Materiales Lingantes Asfalticos y Mesclas Asfalticas

8/16/2019 Materiales Lingantes Asfalticos y Mesclas Asfalticas

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PAVIMENTOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE JAEN

LEY DE CREACION N°29304 – RESOLUCION DE FUNCIONAMIENTO N°647-2011-CONAFU

TEMA: MATERIALES LIGANTES ASFALTICOS Y

MEZCLAS ASFALTICAS

INFORME: 02 - 2016

CURSO: PAVIMENTOS

CICLO:

VII

DOCENTE: Ing. Ruiz Navarrete José Abel

ALUMNOS:

Olano Bustamante Segundo

Pariatón Sánchez Jhony Sánchez Gonzáles LUIS

JAEN – PERU

2016


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PAVIMENTOS

INTRODUCCIÓN

Las mezclas asfálticas corresponden a una combinación de agregados pétreos

de diferentes granulometrías y cemento asfáltico. Los Ligantes Asfálticos son

elaborados a partir del pitch asfáltico o residuo proveniente de la destilación del

crudo petróleo de origen importado.

La actividad económica mundial y la necesidad de ocupar mejores lugares

estratégicos a escala comercial, obligan a países en desarrollo, como en el caso

Colombiano, a reducir los costos de producción en infraestructura, para dar una

mayor cobertura a la inversión de los recursos del estado.

En este sentido, las carreteras, ocupan un lugar de preponderancia en este tipo

de inversiones, de esta forma nace la necesidad de implementar procesos y

materiales más eficientes y menos costosos con los cuales las regiones más

apartadas tengan la oportunidad de acceder a corredores viales pavimentados con

los cuales sus costos de producción se reduzcan y sus productos sean competitivos

en los diferentes mercados.


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OBJETIVOS

1.- Definir la forma de la fabricación y aplicación de las emulsiones asfálticas.

2.- Ver como se hace empleo de las emulsiones bituminosas, sustituyendo o

complementando otras alternativas, convencidos de su idoneidad técnica yeconómica.

3.- como se realizan los avances de los conocimientos para la mejora de losprocedimientos de fabricación y puesta en obra de las emulsiones bituminosas.

4.- como va el avance del estudio de acciones técnicas conjuntas para, si procede,realizar su implantación.


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MARCO TEORICO

A.- MATERIALES LIGANTES ASFÁLTICOS

1.- CEMENTOS ASFALTICOS

Son preparados especialmente a partir del pitch asfáltico para su uso en laconstrucción de pavimentos asfálticos.

Posee propiedades aglomerantes e impermeabilizantes.

Posee características de flexibilidad, durabilidad y alta resistencia a lamayoría de los ácidos, sales y álcalis.

Los cementos asfálticos se utilizan principalmente en aplicacionesviales. Son sólidos a temperatura ambiente y se clasifican por su consistencia de

acuerdo al grado de penetración o por su viscosidad. En el Perú se utiliza la

clasificación por penetración a 25°C.

Son recomendados para la construcción

de carreteras, autopistas, caminos y demás

vías y forman parte de la capa estructural de

una vía, brindando propiedades

de impermeabilidad, flexibilidad y durabilidad

aún en presencia de los diferentes agentes la

externos tales como el clima, la atura, la

temperatura ambiental y condiciones severas

de tráfico.

Se producen cementos asfálticos, disolviéndolos en destilados volátiles; esos

productos se llaman asfaltos rebajados y cuando contienen solventes como la

gasolina dan lugar a asfaltos líquidos de curado rápido y aquellos que contienen

kerosene como solvente darán asfaltos de curado medio.

Cemento Asfáltico, combinación muy compleja de compuestos orgánicos de

elevado peso molecular y una proporción relativamente grande de hidrocarburos con

un número de carbonos en su mayor parte superior a C25.


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También Contiene pequeñas cantidades de

diversos metales como el níquel, hierro o vanadio.

Se obtiene como residuo no volátil de la

destilación del petróleo crudo o por separación

como el refinado de un aceite residual en un

proceso de sesasfaltado o descarbonización.

1.1.- USOS

* Para hacer asfalto en caliente.

* Para hacer carreteras.

* Para hacer parquet.* Para pintar techos de granja.

1.2.- ESPECIFICACIÓN POR VISCOSIDAD ORIGINAL

La especificación clasifica los cementos asfálticos como:

CA 24. Donde la viscosidad Absoluta Original a 60 ºC y 300 mm Hg

de vacío, debe ser mayor o igual a 2400 poises.

CA 14. Donde la viscosidad Absoluta Original a 60ºC y 300 mm

Hg, debe ser mayor o igual a 1400 poises y menor a 2400 poises.

1.3.- CLASIFICACIÓN DE LOS CEMENTOS ASFÁLTICOS

1.3.1.- Por grados de viscosidad

Se basa en el resultado del ensayo de penetración, es cual describe la

consistencia a una temperatura de 25° C.

El Instituto Nacional de Vías ha adoptado dos grados de cemento asfáltico para

pavimentación, con penetraciones comprendidas dentro de los rangos 60-70 y 80-

100.


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1.3.2.- Por grados de comportamiento

Se basa en la determinación de la viscosidad absoluta del producto a 60° C.Cuando las pruebas se realizan sobre el asfalto original se designan como

AC-2.5; AC-5; AC-10; AC-20 y AC-40 y se designan como AR 1000, AR 2000, AR

4000, AR 8000 y AR 1600, cuando se efectúan sobre muestras de asfaltos

sometidos a un ensayo de envejecimiento acelerado.

En el primer caso, el número de identificación es la centésima parte de la

viscosidad deseada a 60°C, en Poises, y en el segundo caso es la viscosidad

deseada a la misma temperatura, en Poises.

1.3.3.- Por grados de comportamiento

Se basa en el desempeño previsto del ligante y lo especifica en función

de las condiciones climáticas extremas en que presenta propiedades físicas

adecuadas. Se designan con el acrónimo PG, acompañado de dos números

que indican las temperaturas máximas y mínimas de diseño.

Hay 21 clases de asfaltos clasificados por grados de comportamiento.

Independientemente del sistema de clasificación elegido, el grado por

escoger depende de las condiciones ambientales.

El sistema de grados de comportamiento (PG) define los límites de

temperatura dentro de los cuales es previsible el buen comportamiento del

cemento asfáltico.

En los otros sistemas, la tendencia es elegir bajos grados de viscosidad

en climas fríos para brindar mayor flexibilidad para soportar el agrietamiento

térmico a baja temperatura, en tanto que si el clima es cálido se eligen ligantes de

mayor viscosidad para contribuir en la resistencia de las mezclas a la

deformación permanente.

La elección del grado es importante también en el diseño del pavimento,

por cuanto incide en las propiedades de rigidez y de fatiga de la mezcla

asfáltica.


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1.4.-ENSA YOS DE CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR

PENETRACIÓN Y POR VISCOSIDAD

1.4.1.- Penetración (INV E-706)

Es una medida de la consistencia del asfalto a la temperatura especificada para

el ensayo.

1.4.2.- Punto de ablandamiento (anillo y bola) (INV E-712)

Es la temperatura a la cual el cemento asfáltico se vuelve losuficientemente blando como para comenzar fluir. Se suele suponer,en términos amplios, que la consistencia en este punto es equivalentea la que presenta cuando su penetración es 800 (0.1mm).

El concepto del punto de ablandamiento es algo arbitrarioy no corresponde exactamente a un cambio físico del producto, por cuantola consistencia del asfalto disminuye gradualmente sin presentar un puntode fusión definido.


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1.4.5.- Punto de inflamación (INV E-709)

Es la temperatura más baja a la cual se separan materiales volátiles de la

muestra, creando un ―destello‖ en presencia de una llama abierta.

La finalidad de la prueba es identificar la temperatura máxima a la cual el

producto puede ser manejado sin peligro de que se inflame.

1.4.6.- Solubilidad (INV E-713)

Es un procedimiento para medir la pureza del cemento asfáltico.

Una muestra es sumergida en un solvente donde se disuelven sus

componentes cementantes activos, en tanto que las impurezas (sales, carbono libre,

contaminantes inorgánicos) no se disuelven, sino que se depositan en forma departículas.


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1.4.7.- Contenido de agua (INV E-704)

Se emplea para determinar la existencia de contaminaciones indebidas o

asegurarse que no se producirá espuma durante el calentamiento del producto.

El método se basa en la destilación a reflujo de una muestra del asfalto, junto

con un disolvente volátil no miscible con el agua, el cual, al evaporarse, facilita el

arrastre del agua presente, separándose de ella al condensarse.

1.4.7.- Envejecimiento en horno en película fina (INV E-721)

Reproduce el efecto del aire y del calor sobre una película delgada del ligante

asfáltico, simulando el envejecimiento que éste sufre a corto plazo durante los

procesos de mezclado y colocación de las mezclas de concreto asfáltico.

A la muestra así envejecida, se le determinan la pérdida de masa, lapenetración (25º C), la ductilidad (25º C) y la viscosidad a 60º C para medir el

endurecimiento anticipado del material durante las operaciones de mezcla y

colocación.


