, la susceptibilidad térmica queda definida como:

• Donde:– TA&B: Punto de ablandamiento del asfalto (Anillo & Bola).

– El dato complementario puede ser el ensayo de penetración convencional a 25 °C.


𝐴 =𝑙𝑜𝑔 𝑝𝑒𝑛 𝑎 𝑇 − 𝑙𝑜𝑔 800

𝑇 − 𝑇𝐴&𝐵

2530/10/2014


Especificación por grados de penetración.(Extracto de ASTM D946/D946M-09a).

• Se definen cinco (5) grados de penetración en las Tablas 1 y 2: 40 – 50, 60 – 70, 85 – 100, 120 – 150 y 200 – 300.

• La Tabla 2 incluye el punto de ablandamiento como control de la susceptibilidad térmica del asfalto.


Penetración 40 – 50 200 – 300

Penetración a 25°C, 100 g, 5 s.(pen) 40 – 50 200 – 300

Punto de ablandamiento (°C) > 49 > 32

Punto de chispa en copa abierta de Cleveland (°C) > 230 > 175

Ductilidad a 25°C, 5 cm/min. (cm.) > 100 > 100

Solubilidad en tricloroetileno (%) > 99.0 > 99.0

Penetración retenida luego de envejecimiento en horno de película delgada (%) > 55 > 37

Ductilidad a 25°C, 5 cm./min, retenida luego de envejecimiento en horno de película delgada (cm.)

No aplica > 100

2730/10/2014


• Ventajas y desventajas de la especificación por grados de penetración.

– Ventajas:

• Temperatura semejante a la de servicio.• Rapidez.• Aplicable en campo.• Bajos costos de capital.• Precisión bien establecida.• Se puede establecer la susceptibilidad térmica.

– Desventajas:

• Prueba empírica.• No hay información sobre esfuerzo – deformación.• Tasa de corte grande: alta y variable• No indica las temperaturas de mezcla y compactación.• Penetraciones similares a 25°C no muestran diferencias entre asfaltos disímiles.


Temperatura

25°C (77°F)

Penetración, 0.1 mm

Susceptibilidad térmica alta

Media

Baja


Especificación por grados de viscosidad.

• Viscosidad: Relación entre el esfuerzo cortante aplicado (τ) y la tasa de deformación por corte (velocidad de distorsión: ∂γ / ∂t).

– Analogía con una baraja de cartas:


𝜂 =𝜏

𝜕𝛾 𝜕𝑡

Ensayos de viscosidad.

• Tasa de flujo a través de un área conocida.

• Viscosidad absoluta (60°C).

– Mediante vacío se desplaza el asfalto por el tubo y se registran los tiempos de paso por las marcas.

– 1 Pa . s = 10 Kg. / (m . s) = 10 Poise.

• Viscosidad cinemática (135°C).

– No requiere vacío.

– mm² / segundo o centistokes.

• Viscosidad cinemática = viscosidad absoluta / densidad.

• centistoke = centipoises / densidad.


http://www.humboldtmfg.com/product-images/H-1747.1_lg.jpg

Viscosímetro de vacío del Asphalt Institute

Vacío

Marcas de

tiempo

Línea de

llenado

https://www.cannoninstrument.com/Images/ProductImages/

GlassViscometers/ZCA_w_holder.jpg

Viscosímetro Zietfuchs Cross – Arm

Marcas de

tiempo

Línea de

llenado

http://www.humboldtmfg.com/product-images/H-1747.1_lg.jpg

https://www.cannoninstrument.com/Images/ProductImages/GlassViscometers/ZCA_w_holder.jpg


http://www.controls-

group.com/backend/prodotti/img_upload/img_big/1209271804390_81_b0116_f_re

v_1_10.09.2012.jpg

http://www.westest.net/wp-content/uploads/Penetrometer-Absoulte-Viscosity-Bath-Brookfield-Viscometer-Pic-2-500x290.jpg

http://www.controls-group.com/backend/prodotti/img_upload/img_big/1209271804390_81_b0116_f_rev_1_10.09.2012.jpg

http://www.westest.net/wp-content/uploads/Penetrometer-Absoulte-Viscosity-Bath-Brookfield-Viscometer-Pic-2-500x290.jpg

Especificaciones para grados de viscosidad.(ASTM D3381/ D3381M-13).

• Cuatro especificaciones:

– Tabla 1: Propiedades del asfalto original.– Tabla 2: Propiedades del asfalto original para bitúmenes con menor

susceptibilidad térmica.– Tabla 3: Propiedades de asfaltos envejecidos en horno con película delgada

rotatoria.– Tabla 4: Propiedades del asfalto original exigidas en Latinoamérica.

• Pruebas para las Tablas 1 y 2.

– Viscosidades a 60 y 135°C.– Penetración a 25°C.– Punto de chispa y solubilidad.– Si un asfalto satisface los requerimientos de la Tabla 2 cumplirá, por defecto,

los de la Tabla 1.


Extracto de la Tabla 1.

• Grados para la Tabla 1:

– AC 2.5, AC 5, AC 10, AC 20, AC 40.


AC 2.5 AC 40

Viscosidad absoluta, 60°C (Pa.s) 25 ± 5 400 ± 80

Viscosidad cinemática, 135°C (mm²/s) > 8o > 300

Penetración a 25°C, 100g, 5 s. (0.1 mm) > 200 > 20


Solubilidad en tricloroetileno (%) > 99.0 >99.0

Viscosidad del asfalto envejecido en horno de película delgada, 60°C (Pa.s)

< 125 < 2,000

Ductilidad a 25°C, 5 cm./min, retenida luego de envejecimiento de película delgada en horno (cm.)

> 100 > 10

AC 2.5 AC 40

Viscosidad absoluta, 60°C (Pa.s) 25 ± 5 400 ± 80

Viscosidad cinemática, 135°C (mm²/s) > 125 > 400

Penetración a 25°C, 100g, 5 s. (0.1 mm) > 220 > 40


Solubilidad en tricloroetileno (%) > 99.0 >99.0

Viscosidad del asfalto envejecido en horno de película delgada, 60°C (Pa.s)

< 125 < 2,000


> 100 > 25


• Grados para la Tabla 2:

– AC 2.5, AC 5, AC 10, AC 20, AC 30, AC 40.


Temperatura

25°C (77°F) 60°C (140°F) 135°C (275°F)

TemperaturaPromedioServicio

Mezclado&

CompactaciónVeranocaliente

Tabla 1

Tabla 1 (40 Pen)

210 mm²/s

Tabla 2

Tabla 2 (60 Pen)

300 mm²/s

BajaSusceptibilidad

240 Pa.s

160 Pa.s

Vis

cosi

dad

(R

igid

ez)

AC-20



0.1

0.2

0.3

0.5

1.0

10.0

5.0

100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Temperatura, °C

Viscosidad Pa . s

Compactación: 0.28±0.03

Mezclado: 0.17±0.02

Temperaturas de mezclado en laboratorio y planta y compactación en laboratorio.


• Asfalto 80-100 de ECOPETROL en marzo de 2012.


• Ventajas y desventajas de los grados de viscosidad en asfalto original.

– Ventajas:

• Propiedad fundamental.• Amplio rango de temperaturas.• Basado en la máxima temperatura de la superficie del pavimento.• Amplia oferta de instrumentos.• Precisión establecida para los ensayos.• Control a la susceptibilidad térmica.• Restricciones al envejecimiento.• Información sobre temperaturas de mezclado y compactación.

