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MEJORAMIENTO DE VÍAS SECUNDARIAS Y TERCIARIAS EN COLOMBIA CON EL USO DE MEZCLA ASFÁLTICA NATURAL EN
FRÍO (ASFALTITAS). ANÁLISIS, APLICACIONES Y CASOS EXITOSOS
EDGAR ALEXIS PEÑA ACOSTAColombia
ALEXANDER MOLLER
WWW.EASYOBRAS.COM
VÍA URBANA EN LA DORADA, CALDAS
INTERVENIDA EN 1.998
Vía Externa Campo Velásquez – Puerto Boyacá
Junio del 2014
Asfalto Natural
Mezclas Asfálticas Naturales
De Alto contenido de hidrocarburo
De Medio Contenido de hidrocarburo
De Bajo Contenido
de hidrocarburo
(Rocas Asfálticas) (Arenas bituminosas)
Lago en Trinidad y Tobago
Gilsonita o Grahamita
Minas en Alberta, Canadá
Mina en Norcasia
- Lo refinan y se comercializa como asfalto para pavimentación.
Mínima contaminación de otros minerales.
- Múltiples usos. Principalmente en Perforación de pozos petroleros y pinturas.
Se ablanda a temperaturas superiores a los 180ºC. 98% es hidrocarburo.
- Porcentajes de bitumen superiores a 25% con respecto a la masa total.
- Se comercializa como petróleo.
- Porcentajes de bitumen en la mezcla inferiores al 15%.
Por las buenas propiedades del ligante se usa en pavimentación.
Extraida de la página web: WWW.EASYOBRAS.COM
Conclusiones de primeros usos de MAN
- En Colombia, los primeros usos masivos se dieron en la década de los noventa y de manera empírica.
- NO se le dio importancia como mezcla asfáltica.
- Solo se aprovecharon sus propiedades impermeabilizantes y de estabilización.
- NO existió transición técnica de la minería a la ejecución de obra.
- Hay necesidad de aportes científicos para aprovechar éste recurso natural.
EXPLORACIÓN EXPLOTACIÓN
CLASIFICACIÓN
SELECCIÓN
PRODUCCIÓN INSTALACIÓN
DIS
EÑO
DE
MEZ
CLA
ASF
ÁLT
ICA
DIS
EÑO
EST
RU
CTU
RA
L D
E PA
V.
TIPO 1A, TIPO 1B, TIPO 2A, TIPO 2B, TIPO 3, TIPO 7 Y TIPO 8
DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA
• CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS EN LA ASFÁLTITA Y AGREGADOS DE APORTE
SE SUGIERE CUMPLIR REQUISITOS ESTABLECIDOS POR INVIAS PARA LOS AGREGADOS DE APORTE, DE ACUERDO A LA CAPA ESTRUCTURAL QUE SE DISEÑE.