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1.4.8.- Envejecimiento al horno en película fina rotativa (INV E-720)

Reproduce el efecto del aire y del calor sobre una película delgada del ligante

asfáltico en movimiento, simulando el envejecimiento que éste sufre a corto plazo

durante los procesos de mezclado y colocación de las mezclas de concreto asfáltico.

Las ventajas de este ensayo sobre el del horno en película fina consisten en

que se puede acomodar un mayor número de muestras en el horno y que el tiempo

requerido para envejecerlas es menor.

1.5.- ESPECIFICACIONES DE CEMENTOS ASFÁLTICOS COMPARACIÓNDE GRADOS DE PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD.

Horno Recipientes para el ensayo

(izquierda – luego del ensayo, centro

– antes del ensayo, derecha – vacío)


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2.- EMULSIONES ASFALTICAS

Las emulsiones son mezclas de cementos asfálticos con agua emulsificantes,

a su vez, estos pueden también contener:

2.1.- Tipos de Emulsiones Asfálticas:

Producto

Emulsión Asfáltica Catiónica

Emulsión Asfáltica Polímeros


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2.2.-Aplicación de las Emulsiones

2.2.1.- Riegos de Imprimación

Se aplica sobre superficies no asfálticas que deben prepararse para recibir otro

riego asfáltico.

2.2.2.- Riegos de Liga

Se aplica sobre un riego de imprimación sobre capas asfálticas, su función es

vincular una capa con una mezcla asfáltica.

2.2.3.- Riego de imprimación reforzada

Consiste en una primera imprimación simple y una vez que ha secado seefectúa una segunda aplicación de material bituminoso.

Ejecución de la imprimación

Ejecución del Riego de liga

Proceso constructivo de la

imprimación reforzada


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2.2.4.- Arena Asfalto

Consiste en el esparcimiento y compresión de arena de una granulometría

predefinida sobre una superficie imprimida. Espesores promedios de 2.5 mm.

2.2.5.- Fijadores de polvo o antipolvo

Fijan el polvo suelto evitando las molestias que estos ocasionan.

2.2.6.- Riego de Sellado

Consiste en una aplicación de material bituminoso seguido de una distribución

de arena, se emplea sobre superficies asfálticas (mezclas asfálticas o suelo arena o

arena emulsión).

2.2.7.- Tratamientos Superficial Simple

Consiste en una aplicación de material bituminoso seguido de una distribución

de agregados pétreos.

2.2.8.- Tratamiento Superficial Doble

Consiste en dos aplicaciones de material bituminoso, cada una de ellas

seguida de una distribución del agregado pétreo, en general el tamaño nominal del

primer agregado es el doble del segundo.

2.2.9.- Tratamiento Superficial Múltiple

Consiste en tres o más aplicaciones de material bituminoso, cada una de ellasseguida de una distribución de agregado pétreo de menor tamaño.


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2.2.10.- Slurry Seal o Lechadas

Son mezclas constituidas por áridos finos, filler, emulsión, agua y

aditivos.Espesores promedios de tres a seis milímetros. Su objetivo es de

impermeabilizar, tratamiento de terminado y superficial, antideslizante.

2.2.11.- Suelos estabilizados con emulsión asfáltica

Se define como suelo estabilizado con un producto bituminoso, la mezcla

íntima, convenientemente compacta, de suelo, agua, ligante bituminoso y

eventualmente adiciones, cuyo fin es mejorar las características resistentes del

suelo, disminuyendo su capacidad de absorción de agua y/o aumentando su

cohesión, por efecto de la incorporación de ligante bituminoso.

3.- ASFALTOS REBAJADOS LÍQUIDOS

Son materiales constituidos por mezclas de cementos asfálticos y solventes de

hidrocarbonados de diferentes rangos de destilación, que le imparten a los asfaltos

diluidos sus distintos tiempos de corte o curado. Se trata de productos líquidos a

temperatura ambiente y que se aplican en frío. Los más utilizados son los de Curado

Medio (MC) y los de Curado Rápido (RC) y emulsiones asfálticas convencionales y

modificadas con polímeros. Son recomendados con demostrados y excelentes

resultados en imprimaciones, lechadas asfálticas, riesgos de liga, tratamientos

superficiales, micropavimentos y estabilización de suelos en superficies con

necesidades de impermeabilización.

Ejecución del Slurry Seal Acabado final del SlurrySeal


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Es un asfalto con disolventes, más viscoso que el ipa primer que se usa para

imprimar las superficies a impermeabilizar. Por ser más espeso, se usa para

superficies muy porosas, como la vermiculita multicelular o betozel, para su

posterior.

3.2.-Los tipos de asfaltos son:

4.- ASFALTO MODIFICADO CON POLÍMERO

Haciendo un poco de historia, los asfaltos modificados se utilizaron primero en

las emulsiones para impermeabilizantes y después se empezaron a utilizar en la

pavimentación; en riegos como tratamientos.

Producto

Asfalto Líquido MC30

Asfalto Líquido RC250


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Superficiales en frío, y posteriormente se empezó a modificar el cemento

asfáltico para utilizarse cuando se requería un asfalto de mejor calidad o mayor

resistencia que la que ofrecía un cemento asfáltico normal.

4.2.- Definición de Polímero.

Los polímeros son sustancias de alto peso molecular formada por la unión de

cientos de miles de moléculas pequeñas llamadas monómeros (compuestos

químicos con moléculas simples). Se forman así moléculas gigantes que toman

formas diversas: cadenas en forma de escalera, cadenas unidas o termo fijas que no

pueden ablandarse al ser calentadas, cadenas largas y sueltas. Algunos

modificadores poliméricos que han dado buenos resultados, se enlistan a

continuación:

Homopolímeros: Que tienen una sola unidad estructural (monómero).

Copo limeros: Tienen varias unidades estructurales distintas (EVA, SBS).

Elastómeros: Al estirarlos se sobrepasa la tensión de fluencia, no volviendo a

su longitud original al cesar la solicitación. Tiene deformaciones seudo plásticas con

poca elasticidad.

4.2.- ¿Qué es un asfalto modificado?

Los materiales asfálticos modificados son el producto de la disolución o

incorporación en el asfalto, de un polímero o de hule molido de neumáticos, que son

sustancias estables en el tiempo y a cambios de temperatura, que se le añaden al

material asfáltico para modificar sus propiedades físicas y reológicas, y disminuir su

susceptibilidad a la temperatura y a la humedad, así como a la oxidación.

Los modificadores producen una actividad superficial iónica, que incrementa la

adherencia en la interface entre el material pétreo y el material asfáltico,

conservándola aun en presencia del agua. También aumentan la resistencia de las

mezclas asfálticas a la deformación y a los esfuerzos de tensión repetidos y por lo

tanto a la fatiga y reducen el agrietamiento, así como la susceptibilidad de las capas

asfálticas a las variaciones de temperatura. Estos modificadores por lo general se

aplican directamente al material asfáltico, antes de mezclarlo con el material pétreo.


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Existen entonces asfaltos modificados por:

- Elastómeros

- Plastomeros

- Otros

Además de los Asfaltos Modificados con polímeros, algunos países emplean

asfaltos especiales y multigrados, comúnmente denominados alto índice. Los

polímeros del tipo SBS son, por lejos, los más utilizados siguiéndole en las

preferencias los plastomeros del tipo EVA. El uso de asfaltos especiales o de alto

índice no ha alcanzado hasta el momento el mismo crecimiento que los asfaltos

modificados con polímeros pero se observan buenas perspectivas de crecimiento.

Una crítica generalizada es que se ha enfatizado mostrar las ventajas técnicas de los

asfaltos modificados, pero se han realizado pocos estudios que tengan en cuenta la

relación costo-beneficio.

Los asfaltos modificados con

polímero, Betutec, son obtenidos a partir

de la incorporación de polímero en el

cemento asfaltico de petróleo, en una

unidad apropiada, pudiendo o no tener una

reacción química. Los ligantes asfálticos

adecuados para modificar son aquellos

que presentan compatibilidad con el

polímero a ser utilizado.

Los objetivos que se persiguen con lamodificación de los asfaltos con polímeros,

es contar con ligantes asfalticos más viscosos a temperaturas elevadas para reducir

los problemas de deformación permanente (ahuellamientos), de las mezclas que

componen las capas o superficie de rodadura, aumentando la rigidez. Por otro lado

disminuir el fisuramiento por efecto térmico a bajas temperaturas y por fatiga térmica

y dinámica, aumentando su elasticidad, asimismo contar con un ligante asfaltico de

mejores características adhesivas.


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4.3.1.- BETUTEC º

Tecnología de modificación de última generación y calidad reconocida

internacionalmente, con una tecnología que produce un producto único, homogéneo,

de alta calidad y desempeño.

Alta estabilidad al almacenamiento, excelente resistencia a la oxidación y

excelentes propiedades mecánicas y reologicas que proporcionan a las mezclas

asfálticas producidas con este ligante asfaltico un excelente desempeño y mayor

tiempo de vida útil.