– Desventajas:

• Mayor tiempo y capacidad técnica para los ensayos.• No es aplicable para materiales no newtonianos.• Amplio rango de propiedades para el mismo grado.


Tabla 3. Asfalto envejecido. AR: Asphalt Residue.

• Grados AR.

– AR 1000, AR 2000, AR 4000, AR 8000, AR 16000.

• Horno de película delgada rotatoria: Rolling Thin Film Oven (California).

– Frascos rotatorios llenos de asfalto.– Inyección de aire caliente a 163°C durante 80 min.– Se puede usar el ensayo de película delgada en horno, pero el RTFO debe ser el método de

referencia (ASTM).

• Ensayos sobre el residuo envejecido en el RTFO.

– Viscosidades a 60°C y 135°C.– Penetraciones a 25°C.– Porcentaje de penetración original vs. envejecido.– Ductilidad.– Punto de chispa y solubilidad del asfalto original.



http://www.pavementinteractive.org/wp-content/uploads/2011/04/RTFO_Bottles.jpg

http://www.pavementinteractive.org/wp-content/uploads/2011/04/Rtfo.jpg

4330/10/2014

http://www.pavementinteractive.org/wp-content/uploads/2011/04/RTFO_Bottles.jpg

http://www.pavementinteractive.org/wp-content/uploads/2011/04/Rtfo.jpg



AR 1,000 AR 16,000

Viscosidad absoluta, 60°C (Pa.s) 100 ± 25 1,600 ± 400

Viscosidad cinemática, 135°C (mm²/s) > 140 > 550

Penetración a 25°C, 100 g, 5 s (0.1 mm) > 65 > 20

Porcentaje de la penetración original en el asfalto envejecido (%) No se especifica > 52


> 100 > 75

Ensayos en el asfalto original:


Solubilidad en tricloroetileno (%) > 99.0 > 99.0


• Ventajas y desventajas de los grados de viscosidad para el asfalto residual.

– Ventajas:

• Representa las propiedades del asfalto tras el mezclado.• Emplea propiedades fundamentales.• Cubre un amplio rango de temperaturas.• Limita el envejecimiento.

– Desventajas:

• Es muy regional.• Requiere equipos de ensayo adicionales.• Mayor tiempo de ensayos.• No hay consistencia con los ensayos en asfalto original.• No es aplicable a materiales no newtonianos.• Amplio rango de propiedades para un mismo grado.


Tabla 4. Requerimientos típicos sobre asfalto original en México, América Central y Suramérica.



4050

6070

85100

120150

200300

Grados de penetración

AC 40

AC 20

AC 10

AC 5

AC 2.5

1,000

500

100

Vis

cosi

dad

, 60°

C (

14

0°

F) e

n r

esi

du

o d

e R

TFO

T

AR 16,000

AR 8,000

AR 4,000

AR 2,000

AR 1,000

50

Pa.s

Comparación entre grados de penetración y de viscosidad. Grados AC en residuo TFOT y Grados AR en residuo RTFOT.

2,000 Pa.s

1,200 Pa.s

1,000 Pa.s

600 Pa.s

500 Pa.s

300 Pa.s

250 Pa.s

150 Pa.s

125 Pa.s

75 Pa.s

Grados de viscosidad

200

2,000

Especificación por grados de desempeño.

• Entre 1988 y 1993 se realizó el Strategic Highway Research Program (SHRP) en EE.UU con una inversión de US$150 millones.

– Como producto de este programa se desarrolló el sistema Superpave ® (Superior Performing Asphalt Pavements) para el diseño de mezclas asfálticas mediante la inversión de US$50 millones.

– La especificación del asfalto por grados de desempeño (Performance Grades, PG) hace parte de dicho sistema.

• En la actualidad se adelanta el SHRP 2 (2009 – 2015, U.S.$ 235 millones) sobre cuatro áreas de estudio: seguridad, renovación de infraestructura, confiabilidad y capacidad.


• La especificación PG se desarrolló para superar las desventajas de las especificaciones tradicionales de cemento asfáltico.

• La especificación se refiere a un ligante y no solo a un cemento asfáltico, pues el ligante puede ser modificado o no.

• La especificación considera:

– Propiedades fundamentales relacionadas con el desempeño.

– Factores ambientales.

– Temperaturas de construcción y servicio.

– Envejecimiento del ligante a corto y largo plazo.


• La especificación se basa en ensayos de reología, es decir, el estudio del flujo y la deformación.

• El asfalto es un material viscoelástico, es decir, su respuesta depende del tiempo de aplicación de la carga.

• El comportamiento del ligante depende de:

– La temperatura.

– El tiempo de carga.

– El envejecimiento o cambio de propiedades con el tiempo.


Comportamiento (performance) de los pavimentos asfálticos.

• Comportamiento del pavimento asfáltico a altas temperaturas.

– Altas temperaturas de servicio.

• Climas desérticos.• Temperaturas de verano.

– Cargas de tráfico lentas.

• Camiones a baja velocidad.• Intersecciones.

– A altas temperaturas predomina el comportamiento viscoso del ligante y se producen deformaciones permanentes, las cuales aumentan con el tiempo de aplicación de la carga (tráfico lento).


Liquido viscosos = η (∂γ / ∂t)

– Ahuellamiento:

• La deformación permanente o ahuellamiento (rutting) se produce por la deformación no recuperable o plástica causada por las cargas de tránsito.

• En climas cálidos, el agregado mineral de la mezcla soporta la mayor parte de la carga.

• Los ligantes más rígidos mantienen la estructura de agregados intacta y ayudan a resistir la deformación en la matriz de ligante.

• La deformación plástica depende de la fuente de asfalto, los aditivos y las propiedades del agregado.


• El ahuellamiento es función del clima cálido y del tránsito.

• Las huellas pueden ser visibles en casos extremos como el ilustrado en la fotografía.

• Otros puntos donde se desarrollan huellas son:

– Líneas de PARE.– Semáforos.– Pasos peatonales.

LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 54

Cortesía de la FHWA

Ahuellamiento

30/10/2014

• Comportamiento del pavimento asfáltico a bajas temperatura.

– Baja temperatura.

• Climas fríos.• Invierno.

– Cargas de tráfico rápidas.

• Camiones a alta velocidad.

– A bajas temperaturas, o bajo cargas de tráfico muy rápidas, la respuesta del ligante es predominantemente elástica.


Sólido elástico

s = ε E

Ley de Hooke

5530/10/2014

– Agrietamiento térmico.

• Se generan esfuerzos por contracción debido a la reducción de la temperatura.

• Las grietas se forman cuando los esfuerzos térmicos exceden la capacidad del material para aliviar el esfuerzo mediante la deformación, es decir, el material es frágil.

• Depende de la fuente y propiedades del asfalto y de las características de los agregados.


• Las grietas por temperatura son fisuras transversales.

• El espaciamiento entre grietas tiende a ser uniforme.

• El espaciamiento es menor cuando el ligante es más rígido y las temperaturas son más bajas.



Agrietamiento por bajas temperaturas

30/10/2014

• Comportamiento del pavimento a temperaturas intermedias.

– Temperatura intermedia.

• Climas templados.• Primavera u otoño.