MINA EN ARMERO - MINA EN LA DORADA
DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA
• CARACTERIZACIÓN DEL «ASFALTO» EN LA MEZCLA NATURAL
Contenido de bitumen: Hallado por los métodos
INV-E-729 MÉTODO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE ASFALTO DE MEZCLAS EN CALIENTE POR IGNICIÓN
INV-E-733 EXTRACCIÓN CUANTITATIVA DEL ASFALTO EN MEZCLAS EN CALIENTE PARA PAVIMENTOS
DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA
• CARACTERIZACIÓN DEL «ASFALTO» EN LA MEZCLA NATURAL
Evaluación del asfalto de la mezcla natural:
PROPIEDAD MEDICIÓN 1 MEDICIÓN 2 NORMAS DE REFERENCIA
Penetración de los materiales asfálticos a 25oC y 5 s; (0,1mm) 83,3 100,7 (ASTM D 5)
Ductilidad de los materiales asfálticos a 25oC, 5 cm/min; (cm) 100+ 100+ (ASTM D 113)
Punto de ablandamiento de materiales bituminosos (aparato de anillo y bola) (5 oC/min; (oC) 44,9 42,3INV-E 712
(ASTM D 36)
Viscosidad del asfalto con el método del viscosímetro capilar de vacío a 60oC y 300 mmHg;(Poises)
1265,573 959,157INV-E 716
(ASTM D 2171)
Viscosidad cinemática de asfaltos a 135oC; (cSt) 224,468 136,920INV-E 712
(ASTM D 2170)
Agua en los materiales asfalticos por destilación; (% Volumen) 0,19 0INV-E 704
(ASTM D 95)
Solubilidad de los materiales asfalticos en Tricloroetileno; (% Peso) 99,2 99,59INV-E 713
(ASTM D 2042)
Índice de Penetración de cementos asfálticos -1,4 INV-E 724
Ensayo en el horno de lámina asfáltica delgada en movimiento – RTOF a 163oC y 85 min; (%Peso)
-6,422 -7,374INV-E 720
(ASTM D 2872)
Penetración de los materiales asfálticos a 25oC, 100 g y 5 s, al asfalto RTFO; (0,1 mm) 22,3 23,0INV-E 706
(ASTM D 5)
Penetración Residual 27
Punto de ablandamiento de materiales bituminosos (aparato de anillo y bola) (5 oC/min; (oC),asfalto RTFO (oC)
57,8 54,8INV-E 712
(ASTM D 36)
Incremento del punto de ablandamiento, (oC) 12,9
DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA
• CARACTERIZACIÓN DEL «ASFALTO» EN LA MEZCLA NATURAL
Evaluación del asfalto de la mezcla natural:
DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA
• PROCEDIMIENTO MARSHALL MODIFICADO – Illinois (En Frío) O Inmersión-Compresión
• N
DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICAPOSIBILIDADES DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CON ASFALTITAS
EN CAPA DE RODADURA:
• Tratamiento Superficial con Mezcla Asfáltica Natural (MAN)
• Mezcla Asfáltica Natural en Frío
• Mezcla Asfáltica Natural en Tibio
EN CAPAS ASFÁLTICAS INTERMEDIAS O BASES:
• Base Asfáltica con MAN en Frío
• Base Asfáltica con MAN en Tibio
EN CAPAS GRANULARES DE SOPORTE:
• Base Granular Estabilizada con MAN
• SubBase Granular Estabilizada con MAN
EN MEZCLAS MAN + RAP
ESTABILIZACIÓN DE SUELOS DE BAJA PLASTICIDAD … (U. de Antioquia)
DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA
• ALGUNAS PROPIEDADES MEDIDAS (ASFALTITA + PÉTREOS, EN FRÍO)
MAN TIPO 6C – Para capa de rodadura (2.011)
DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA
• ALGUNAS PROPIEDADES MEDIDAS (ASFALTITA + PÉTREOS, EN FRÍO)
BASE GRANULAR CON ASFALTO NATURAL
DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA
• ÚLTIMOS AVANCES EN ESTUDIOS DE LABORATORIO