El uso del Betutec® no requiere que sea realizado ningún tipo de alteración en

los procedimientos operacionales utilizados con los asfaltos convencionales. Laúnica diferencia que se presenta en todo el proceso son las temperaturas de mezcla

y compactación.

TDM Asfaltos además de producir los productos comerciales de lista, produce

asfaltos modificados por polímero de acuerdo a las necesidades del cliente, con

especificaciones técnicas específicas de cada proyecto.

Betutec también proporciona una economía en el costo total durante la vida útil

del pavimento. Estudios indican que su uso representa un incremento de 15%

comparado con un proyecto de pavimentación con asfalto convencional, sin

embargo estudios de desempeño de estos ligantes asfalticos demostraron que

incrementan la vida útil de un pavimento en más del 50%.

4.3.2.- FICHAS TÉCNICA

Betutec 60T.

Betutec IC. Betutec 60/85

4.3.3.- VENTAJAS

Baja susceptibilidad térmica. Buen desempeño a alta y baja temperatura. Alta resistencia a la deformación permanente. Alta resistencia a la fatiga. Alta resistencia al fisuramiento térmico.

Alta resistencia a los daños por humedad inducida. Resistencia a la desagregación.

http://tdm-asfaltos.medialabla.net/wp-content/uploads/2012/05/016.-FT-Betutec-60T-V01-13-05-11.pdfhttp://tdm-asfaltos.medialabla.net/wp-content/uploads/2012/05/017.-FT-Betutec-IC-V01-13-05-11.pdfhttp://tdm-asfaltos.medialabla.net/wp-content/uploads/2012/05/023-FT-Betutec-60-85-V01-06-09-11.pdfhttp://tdm-asfaltos.medialabla.net/wp-content/uploads/2012/05/023-FT-Betutec-60-85-V01-06-09-11.pdfhttp://tdm-asfaltos.medialabla.net/wp-content/uploads/2012/05/017.-FT-Betutec-IC-V01-13-05-11.pdfhttp://tdm-asfaltos.medialabla.net/wp-content/uploads/2012/05/016.-FT-Betutec-60T-V01-13-05-11.pdf


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Resistencia al envejecimiento. Economía a largo plazo, mejor costo beneficio

4.3.4.- APLICACIONES

Sistema HOT-TEC -Pavimentos de alto desempeño.

-Recapeo de carreteras, avenidas o calles de concreto de cementoPortland.

- Tramos de baja velocidad y tráfico pesado como intersecciones, fajasexclusivas, avenidas principales, Pavimentos porosos.

Sistema MICRO HOT-TEC - Micropavimento asfáltico en caliente

Sistema SUPER-TEC

-Stone Mastic Asphalt

5.- ASFALTO ESPUMADO.

5.1.- Origen del Asfalto Espumado

El Asfalto espumado, cuyo origen se

ubica en el año 1956 con el Dr. Ladis H.

Csanyi es una técnica que permite

elaborar mezclas asfálticas, con procesos

constructivos especializados, de muy alto

rendimiento y bastante ahorro energético,

incluso pueden usarse en reciclado en

frío de pavimentos asfálticos y

estabilización de suelos.

El primer investigador en detectar la

potencialidad del uso del asfalto

espumado en mezclas asfálticas fue el

profesor Ladis Csanyi, en la estación experimental de ingeniería de la Universidad

estatal de IOWA en 1956, donde se utilizó un proceso de inyección de vapor paraformar la espuma.

http://mundocivil.blogspot.com/2006/10/asfalto-espumado.htmlhttp://www.e-asfalto.com/espumado/index.htmhttp://www.e-asfalto.com/espumado/index.htmhttp://www.e-asfalto.com/espumado/index.htmhttp://www.e-asfalto.com/espumado/index.htmhttp://mundocivil.blogspot.com/2006/10/asfalto-espumado.html


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Los primeros reportes de aplicaciones de asfalto espumado datan del año 1957

y corresponden a aplicaciones realizadas en una carretera estatal de Iowa (USA). En

años posteriores se reportan varias otras aplicaciones, entre otras: Arizona (USA) en

1960 y en Nipawin (Canadá) en 1962.

Esta tecnología fue posteriormente mejo rada por la organización Mobil Oil en

1968, al adquirir los derechos de la patente de invención del Profesor Ladis Csanyi y

desarrollar la primera cámara de expansión que mezcla agua fría con asfalto para

generar espuma, transformándose así en un proceso más práctico, económico y

menos peligroso.

5.2.- Ventajas Energéticas del Asfalto Espumado

La aplicación de asfalto espumado en la reconstrucción de pavimentos

asfálticos requiere de un reducido consumo energético en comparación con los

todos tradicionales de mezcla asfáltica en caliente.

En un tramo de prueba de un proyecto realizado en Dartford Kent (UK), se

estudió la eficiencia energética de dos alternativas de reconstrucción señaladas.

Alternativa de reconstrucción Estructura de pavimento

Método tradicionalSub-base granular

Base asfálticaCapa de rodado

Asfalto espumadoBase reciclada con

asfalto espumado (tecnología ensitio)

Capa de rodado

5.3.- Producción del asfalto espumado

El proceso de producción de asfalto espumado es relativamente simple debido

a que principalmente se trata de un proceso físico, regido por leyes básicas de

termodinámica.

El asfalto espumado, se produce cuando el asfalto virgen es expandido

mediante un proceso físico de intercambio de calor. En dicho proceso se inyecta una

pequeña cantidad de agua fría (1 a 3% del peso del asfalto) al asfalto caliente (160


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más alto que los valores medidos normalmente bajo condiciones de laboratorio. Las

explicaciones para estas diferencias son:

El vapor de agua no es encapsulado en su totalidad y parte de este se

escapa durante el proceso de espumado del asfalto.

No toda el agua es utilizada para generar espuma, es decir pequeñas

cantidades de ésta son aisladas por el vapor dentro de las burbujas de asfalto.

Otros factores dados por las condiciones de borde de la cámara de

expansión y del recipiente. Debido a que son diversos los factores que determinan la

magnitud real de expansión, es que se requiere de varias pruebas de laboratorio

para determinar el valor máximo de expansión práctico.

5.4.1- Tamaño y Espesor Burbuja de Asfalto

Para explicar la interacción física entre el vapor y el asfalto, se analiza una

burbuja aislada de asfalto espumado.

5.5.- Consideraciones básicas para el diseño de mezclas.

En esta sección se presenta un resumen de los aspectos más importantes a

considerar en el diseño de una mezcla con asfalto espumado. Estos son:

a) Elección del grado del asfalto

En general, los asfaltos blandos tienen mejores características de espumación,

sin embargo no existen diferencias apreciables entre las propiedades deespumación medidas en relación al grado de asfalto empleado (Lee, 1981).

La base espumada es siempre la segunda capa, por lo cual dependiendo del

tipo e carpeta de rodado (tratamientos de superficie tipo.

Sellos o carpetas estructurales) el efecto de la temperatura ambiente en

conjunto con las cargas de tránsito puede ser más o menos influyente (este efectose encuentra actualmente en estudio).


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El proceso de envejecimiento instantáneo del espumado puede ser suficiente

para otorgar las propiedades viscoelásticas requeridas, por lo tanto la elección del

grado del asfalto puede ser eventualmente sólo función de las propiedades de la

espuma (el estudio del envejecimiento instantáneo del asfalto espumado se

encuentra en etapa de estudio).

b) Temperatura del asfalto y porcentaje de agua de inyección

La temperatura del asfalto y el porcentaje de agua a inyectar se

determinan en función de la Razón de expansión y vida media. El porcentaje de

agua de inyección es independiente del agua empleada para la compactación de la

mezcla.

c) Propiedades de los agregados

Las investigaciones realizadas, muestran que una gran va riedad de

agregados pueden ser mezclados con asfalto espumado. Esta variedad incluye

áridos chancados, arena arcillosa, RAP y otros materiales tales como escorias.

Sin embargo, algunos tipos de materiales (principalmente el RAP) requieren

ser mezclados con cemento o cal, para incrementar su contenido de finos y mejorar

las propiedades de la mezcla.

6.- CRUDO PESADO.

Crudo pesado o crudo extra pesado es

cualquier tipo de petróleo crudo que no fluye

con facilidad. Se le denomina "pesado" debido

a que su densidad o peso específico es

superior a la del petróleo crudo ligero.

Crudo pesado se ha definido como

cualquier licuado de petróleo con un índice API inferior a 20 °, lo que significa que sudensidad relativa es superior a 0.933.

https://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttps://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo_crudo_ligerohttps://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad_APIhttps://es.wikipedia.org/wiki/Densidad_relativahttps://es.wikipedia.org/wiki/Densidad_relativahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad_APIhttps://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo_crudo_ligerohttps://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo


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Este resultado del petróleo crudo pesado es una degradación por estar

expuesto a las bacterias, el agua o el aire, como consecuencia, la pérdida de sus

fracciones más ligeras, dejando atrás sus fracciones más pesadas.

