TECNOLOGIA DE MEZCLAS ASFALTICAS
CLASE 1
Las proporciones relativas de estos minerales determinanlas propiedades físicas de la mezcla y, eventualmente, elrendimiento de la misma como mezcla terminada para undeterminado uso.
DEFINICION…
Una mezcla asfáltica es una combinación de asfalto y agregados minerales pétreos de diferente gradación en proporciones exactas que se utiliza para la construcción de carreteras.
UNA MEZCLA ESTA CONSTITUIDA POR …
Las mezclas asfálticas están constituidas aproximadamente por un 90 % de agregados
pétreos grueso y fino, un 5% de polvo mineral (filler) y otro 5% de ligante asfáltico. Los
componentes mencionados anteriormente son de gran importancia para el correcto
funcionamiento del pavimento y la falta de calidad en alguno de ellos afecta el conjunto.
EMPLEO DE LAS MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION DE CARRETERAS
Las mezclas asfálticas se emplean en la construcción decarreteras, ya sea en capas de rodadura o en capasinferiores.
Una de sus funciones es proporcionar una superficie de rodamiento cómoda, segura y económica a los usuarios.
La otra función principal es de transmitir las cargas hacia las capas inferiores debidas al tráfico.
La mezcla asfáltica debe se duradera, es decir, debe serresistente a las acciones tales como el despegue de lapelícula de asfalto del agregado por efectos del agua,abrasión del transito y clima.
Debe ser resistente a las solicitaciones de transito a travésde su estabilidad y resistencia.
SE DEBE DE CONSIDERAR:
GRANULOMETRIA
Debe ser impermeable para que sus componentes noestén bajo la acción directa de los agentes atmosféricos.
Debe ser trabajable para su fácil colocación ycompactación en terreno.
Constituidos por capas de sub–base y base de material granular, y por untratamiento superficial o por una capa de mezcla asfáltica de espesoresdelgados que pueden ir hasta los 10 cm. regularmente, las capasgranulares resisten fundamentalmente la acción del tráfico, la capa derodadura sirve para, resistir los efectos abrasivos del tráfico y proporcionaruna rodadura cómoda y segura.
TIPOS DE ESTRUCTURAS ASFALTICAS DE ACUERDO A SU COMPORTAMIENTO Y RESPUESTA
PAVIMENTOS FLEXIBLES (BASE GRANULAR):
PAVIMENTOS FLEXIBLES (BASE ASFALTICA)Compuesto por una base y un pavimento asfáltico y el cual estáconstituido por una capa intermedia y otra de rodadura, la sub–basepuede ser granular o bien tratada con un ligante hidráulico ohidrocarbonado
PAVIMENTOS SEMI RIGIDOS .
Constituido por una capa de base tratada con concreto, la sub–basesuele ser de material granular, pudiendo ser estabilizada, elpavimento está formado por una o dos capas de mezcla asfáltica(rodadura e intermedia).
PAVIMENTOS RIGIDOS
Están formados por una losa de concreto colocada directamentesobre la explanada, o sobre una capa de base granular o estabilizadao un concreto pobre, la losa de concreto actúa como capa derodadura.
TIPOS DE ESTRUCTURAS ASFALTICAS DE ACUERDO A SU COMPORTAMIENTO Y RESPUESTA
Las mezclas asfálticas sirven para soportar directamente las accionesde los neumáticos y transmitir las cargas a las capas inferiores,proporcionando unas condiciones adecuadas de rodadura, cuando seemplean en capas superficiales; y como material con resistenciasimplemente estructural o mecánica en las demás capas de laestructura.
FUNCIONALIDAD DE LAS MEZCLAS ASFALTICAS
El comportamiento de la mezcla depende de circunstanciasexternas a ellas mismas, tales como son el tiempo deaplicación de la carga y de la temperatura.
Por esta causa su caracterización y propiedades tienen que estar vinculadas a estos factores, temperatura y duración de la carga, lo que implica la necesidad del conocimiento de la reología del material.