– Tráfico a velocidad moderada.

• Velocidad promedio menor que 70 Km./h.

– A temperaturas intermedias, o bajo cargas de tráfico de velocidad moderada, la respuesta del ligante es visco-elástica.


Material visco-elástico

𝜎 𝑡 = 𝐸 ∙ 𝜀 𝑡 + 𝜂𝑑𝜀 𝑡

𝑑𝑡

• Agrietamiento por fatiga:

– El agrietamiento por fatiga se presenta en las huellas de las llantas al excederse la resistencia a la tensión de la mezcla por la flexión causada por el tránsito.

– Las grietas empiezan en el fondo de la capa y se hacen visibles al llegar a la superficie.

– El agrietamiento por fatiga toma tiempo y está afectado por la exposición a los factores ambientales.

– Existe un agrietamiento por fatiga que comienza en la parte superior de la capa.


Agrietamiento por fatiga

• Envejecimiento del ligante.

– El asfalto reacciona con el oxígeno mediante “oxidación” o “endurecimiento por envejecimiento”.

– A corto plazo se debe a la volatilización de componentes específicos y al proceso de construcción.

– A largo plazo es causada por el servicio que presta el pavimento durante 7 o 10 años expuesto a los factores ambientales.

– Las especificaciones deben considerar el envejecimiento durante el almacenamiento en tanques, el mezclado y el extendido de las mezclas asfálticas (corto plazo) pues las propiedades del ligante original cambian.


Especificación Superpave® para el ligante asfáltico.

• El sistema de clasificación se basa en el clima, particularmente en las temperaturas extremas del pavimento.


PG 64 –22

Performance

Grade

Temperatura promedio máxima de

siete días del pavimento (64°C)

Temperatura mínima

del pavimento (-22°C)

• Las temperaturas del pavimento se obtienen mediante el software Superpave® LTPPBind 3.1.

• La temperatura máxima se estima a 20 mm por debajo de la superficie de la mezcla asfáltica.

• La temperatura mínima se estima en la superficie de la mezcla.

• La temperatura del pavimento es función de la temperatura del aire, la profundidad y la latitud geográfica.



Viscosímetro rotacional.

Reómetros dinámicos de

corte (DSR).

Reómetro de

viga de flexión

(BBR).

Construcción: Evaluación de viscosidad a temperaturas similares a las de producción de la mezcla.

• Ensayos empleados en la especificación PG.


• Reómetros cilíndricos concéntricos.

– El viscosímetro rotacional es un reómetro cilíndrico concéntrico (un cilindro rota dentro de otro).

– La viscosidad (η) es función del torque (T) necesario para rotar un cilindro de geometría conocida (Ri, L).

– La viscosidad se calcula con el torque, la velocidad rotacional (20 RPM = 2.0944 rad / s) y la geometría del cilindro.

– El equipo se conoce también como viscosímetro Brookfield.


𝜏𝑅𝜃 =𝑇

2𝜋 ∙ 𝑅𝑖2∙ 𝐿

𝛾 =2𝜛 ∙ 𝑅𝑖

2 ∙ 𝑅𝑐2

𝑥2 ∙ 𝑅𝑐2 − 𝑅𝑖

2

30/10/2014

𝜂 =𝜏

𝛾


http://www.pavementinteractive.org/wp-content/uploads/2011/04/Rv_equipment.jpg

Controlador de

temperatura

Viscosímetro

rotacional

Cámara

ambiental

Cámaras de

muestra

Husillos

Alicates de

presión

Cámara de muestra en

estante de vertido

http://www.pavementinteractive.org/wp-content/uploads/2011/04/Rv_equipment.jpg



corte (DSR).

Reómetro de

viga de flexión

(BBR).

Propiedades del ligante frente a ahuellamiento y fatiga: Evaluación del ligante

original y envejecido a corto plazo en la temperatura máxima estimada del pavimento.


• Reómetro dinámico de corte. (DSR).

– Este reómetro tiene una configuración de placas paralelas.

– El flujo de corte varía con la altura y el radio y es heterogéneo.

– Las medidas de esfuerzo y deformación se basan en una geometría cilíndrica.

– Se requiere una preparación cuidadosa de las muestras.


𝜏𝑅 =2𝑀

𝜋𝑅3 𝛾𝑅 =𝑅𝜃

ℎ

30/10/2014

1 ciclo

TiempoA

A

B

C

C

A

B

Placa fija

Placa oscilatoria

• La principal ventaja de este ensayo es el uso de una carga sinusoidal.

• Se pueden evaluar las componentes elástica y viscosa del material con la deformación debida al esfuerzo aplicado.

• La frecuencia de 1.59 Hz (ω = 10 rad./s) se considera representativa de una velocidad de 88 Km./h.


• Si el material es elástico, la deformación estará en fase con el esfuerzo aplicado.

• Si el material es viscoso, la deformación tendrá un desfase de 90°.


C

Deformación en faseδ = 0o

Elástico Viscoso

TimeA

A

B

Deformación

Deformación desfasadaδ = 90o

Esfuerzo

30/10/2014

• Cuando un material tiene componentes elástica y viscosa es posible separar la contribución de cada una en la respuesta total conociendo el ángulo de fase, δ.

• El módulo complejo, G*, es el vector suma de los módulos de almacenamiento y viscoso.

• Si δ = 0°, G* equivale al módulo de almacenamiento y el comportamiento es completamente elástico.

• Si δ = 90°, G*equivale al módulo viscoso y el comportamiento es completamente viscoso.

Mó

du

lo v

isco

so, G

”

Módulo de almacenamiento, G’

d


Equipo DSRControl y adquisición de

datos por computador


http://photos.labwrench.com/equipmentPhotos/7000/7435-5667.jpg

30/10/2014

http://photos.labwrench.com/equipmentPhotos/7000/7435-5667.jpg

Área para el baño térmico

Motor

Placas paralelas con la muestra de

ligante


Placa de 25 mm con la muestra de ligante.



Reómetro de

viga de flexión

(BBR).

Ahuellamiento: Cuando el DSR se emplea a altas temperaturas puede indicar la capacidad del ligante

para resistir el ahuellamiento. Se emplean placas paralelas de 25 mm y muestra de 1 mm de espesor.


corte (DSR).


• La deformación permanente se mitiga mediante los siguientes criterios:

– G* / seno (δ) > 1.00 kPa para ligante original (no envejecido).

– G* / seno (δ) ≥ 2.20 kPa para ligante envejecido en horno de película delgada rotatoria.

• El ensayo se realiza a la temperatura máxima promedio de 7 días del pavimento.

• El incremento de G* tiene sentido en la reducción del ahuellamiento.

• El parámetro “seno (δ)” permite considerar un ligante más blando pero a la vez más elástico (menos deformación permanente por ciclo).


• Horno de película delgada rotatoria (163°C, 80 minutos).

– Empleado en la especificación de asfaltos AR.– Simula el envejecimiento a corto plazo.


Ventilador

Ducto de aire

Carrusel de botellas

rotatorias

30/10/2014

• Botellas antes y después del ensayo.– Se añaden 35 gramos de asfalto.


Abertura en la botella

7830/10/2014

– Además de preparar las muestras con simulación de envejecimiento a corto plazo, el horno permite determinar la pérdida de masa por la volatilización de las fracciones livianas del ligante:

– La masa envejecida se determina cuando el frasco se ha enfriado.