La producción, transporte y refinado del crudo pesado presenta problemasespeciales en comparación a la del crudo ligero.

La mayor reserva de petróleo pesado en el mundo se encuentra al norte del río

Orinoco en Venezuela, la misma cantidad que la reservas convencionales de

petróleo de Arabia Saudita, pero se sabe que 30 o más países tienen reservas del

mismo tipo.

El crudo pesado está estrechamente relacionado con las arenas petrolíferas, laprincipal diferencia es que las arenas petrolíferas en general, no fluyen en absoluto.

Canadá cuenta con grandes reservas de arenas petrolíferas, situadas al norte y al

noreste de Edmonton, Alberta.

Las propiedades físicas que distinguen a los crudos pesados de los ligeros

incluyen una mayor viscosidad y densidad, así como la composición de peso

molecular.

El petróleo extra pesado de

la región del Orinoco tiene una

viscosidad de más de 10.000

centipoise (10 Pa·s) y 10 ° en el

índice API.

Por lo general, se añade un

diluyente a distancias regulares deun oleoducto a fin de facilitar su

circulación.

Recientemente, Venezuela está experimentando en la Faja del Orinoco un

proyecto de inyección alterna de vapor con el que se mejora la viscosidad del crudo,

técnica que ha incrementado la tasa de recuperación hasta el 40 por ciento, que

anteriormente era del 20 por ciento.

https://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADo_Orinocohttps://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADo_Orinocohttps://es.wikipedia.org/wiki/Venezuelahttps://es.wikipedia.org/wiki/Arabia_Sauditahttps://es.wikipedia.org/wiki/Arenas_de_alquitr%C3%A1nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Canad%C3%A1https://es.wikipedia.org/wiki/Arenas_de_alquitr%C3%A1n_de_Athabascahttps://es.wikipedia.org/wiki/Edmontonhttps://es.wikipedia.org/wiki/Albertahttps://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Composici%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Peso_molecularhttps://es.wikipedia.org/wiki/Peso_molecularhttps://es.wikipedia.org/wiki/Diluyentehttps://es.wikipedia.org/wiki/Circulaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Circulaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Diluyentehttps://es.wikipedia.org/wiki/Peso_molecularhttps://es.wikipedia.org/wiki/Peso_molecularhttps://es.wikipedia.org/wiki/Composici%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Albertahttps://es.wikipedia.org/wiki/Edmontonhttps://es.wikipedia.org/wiki/Arenas_de_alquitr%C3%A1n_de_Athabascahttps://es.wikipedia.org/wiki/Canad%C3%A1https://es.wikipedia.org/wiki/Arenas_de_alquitr%C3%A1nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Arabia_Sauditahttps://es.wikipedia.org/wiki/Venezuelahttps://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADo_Orinocohttps://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADo_Orinoco


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PAVIMENTOS

Algunos geólogos petroleros categorizan el betún de las arenas de petróleo

como petróleo extra pesado, aunque el betún no fluye en condiciones ambientales.

Una de las características de los crudos

es la fluidez o viscosidad, representadatambién indirectamente por la densidad o

gravedad específica (expresada

internacionalmente mediante °API).

En la escala °API, los crudos extrapesados

caen en el rango (0,0 - 9,9)°API y los

pesados en el rango (10 - 21,9)°API.

En la escala de viscosidad en cp, estos crudos tienen una viscosidad entre

1.200 y 95.000 cp. Si se considera que el agua tiene, aproximadamente, 1 centipoise

de viscosidad, se apreciará la poca fluidez de estos crudos.

La viscosidad es muy importante en el tratamiento y manejo del crudo, desde el

yacimiento hasta el fondo del pozo, de aquí a la superficie, y luego en el transporte e

instalaciones de refinación. Por tanto, para hacerlos más fluidos y manejables

requieren calentamiento o diluentes.

Además, otras características

de estos crudos, es que tienen un

alto contenido porcentual de azufre.

De igual manera pueden tener un

apreciable contenido de sal ytambién contienen metales (níquel,

vanadio y otros). A veces pueden

tener también cierta cantidad de

sulfuro de hidrógeno, que también es

muy corrosivo y venenoso.

Todo esto hace que la refinación de estos crudos requiera métodos y

tratamientos especiales para mejorar su calidad y obtener los resultados deseadosde comercialización.

https://es.wikipedia.org/wiki/Geolog%C3%ADa_del_petr%C3%B3leohttps://es.wikipedia.org/wiki/Bet%C3%BAnhttps://es.wikipedia.org/wiki/Bet%C3%BAnhttps://es.wikipedia.org/wiki/Geolog%C3%ADa_del_petr%C3%B3leohttp://4.bp.blogspot.com/_YYuBkKV1_WU/SQExoO6sYmI/AAAAAAAAAEQ/8Q72axWxPdU/s1600-h/faja_petro_orinoco_1172.jp.jpghttp://4.bp.blogspot.com/_YYuBkKV1_WU/SQExoO6sYmI/AAAAAAAAAEQ/8Q72axWxPdU/s1600-h/faja_petro_orinoco_1172.jp.jpghttp://4.bp.blogspot.com/_YYuBkKV1_WU/SQExoO6sYmI/AAAAAAAAAEQ/8Q72axWxPdU/s1600-h/faja_petro_orinoco_1172.jp.jpghttp://4.bp.blogspot.com/_YYuBkKV1_WU/SQExoO6sYmI/AAAAAAAAAEQ/8Q72axWxPdU/s1600-h/faja_petro_orinoco_1172.jp.jpghttp://4.bp.blogspot.com/_YYuBkKV1_WU/SQExoO6sYmI/AAAAAAAAAEQ/8Q72axWxPdU/s1600-h/faja_petro_orinoco_1172.jp.jpg


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PAVIMENTOS

materiales y una buena disposición de los mismos, no sin ello sacrificar las

propiedades de la construcción resultante en calidad y duración.

El único material no convencional que se aplica a vías primarias es la asfaltita

sólida como veremos más adelante.

De otra parte y en lo posible estos materiales deben ser colocados con la

menor cantidad de maquinaria especializada, mezclas en obra y en frío, aun cuando

algunos requieren cierto grado de procesamiento su aplicación redunda en mejores

resultados y menores costos de construcción.

Al querer emplear cualquier tipo material, en especial mezclas naturales o

asfaltitas sólidas debemos realizar procedimientos de ensayo sobre los materiales

de las fuentes, es decir la entidad, alcaldía, municipio o junta comunitaria debe

asegurar que el material de la fuente tenga las propiedades adecuadas para su

empleo o buscar emplearlo de la manera más apropiada posible y eso solo se

consigue con la realización de unos ensayos de laboratorio.

7.2.2.- Crudos pesados

Como se pudo ver en los apartes anteriores, los crudos pesados al ser

destilados generan asfaltos similares a los convencionalmente empleados en

pavimentación, debido a lo cual, los métodos de diseño y resultados son análogos a

los materiales convencionales. Al emplear los crudos de manera directa se deben

tener en cuenta algunas observaciones, entre las cuales tenemos:

7.2.3.- Métodos de diseño

Los métodos de diseño están enmarcados dentro de los márgenes de los

asfaltos líquidos, con la diferencia que la naturaleza de los solventes, que es la que

nos genera inconvenientes, debe ser adecuadamente manejada.

La dosificación de mezclas se basa en el cálculo de la superficie específica

como es el caso del método de Duriez, los métodos Marshall para asfaltos líquidos y

el Hubbard Field. Las mezclas asfálticas encontradas mediante estos procedimientos


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PAVIMENTOS

dependen de la calidad de los agregados, del procedimiento de trabajo y de las

condiciones de servicio para las cuales se construya.

7.2.4.- Procedimiento de uso

Es recomendable emplear este tipo de materiales en climas cálidos, secos,

topografía regular, tráficos moderados a bajos y equipo convencional.

Este tipo de material se aplica en mezclas de rodadura; para bermas;

revestimientos en cunetas y bermas; vías peatonales, ciclo rutas y canchas

deportivas; para estabilización de suelos y afirmados y para riegos de imprimación,

liga y protección. Por la cantidad de solventes volátiles la seguridad en el manejo

está determinada por la temperatura de llama, que como vimos va de 60ºC para el

Crudo de Castilla, hasta 150ºC para el Crudo de Cedrales, de igual forma Rubiales

tiene una temperatura de llama de 90ºC, La Gloria de 98ºC y Vendeyaco 160ºC.


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PAVIMENTOS

B.- MESCLAS ASFÁLTICAS

1.- MESCLAS ABIERTAS EN FRIO

Combinación de un agregado que predominantemente es grueso y de

granulometría uniforme más un ligante bituminoso constituyendo un producto que

pueda manejarse, extenderse, y compactarse a la temperatura ambiente.

1.1.- Características.

Su resistencia se debe al rozamiento interno del esqueleto minera, junto con lacohesión que da el ligante asfaltico.

