EL ENVEJECIMIENTO PREMATURO, PATOLOGÍA

EVITABLE DE LOS PAVIMENTOS ASFÁLTICOS: DIAGNOSIS, TERAPÉUTICA Y MEDIDAS PREVENTIVAS

CONFERENCIA

Dr. Ing. Hugo Daniel BianchettoArgentina

Hugo BIANCHETTO

Elizabet HACKER

Nidia FRETES

ARGENTINA

DESARROLLO EN LABORATORIO DE UNA MEZCLA

TIBIA SMA MULTIGRADO: CONSIDERACIONES

TECNOLOGICAS, AMBIENTALES Y DE SEGURIDAD VIAL

MEZCLA SMA TIBIA MULTIGRADO”: CARACTERÍSTICAS GENERALES

Tipológicamente se trata de una SMA (Stone Mastic Asphalt o Splittmatrix-Asphalt”)

Las fibras de celulosa empleadas en su formulación están aditivadas con ceras del tipo Fischer-Tropsch, que permiten reducir las temperaturas de elaboración

El asfalto utilizado es del tipo “multigrado”

MULTIGRADOSMA TIBIA

Agregado pétreo

+

Mástico

Filler + Arena +Asfalto

Fibras

MEZCLAS SMA

• Mezclas “fibroasfálticas” de granulometría discontinua• Están conformadas por un esqueleto pétreo, con

abundante dotación de asfalto y de filleres de aportación (preferentemente cálcicos), más la adición de fibras para evitar el escurrimiento del asfalto

• Para su fabricación se puede disponer de asfaltos convencionales o polimerizados

• Áridos de trituración, con mayor proporción relativa de gruesos, con discontinuidad granulométrica entre dos tamices sucesivos (por ejemplo, Nº4 y Nº8)

• Poseen bajo contenido de vacíos pero elevada macrotextura superficial

• Ostentan una larga vida de servicio y suelen conformar las capas superiores de los “pavimentos perpetuos”

MEZCLAS “TIBIAS”

• También denominadas “semi-calientes”, permiten reducciones entre 20ºC y 50ºC respecto de las mezclas en caliente tradicionales

• Se emplean aditivos (distintos tipos de ceras) que cambian la viscosidad del asfalto o agentes orgánicos tensoactivos que actúan como hiperplastificantes sin modificar significativamente las características físico-reológicas del ligante

• Una mezcla tibia se considera aceptable si su comportamiento es similar al de las mezclas en caliente

• Beneficios: técnico-económicos por disminución de costos de elaboración y reducción del envejecimiento a corto plazo; operacionales, al permitir mayor versatilidad de tiempos durante la construcción; medioambientales y de seguridad laboral, debido al ahorro energético y a las menores emisiones contaminantes

120ºC

120ºC

MEZCLAS “MULTIGRADO”

• Un cemento asfáltico Multigrado o “de alto índice” es un ligante bituminoso modificado sin polímeros, que conserva sus propiedades deseables en una extensa franja de temperaturas por ostentar propiedades reológicas mejoradas

• Se caracteriza por su menor susceptibilidad térmica en comparación con un ligante convencional. Es más viscoso a altas temperaturas y más blando a bajas temperaturas.

• Consecuentemente, mejora las propiedades de los pavimentos asfálticos en ambos extremos de la escala térmica.

• En su elaboración se emplean aditivos y catalizadores que posibilitan someter a la base asfáltica a reacciones químicas controladas.