– Se debe medir G*/seno (δ) con el material envejecido en el horno de película delgada rotatoria a la misma temperatura empleada en el ligante original.


𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑎 % =𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑒𝑛𝑣𝑒𝑗𝑒𝑐𝑖𝑑𝑎

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙× 100%

30/10/2014

• Pregunta:

– ¿Por qué se emplea el parámetro G* / seno (δ) para minimizar el ahuellamiento?

• Respuesta:

– Porque se desea tener un ligante rígido y elástico a la vez que contribuya a la resistencia al ahuellamiento de la mezcla asfáltica.

• ¿Cómo se logra esto?

– Incrementando G* o reduciendo el ángulo de fase δ.



Reómetro de

viga de flexión

(BBR).

Fatiga: Se emplea el DSR sobre ligantes envejecidos a corto plazo (RTFO) y a largo plazo (7 a 10 años de

servicio) (PAV) con muestras de 8 mm de diámetro y 2 mm de espesor, compatibles con la capacidad de

torque del equipo.


corte (DSR).


• Ensayos a realizar:

– En ligante envejecido.

• Envejecimiento a corto plazo.

• Envejecimiento a largo plazo.

– Se determinan los parámetros en el DSR empleando placas de 8 mm de diámetro.

– Se considera una temperatura intermedia que simule las condiciones promedio de campo del pavimento.


http://www.pavementinteractive.org/wp-

content/uploads/2011/04/Dsr_samples.jpg

http://www.pavementinteractive.org/wp-content/uploads/2011/04/Dsr_samples.jpg

• Envejecimiento a largo plazo mediante la celda de envejecimiento por presión.

– PAV: Pressure Aging Vessel: Celda de Envejecimiento por Presión.

– Se emplea para envejecer aún más el ligante proveniente del horno de película delgada rotatoria.

– Simula un envejecimiento de 7 a 10 años.

– Se emplea una muestra de 50 gramos de ligante y se la somete durante 20 horas a una presión de 2,070 kPa (300 psi).

– Las temperaturas del proceso son de 90, 100 o 110°C.



Fondo de la celda de

envejecimiento por

presión

Repisa de bandejas

individuales de

asfalto

(50 g/ bandeja)

Componentes de la tapa de la celda

8430/10/2014

• Celda dentro del horno.

• Las bandejas con el ligante se encuentran en la repisa dentro de la celda.



30/10/2014

• Agrietamiento por fatiga.

– Se evalúa G* x seno(δ) en ligante envejecido en RTFO y PAV.

– Este parámetro representa la parte final de la vida de fatiga.

– G* x seno (δ) ≤ 5,000 kPa.

– Note que G* x seno (δ) es el componente viscoso.

– La especificación limita el componente viscoso para garantizar un ligante blando que se flexione bajo las cargas de tránsito sin agrietarse.


• Pregunta:

– ¿Por qué se emplea un parámetro G* x seno (δ) máximo para el agrietamiento por fatiga?

• Respuesta:

– Porque se desea tener un ligante blando y elástico que soporte muchas cargas sin agrietarse.

• ¿Cómo se logra esto?

– Reduciendo G* o reduciendo el ángulo de fase δ.



Agrietamiento térmico: Las propiedades del ligante a baja temperatura se determinan con el

reómetro de viga flexionante.


corte (DSR).

Reómetro de

viga de flexión

(BBR).


• Reómetro de viga de flexión.

– El ensayo aplica una carga estática a una viga de ligante simplemente apoyada.

– La temperatura se mantiene mediante un baño térmico.


Soporte neumático

Celda de carga

Transductor de deflexión

Baño térmico

Computador

8930/10/2014

– Viga de ligante obtenida de un molde. Se debe manipular con cuidado para no ablandar y deformar el material con el calor de las manos.


– Equipo del reómetro de viga de flexión.


Sistema de

enfriamiento

Baño térmico

Vástago de

carga

9130/10/2014

• La variación de la rigidez (S: stiffness) con el tiempo de carga (t) se obtiene mediante la ecuación de deflexión de una viga simplemente apoyada:

– Donde:

• S(t): Rigidez en flujo plástico (creep) para el tiempo t (MPa).• P: Carga constante aplicada (N).• L: Distancia entre los apoyos de la viga (102 mm).• b: Ancho de la viga (12.5 mm).• h: Espesor de la viga (6.25 mm).• d(t): Deflexión en el tiempo t (mm).

– Se asume que los parámetros geométricos permanecen constantes durante el ensayo.


4 b h3 d (t)𝑆 𝑡 =𝑃 ∙ 𝐿3

48 ∙𝑏ℎ3

12 ∙ 𝑑 𝑡

– Se evalúan las propiedades de rigidez a baja temperatura.

• Rigidez en flujo plástico.• Pendiente de la respuesta (denominada valor “m”).


8 15 30 60 120 240

Log

[Rig

idez

en

flu

jo

plá

stic

o, S

(t)]

Log [tiempo de carga, t (s)]

m: pendientem ≥ 0.300

S(60) < 300 MPa

– Se especifica una rigidez máxima para garantizar que el ligante sea suficientemente blando a bajas temperaturas [S(60) < 300 MPa].

– Se especifica una pendiente mínima (m ≥ 0.300) para garantizar que el ligante se pueda relajar (deformar) rápidamente y evitar el agrietamiento.

– ¿Es la rigidez un criterio suficiente?

• No, se requiere encontrar la deformación necesaria para romper el espécimen pues el agrietamiento térmico ocurre cuando la deformación es muy grande.

• Este parámetro se mide mediante la prueba de tracción directa (DTT).


• Ensayo de tracción directa.


Deformación

Esfuerzo: σ = P / A

ef

sf

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Le

DL

Carga



FHWACortesía de la FHWA

Resumen de ensayos.


Sin envejecimiento

Agrietamiento por fatiga

Ahuellamiento

Envejecimiento a corto plazo en RTFO

Construcción

RVDSR

Agrietamiento a baja temperatura

BBR

DTT

Envejecimiento a largo plazo en PAV

T(0C)

Especificación Superpave ® para la compra de ligante.


• El sistema de clasificación se basa en el clima.

PG 64 –22

Performance

Grade

Temperatura promedio máxima de

siete días del pavimento (64°C)

Temperatura mínima

del pavimento (-22°C)

30/10/2014


Grado de desempeño PG 46 PG 52 PG 58 PG 64 PG 70 PG 76 PG 82

T (°C) Máx. Prom. 7 días < 46 < 52 < 58 < 64 < 70 < 76 < 82

T (°C) Mín. 1 día -34 -40 -46 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -46 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -10 -16 -22 -28 -34

Ligante original

≥ 230°C Punto de chispa

≤ 3 Pa.s @135°C Viscosímetro rotacional (RV)

≥ 1.00 kPaReómetro dinámico de corte (DSR): G* / seno (δ)

46 52 58 64 70 76 82

Ligante envejecido en Horno de Película Delgada Rotatoria (RTFO). Pérdida de masa < 1.00%


46 52 58 64 70 76 82

Ligante envejecido en Celda de Envejecimiento por Presión (PAV)

20 horas, 2.07 MPa 90°C 90°C 100°C 100°C 100°C (110°C) 100°C (110°C) 100°C (110°C)

≤ 5,000 kPaReómetro dinámico de corte (DSR): G*x seno (δ)

10 7 4 25 22 19 16 13 10 7 25 22 19 16 13 31 28 25 22 19 16 34 31 28 25 22 19 37 34 31 28 25 40 37 34 31 28

S(60) ≤ 300 MPa m≥0.300Reómetro de viga de flexión (BBR). Rigidez “S(60)” y pendiente “m”.