La mezcla es permeable y flexible.

1.2.- Gradaciones para mezclas abiertas en frio

1.3.- Material bituminoso

Sera una emulsión asfáltica catiónica de rotura media (tipo CRM) indicado en elnumeral 400.2.4 del artículo 400 INVÍAS y que sea compatible con los agregadospétreos por emplear.


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PAVIMENTOS

1.4.- Diseño de Mezcla

1.4.1.- Determinacion del contenido optimo teórico de ligante

Calculo con base en la superficie especifica el cálculo se realiza como en el

caso de mezclas densas en frio, empleando un módulo de riqueza entre 3.5 y 3.7.1.4.2.- Ensayos de cubrimiento y desplazamiento

Cubrimiento

Desplazamiento

1.4.3.- Selección del porcentaje óptimo de ligante

1.5.- Normas para tener en cuenta

NV 400

INV 440 INV 441

1.6.- Ensayos

Contenido de asfalto INV E-732. Granulometría de los agregados INV E-782. Ensayo de medidas de textura INV E-730, INV E-791. Medidas de deflexión con la viga Benkelman INV E-795. Adhesividad de los agregados pétreos INV E-737.


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PAVIMENTOS

2.- MEZCLAS ABIERTAS EN CALIENTE

2.1.-Descripción.

Son mezclas asfálticas cuya proporción de vacíos supera el 12% Estasmezclas normalmente son utilizadas como base ya que por su constitución abierta

con muchos vacíos ejercen una función de resistencia generada por el rozamiento

interno de su esqueleto mineral.

2.2.- Agregados pétreos

Franjas granulométricas para mezclas para mezclas abiertas en caliente.

Los agregados pétreos para la ejecución de la mezcla abierta en caliente

deberán poseer una naturaleza tal, que al aplicárseles una película de cemento

asfáltico, ésta no se desprenda por la acción del agua. Sólo se podrá admitir el

empleo de agregados con características hidrófilas, si se añade algún aditivo de

comprobada eficacia para proporcionar una adhesividad satisfactoria con el asfalto

en los términos que establece la Tabla 400.1 INVÍAS Los agregados se deberán

ajustar a alguna de las gradaciones indicadas en la Tabla 451.1 INVÍAS.

El material bituminoso será cemento asfáltico de penetración 60-70, que

cumpla los requisitos de calidad indicados en la Tabla 400.3 del artículo 400-07 del

INVIAS.


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PAVIMENTOS

2.3 Normas.

INV 400-07, INV 441-07, INV 451-07.

2.4 Ensayos

Calidad del cemento asfáltico de acuerdo a la tabla 400.3 del artículo INV 400-

07, especificaciones del cemento asfáltico.

Granulometría (Norma de ensayo INV E-123), una (1) prueba por suministro.

Contenido de asfalto residual (Norma de ensayo INV E-732).

3.- MEZCLAS DENSAS EN FRÍO

3.1.- Descripción

Es la combinación de un ligante bituminoso con agregados minerales bien

gradados granulométricamente, con un elevado porcentaje de finos y que es posible

fabricar, extender y compactar a temperatura ambiente.

3.2.- Agregados pétreos y llenante mineral

Los agregados pétreos y el llenante mineral para la elaboración de la mezcla

densa en frio deberán cumplir los requisitos establecidos para ellos en el numeral

400.2.1 del artículo 400. Los agregados pétreos no serán susceptibles de ningún tipo

de meteorización o alteración fisicoquímica apreciable bajo las condiciones más

desfavorables que presumiblemente se puedan dar en la zona de empleo. Tampoco

podrán dar origen, con el agua, a disoluciones que puedan causar daños aestructuras o a otras capas del pavimento, o contaminar corrientes de agua.

El Constructor, como responsable de los materiales que suministre para la

ejecución de los trabajos, deberá realizar todos los ensayos necesarios para

establecer la calidad e inalterabilidad de los agregados por utilizar, independiente y

complementariamente de los que taxativamente se exigen en estas especificaciones.


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PAVIMENTOS

3.3.- Gradaciones para mezclas densas en frio

Porcentaje admisible para mezclas densas en frío.

La franja por utilizar dependerá del tipo y del espesor que vaya a tener la capacompactada y se definirá en los documentos del proyecto, siguiendo los criterios de

la Tabla 440.2 artículo 400 de INVÍAS.

Tipos de mezcla por utilizar en función del tipo y espesor compacto de la capa.

Para prevenir segregaciones y garantizar los niveles de compactación y

resistencia exigidos por la presente especificación, el material que produzca el

Constructor deberá dar lugar a una curva granulométrica uniforme, sensiblemente

paralela a los límites de la franja por utilizar, sin saltos bruscos de la parte superior

de un tamiz a la inferior del tamiz adyacente y viceversa.


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PAVIMENTOS

3.4.- Material bituminoso

Será una emulsión asfáltica catiónica de rotura lenta, de los tipos CRL-1 o CRL

1h, que cumpla los requisitos de calidad establecidos en el numeral 400.2.4 del

artículo 400 y que sea compatible con los agregados pétreos por emplear.

3.5.- Normas

INV 400-07.

INV 411-07

INV 412-07

INV 440-07

3.6.- Ensayos

Densidad aparente del llenante mineral INV E-225 al menos una vez a la

semana o cuando cambie la apariencia del llenante Granulometría (Norma de

ensayo INV E-123), una (1) prueba por suministro.

Contenido de asfalto residual (Norma de ensayo INV E-732).

Ensayos de verificación de los agregados de la mezcla en frío de acuerdo a la

Tabla 440.3 INVÍAS.

Ensayo de inmersión - compresión para determinar la resistencia de la mezcla

(anexo de la norma INV E-738).

Densidad de la capa compactada INV E-733, E-734 y E-746.

4.- MEZCLAS DENSAS EN CALIENTE

Dependiendo el tipo de construcción que se pretenda realizar en una obra de

infraestructura vial, es el tipo de base asfáltica que se utiliza; es el caso por ejemplo,

en el que para la ejecución de trabajos de bacheos y bases asfálticas livianas,

generalmente se emplea la gradación MDC-0; Para capas de rodadura y bases

asfálticas bajas se emplea la gradación MDC-1, si el espesor compactado supera


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PAVIMENTOS

tres centímetros (3 cm.), se empleará la gradación MDC-2 y para espesores

superiores cinco centímetros (5 cm.), se empleara la gradaciónMDC-3.

Para garantizar una mezcla optima y de excelente calidad, se deben

controlar cada uno de los procesos, ya que en ellos se puede identificar claramente

las propiedades y/o falencias del producto.

En estos controles se tiene en cuenta aspectos importantes como Los

Materiales y Equipos utilizados para sufabricación.

Durante la ejecución de los trabajos de elaboración de las mezclas asfálticas,

se debe tener muy presente los siguientes aspectos técnicos tales como:

4.1.- Materiales

Estos están conformados por los agregados pétreos y llenante mineral,

Materiales bituminosos, Aditivos mejoradores de adherencia y Aditivos para

modificar la reología.

a. Agregados pétreos y llenante mineral:

Los agregados pétreos y el llenante mineral para la elaboración de mezclas

densas en caliente (concreto asfáltico) deberán satisfacer los requisitos de calidad

impuestos por las normas técnicas, que para el caso en Colombia será la

determinada por el Instituto Nacional de Vías INVIAS

Los agregados pétreos: Estos no serán susceptibles de ningún tipo de

meteorización o alteración físico-química apreciable bajo las condiciones más

desfavorables que presumiblemente puedan darse en la zona de empleo.

Tampoco podrán dar origen, con el agua, a disoluciones que puedan causar

daños a estructuras o a otras capas del pavimento, o contaminar corrientes de agua.

Para ello se deberá realizar todos los ensayos necesarios para establecer la calidad

e inalterabilidad de los agregados por utilizar, independiente y complementariamente

de los que taxativamente se exigen en estas especificaciones.


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PAVIMENTOS

El equivalente de arena: Este será el del agregado finalmente obtenido

mediante la combinación de las distintas fracciones (incluido el llenante mineral),

según las proporciones determinadas en la fórmula de trabajo yantes de pasar por el

secador de la planta mezcladora.

En caso de que no se cumpla el valor mínimo señalado, el agregado se

aceptará si su equivalente de arena, medido en las mismas condiciones, es superior

a 40y, simultáneamente, el índice de azul de metileno, determinado mediante la

norma de ensayo INV E-235, es inferior a uno (1.0).

El agregado fino: Deberá proceder en su totalidad de la trituración de piedra de

cantera o de grava natural, o parcialmente de fuentes naturales de arena. Laproporción de arena natural no podrá exceder del quince por ciento (15 %) de la

masa total del agregado combinado, cuando el tránsito de diseño sea superior a

cinco millones (> 5*106) ejes equivalentes de 80kN en el carril. de diseño, ni exceder

de veinticinco por ciento (25 %) paratránsitos de menor intensidad. En todo caso, la

proporción de agregado finono triturado no podrá exceder la del agregado fino

triturado.


