ASFALTOSCLAUDIA CATALINA PRIETO RODRGUEZMATERIALES PARA CARRETERASMARZO 25 DE 2008

CONTENIDODefinicinComo se origina?ComposicinClasificacinComportamientoEnsayos HabitualesNuevas tendenciasAsfaltos modificados.

DEFINICINEl asfalto es un material natural de color negro, slido o viscoso, dctil, que se ablanda con el calor. Segn la acepcin latina se denominan bitumen o betn y segn la griega asfalto; ambas acepciones significan "pez hirviente". El uso del asfalto se remonta a las civilizaciones babilnicas, habindose empleado como elemento de adherencia de bloques en la confeccin de murallas, tambin para hacer mosaicos; en la Biblia se le cita en el calafateado de Arca de No y en la construccin de la Torre de Babel, tambin se us en construccin de las Pirmides.

En la actualidad es usado como aglomerante en mezclas asflticas para la construccin de vas y como impermeabilizantes.

COMO SE ORIGINA?Hay dos teoras sobre su formacin:

Se habran formado en las capas gneas al interior de la tierra, por la accin del vapor de agua sobre los carburos metlicos, siendo luego expulsados hacia el exterior por el vapor de agua hirviendo e impregnando las rocas blandas como calizas, areniscas, etc.

2. Son el resultado de la descomposicin de productos de origen vegetal y animal, en el interior de la tierra fuera del contacto con el aire, por la accin del calor y presin durante millones de aos.

COMPOSICINEn los asfaltos se han encontrado los siguientes componentes:Asfaltenos: Son cuerpos negros y amorfos que por la accin del calor aumentan de volumen; no se funden, transformndose en carbenos, perdiendo sus propiedades aglutinantes. Son los componentes ms duros, comunicando estabilidad, cuerpo y adhesividad a los asfaltos.

Maltenos: Por contener la totalidad de la parafina del asfalto son blandos pero estables, comunicndole la ductilidad y plasticidad.

Carbenos: Son cuerpos negros brillantes con gran proporcin de carbono; provienen de la oxidacin de los Asfaltenos y resinas asflticas. Si participan en ms de un 2%, hacen perder al asfalto la ductilidad y adhesividad, volvindolo frgil, no pudindose usar en pavimentacin.

Carboides o resinas asflticas: Son cuerpos slidos de color rojizo u obscuro, que se ablandan por el calor aun ms que los asfaltenos.Estos compuestos forman una microemulsin, en que la fase continua la constituyen los maltenos, estando la fase discontinua formada por los asfaltenos, carbenos y resinas asflticas, segn predominen unos u otros, influyen sobre la dureza, adhesividad y viscosidad de los asfaltos.

CLASIFICACINLa clasificacin de los asfaltos se hace basandose en las propiedades deducidas de las caractersticas de los yacimientos. Podemos, pues, distinguir las siguientes clases : 1. Los asfaltos duros o ceras minerales : son aquellos en que la transformacin ha llegado ms lejos. Comprenden diversas especies minerales conocidas con los nombres de asfaltitas, ozoqueritas, gilsonitas, grahamitas, alberfitas e impsonitas. Escasa importancia por lo que se refiere a la construccin de carreteras. Se explotan, sin embargo, para utilizarlas en la fabricacin de determinadas lacas. 2. Los asfaltos naturales : Son casi puros o con escasas impurezas minerales o terreas (asfaltos de, Trinidad, Bermudas, Venezuela, etc.).

Las caractersticas de los betunen puros procedentes de estos yacimientos son bastante variables, pero en general suficientemente blandos y dctiles

3. Los asfaltos con gran cantidad de impurezas minerales (calizas o arenas impregnadas de asfalto)

Las arenas asflticas, mezclas de arenas cuarzosas puras y asfalto que se encuentran en la naturaleza en distintos lugares y que se han utilizado para la construccin de pavimentos. Su preparacin y utilizacin es en todo semejante a la de las calizas asflticas. En los ltimos aos han encontrado numerosas aplicaciones estas arenas asflticas, especialmente en Amrica.

