ENSAYO DE RIEDEL WEBER

INDICE

DEFINICIÓN DE ASFALTO TIPOS DE ASFALTO

- CEMENTO ASFALTICO

- ASFALTO DILUIDO

- EMULSIONES ASFALTICAS CARACTERISTICAS DE LOS AGREGADOS PARA PAVIMENTOS

- AGREGADO GRUESO

- AGREGADO FINO ENSAYO DE RIEDEL WEBER

Fuentes de Producción Nacional - Asfalto

ASFALTO

El asfalto es un material ligante de color marrón oscuro a negro, constituido principalmente por betunes que pueden ser naturales u obtenidos por refinación del petróleo. El asfalto es además un material bituminoso porque contiene betún, el cual es un hidrocarburo soluble en bisulfuro de carbono (CS2). El alquitrán obtenido de la destilación destructiva de un carbón graso, también contiene betún. Consecuentemente, tanto el petróleo asfáltico como el alquitrán son referidos en forma conjunta, como materiales bituminosos.

Tipos de asfaltos

Cemento Asfáltico Son asfaltos refinados o una combinación de asfalto refinado y aceite fluidificante de consistencia apropiada para trabajos de pavimentación. Estos pueden proceder de depósitos naturales, que son enormes lagos de asfalto mezclado con un material mineral, agua y otras impurezas. Una vez refinados se puede obtener hasta un 97% de bitúmen. Estos asfaltos refinados son muy duros y se les da la consistencia, mezclándolos con aceites o residuos provenientes de la destilación del petróleo de base asfáltica.

Producción de cemento asfáltico

  40 - 5060 - 70 85 - 100

120 - 150200 - 300

  minmax min max min max min

max min max

Penetración a 25ºC, 100g, 5 seg 40

50 60 70 85 100 120

150 200 300

Punto de inflamación copa abierta de Cleveland ºC. 232

  232   232   218

  177  

Ductilidad a 25ºC, 5cm/ min, cm. 100

  100   100   100

     

Solubilidad en Tricloroetileno,% 99   99   99   99   99  

Ensaye de película delgada, 3.2mm, 163ºC, 5hrs.             

     

Pérdida por calentamiento, %  0.8   0.8   1.0  

1.3   1.5

Penetración por residuo, % del original. 58  54   50   46

  40  

Ductilidad del residuo a 25ºC, 5cm/min, cm.    50   75   100

  100  

Ensaye de la mancha con: Solvente Nafta Standard Solvente Nafta - Xilol, % Xilol Solvente Heptano – Xilol, % Xilol

 Negativa para todos los gradosNegativa para todos los gradosNegativa para todos los grados

 

Requisitos para la especificación de un cemento asfáltico AASHTO M 20 Grado de penetración

Asfaltos Diluidos se define como: "Material asfáltico cuya consistencia blanda o fluida hace que se salga del campo en que se aplica el ensayo de penetración, cuyo límite máximo es 300".Están compuestos por una base asfáltica (cemento asfáltico) y un fluidificante volátil que puede ser bencina, kerosene, aceite o agua con emulsificador. El fluidificante se agrega con el propósito de dar al asfalto la viscosidad necesaria para poderlo mezclar y trabajar con los áridos a baja temperatura. Una vez elaborada la mezcla, los fluidificantes se evaporan, dejando el residuo asfáltico que envuelve y cohesiona las partículas de agregado.

Grado Residuo asfáltico en volumen

RC-70 55%

RC-250 65%

RC-800 75%

RC-3000 80%

 Tabla Asfaltos RC 

Grado Residuo asfáltico en volumen

MC-30 50%

MC-70 55%

MC-250 67%

MC-800 75%

MC-3000 80%

 Tabla Asfaltos MC

Las Emulsiones AsfálticasEn el caso de emulsiones asfálticas, los líquidos no miscibles son el agua y el asfalto. Adicionalmente se tiene el emulgente el cual se deposita en la interface entre el agua y el asfalto y estabiliza la emulsión; éste depende del tipo de emulsión que se requiera.

Tipos de Emulsiones AsfálticasDe Rompimiento Rápido:Estas se utilizan para riegos de liga y carpetas por el sistema de riegos (con excepción de la emulsión conocida como ECR-60), la cual no se debe utilizar en la elaboración de estas últimas.

De Rompimiento Medio:Estas normalmente se emplean para carpetas de mezcla en frío elaboradas en planta, especialmente cuando el contenido de finos es menor o igual al 2%, así como en trabajos de conservación tales como bacheos, renivelaciones y sobrecarpetas.

De Rompimiento Lento:Estas se emplean para carpetas de mezcla en frío elaboradas en planta y para estabilizaciones asfálticas.