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PAVIMENTOS

5.- Arena asfáltica

5.1.- Alcance

Seguirá las indicaciones descritas en artículo 432 de INVIAS.

El Contratista deberá tener en consideración:

Lineamientos generales y particulares.

• Limpieza.

• Suministro e instalación de materiales.

• Suministro de emulsión asfáltica de rotura rápida

• Suministro arena fina de río

• Mano de obra.

• Equipos y herramientas.

5.2.- Especificación

El Interventor definirá la proporción de la mezcla, pero dichas cantidades

oscilarán entre cinco décimas y un litro por metro cuadrado (0.5 l/m²-1.0 l/m²) deligante residual y entre tres litros y medio y siete litros por metro cuadrado (3.5 l/m² -

7.0 l/m²) de arena.

Antes de aplicar el riego del material bituminoso, la superficie se deberá

encontrar seca y libre de polvo, tierra o cualquier otra sustancia objetable.

Antes de realizar el sello de arena-

asfalto, se deberán hacer todas las

reparaciones de la superficie del

pavimento donde se va a colocar este

sello. Las reparaciones previas que

requiera el pavimento, se deberán

efectuar conforme lo indiquen las

especificaciones correspondientes.


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PAVIMENTOS

Se utilizará un carrotanque irrigador de las características descritas en la

especificación de INVIAS. Para áreas inaccesibles al carrotanque y para retoques y

aplicaciones mínimas, se usará una caldera regadora portátil, con sus elementos de

irrigación a presión, o una extensión del carrotanque con boquilla de expansión, que

permita un riego uniforme.

Para la esparcida de arena, se podrán emplear esparcidoras autopropulsadas o

extendedoras mecánicas acopladas a volquetas, que garanticen una adecuada y

homogénea distribución del agregado pétreo sobre la superficie. Si el Interventor lo

aprueba, el esparcimiento de la arena podrá ser manual con ayuda de palas.

Las operaciones de compactación se realizarán con el compactador neumáticoy comenzarán inmediatamente después de la aplicación de la arena.

Una vez terminada la compactación y

transcurrido el plazo necesario para que el

ligante utilizado alcance la cohesión suficiente

para resistir la acción normal del tránsito

vehicular, se barrerá de manera enérgica la

superficie del tratamiento, para eliminar todo

exceso de agregados que haya quedado suelto

sobre la superficie, operación que deberá

continuar aún después de que el tramo con el

tratamiento haya sido abierto al tránsito.

5.3.- Sistema de medida y pago

El pago será por metro cuadrado (m²). El valor de este ítem incluye todas las

labores anteriormente descritas en el alcance, herramientas, equipos, suministro de

los materiales, etc. y cualquier otra actividad o elemento exigido por la Interventoría,

que a su criterio sean necesarios para desarrollar correctamente esta labor

constructiva.


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PAVIMENTOS

6.- SLURRY O LECHADAS ASFALTICAS

El Slurry negro es una mezcla homogénea de áridos y cargas minerales,ligados mediante una emulsión asfáltica de color negro, que se utiliza para el sellado

de aglomerados asfálticos en interiores.

Las lechadas asfálticas y los micropavimentos (microsurfacing) son técnicas

modernas de tratamientos superficiales. Ambas se pueden usar para procedimientos

preventivos o correctivos de la superficie del pavimento. Para aplicarlas comúnmente

se utilizan equipos autopropulsados en los cuales se realiza la mezcla de los

componentes y su extendido aunque se pueden utilizar mezcladores comunes y

extenderlas manualmente.

Es la combinación de un agregado denso (comúnmente 0/6) con emulsión

asfáltica, agua, filler mineral y aditivos (si son necesarios) la cual es aplicada en una

fina capa para recubrir y proteger el pavimento. Es una mezcla rica en asfalto la cual

se puede aplicar en ruta nacionales, provinciales, calles urbanas, aeropuertos, áreas

de estacionamiento, caminos laterales, etc. Su espesor típico se encuentra entre 3 y14 mm.

Esta técnica se puede realizar sobre pavimentos nuevos o ya existentes, sobre

asfalto o concretos como así también sobre bases estabilizadas (por ejemplo suelo-

arena-emulsión).

El principio de esta técnica consiste en obtener, por la combinación de todos

los componentes, una mezcla con la consistencia de una lechada la cual esesparcida sobre el pavimento. Tan pronto como se realiza la mezcla un proceso

químico comienza para culminar con el rompimiento de la emulsión y la cohesión de

la mezcla.

La combinación de un agregado adecuado con emulsión asfáltica permite

optimizar esta técnica. Es posible regular tanto el tiempo de mezcla, para adecuarlo

al equipo mezclador, como el tiempo de apertura al tráfico según las condiciones

climáticas y de tránsito.


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PAVIMENTOS

La velocidad de este proceso depende de la química del agregado y del filler, la

formulación de la emulsión, el tipo y la concentración del aditivo y de la temperatura.

La lechada asfáltica puede ser formulada para obtener una de las dos

variedades: o una apertura al tránsito de 2-4 horas o una apertura al tránsito de

menos de 1 hora.

Un buen sistema de lechada permite obtener los valores adecuados en los

ensayos de rueda cargada y abrasión húmeda que le aseguraran la calidad de la

obra. Además, con esta técnica es posible obtener la rugosidad deseada en el

pavimento.

7.- MEZCLAS ASFALTICAS DRENANTES

Pueden definirse las mezclas porosas o

drenantes como aquellas que tienen un

contenido de huecos mínimo del 20%. Esto

permite que a través de ellas se filtre el agua de

lluvia con rapidez y pueda ser evacuada hacia

cunetas u otros elementos de drenaje.

Estas mezclas se suelen usar en capas de rodadura en las autopistas y en

otras vías de altas velocidades de circulación. Estas mezclas son muy permeables,

debido a su elevado porcentaje de huecos, que suele ser del 20-30%, y por tanto se

deben utilizar en capas de rodadura, combinadas con una capa inferior que

garantice la impermeabilidad que debe tener el firme.

Se utilizan con espesores de unos 4 cm en capas de rodadura, y permiten queel agua de lluvia caída sobre la calzada se evacúe rápidamente por infiltración, lo

que mejora con lluvia el contacto rueda-pavimento y reduce las proyecciones de

agua de los vehículos, lo que implica un aumento de seguridad. Este aumento de la

seguridad es la gran ventaja de estas mezclas, aunque también destaca la

disminución del ruido de rodadura.

La porosidad de estas mezclas se consigue con granulometrías de reducidos

contenidos en arena, de esta forma la superficie específica del árido es


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PAVIMENTOS

sensiblemente inferior a la de las mezclas cerradas, por lo que el espesor de la

película que confiere a la mezcla durabilidad y resistencia al envejecimiento se

consigue con porcentajes de ligante no muy elevados, generalmente alrededor de un

4,5% sobre peso del árido.

Se suele fabricar con betunes modificados, con el fin de conseguir la mayor

durabilidad posible con porosidades cada vez más elevadas. También se tiene una

buena experiencia con betunes asfálticos con tráficos medios y ligeros.

El principal inconveniente de las mezclas porosas o drenantes es la progresiva

colmatación de los huecos de la mezcla, que se produce más lentamente en zonas

lluviosas, ya que el agua combinada con el paso de los neumáticos produce un

efecto aspiración que elimina la suciedad de los huecos.

Pero incluso en estas zonas hay que realizar limpiezas periódicas. Por otra

parte, hay que tener especial cuidado en zonas con heladas y nevadas frecuentes,

en las que pueden surgir problemas con estas mezclas.

8.- MEZCLAS ASFALTICAS DISCUNTINUAS EN CALIENTE

No existe definición oficial de lo que es un microaglomerado en caliente.

Algunos la relacionan con el tamaño máximo del árido empleado en su

fabricación y consideran que son los 10 ó 12 mm el tamaño que marca la diferencia

entre los microaglomerados y los aglomerados tradicionales. Para otros, en cambio,

es el espesor y las funciones propias de la capa los que marcan la diferencia.

Considerando ambos conceptos, por otra parte estrechamente relacionados

entre sí, los microaglomerados en caliente pueden definirse como aquellas mezclasbituminosas con árido de tamaño máximo 12 mm que se fabrican y ponen en obra

en caliente (T>120ºC) en capa de espesor medio inferior o igual a los 3,5 cm. Se

trata de mezclas empleadas en capas de rodadura que, aunque por su espesor no

permiten resolver problemas estructurales de los firmes, proporcionan o restituyen

sus características superficiales (resistencia al deslizamiento, drenabilidad

superficial, sonoridad, etc.), contribuyendo a optimizar el funcionamiento de todo el

paquete del firme y mejorando notablemente la comodidad y seguridad del usuariocon un coste reducido como corresponde a su pequeño espesor.