-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24

Reportar el valor Reómetro de viga de flexión (BBR). Endurecimiento físico.

≥ 1.00% Tensión directa (DT).

-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24

Especificación por grados de desempeño (PG).

30/10/2014

Funcionamiento de la especificación.



T (°C) Máx. Prom. 7 días < 46 < 52 < 58 < 64 < 70 < 76 < 82

T (°C) Mín. 1 día -34 -40 -46 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -46 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -10 -16 -22 -28 -34

Ligante original




46 52 58 64 70 76 82



46 52 58 64 70 76 82




10 7 4 25 22 19 16 13 10 7 25 22 19 16 13 31 28 25 22 19 16 34 31 28 25 22 19 37 34 31 28 25 40 37 34 31 28


-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24



-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24

Los requerimientos de la especificación permanecen constantes. 58 64

Cambian las temperaturas de ensayo.

30/10/2014



T (°C) Máx. Prom. 7 días < 46 < 52 < 58 < 64 < 70 < 76 < 82

T (°C) Mín. 1 día -34 -40 -46 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -46 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -10 -16 -22 -28 -34

Ligante original




46 52 58 64 70 76 82



46 52 58 64 70 76 82




10 7 4 25 22 19 16 13 10 7 25 22 19 16 13 31 28 25 22 19 16 34 31 28 25 22 19 37 34 31 28 25 40 37 34 31 28


-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24



-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24

Criterios para controlar la deformación permanente.

• Ligante original.• Ligante

envejecido en RTFO.

30/10/2014

• Deformación permanente:

– Considera la rigidez del ligante a altas temperaturas.

• G*/ seno (δ) en ligante original ≥ 1.00 kPa

• G*/ seno (δ) en ligante envejecido en RTFO ≥ 2.20 kPa.

– Estos valores son mínimos.


Parte inicial de la vida de servicio del pavimento

Camiones pesados

30/10/2014



T (°C) Máx. Prom. 7 días < 46 < 52 < 58 < 64 < 70 < 76 < 82

T (°C) Mín. 1 día -34 -40 -46 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -46 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -10 -16 -22 -28 -34

Ligante original




46 52 58 64 70 76 82



46 52 58 64 70 76 82




10 7 4 25 22 19 16 13 10 7 25 22 19 16 13 31 28 25 22 19 16 34 31 28 25 22 19 37 34 31 28 25 40 37 34 31 28


-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24



-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24

Criterios para controlar el agrietamiento por fatiga.

Ligante envejecido en

PAV

30/10/2014

• Agrietamiento por fatiga.

– Considera la rigidez del ligante a temperaturas intermedias.

• G* x seno (δ) en ligante envejecido en RTFO & PAV ≤ 5,000 kPa.

– Este valor es un máximo.


Parte final de la vida de servicio del pavimento.

30/10/2014



T (°C) Máx. Prom. 7 días < 46 < 52 < 58 < 64 < 70 < 76 < 82

T (°C) Mín. 1 día -34 -40 -46 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -46 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -10 -16 -22 -28 -34

Ligante original




46 52 58 64 70 76 82



46 52 58 64 70 76 82




10 7 4 25 22 19 16 13 10 7 25 22 19 16 13 31 28 25 22 19 16 34 31 28 25 22 19 37 34 31 28 25 40 37 34 31 28


-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24



-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24

Criterios para controlar el agrietamiento a baja temperatura.


Ligante envejecido en PAV

30/10/2014



T (°C) Máx. Prom. 7 días < 46 < 52 < 58 < 64 < 70 < 76 < 82

T (°C) Mín. 1 día -34 -40 -46 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -46 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -10 -16 -22 -28 -34

Ligante original




46 52 58 64 70 76 82



46 52 58 64 70 76 82




10 7 4 25 22 19 16 13 10 7 25 22 19 16 13 31 28 25 22 19 16 34 31 28 25 22 19 37 34 31 28 25 40 37 34 31 28


-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24



-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24

Requerimientos misceláneos.

30/10/2014

Punto de chispa ≥ 230°C

Viscosímetro

rotacional

Pérdida de masa < 1.00%

PG 58-22

PG 52-28

PG 64-10PG 58-16

Se puede dividir el territorio en regiones diferentes de acuerdo con la variación del clima.

Selección del ligante por PG según el clima del proyecto.


El PG se obtiene a partir de la temperatura del aire.

• Base de datos climática de Superpave ®.

– 6,500 estaciones en EE.UU. y Canadá.

• Temperatura anual del aire.

– Temperatura de los siete días más cálidos (promedio y desviación estándar).

– Temperatura más fría (promedio y desviación estándar).

• En la selección del PG se emplean temperaturas calculadas del pavimento.


> 20 años

Confiabilidad en la selección del ligante.

• Probabilidad de NO exceder la temperatura de diseño.


Frecuencia de las temperaturas observadas(Área total bajo la curva = 100%)

Tprom. Tdes

La confiabilidad es el área de la curva a la izquierda de Tdes

Se emplea la distribución normal

30/10/2014

• Ejemplo con temperaturas del aire medidas en Topeka (Kansas, EE.UU.).


36 40Temperaturas máximas del aire en 7 días

Confiabilidad de 50 %

Confiabilidad del 98%

Verano promedio

Verano muy caliente

La desviación estándar de estos datos es de 2°C

30/10/2014

36

40

-23-31

Invierno promedio

Desviación estándar de 4°C

Invierno muy frío


-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 °C

30/10/2014

• Las temperaturas del aire se convierten a temperaturas del pavimento mediante el software Superpave ®.

• Alta temperatura del pavimento:

– Se calcula a 20 mm por debajo de la superficie de la mezcla asfáltica.

• Baja temperatura del pavimento:

– Se calcula en la superficie de la mezcla.

• La temperatura en el pavimento es función de la temperatura del aire, la profundidad y la latitud geográfica.


• Temperaturas calculadas en el pavimento para el ejemplo de Topeka (Kansas, EE.UU.)


La temperatura del pavimento es igual a la del aire.

La temperatura del pavimento es mayor que la del aire.

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70°C

-31 -23

56

60

-40 0 10 20 30 40 50 60-10-20-30 70

PG 64-34 (98% de confiabilidad mínima)

PG 58-28 (50 % de confiabilidad mínima)

Los grados PG se definen en incrementos de 6 grados.

• Grados PG de ligante para Topeka.


• Efecto de redondear a grados PG estándar.


0 10 20 30 40 50 60-10-20-30-40 70

PG 58-28 (50 % de confiabilidad mínima)

PG 58 provee 84.13% de confiabilidad

PG -28 provee 89.44% de confiabilidad

30/10/2014

Grado requerido para un 50% de confiabilidad.

-23-28

Temperaturas mínimas del pavimento (°C)

Grado seleccionado para un 50% de confiabilidad. ¡El redondeo depende de las

temperaturas reales!