MEZCLA “SMA TIBIA MULTIGRADO”: DOSIFICACIÓN

Áridos triturados graníticos de buena calidad

Fílleres: cal y polvo calizo

Cv/Cs = 1

Asfaltos CA-30 Multigrado

Penetración [1/10 mm] 57 43 Punto de Ablandamiento (ºC) 53 69

Fibras - 100% de celulosa - 60% de celulosa y 40% de cera Fischer Tropsch - 83% celulosa, 10% de CA 50-70, 7% de aminas (mejorador de adherencia)

Material 6-12 0-3 Cal Polvo calizo Fibras

Dosificación (% en peso) 70,8 19,9 1 8 0,3* * Se tiene en cuenta sólo el aporte de fibras de celulosa. Para cumplir con este porcentaje se debió utilizar 0,5% de fibras aditivadas con cera y 0,35% de fibras aditivadas con amina (Tabla 1)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100%

Pas

a

Tamiz

Resultante

Lim Inf

Lim Sup

No 200 No 4 3/8" 3/4"

Temperaturas (ºC)

Asfalto Fibras Mezclado Compactación Observaciones

CA - 30 Celulosa 160 155

Multigrado Celulosa 162 156

Multigrado Celulosa+cera 142 135 Mezcla “tibia”

Multigrado Celulosa+aminas 162 155 Con mejorador de adherencia

Temperaturas de mezclado y compactación

Resumen de algunos resultados obtenidos

Tipo de Mezcla SMA (Asfalto/Fibras) Pliego CPA Ensayo

CA-30/ Celulosa

Multigrado/ Celulosa

Multigrado/ Celulosa+cera

Multigrado/Ce lulosa+amina

Densidad aparente [g/cm3] 2,366 2,371 2,368 2,372 Vacíos totales [%] 2,9 2,7 2,8 2,7 2 - 4 Vacíos de agregado mineral [%] 18,2 18,3 18,1 18,2 > 18 Vacíos ocupados por betún [%] 84,0 84,9 84,8 85,3 75 - 85 Escurrimiento [%] 0,24 0,24 0,22 0,16 < 0,3 Indice de Compactabilidad 7,8 8,4 8,6 8,7

100

1.000

10.000

100.000

0 10 20 30 40 50 60

E di

n

(MPa

)

Temperatura (ºC)

CA-30

Asfalto Multigrado

Asfalto Multigrado Tibio

Módulos de Rigidez Dinámicos vs. Temperatura (f =5 Hz)

Mezcla SMA multigrado Resistencia Inmersión-Compresión “Tibia” con mej. de adherencia Resistencia compresión en seco (MPa) 4,04 4,12 Resistencia compresión tras inmersión (MPa) 3,38 3,76 Resistencia Conservada (%) 84 91

Resistencia Inmersión-Compresión

Indices de Envejecimiento

Ligante Viscosidad

150ºC (Poise) Indice de Envejecim.

Ligante multigrado virgen 4,04 - - Ligante recuperado, SMA multigrado “caliente” 7,38 1,8 Ligante recuperado, SMA multigrado “tibia” 6,05 1,5

Se conjugan las cualidades de las mezclas:- Stone Mastic Asphalt, con características distintivas de funcionalidad y

durabilidad- “Tibias”, sustentables, económicas y versátiles operativamente y con menor

envejecimiento a corto plazo. Los agentes reductores de las temperaturas (ceras) se incorporaron en las fibras

- “Multigrado”, de menor susceptibilidad térmica, en particular en las temperaturas de servicio y por ende con mejor comportamiento en regiones con climas extremos. El ligante asfáltico empleado responde a esta tipología

Las experiencias presentadas en este trabajo revelan la factibilidad de formular esta mezcla, pues los parámetros volumétricos y mecánicos obtenidos son satisfactorios.

Complementariamente se probó, también con resultados favorables, una mezcla caliente SMA multigrado con el empleo de aditivos mejoradores de adherencia en las fibras. Esto significa un aporte adicional ante la eventual existencia de problemas de afinidad superficial entre los áridos y el asfalto.

CONCLUSIONES

Se presenta el desarrollo en laboratorio de una mezcla “SMA tibia multigrado”.

Los esperamos en Bariloche en 2015………

Y por supuesto, en la Bombonera!!!!!

Muchas gracias

por

suatención !!!Muchas gracias

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DESARROLLO EN LABORATORIO DE UNA MEZCLA TIBIA SMA MULTIGRADO:

CONSIDERACIONES TECNOLOGICAS, AMBIENTALES Y DE SEGURIDAD VIAL

Hugo BIANCHETTOElizabet HACKERNidia FRETES