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PAVIMENTOS

8.1 Historia y evolución

La técnica de los microaglomerados ha sido empleada desde hace años en la

pavimentación de carreteras, no sólo en frío constituyendo las tradicionales lechadas

bituminosas que con tanta profusión y éxito se han empleado en la conservación ypavimentación de carreteras, sino también en caliente. Estos últimos comenzaron a

utilizarse en los años 40 principalmente en trabajos de conservación de vías

urbanas.

Consistían en mezclas muy finas, compuestas por filleres y arenas naturales en

las que se utilizaban como ligantes betunes blandos, betunes fluidificados (cut-

backs) o incluso alquitranes. Con estas mezclas se pretendía conseguir de manera

prioritaria una buena manejabilidad y flexibilidad, estando su resistencia mecánica

fundamentalmente en la cohesión aportada por el mástico filler-ligante debido al bajo

rozamiento intergranular producido por el elevado contenido en arenas naturales.

Se trataba pues de morteros asfálticos de textura fina entre los que se

encontraban los denominados “Sand Asphalt” y “Sheet Asphalt” amer icanos, los

“Fine Cold Asphalt” ingleses y los morteros activados comercialmente conocidos con

los nombres de Tapisable y Composable. El “Sand Asphalt” podía definirse como un

microaglomerado de macrotextura fina compuesto por una arena total o parcialmente

machacada 0/3, 0/5 o, incluso, 0/9 mm, con un porcentaje que pasa por el tamiz 8

comprendido entre el 50 y el 60% y un porcentaje de filler variable entre los valores

3-12%.

8.2 Características de los microaglomerados discontinuos

Los microaglomerados discontinuosproporcionan capas de rodadura de altas

prestaciones, con buenas características en

cuanto a resistencia a la fisuración,

resistencia a la deformación plástica,

durabilidad, sonoridad, comodidad y

seguridad.


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PAVIMENTOS

Estos modernos microaglomerados destacan respecto a los tradicionales y, en

general sobre las mezclas bituminosas convencionales para capas de rodadura, por

las siguientes características:

8.2.1 Seguridad:

En España, la actual normativa sobre mezclas bituminosas en caliente

establece dos ensayos para evaluar el factor de seguridad de una capa de rodadura.

Por un lado, se evalúa la macrotextura del firme mediante el ensayo de la mancha

de arena, estableciéndose una limitación mínima de 0,70 mm de altura de arena. Por

otro lado, se mide la microtextura mediante el ensayo del coeficiente de resistencia

al deslizamiento (CRD) empleando el péndulo del TRRL, coeficiente muy

relacionado con la característica del árido empleado.

En lo que concierne a la macrotextura, los valores mínimos exigidos para las

mezclas F y M oscilan entre 0,9 mm para las mezclas F-8 y M-8 y 1,1 mm para las

mezclas tipo F-10 y M-10. Asimismo, se exige para todas ellas valores del

coeficiente de resistencia al deslizamiento con péndulo superiores a 0,65,

debiéndose conseguir estos resultados después de 2 meses de apertura del tramo

de circulación.

8.2.2. Sonoridad:

Se trata de una característica que va adquiriendo cada día más importancia, de

acuerdo con la reglamentación sobre el impacto ambiental, por la incidencia que

ejerce en la comodidad para el conductor del vehículo.

Contrariamente a la idea imperante en los años 70 – 80 de que cuanto más

rugoso es un pavimento más sonoro es, los microaglomerados discontinuos con

discontinuidades muy marcadas se caracterizan por su baja sonoridad al igual que

ocurre con las mezclas drenantes.

Esta propiedad es especialmente importante en las mezclas más finas M-8 y F-

8, empleándose estas últimas en vías urbanas principalmente. Con este tipo de

mezclas se ha constatado una disminución del ruido de rodadura de los vehículos

respecto a las mezclas convencionales.


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PAVIMENTOS

En los pavimentos densos el ruido de rodadura está asociado con dos

longitudes de onda críticas de las irregularidades superficiales. Por una parte, las

irregularidades de longitud de onda próxima a 80 mm; al aumentar la amplitud de

este tipo de irregularidades aumenta el ruido de rodadura sobre todo a bajas

frecuencias, predominantes en el ruido del tráfico. Por contra, cuando las

irregularidades de longitud de onda próximas a 3 mm aumentan en amplitud

disminuye el ruido de rodadura a altas frecuencias (>1000 Hz)

8.2.3. Durabilidad:

Los factores que pueden limitar la durabilidad de una mezcla son básicamente

el envejecimiento, la fatiga y la deformabilidad. Se admite de manera general que losdos primeros parámetros, envejecimiento y fatiga, se encuentran íntimamente

relacionados con el contenido en ligante de la mezcla, pudiéndose decir que las

mezclas deberían diseñarse con el mayor contenido posible en ligante siempre que

quede salvaguardada su capacidad de resistencia a la deformación plástica.

En estos microaglomerados discontinuos, tanto por la línea de la incorporación

de fibras como mediante la utilización de betunes modificados con polímeros, la

capacidad de resistencia al envejecimiento queda garantizada por los elevados

contenidos en ligante que van desde el 5,5 % al 7,5 % según los casos.


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9.- MEZCLAS TIBIAS

La tecnología de las mezclas tibias (Warm Mix) permite reducir

significativamente la temperatura de mezcla y compactación del asfalto en un rango

de 30 a 40°C, manteniendo o mejorando las condiciones y propiedades de trabajoque las mezclas asfálticas convencionales, reduciendo de esta forma las demandas

de combustible y las emisiones, lo que nos permite reducir el impacto al medio

ambiente.

Esta tecnología está diseñada para mejorar la trabajabilidad, la adherencia y la

compactación de las mezclas asfálticas convencionales o modificadas con

polímeros, sin necesidad de realizar ninguna alteración en los equipos utilizados.

Las mezclas tibias se describencomo aquellas que se producen atemperaturas menores que las mezclasen caliente, es decir entre 100°C y 135°C, su producción involucra nuevastecnologías a partir de los cuales esposible producir y colocar los concretosasfálticos a temperaturas sensiblemente

inferiores a las técnicas convencionales.

El concepto de mezcla tibia surgió en Europa, tras la necesidad de una mezclabituminosa que ofreciera economía de energía y tuviera el mismo desempeño de lasmezclas bituminosas en caliente.

El desarrollo de esta tecnología con enfoque en la reducción de temperatura demezcla y compactación empezó en 1997, para cumplir con el Protocolo de Kyoto.Esta alternativa también facilita el trabajode pavimentación en los países en los queel invierno es muy riguroso, una vez que lamezcla tibia enfría más lentamente que lamezcla en caliente.

En 2002, especialistas de los EstadosUnidos empezaron a investigar estatécnica, que rápidamente sería adoptadapor ese país. En Brasil, se empezó ainvestigar la tecnología, adaptándola para las condiciones de trabajos locales.


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Ventajas:

Disminución de emisiones en plantas de HMA; Menor exposición a humos para los trabajadores; Ahorro de energía; Mayor tiempo de almacenamiento; Apertura al tráfico; Mejoras de compactación; Disminución de olores; Mejora en tendidos delgados; Reducción en contenido de asfalto; Permite alto contenido de RAP en la mezcla; Extiende la vida útil del asfalto.

10.- MEZCLAS ASFALTICAS MODIFICADOS

Los asfaltos modificados son el producto de la disolución o incorporación de un

aditivo modificador (polímero o no polímero), que son sustancias estables en el

tiempo y a cambios de temperatura que se le añaden al material asfáltico para

modificar sus propiedades como: susceptibilidad a la temperatura, intervalo de

plasticidad, cohesión, respuesta elástica, resistencia al agua y al envejecimiento.

Los modificadores aumentan la resistencia de las mezclas asfálticas a la

deformación y a los esfuerzos de tensión repetidos como la fatiga; reducen el

agrietamiento, la susceptibilidad de las capas asfálticas a las variaciones de la

temperatura. Estos modificadores son adicionados al asfalto antes de mezclarlos con

el material pétreo. (Heshmat, 1997).

Los ligantes asfálticos tradicionales tienen limitaciones en su respuesta a las

cargas que día a día aumentan su frecuencia y su intensidad, sin olvidar la acción

del clima que en muchos proyectos han generado ondulamientos y agrietamientos

prematuros. En consecuencia es necesario buscar y desarrollar materiales más

resistentes que alarguen el periodo de servicio y disminuyan los gastos de

conservación.


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10.1 Modificador con polímeros:

El consumo de materiales plásticos está en constante aumento, en 1980 el

consumo mundial fue de 90 millones de toneladas en el mundo entero.

La disolución de los materiales plásticos en el agua o en el aire es casi

imposible y por eso causa polución en el medio ambiente.

Los materiales plásticos se dividen en dos grandes grupos: los termoplásticos y

los termosets plásticos.

Los termoplásticos cambian fácilmente cuando se reblandecen al fuero, pero

estos conservan sus propiedades mecánicas, de otra parte, ellos recuperan su alta

resistencia cuando se enfrían.

Los estudios muestran que los desperdicios de material termoplásticos pueden

ser útiles en las vías pavimentadas.