-16 -22 -28


Incrementos del grado según la tasa de carga y la agresividad del tráfico.

• Problema:

– La tasa de carga especificada para el DSR es de 10 rad/s (≈ 88 Km./h). – ¿Qué pasa para tiempos de carga más largos? (velocidades menores).

• Se emplea un ligante con mayor rigidez a alta temperatura.

– Tráfico lento: Pase al siguiente grado de temperatura máxima (+6°C).– Estacionario: Pase dos grados de temperatura máxima (+12°C).

• El incremento de grado no tiene efecto en la temperatura mínima.


88 Km. / h

• Ejemplo:

– Para una sección de la carretera en flujo libre : PG 64-22

– Para zona cercana a caseta de peaje : PG 70-22

– Para estación de pesaje : PG 76-22

88 Km. / h

Lento

Detenido


• La intensidad del tránsito también se debe considerar en el incremento del grado de temperatura superior:

– Se calcula el NESE de 80 kN para un periodo de 20 años, sin importar el periodo del diseño del pavimento.

– NESE entre 10 y 30 millones: Considere pasar al siguiente grado: (+6°C).

– NESE de más de 30 millones: Se recomienda pasar al siguiente grado: (+6°C).


80 kN NESE

30/10/2014

• Este procedimiento (“grade bumping”) se defina con precisión en la Tabla 1. Selección del ligante según la velocidad y nivel del tráfico de la especificación AASHTO M323.


NESE para un periodo de 20

años (millones)

Ajuste al grado de alta temperatura del ligante (1 grado = 6°C)

Tasa de carga del tráfico según velocidad promedio (Vp)

Estacionario:Vp < 20 Km./h

Lento:20 Km./h ≤ Vp ≤ 70 Km./h

Estándar:Vp > 70 Km./h.

< 0.3 1 (sugerido) -- --

0.3 a < 3 2 1 --

3 a < 10 2 1 --

10 a < 30 2 1 1 (sugerido)

≥ 30 2 1 1

Funcionamiento de la especificación.



T (°C) Máx. Prom. 7 días < 46 < 52 < 58 < 64 < 70 < 76 < 82

T (°C) Mín. 1 día -34 -40 -46 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -46 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -10 -16 -22 -28 -34

Ligante original




46 52 58 64 70 76 82



46 52 58 64 70 76 82




10 7 4 25 22 19 16 13 10 7 25 22 19 16 13 31 28 25 22 19 16 34 31 28 25 22 19 37 34 31 28 25 40 37 34 31 28


-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24



-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24

Los requerimientos de la especificación permanecen constantes. 58 64

Cambian las temperaturas de ensayo.

30/10/2014

Resumen de cómo emplear la especificación de grados de desempeño PG.

• Determine:

– La temperatura máxima promedio del pavimento en 7 días.

– La temperatura mínima del pavimento en 1 día.

• Emplee las tablas de la especificación para seleccionar las temperaturas de los ensayos sobre el ligante.

• Determine las propiedades del ligante y compárelas con los límites de la especificación.

• Ajuste el grado de por la velocidad e intensidad del tránsito esperados.


• La norma ASTM D6373-13 presenta la Especificación Estándar para Ligante Asfáltico por Grados de Desempeño.

– Incluye dos tablas.

• La Tabla 1 emplea el ensayo de tensión directa (D6723).

• La Tabla 2 emplea la Temperatura Crítica Inferior de Agrietamiento (D6816).

– La norma es aproximadamente igual a la especificación AASHTO M-320-10 (antes PP-1), aunque en el Apéndice se enumeran algunas diferencias.




Comparación entre los grados de penetración y viscosidad (AC y AR) contra los grados de desempeño Superpave ® (Roberts et al., 1996).

Limitantes de los sistemas de clasificación por grados de penetración y grados de viscosidad (AC y AR).

Aspectos de los ensayos y de la especificación Superpave ® que atienden dichas limitantes.

Los ensayos de penetración y ductilidad son empíricos y no se relacionan directamente con el comportamiento de las mezclas asfálticas en caliente para pavimentación.

Las propiedades físicas medidas se relacionan directamente con el comportamiento en campo a partir de principios de ingeniería.

Los ensayos se realizan a temperaturas estándar que no tienen en cuenta el clima en el cual se empleará el ligante asfáltico.

Los criterios permanecen constantes, sin embargo, las temperaturas a las cuales son evaluados cambian considerando el grado del ligante seleccionado para las condiciones climáticas prevalecientes.

No se considera adecuadamente el rango de temperaturas del pavimento para cada sitio específico. Por ejemplo, no se realiza un ensayo para evaluar la rigidez del asfalto a baja temperatura y su efecto sobre el agrietamiento térmico.

Se cubre el rango completo de temperaturas del sitio específico.

Los métodos de ensayo solo consideran el envejecimiento del ligante asfáltico a corto plazo (ensayo de película delgada), aun cuando el envejecimiento a largo plazo es un factor significativo en los agrietamientos por fatiga y baja temperatura.

Se simulan y evalúan tres edades críticas del ligante:1. El ligante asfáltico original previo a la mezcla con los agregados.2. El ligante asfáltico envejecido luego de la producción y

construcción de la mezcla en caliente.3. El ligante asfáltico envejecido a largo plazo.

Los ligantes asfálticos pueden tener características muy diferentes dentro de un mismo grado.

La clasificación es más precisa y hay menos traslapos entre grados.

Estos sistemas de clasificación no son apropiados para ligantes asfálticos modificados.

Los ensayos y especificaciones son para ligantes asfálticos, lo cual incluye materiales modificados y sin modificar.


Baj

a te

mp

era

tura

(°C

)

Temperatura máxima (°C)

52 58 64 70 76

-16 52-16 58-16 64-16 70-16 76-16

-22 52-22 58-22 64-22 70-22 76-22

-28 52-28 58-28 64-28 70-28 76-28

-34 52-34 58-34 64-34 70-34 76-34

-40 52-40 58-40 64-40 70-40 76-40

Crudo de petróleo

Crudo de petróleo de alta calidad

Requiere modificadores.

• Se ha establecido (pero no es parte de la especificación), que aquellos PG cuyas temperaturas máxima y mínima están separadas más de 90°C requieren algún tipo de modificación.


http://www.pavementinteractive.org/article/superpave-performance-grading/

30/10/2014

http://www.pavementinteractive.org/article/superpave-performance-grading/

Nuevos ajustes al sistema PG.

• El criterio para el control del ahuellamiento [G*/seno(δ)] funciona para velocidades convencionales y volúmenes de tráfico moderados.

• Para tráfico pesado y lento (o estático) se proponen incrementos en el grado para la evaluación del ligante a temperaturas mayores que las del clima del proyecto.

• Esto puede requerir el empleo de ligantes modificados con costos y problemas técnicos adicionales.

• La investigación ha demostrado que el parámetro G*/seno (δ) no representa adecuadamente los beneficios de la modificación con elastómeros, por lo cual surgieron una serie de ensayos adicionales (“PG Plus”) para asfaltos modificados.

– Dureza y tenacidad (ASTM D5801).– Recuperación elástica (ASTM D6084).– Ángulo de fase en DSR (ASTM D7175).


• Para superar estos inconvenientes, se ha propuesto el ensayo MSCR (Multiple Stress Creep and Recovery, AASHTO TP70 o ASTM D7405-10a).