FUNCIONALIDAD DE LAS MEZCLAS ASFALTICAS
Se debe de tomar en consideración como puntos fundamentales laspropiedades siguientes:
FUNCIONALIDAD DE LAS MEZCLAS ASFALTICAS
• Estabilidad
• Durabilidad
• Resistencia a la fatiga
Si la mezcla se usa como capa de rodadura hay que añadir las propiedades siguientes:
• Resistencia al deslizamiento
• Regularidad.
• Permeabilidad adecuada.
• Sonoridad.
PROPIEDADES DE LAS MEZCLAS ASFALTICAS PARA CAPAS DE RODADURA
La capa superior de un pavimento es la que debe proporcionaruna superficie de rodadura segura, confortable y estética. Comotodas las exigencias deseables para una superficie de rodadura nopueden optimizarse simultáneamente hay que equilibrar laspropiedades contrapuestas para llegar a las soluciones mássatisfactorias.
Los materiales asfálticos proporcionan superficies continuas ycómodas para la rodadura de los vehículos.
En las capas de rodadura el uso de agregados de alta calidad y de aditivos se justifica por las solicitaciones a que están sometidas.
PROPIEDADES DE LAS MEZCLAS ASFALTICAS PARA CAPAS INFERIORES
Las capas de espesor apreciable de una estructura tienen unamisión estructural fundamental para absorber la mayor parte delas solicitaciones del tráfico, de forma que éstas lleguenconvenientemente disminuidas a las capas inferiores.
Existen tendencias y países que llegan a utilizar paquetes asfálticos de gran espesor que forman la estructura.
PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LAS MEZCLAS
AL TRANSCURRIR LOS AÑOS ….
“DIFERENTES TIPOS DE M EZCLAS ASFALTICAS PARA PAVIMENTACIÒN”
MEZCLAS ASFALTICAS CONVENCIONALES
MEZCLAS ASFALTICAS MODIFICADAS:
POLIMEROS: SBR, SBS, ELVALOY, EVA
MEZCLAS ASFALTICAS DRENANTES
MEZCLAS ASFALTICAS DE ALTO MODULO
MEZCLAS ASFALTICAS TIBIAS
MICROPAVIMENTO
MEZCLAS MODIFICADAS
SBS: recuperación elástica tornándose resistente.
EVA : no es muy elástico por la presencia del vinil
ELVALOY: recuperación elástica resistente, con muy buenos resultados a baja
temperatura.
MEZCLAS MODIFICADAS
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MEZCLAS DRENANTES
LAS MEZCLAS DRENANTES SON MEZCLAS ASFALTICAS PARA CAPAS DE RODADURA CON UN ELEVADO CONTENIDO DE VACIOS CON AIRE, CUYO DISEÑO DA LUGAR A UNA SUPERFISIE DE TEXTURA ABIERTA Y ALTA CAPACIDAD DRENANTE A CAUSA DE LA CUAL EL AGUA DE LLUVIA QUE CAE SOBRE LA
CALZADA SE ELIMINA POR INFILTRACION.
CARACTERISTICAS
SON MEZCLAS ASFALTICAS CON ALTO CONTENIDO DE VACIOS CON AIRE. ESTE DISEÑO DA UNA SUPERFISIE DE TEXTURA ABIERTA Y ALTA CAPACIDAD DRENANTE, A CAUSA DE LA CUAL ELAGUA DE LLUVIA QUE CAE SOBRE LA CALZADA SE ELIMINA POR INFILTRACIOMN.
MEZCLAS ASFALTICAS DE ALTO MODULO
•LAS MEZCLAS ASFALTICAS DE ALTO MODULO SON AQUELLAS USADAS COMO BASE , ELABORADAS EN CALIENTE CUYA RIGIDEZ
ES DEL ORDEN DOBLE O TRIPLE DE LA QUE PRESENTAN LAS MEZCLAS ASFALTICAS CONVENCIONALES.