La adición de materiales plásticos al bitumen puede crear tres efectos que

dependen de la naturaleza química, de la talla y de las características físicas del

material plástico tal como:

El efecto sobre el ligante: la disolución verdadera o la dispersión del estado

fundido de material plástico en la mezcla hace aumentar la viscosidad del

ligante.

El efecto de estructura: las fibras o tiras plásticas crean entre los granos delgranular uniones.

El efecto bloqueante: las tiras plásticas en los granos pueden llenar los

vacíos del esqueleto granulométrico a la hora de compactar.

10.2.- VENTAJAS EN LAS MEZCLAS EN SERVICIO

Los asfaltos modificados se deben aplicar, en aquellos casos específicos en

que las propiedades de los ligantes tradicionales son insuficientes para cumplir


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con éxito la función para la cual fueron encomendados, es decir, en mezclas para

pavimentos que están sometidos a solicitaciones excesivas, ya sea por el tránsito o

por otras causas como: temperaturas extremas, agentes atmosféricos, tipología del

firme, etc. Si bien los polímeros modifican las propiedades reológicas de los asfaltos,

estos deben mostrar ventajas en servicio; los campos de aplicación más frecuentes

son:

Mezclas drenantes: las mezclas drenantes tienen un porcentaje muy elevado

de huecos en mezcla (superior al 20%) y una proporción de árido fino muy baja

(inferior al 20%), por lo que el ligante debe tener una muy buena cohesión para

evitar la disgregación de la mezcla. Además el ligante necesita una elevada

viscosidad para proporcionar una película de ligante gruesa envolviendo los áridos y

evitar los efectos perjudiciales del envejecimiento y de la acción del agua (dado a

que este tipo de mezclas es muy abierta).

Mezclas resistentes y rugosas para capas

delgadas: La utilización de polímeros en este tipo de

mezclas es para aumentar la durabilidad de las

mezclas. Estos tipos de mezclas de pequeño espesor

surgen dada a la rapidez de aplicación, lo que reduce

al mínimo los tiempos de cortes de tráfico. Estas se

utilizan para trabajos de conservación de rutas y vías

urbanas, que exigen mezclas con alta resistencia y

con una buena textura superficial.

http://www.monografias.com/trabajos15/llave-exito/llave-exito.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/llave-exito/llave-exito.shtml


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La resistencia de estas mezclas se consigue con áridos de buena calidad,

elevado porcentaje de filler (8 a 10%) y un asfalto modificado con polímeros.

La buena textura superficial para mejorar la adherencia de los vehículos se

consigue mediante una granulometría discontinua (discontinuidad 2-6mm)

En este tipo de mezclas es de vital importancia la adherencias con la capa

subyacente (esta también influye en la durabilidad). Estas también deben ser

resistentes, para soportar la acción del tránsito y el desprendimiento de los áridos.

Estas mezclas son denominadas también microaglomerados y tienen espesores

menores a los 30 mm.

11.- MATERIALES GRANULARES ESTABILIZADOS CON ASFALTO

11.1.- BASES ESTABILIZADAS CON ASFALTO

Productos asfálticos adecuados para la estabilización.- La estabilización de

suelos es un proceso que se realiza a temperatura ambiente, lo que exige el uso de

un asfalto que, bajo tal condición, presente una consistencia apropiada para la

mezcla con el suelo.

Esta característica se logra con 2 productos asfálticos:

Emulsión asfáltica

Asfalto espumado

11.1.1 EMULSIÓN ASFÁLTICA

Dispersión homogénea de pequeños glóbulos de cemento asfáltico cubiertos

por un emulsificante, dentro de una fase continua acuosa.

El emulsificante es un producto que disminuye la tensión entre el asfalto y el

agua, permitiendo que el asfalto se mantenga disperso en el agua en formade pequeños glóbulos.

http://www.monografias.com/trabajos11/conge/conge.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/conge/conge.shtml


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Las moléculas del emulsificante tienen un extremo de naturaleza orgánica que

es afín con el asfalto y otro cargado eléctricamente que manifiesta afinidad

por el agua. Si esta carga es negativa, la emulsión es aniónica, mientras que

si es positiva, la emulsión se denomina catiónica.

Las emulsiones catiónicas exhiben un comportamiento satisfactorio frente a la

mayoría de los agregados pétreos, motivo por el cual son las más utilizadas.

El tipo y cantidad del agente emulsificante determinan en gran medida la

velocidad con la cual se produce la rotura de la emulsión (separación de las

dos fases).

Existen emulsiones de rotura rápida (RR), de rotura media (RM) y de rotura

lenta (RL).

Las emulsiones apropiadas para la estabilización de suelos son las de rotura

lenta.

11.1.2.- ASFALTO ESPUMADO

El asfalto espumado se forma por la inyección de una pequeña cantidad de

agua fría (del orden de 2% del peso del asfalto) y aire comprimido a una masa

de cemento asfáltico caliente.

Al entrar el agua en contacto con el asfalto caliente se convierte en vapor, elcual queda atrapado dentro de diminutas burbujas de asfalto, formándose una

espuma de gran volumen.

Después de algunos segundos, la espuma se enfría y el vapor en las burbujas

se condensa causando el colapso y la desintegración de la espuma.

Entonces, el cemento asfáltico recupera tanto su volumen inicial como sus

propiedades reológicas originales.


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11.2.- CARACTERIZACIÓN DEL ASFALTO ESPUMADO

11.2.1 El asfalto espumado se caracteriza mediante 2 parámetros empíricos:

Relación de expansión: Relación entre el volumen máximo del asfalto

en su estado espumado y el volumen del asfalto una vez que la espuma ha

colapsado completamente.

Vida media: Es el tiempo requerido (en segundos) para que la espuma

baje hasta la mitad del volumen máximo alcanzado.

11.2.2 Una Relación de Expansión alta permite esperar una menor viscosidad

del cemento asfáltico y, por lo tanto, una mejor dispersión en el suelo o material

pétreo con el cual se mezcla.

11.2.3 Una Vida Media prolongada, implica un mayor tiempo disponible para

la realización de la mezcla con el suelo o agregado, mientras el cemento asfáltico

aún permanece en forma de espuma.

11.2.4 Se considera que el mejor espumado es aquel que optimiza tanto la

Relación de Expansión como la Vida Media

11.3 MECANISMOS DE LA ESTABILIZACIÓN CON ASFALTO

11.3.1 SUELOS DE GRANO FINO

El mecanismo básico envuelto en la estabilización de estos suelos con

asfalto es el de impermeabilización.

Como el suelo posee cohesión, la función del asfalto es formar una

membrana que impide la penetración del agua, previniendo cambios de volumen del

suelo y reducciones en su resistencia y su módulo de elasticidad.


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11.3.2 MATERIALES GRANULARES

En la estabilización de materiales granulares donde ya existe aporte friccional, el

asfalto involucra dos mecanismos:

Impermeabilización: Crea una membrana que previene o dificulta la

entrada del agua, reduciendo la tendencia del material a perder resistencia y módulo

en presencia de agua.

Adhesión: Brinda al agregado la cohesión de la cual carece,

aumentando la resistencia al corte y a la flexión, así como el módulo elástico.

11.4 FACTORES QUE AFECTAN EL RESULTADO DE UNA

ESTABILIZACIÓN CON ASFALTO

11.4.1 Algunos de estos factores coinciden con aquellos que afectan otros

tipos de estabilizaciones:

(1) tipo de estabilizante,

(2) tipo y gradación del suelo,

(3) densidad de la mezcla compactada y

(4) curado y/o condiciones de envejecimiento de la mezcla

11.4.2 Otros factores, por el contrario, son típicos de este tipo de

estabilizaciones, debido al carácter termo-visco elástico del asfalto:

Temperatura de ejecución de los ensayos

Velocidad de aplicación de las cargas en los ensayos


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CONCLUSIONES

- Cualquier tipo de Crudo de petróleo requiere de un determinado tiempo de

aireación y condiciones ambientales cálidas y secas para que se pueda elaborar

algún tipo de mezcla, ya que las altas temperaturas, los vientos y en general la

exposición ambiental son propicios para la evaporación de los solventes de menor

peso molecular con lo que su estado tiende a ser más consistente.

Independientemente de que cumpla o no con condiciones de esfuerzos o

deformaciones a cargas aplicadas.

- Los crudos del petróleo, cualquiera que sea su origen, al ser destilados al

vacío, generan cementos asfálticos consistentes de calidades cercanas a las de los

cementos asfálticos convencionales que se aplican en los concretos asfálticos

convencionales.


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BIBLIOGRAFÍA

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ANEXOS

MATERIALES LIGANTES ASFÁLTICOS

Aplicación del cemento asfaltico

Aplicación de la emulsión asfáltica

Asfalto rebajado


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PAVIMENTOS

Asfalto modificado con polímeros

Asfalto espumado

Crudo pesado


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MESCLAS ASFÁLTICAS

Mezclas abiertas en frio

Mezclas abiertas en frio

Documents

Materiales Lingantes Asfalticos y Mesclas Asfalticas