– La temperatura del ensayo es definida por el clima, sin incrementos de grado por tráfico o velocidad.

– Se evalúa el ligante envejecido a corto plazo en el RTFO.

– En el DSR se aplican 10 ciclos de carga (1 segundo) / recuperación (9 segundos) para sendos esfuerzos cortantes de 0.1 kPa y 3.2 kPa.

– Este régimen de altas deformaciones cortantes activa la acción de las redes poliméricas y muestra sus efectos rigidizantes y elásticos contra el ahuellamiento.



γp: Deformación pico.

γr: Deformación recuperada.

γu: Deformación no-recuperada.

Defo

rmació

n.

Tiempo en segundos

% recuperación = (γr / γp)*100%

Tiempo

0.1 kPa

Esfu

erz

o d

e c

reep

1 10

3.2 kPa

Tiempo

Defo

rmació

n d

e c

reep

– En el ensayo se obtienen dos parámetros durante cada ciclo de carga / recuperación.

• Jnr: Non – recoverable creep compliance.

– (Deformación no-recuperable promedio) / (Esfuerzo aplicado).

• Porcentaje de recuperación.

– Determina la presencia de respuesta elástica y dependencia del esfuerzo en ligantes asfálticos modificados y sin modificar con polímeros.

– Un valor alto indica la presencia un componente elástico significativo.

– Se evalúa la sensibilidad de Jnr al cambio de esfuerzo.


– Criterios de aceptación del ligante en función de Jnr.

• Se modifica la forma de reportar el PG, por ejemplo: PG 64 -22S o PG 58-22E.

Condiciones de tráfico NESE (millones) Valor de Jnr a 3.2 kPa Jnrdiff

Estándar (S) NESE < 3 ≤ 4.0 kPa-1 < 75%

Pesado (H) 3 ≤ NESE < 10 ≤ 2.0 kPa-1 < 75%

Muy pesado (VH) 10 ≤ NESE < 30 ≤ 1.0 kPa-1 < 75%

Extremadamente pesado (E) NESE ≥ 30 ≤ 0.5 kPa-1 < 75%


𝐽𝑛𝑟𝑑𝑖𝑓𝑓 =𝐽𝑛𝑟3.2𝑘𝑃𝑎 − 𝐽𝑛𝑟0.1𝑘𝑃𝑎

𝐽𝑛𝑟0.1𝑘𝑃𝑎× 100%

• Para la evaluación de la susceptibilidad al agrietamiento por fatiga también se han propuesto modificaciones a la especificación original de Superpave®:

– Para el nuevo grado “S” (Tráfico estándar):

• G*x seno(δ) ≤ 5,000 kPa (usual).

– Para los nuevos grados “H”, “V”, “E” (Tráficos pesado, muy pesado y extremadamente pesado):

• G* x seno (δ) ≤ 6,000 kPa (incremento).

– Los ensayos se realizan en el DSR a 10 rad / s sobre muestra envejecida en RTFO y PAV a las temperaturas intermedias correspondientes.


Costo de los equipos para implementar un laboratorio para PG.


US$ 112,013:

219 millones de pesos (más

envío).

Es decir:

336 m³ de HMA ($650,000 /m³).

Para una calzada de 7.0 metros

con 10 cm de espesor se

pavimentarían 480 metros (6

calles).

http://www.globalgilson.com/

30/10/2014

http://www.globalgilson.com/

Especificaciones del Instituto Nacional de Vías de Colombia.

• ARTÍCULO 400 – 13. Disposiciones generales para la ejecución de riegos de imprimación, liga y curado, tratamientos superficiales, sellos de arena asfalto, lechadas asfálticas, mezclas asfálticas en frío y en caliente y reciclado de pavimentos asfálticos.

• ARTÍCULO 410 – 13. Suministro de cemento asfáltico.

• ARTÍCULO 411 – 13. Suministro de emulsión asfáltica.

• ARTÍCULO 412 – 13. Suministro de aditivo mejorador de adherencia.

• ARTÍCULO 413 – 13. Suministro de cemento asfáltico modificado con grano de caucho reciclado.

• ARTÍCULO 414 – 13. Suministro de cemento asfáltico modificado con polímeros.

• ARTÍCULO 415 – 13. Suministro de emulsión asfáltica modificada con polímeros.

• ARTÍCULO 416 – 13. Suministro de asfalto líquido para riegos de imprimación.



Tabla 410–1. Especificaciones del cemento asfaltico.

CaracterísticasNorma de

ensayo INV

Grado de penetración

40 - 50 60 – 70 80 – 100

Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx.

Asfalto original

Penetración (25°C, 100g, 5s), 0.1 mm E-706 40 50 60 70 80 100

Punto de ablandamiento, °C E-712 52 58 48 54 45 52

Índice de penetración E-724 -1.2 +0.6 -1.2 +0.6 -1.2 +0.6

Viscosidad absoluta (60°C), P E-716 ó E-717 2000 - 1500 - 1000 -

Ductilidad (25°C, 5cm/min), cm E-702 80 - 100 - 100 -

Solubilidad en tricloroetileno, % E-713 99 - 99 - 99 -

Contenido de agua, % E-704 - 0.2 - 0.2 - 0.2

Punto de inflamación mediante copa abierta Cleveland, °C E-709 240 - 230 - 230 -

Contenido de parafinas, % E-718 - 3 - 3 - 3

Asfalto residual, luego de la prueba de acondicionamiento en película delgada rotatoria, norma de ensayo INV E-720

Perdida de masa por calentamiento, % E-720 - 0.8 - 0.8 - 1

Penetración del residuo, en % de la penetración del asfalto original

E-706 55 - 50 - 46 -

Incremento en el punto de ablandamiento, °C E-712 - 8 - 9 - 9

Índice de envejecimiento: Relación de viscosidades (60°C) del asfalto residual y el asfalto original E716 ó E-717 - 4 - 4 - 4


Ensayos sobre la emulsión

Norma de

ensayo INV

Rotura rápida Rotura media Rotura lenta

CRR-1 CRR-2 CRM CRL-0 CRL-1 CRL-1H

Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx.

ViscosidadSaybolt furol a 25°C, sSaybolt furol a 50°C, s

E-763 20-

100-

-100

-400

-50

-450

--

50-

20-

200-

20-

100-

Contenido de agua, % E-761 - 40 - 35 - 35 - 50 - 43 - 43

Estabilidad durante almacenamiento (24 horas), %Sedimentación a los 5 días, %

E-764- 1

5- 1

5- 1

5- -

10- 1

5- 1

5

DestilaciónContenido de asfalto residual, %Contenido de aceite, %

E-76260-

-3

65-

-3

65-

-12

4010

-20

57-

--

57-

--

TamizadoRetenido tamiz # 20 (850 μm), %

E-765- 0.10 - 0.10 - 0.10 - 0.10 - 0.10 - 0.10

Demulsibilidad, % E-766 40 - 40 - - - - - - - - -

Rotura en ensayo de mezcla con cemento, % E-770 - - - - - - - - - - - 2.0

Carga de partícula E-767 Positiva Positiva Positiva Positiva Positiva Positiva

pH E-768 - 6 - 6 - 6 - 6 - 6 - 6

Cubrimiento del agregado y resistencia al desplazamiento-Con agregado seco-Con agregado seco y acción del agua-Con agregado húmedo-Con agregado húmedo y acción del agua

E-769----

----

----

----

BuenaSatisfactoriaSatisfactoriaSatisfactoria

----

----

----

----

----

----

Ensayo sobre el residuo de destilación

Penetración (25°C, 100 gr, 5 s), 0.1 mm- ARD- ARB

E-70660

100100250

60100

100250

100 250 200 30060

100100250

60 100

Ductilidad (25°C, 5 cm/min), cm E-702 40 - 40 - 40 - 40 - 40 - 40 -

Solubilidad en tricloroetileno, % E-713 97.5 - 97.5 - 97.5 - 97.5 - 97.5 - 97.5 -

Tabla 411 – 1. Especificaciones de emulsiones asfálticas catiónicas.