• SE ELABORA UN CEMENTO ASFALTICO DE BAJA PENETRACIÓN Y UN AGREGADO PETREO CON FUERTE ESQUELETO MINERAL , DE MANERA DE LOGRAR UNA GRAN CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE
ESFUERZOS Y GRAN RESISTENCIA AL AHUELLAMIENTO.
• EL EMPLEO DE UN CONTENIDO DE LIGANTE RELATIVAMENTE ALTO MEJORA EL COMPORTAMIENTO DE LA FATIGA DE LA MEZCLA, HACIENDOLA COMPARABLE CON UNA MEZCLA
TRADICIONAL.
tamiz porcentaje que pasa
mm pulgadas
25.0 1 100
19.0 ¾ 80‐95
12.5 ½ 65‐80
9.5 3/8 55‐70
4.75 #4 40‐55
2.0 #10 24‐38
0.425 #40 10‐20
0.180 #80 8‐14
0.075 #200 6‐9
GRANULOMETRIA
REQUISITO DE LOS AGREGADOS PARA LA
MEZCLA
REQUISITOS DEL ENSAYO MARSHALL
PROPIEDAD UNIDADES VALOR EXIGIDO
COMPACTACIÓN Golpes/cara 75
ESTABILIDAD MÍNIMA Kilogramos 1500
VACIOS CON AIRE % 4‐6
MÍNIMOS VACÍOS EN LOS AGREGADOS MINERALES
% 14
VACIOS LLENOS DE ASFALTO % 63‐75
PROPIEDAD VALOR EXIGIDO
Partículas fracturadas 90% minDesgaste Los ÁNGELES 25% max.Pérdidas de sulfato de Sodio 12% max.Índices de aplanamiento y alargamiento
20% max.
Índice de Plasticidad NPEquivalente de Arena 50% min .Impurezas en el agregado grueso 0.5% máx.Adhesividad con el asfalto (ensayo de inmersión – comprensión)
75% min.
MEZCLAS ASFALTICAS TIBIAS
SON MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ELABORADAS YCOLOCADAS A MENORES TEMPERATURAS DENOMINADAS TIBIAS(WARM MIX ASPHALT) SON LA NUEVA TENDENCIA ENPAVIMENTACIÓN ECO EFICIENTE DE HOY EN DÍA EN EUROPA Y ENEEUU.LAS MISMAS PERMITEN UNA REDUCCIÓN SIGNIFICATIVA DE LAS TEMPERATURAS DE PRODUCCIÓN Y COLOCACIÓN DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS, REDUCIENDO ASÍ COSTOS DE ENERGÍA Y EMISIONES A LA ATMOSFERA.
LAS MEZCLAS TIBIAS SON PRODUCIDAS EN RANGOS DE 120ºC A 140ºC, MIENTRAS QUE LAS MEZCLAS SEMI TIBIAS SON PRODUCIDAS POR DE BAJO POR DEBAJO DE LA TEMPERATURA DE VAPORIZACIÓN DEL AGUA 100ºC.
DISEÑO
REDUCCION DE LA VISCOCIDAD UTILIZANDO ADITIVOS
Consiste en reducir la viscosidad del asfalto utilizando aditivos con la
finalidad de bajar las temperaturas de colocación y compactación.
¿COMO SE ADICIONA?Pueden ser adicionadas de dos maneras:
1. Al tambor mezclador en forma sólida
2. Pueden pre mezclarse al asfalto antes de entrar al tambor , esta es la mas apropiadas para obtener una distribución mas homogénea sin alargar el tiempo de mezclado.
FOTOS DE PRE MEZCLADO
ADITIVO ORGANICO ASFALTO
CLASIFICACION DE LAS MEZCLAS ASFALTICAS
POR FRACCIONES DEL AGREGADO
POR TEMPERATURA
POR VACIOS ‐GRANULOMETRIA
POR TAMAÑOS MAXIMOS DE AGREGADO
POR ESTRUCTURA DEL AGREGADO
GRANULOMETRIA
DAÑOS SUPERFICIALES Y ESTRUCTURALES PRODUCIDOS EN EL PAVIMENTO POR PROBLEMA DE MEZCLAS ASFALTICAS