4. Los residuos de destilacin de los petrleos de base asfltica. Se descubri que los residuos de destilacin de los petrleos de base asfltica estaban formados por betn asfltico casi completamente puro. Despus de ensayos y experimentacin se descubri que podran ser adaptados a las aplicaciones ms diversas Los asfaltos de petrleo constituyen el 90 % de los betunes utilizados para la construccin actual de carreteras.Los petrleos contienen hidrocarburos saturados cclicos (naftenos) y algunos aromticosNo todos los petrleos contienen la misma proporcin de asfalto, variando entre los distintos pases entre5 a 70%

COMPORTAMIENTO

Se comporta como un liquido viscoso newtoniano cuando:Esta a alta temperaturaEsta bajo cargas sostenidas

Se comporta como un slido elstico cuando:Esta a bajas temperaturasSe aplica carga excesiva

Adicionalmente existe otra caracterstica especial de los asfaltos llamada envejecimiento

Asfalto+Oxigeno= Oxidacin cambio de estructura y composicin

POR CULPA DE LA MALA COMPACTACINVOLATILIZACIN EN EL MEZCLADO ENDURECIMIENTO FSICODepende de la temperatura y del tiempo de carga.

ENSAYOS HABITUALESENSAYOS DE CONSISTENCIALa consistencia de los productos asflticos nos permite seleccionar los asfaltos dependiendo la naturaleza del trnsito y del clima de la zona.

Penetracin de los materiales bituminosos (I.N.V. E 706) Aplicable a cementos asflticos slidos y a residuos de destilacin de asfaltos lquidos, en donde se determina la consistencia del producto bituminoso. Busca determinar la dureza del asfalto a diferentes temperaturas.

Este ensayo genera como resultado la consistencia a temperatura media 25C

Punto de ablandamiento de materiales bituminosos (aparato de anillo y bola) (I.N.V. E 712)Los asfaltos son materiales termoplsticos, que son afectados por los cambios de temperatura. El punto de ablandamiento se define como la temperatura que necesita el asfalto para alcanzar un determinado estado de fluidezViscosidad Saybolt de asfaltos (I.N.V. E 714) Se determina la fluidez del asfalto en rangos de temperatura usados durante su aplicacin.

Se puede determinar la temperatura de mezcla y de compactacin hasta la cual se debe llevar el asfalto para que haga parte de la mezcla.

Es un indicador fundamental del flujo, pero solo suministra informacin a alta temperatura

Puntos de ignicin y de llama mediante la copa abierta de Cleveland (I.N.V. E 709)

Corresponde a la temperatura a la que el asfalto puede ser calentado con seguridad sin que se presente ninguna llama, por esto el ensayo se puede tomar como punto de control en la planta de produccin de mezcla en caliente. La temperatura donde se presenten suficientes vapores para producir chispa se llama punto de ignicin. El asfalto se sigue calentando hasta que presente una inflamacin y se toma la temperatura, dicha temperatura donde se presenta la inflamacin se denomina punto de llama.ENSAYOS E SEGURIDAD Para produccin de mezclas asflticas

OTROS ENSAYOS Peso especfico del asfalto slido (I.N.V. E 707) No hace parte de ninguna especificacin de calidad del asfalto, pero se usa para determinar varios tipos de correlaciones con respecto al volumen a diferentes temperaturas, tambin es un factor importante para hallar el valor de los vacos en las mezclas asflticas. Se puede definir como la relacin entre el peso de un volumen de material y el peso del mismo volumen de agua a la misma temperatura.

NUEVAS TENDENCIASLos ensayos de penetracin y viscosidad no sealan cabalmente las ventajas o desventajas de los asfaltos menos de los modificados.