Tabla 413 – 3. Especificaciones físicas del cemento asfaltico modificado con grano de caucho reciclado.

Propiedades Norma de ensayo INV

Tipo de asfalto-caucho

TIPO I TIPO II TIPO III

Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx.

Viscosidad aparente 175°C (Pa.s)ASTM D-2196 Método A

modificado según ASTM D-61141.5 5.0 1.5 5.0 1.5 5.0

Penetración a 25°C, 100g, 5s, (1/10mm) INV E-706 25 75 25 75 50 100

Penetración a 4°C, 200g, 60s, (1/10mm) INV E -706 10 - 15 - 25 -

Punto de ablandamiento ( °C) INV E-712 57 - 54 - 52 -

Resiliencia a 25°C (%) ASTM D 5329 25 - 20 - 10 -

Punto ignición mediante copa abierta de Cleveland ( °C) INV E-709 230 - 230 - 230 -

Acondicionamiento en prueba de película delgada INV E-720

Penetración del residuo luego del acondicionamiento en prueba de película delgada, % de la penetración original

INV E-706 75 - 75 - 75 -


Tabla 414 – 1. Especificaciones del asfalto modificado con polímeros.

CaracterísticaNorma de

ensayo INVTIPO I TIPO IIA TIPO IIB TIPO III TIPO IV TIPO V

Asfalto original

Penetración (25°C, 100g, 5s), 0.1mm E-706 55 a 70 40 a 70 55 a 70 55 a 70 80 a 130 15 a 40

Punto de ablandamiento, °C, mínimo E-712 58 58 58 65 60 65

Ductilidad (5°C, 5mm/min), cm, mínimo E-702 - 15 15 15 30 -

Recuperación elástica por torsión a 25°C, %, mínimo E-727 15 40 40 70 70 15

Estabilidad al almacenamiento (Nota 1)-Diferencia en el punto de ablandamiento, °C, máximo

E-726 y E-712 5 5 5 5 5 5

Contenido de agua, %, máximo E-704 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

Punto de ignición mediante la copa abierta de Cleveland, °C, mínimo

E-709 230 230 230 230 230 230

Residuo del ensayo de pérdida por calentamiento en película delgada rotatoria, norma de ensayo INV E-720

Perdida de masa, %, máximo E-720 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.8

Penetración del residuo, en % de la penetración original, mínimo

E-706 65 50 65 65 60 70

Incremento en el punto de ablandamiento, °C, máximo E-712 10 10 10 10 10 10

Ductilidad (5°C, 5cm/min), cm, mínimo E-702 - 8 8 8 15 -


Nota 1: No se exigirá este requisito cuando los sistemas de transporte y almacenamiento estén provistos de un sistema de homogenización adecuado,

aprobado por el interventor.

Tabla 415-1. Especificaciones de emulsiones asfálticas catiónicas modificadas con polímeros

Ensayo sobre la emulsiónUn.

Norma de

ensayo INV

Rotura rápida Rotura media Rotura lenta

CRR-1M CRR-2M CRM-m CRL-1hm

Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx.

ViscosidadSaybolt furol a 25°CSaybolt furol a 50°C

ss

E-763 -20

-100

-20

-300

-20

-450

--

100-

Contenido de agua en volumen % E-761 - 40 - 35 - 35 - 43

Estabilidad durante almacenamiento (24 horas), sedimentación a los 5 días

% E-764 - 15 - 15 - 15 - 15

Destilación:Contenido de asfalto residual

Contenido de disolventes%%

E-762 60-

-3

65-

-3

60-

-12

57-

-0

TamizadoRetenido tamiz No 20 (850 μm) % E-765 - 0.1 - 0.1 - 0.1 - 0.1

RoturaDioctilsulfosuccinato sódico

Mezcla con cemento%%

E-766E-770

40-

--

40-

--

--

--

--

-2

Carga de partícula E-767 Positiva Positiva Positiva Positiva

pH E-768 - 6 - 6 - 6 - 6

Recubrimiento del agregado y resistencia al desplazamientoCon agregado seco

Con agregado seco y acción del aguaCon agregado húmedo

Con agregado húmedo y acción del agua

E-769----

----

BuenaSatisfactoriaSatisfactoriaSatisfactoria

----

----

----

----

Ensayos sobre el residuo de destilación E-771

Penetración (25°C, 100gr, 5s)0.1 mm E-706

60100

100250

60100

100250

100 250 60 100

Punto de ablandamiento con aparato de anillo y bola°C E-712

5545

-5545

--

40 -5545

--

Ductilidad (25°C, 5cm/min) cm E-702 10 - 10 - 10 - 10 -

Recuperación elástica por torsión % E-727 12 - 12 - 12 - 12 -


Tabla 416-1. Especificaciones del asfalto liquido para riegos de imprimación

Característica UnidadNorma de

ensayo INV

MC–30

Mín. Máx.

Punto de inflamación (Copa abierta de Tag.) °C E-710 38 -

Viscosidad cinemática (60°C) cSt E-715 30 60

Viscosidad Sybolt Furol (25°C) s E-714 75 150

Destilación: Destilado (% Sobre volumen total destilado hasta 360°C):A 225°CA 260°CA 316°C

%%%

E-723-

4075

257093

Residuo de destilación a 360°C (% en volumen por diferencia) % E-723 50 60

Ensayos sobre el residuo de la destilación

Penetración (25°C, 100 g, 5 s) 0.1 mm E-706 120 300

Ductilidad (25°C, 5 cm/minuto) Cm E-702 100 -

Solubilidad en tricloroetileno % E-713 99.5 100


Especificación PG en Colombia.

• De acuerdo con el Artículo 410 – 13 del INVÍAS:

– 410.2.3. Ensayos complementarios.

• Además de los ensayos básicos mencionados en el numeral anterior, el proveedor del asfalto deberá entregar la clasificación del asfalto por el sistema PG (Performance Grade), según la norma AASHTO M 320 “Standard Specification for Performance-Graded Asphalt Binder”, acompañada de los resultados de los ensayos que definen la clasificación.

• Los documentos del proyecto pueden establecer un requisito para la clasificación PG del asfalto. Si no lo establecen, la clasificación deberá ser, como mínimo, PG 64-22 para los asfaltos 40-50 y 60-70, y PG 58-22 para el asfalto 80-10.

• ¿Cuál es el propósito de conservar la clasificación por grados de penetración si se debe analizar el asfalto por grados de desempeño?

• ¿Qué aplicación tiene esta exigencia si no se dispone de un modelo de temperaturas máxima y mínima del pavimento en el país?


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20140909 Perfil y Propiedades Asfalto