MEZCLAS ASFÁLTICAS NATURALES MODIFICADAS EN TIBIO PARA CAPA DERODADURA (2.015)
ADITIVADOS CON: LATEX, GRANO DE CAUCHO RECICLADO, NANOCOMPUESTOS
• SE REALIZÓ EN CORASFALTOS BAJO DISEÑO MARSHALL MODIFICADO
• SE UTILIZARON COMO AGREGADOS DE APORTE: TRITURADO DE ¾, TRITURADO DE ½, ARENA DE TRITURACIÓN
• ALGUNAS CONSIDERACIONES ESPECIALES
• ÚLTIMOS AVANCES EN ESTUDIOS DE LABORATORIO
LOGROS
• ESPECIFICACIÓNES DE CONSTRUCCIÓN PARTICULARES PARA LAS MEZCLAS EN FRÍO NOMBRADAS. APTAS PARAPROCESOS PÚBLICOS EN ALCALDÍAS Y DEPARTAMENTOS
• ESPECIFICACIÓN PARTICULAR EN LOS CONTRATOS DE MEJORAMIENTOS Y MANTENIMIENTO DE VÍAS DE LAGOBERNACIÓN DE ANTIOQUIA
• ESPECIFICACIÓN PARTICULAR EN LOS CONTRATOS DE MEJORAMIENTOS Y MANTENIMIENTO DE VÍAS EXTERNAS EINTERNAS DE CAMPOS PETROLEROS. OPERADORES EN ASOCIACIÓN CON ECOPETROL
• ESPECIFICACIÓN PARTICULAR PARA EL DISEÑO Y LA CONSTRUCCIÓN DE CAPAS ESTRUCTURALES DE PAVIMENTO CONASFALTOS NATURALES EN FRÍO (Guía para bajo y medio nivel de transito). Desde 2.007
• GUÍA PARTICULAR PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL DE VÍAS DE BAJO VOLUMEN DE TRÁNSITO CON ASFALTO NATURAL
• PROCESO DE CONSULTORÍA EN ASFALTOS NATURALES POR PARTE DE INVIAS. (Se expedirán Especificaciones deConstrucción para uso a nivel nacional)
• DOCUMENTO CONPES 3857. LINEAMIENTOS DE POLÍTICA PARA LA GESTIÓN DE LA RED VIAL TERCIARIA.$48’’ de pesos colombianos en los próximos 20 años para vías terciarias.
LOGROS
• 3.4. Aplicación de tecnologías y procesos constructivos innovadores para laoptimización de recursos
CASOS ÉXITOSOS
DEPARTAMENTO: ANTIOQUIA
Gobernación, U. de Antioquia, Alcaldías, ISAGEN
CASOS ÉXITOSOS
DEPARTAMENTO: SANTANDER
ALCALDÍAS, OPERADORES PETROLEROS, PRIVADOS
CASOS ÉXITOSOS
DEPARTAMENTO: NORTE DE SANTANDER
ALCALDÍAS
CASOS ÉXITOSOS
DEPARTAMENTO: CUNDINAMARCA
MPIO NEMOCONALCALDÍAS, PRIVADOS
MPIO VILLETA
CASOS ÉXITOSOS
DEPARTAMENTO: VALLE DEL CAUCA CESAR
ALCALDÍAS, OPERADORES PETROLEROS
CASOS ÉXITOSOS
DEPARTAMENTO: META
CASOS ÉXITOSOS
DEPARTAMENTO: BOYACÁ
ALCALDÍAS, OPERADORES PETROLEROS, PRIVADOS
CASOS ÉXITOSOS
DEPARTAMENTO: CALDAS
GOBERNACIÓN, ALCALDÍAS, PRIVADOS
CONCLUSIONES• Se demuestra la evolución técnica de la metodología de construcción con asfaltita en frío en capas de
rodadura. Ya NO se utiliza la asfaltita sin control. Hay controles en todo el esquema operativo
• La inclusión de aditivos y aumento en la temperatura de producción de las mezclas con asfaltita generanmejores propiedades mecánicas y dinámicas. Mas del 100% aumentó el módulo dinámico.
• La asfaltita natural es un insumo para producir diferentes materiales de la estructura del pavimento
• Hay suficientes reservas de material para incorporar en las proyecciones de intervención de vías delestado. Cuatro (4) minas constituidas legalmente y analizadas por INVIAS.
• Es viable, a nivel nacional, incorporar asfaltitas en la intervención de vías terciarias y secundarias.
• El material en frío se puede almacenar grandes periodos de tiempo sin perjudicar sus propiedades.
• Muchos desarrollos e investigaciones que se han aplicado en mezclas tradicionales puede realizarsetambién en asfaltitas de bajo contenido de hidrocarburo.
OTRAS EXPECTATIVAS