Los ensayos actuales no representan el comportamiento envejecido de los asfaltos. Teniendo en cuenta lo anterior se proponen los siguientes asfaltos nuevos dentro de la metodologa DEPAV:

PROCEDIMIENTOOBJETIVORemetro de Corte Directo (DSR)Medir propiedades a temperaturas altas e intermedias.Viscosmetro rotativo (RV)Medir las propiedades a altas temperaturas.Remetro de viga a flexin (BBR)Ensayo de traccin directa (DDT)Medir propiedades a bajas temperaturas.Horno rotativo de pelcula delgada (RTFO)Simular el envejecimiento durante la etapa constructiva.Cmara de envejecimiento a presin (PAV)Simular el envejecimiento durante la vida til.

Remetro de Corte Directo (DSR)Permite evaluar los efectos del tiempo y la temperatura sobre el comportamiento de los asfaltos.Existen dos tipos: Esfuerzo constante y Deformacin constante.Funciona con un plato fijo y uno oscilatorio que se mueve bajo la accin de un esfuerzo o una deformacin aplicada de manera cclica.

Viscosmetro Rotatorio (RV)Permite determinar las caractersticas de flujo del asfalto a las elevadas temperaturas a las que ser sometido en las plantas de asfalto.Esta conectado a un control digital que calcula automticamente la viscosidad a la temperatura del ensayo.Permite desarrollar curvas viscosidad-temperatura empleadas para estimar las temperaturas de mezclado y compactacin usadas para el diseo de mezclas.

Remetro de Viga a flexin (BBR)Permite medir con precisin la rigidez y la velocidad de deformacin a temperaturas representativas de las mas bajas en pavimentos.Mide las deflexin del ligante bajo carga constante en un condicion de viga simplemente apoyada.Se requiere complementarlo con el ensayo de Traccion directa.

Ensayo de Traccin Directa (DDT)Permite evaluar la resistencia y la capacidad de alargamiento antes de la rotura.Se determina si el material es dctil o frgil en la falla. Los asfaltos mas rgidos son mas frgiles y viceversa.El resultado del ensayo es la deformacin especfica en el momento de la falla a la temperatura especificada.

Teniendo en cuenta que los mecanismos que ocasionan el envejecimiento del ligante son: 1. Volatilizacin y 2. Oxidacin., los siguientes ensayos tienen por objeto evaluar su incidencia:

Ensayo de pelcula delgada en horno Rotatorio (RTFO).Permite simular el envejecimiento durante produccin.Se obtiene la cantidad de voltiles que pierde el asfalto y se produce un asfalto oxidado que puede usarse para evaluar el comportamiento en esta nueva situacin.Cmara de envejecimiento a presin (PAV)Permite evaluar el envejecimiento en largos periodos de servicio.Despues del RTFO los ligantes son puestos en PAV y envejecidos por 20 hiras, se miden las propiedades fsicas para evaluar el comportamiento. El ensayo se hace a varias temperaturas dependiendo del clima en el que ser construido el pavimento.

ASFALTOS MODIFICADOSLos asfaltos modificados con polmeros son litigantes resultantes de la interaccin fsica y/o qumica de los polmeros con un cemento asfltico. Los polmeros, como agentes modificadores, mejoran el comportamiento reolgico del asfalto convencional.Los objetivos que se persiguen con la modificacin de los asfaltos con polmeros son: contar con ligantes ms viscosos a temperaturas elevadas para reducir las deformaciones permanentes (ahuellamiento); ms elsticos a bajas temperaturas, para reducir el fisuramiento por el cambio trmico y por fatiga; y contar con un ligante de mejores caractersticas adhesivas. En los asfaltos modificados, aunque existe el conocimiento de cmo fabricarlos, no se conoce de una forma acertada el proceso de uso y control eficiente que permita satisfacer nuevos y ms exigentes requerimientos en la construccin de una va.

GRACIAS!!!!...

*