Control de calidad de asfaltos

Adherencia

Solubilidad

Punto Inflamación

Ductilidad

PelículaFina

Viscosidad

Índice de Penetración

Punto Ablandamiento

Penetración

CARACTERIZACIÓN CONVENCIONAL

Los asfaltos ensayados provienen del procesamiento de crudos del petróleo específicamente seleccionados por su aptitud a ser usados en construcción vial, estos fueron muestreados de los diferentes proyectos que cuenta el MTC.Se seleccionó tipos de asfaltos de uso común en el Perú identificados como:

A(60-70), B(120-150), C(60-70), D(85-100), E(60-70), F(85-100) y G(40-50).

Validados según Especificaciones Técnicas EG-2000

Características principales de los agregados para pavimento asfáltico

Los agregados pétreos generalmente más deseados para la elaboración de mezclas asfálticas son aquellos con una alta proporción de partículas aproximadamente equidimensionales (cuboides). Los factores intrínsecos, como la composición de la roca afectan a la forma de los agregados durante los procesos de trituración.Adhesividad del agregado gruesoLa adhesividad de los agregados pétreos con los ligantes asfálticos es de gran importancia, debido a que se pueden presentar fenómenos fisicoquímicos en la superficie de los agregados empleados en las capas de firme. En estos fenómenos complejos intervienen tanto factores físicos como la textura del agregado, la porosidad del mismo, viscosidad y tensión superficial del ligante, espesor de la película de ligante, etc. Y a su vez factores químicos relativos al ligante y al agregado. Si los agregados están absolutamente secos, se dejan mojar fácilmente por los ligantes asfálticos; sin embargo la situación es muy diferente con algo de humedad que siempre puede existir, ya que la superficie del agregado se polariza con un signo u otro dependiendo de su naturaleza. Atendiendo a ese criterio los agregados se clasifican en ácidos y básicos.

Características de los Agregados Finos para su utilización en las mezclas asfálticas.

Procedencia del agregado fino.El agregado fino deberá proceder de la trituración de piedra de cantera o grava natural en su totalidad, o en parte de yacimientos naturales. Existen limitaciones en la proporción de agregado fino no triturado a emplear en las mezclas.

Adhesividad del agregado fino.Respecto a los fenómenos de adhesividad agregado fino – ligante, hay que tener en cuenta que las acciones químicas o químico – físicas en las partículas de menor tamaño son más complejas. Su mayor superficie específica, facilidad para acumular humedad y gran heterogeneidad de su naturaleza determinan una mayor sensibilidad a toda clase de transformaciones químicas, fenómenos polares y de adhesividad, absorción, etc.

ADHESIVIDAD DE LOS LIGANTES BITUMINOSOS A LOS ARIDOS FINOS(PROCEDIMIENTO RIEDEL-WEBER)

MTC E220-2000Preparación de la mezcla árido - ligante.Si el ligante bituminoso a emplear en el ensayo es un betún asfáltico de penetración, fluidificado o fluxado, o un alquitrán, la mezcla árido – ligante se realiza mezclando 71 volúmenes del árido seco con 29 volúmenes de ligante (la relación correspondiente de masas se calcula a partir de las densidades respectivas).

Si eligante bituminosos para emplear en el ensayo es una emulsión bitumonsa, la mezcla árido – ligante se efectúa mezclando 71 volúmenes del árido seco con 95 volúmenes de emulsión al 50%.

Las temperaturas de mezcla son las siguientes (orientativo):Mezcla con Temp. ºCbetún 140 – 175betún fluidificado 25 – 110betún fluxado 50 – 110Alquitrán 70 – 110Emulsión bituminosa Ambiente

El agregado a utilizar debe tener una granulometría de malla que pasa 30 y retenida 70, luego debe ser lavado, limpio de impurezas.Una vez mezclado se deja enfriar a temperatura ambiente, seguidamente se pesa 0.5 gr de mezcla en forma de esferillas. Se pesan nueve (9) especímenes.Teniendo tubos de ensayo con soluciones de carbonato sódico y agua destilada.Esta muestra tiene que hervir por el espacio de 1 minuto.Luego se podrá observar el desprendimiento parcial o total del agregado y bitumen.

De acuerdo a las especificaciones Generales EG-2000 del MTC, indica que para un agregado fino que sea desprendimiento parcial min. 4.

ResultadosSi se produjese desplazamiento total del ligante con solamente agua destilada, se asignará de acuerdo con la tabla, el índice 0 de adhesividad.Si la solución molar de carbonato sódico no produce desplazamiento del ligante bituminoso, el índice de adhesividad de la mezcla en estudio es 10.

Para el agregado grueso debe usarse los tamices pasa 3/8” y retenida ¼”Antes de diseñar una mezcla asfáltica con el Diseño Marshall tiene que cumplir la afinidad Ensayo Riedel Weber.

En caso que el agregado fino no cumpliera con los resultados requeridos se deberá utilizar aditivos para mejorar la adherencia.

Se utilizará aprox. 0.5% en peso del asfalto.

Aplicación del asfalto

Carretera de las CataratasSao Paulo - Brasil

Carretera Castello Branco I-Brasil

Carretera Sao Paulo – Santos - curva de la Onca II – Brasil