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“Mezclas Asfálticas” Ing. Alejandro Cubas Becerra 1 CAPITULO IV: MEZCLAS ASFALTICAS 4.1. GENERALIDADES.. Las mezclas bituminosas (asfálticas), que también reciben usualmente la denominación de aglomerados, están formadas por una combinación de áridos y un ligante hidrocarbonato (asfalto), de manera que aquéllos quedan cubiertos por una película continua de éste y luego sometida a un proceso de compactación, que hace que esta mezcla tenga propiedades resistentes al desgaste producido por los vehículos y a su vez pueda traspasar la solicitación del peso de ellos hacia las capas inferiores. Se fabrican de forma mecánica en unas centrales fijas o móviles, se transportan después a la obra y allí se extienden y se compactan. Las propiedades y el comportamiento de estas mezclas, depende de las proporciones en que forman parte sus componentes, así como de las propiedades individuales de cada uno de ellos. 4.2. ARIDOS Constituyen hasta un 80 % en volumen y 90 % en peso de la mezcla; éstos desempeñan la función resistente y dan a la mezcla la condición de estabilidad por fricción interna; de ahí que tiene importancia en ellos, la granulometría, la forma de las partículas y su constitución. Con respecto a la granulometría, es importante que el tamaño de las partículas sea menor de 1” (2.5 cm). pudiendo ser máximo 3/4” (1.9 cm). El instituto del Asfalto recomienda las graduaciones que se indica en la Tabla 5.18. tt En la graduación de los agregados se distinguen tres partes: Arido Grueso: Retenido en el tamiz N°10. Los agregados gruesos se obtienen de piedra triturada, grava seleccionada o triturada y escoria triturada. Arido fino: Pasa el tamiz N°10 y es retenido en el N°200. Los agregados finos consisten en arenas de bancos, de río o de dunas, o en residuos de piedra, grava o escoria triturada. Filler o llenante mineral: Material muy fino cuya mayor parte pasa por el tamiz N° 200. Los llenantes minerales incluyen polvo de piedra caliza, de pizarra, de roca, de sílices, sedimentos naturales, cemento Pórtland. etc Los llenantes minerales comerciales rara vez pasan todos el tamiz N°200. La ASTM y el Instituto del Asfalto, establecen que los llenantes comerciales deben pasar el tamiz N° 30 en un 100% y el tamiz N°200 en un 65%. Al diseñar una mezcla asfáltica, el porcentaje de llenante mineral comercial retenido en el tamiz N°200 se considera como una parte del agregado fino.

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Ing. Alejandro Cubas Becerra

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CAPITULO IV: MEZCLAS ASFALTICAS

4.1. GENERALIDADES..

Las mezclas bituminosas (asfálticas), que también reciben usualmente la

denominación de aglomerados, están formadas por una combinación de áridos y un

ligante hidrocarbonato (asfalto), de manera que aquéllos quedan cubiertos por una

película continua de éste y luego sometida a un proceso de compactación, que hace que

esta mezcla tenga propiedades resistentes al desgaste producido por los vehículos y a su

vez pueda traspasar la solicitación del peso de ellos hacia las capas inferiores. Se fabrican

de forma mecánica en unas centrales fijas o móviles, se transportan después a la obra y

allí se extienden y se compactan.

Las propiedades y el comportamiento de estas mezclas, depende de las proporciones en

que forman parte sus componentes, así como de las propiedades individuales de cada uno

de ellos.

4.2. ARIDOS

Constituyen hasta un 80 % en volumen y 90 % en peso de la mezcla; éstos

desempeñan la función resistente y dan a la mezcla la condición de estabilidad por

fricción interna; de ahí que tiene importancia en ellos, la granulometría, la forma de las

partículas y su constitución.

Con respecto a la granulometría, es importante que el tamaño de las partículas sea menor

de 1” (2.5 cm). pudiendo ser máximo 3/4” (1.9 cm). El instituto del Asfalto recomienda

las graduaciones que se indica en la Tabla 5.18.

tt

En la graduación de los agregados se distinguen tres partes:

Arido Grueso: Retenido en el tamiz N°10. Los agregados gruesos se obtienen de

piedra triturada, grava seleccionada o triturada y escoria triturada.

Arido fino: Pasa el tamiz N°10 y es retenido en el N°200. Los agregados finos

consisten en arenas de bancos, de río o de dunas, o en residuos de piedra, grava o

escoria triturada.

Filler o llenante mineral: Material muy fino cuya mayor parte pasa por el tamiz N°

200. Los llenantes minerales incluyen polvo de piedra caliza, de pizarra, de roca, de

sílices, sedimentos naturales, cemento Pórtland. etc

Los llenantes minerales comerciales rara vez pasan todos el tamiz N°200. La ASTM y

el Instituto del Asfalto, establecen que los llenantes comerciales deben pasar el tamiz

N° 30 en un 100% y el tamiz N°200 en un 65%. Al diseñar una mezcla asfáltica, el

porcentaje de llenante mineral comercial retenido en el tamiz N°200 se considera

como una parte del agregado fino.

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El llenante mineral tiene dos funciones:

a. Aumentar la consistencia del conglomerado asfá1tico, con lo cual generalmente se

aumenta la estabilidad de la mezcla asfáltica terminada.

b. En cantidades apropiadas, aumenta la densidad de la mezcla asfáltica al ocupar los

vacíos que quedan en las porciones combinadas de agregado grueso y fino. Sin

embargo. un exceso de filler aumentará los vacíos en el agregado mineral,

GRANULOMETRIA DEL FILLER MINERAL

N° Tamiz Porcentaje en peso

seco que pasa

30 100

100 90

200 65

4.2.1. PROCEDENCIA

• Aridos naturales:

- Calizos, de origen sedimentario, roca fácilmente pulimentable y de carácter básico,

por lo que presenta afinidad con el ligante

- Silicios, de origen sedimentario, buena características mecánicas y baja adhesividad.

- Igneos y Metamórficos, especialmente adecuados como áridos gruesos, sus

características de resistencia al pulimento le dan a las carpetas buena microtextura.

• Aridos artificiales y marginales. Proceden de procesos industriales de los cuales son

un subproducto, demoliciones y reciclado de pavimentos.

4.2.1. VALORACION DE LOS ARIDOS.

La adecuación de los áridos para su uso en las mezclas asfálticas se determina por sus

características en cuanto a:

• Granulometría

• Resistencia al desgaste.

• Limpieza y pureza

• Estabilidad

• Fricción interna.

• Propiedades superficiales

• Forma de las partículas

4.2.2. PROPIEDADES Y CARACTERIZACION

ARIDO GRUESO: Fracciones retenidas en el Tamiz Nº 4. Se obtendrá del triturado

de cantera o de piedra natural.

• Forma y angulosidad. (Indice de lajas y agujas - Factor de Cubicidad). La forma de las partículas del árido grueso afecta al esqueleto mineral del árido. Según su

forma, las partículas pueden clasificarse en redondeadas, cúbicas, lajas y agujas. Las lajas

son partículas planas, con una dimensión muy inferior a las otras dos; las agujas son

partículas muy alargadas, con una dimensión muy superior a los dos restantes. Las lajas y

agujas pueden romperse con facilidad durante la compactación o después bajo la acción

del tráfico, modificando con ello la granulometría del árido. En consecuencia, deben

imponerse limitaciones en el contenido de partículas con mala forma; en términos

generales, en una fracción de árido no se debe sobrepasar del orden del 30% en peso de

partículas con mala forma.

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Se definen los índices de lajas y agujas como los porcentajes en peso respecto a la

muestra total de las partículas que son respectivamente lajas o agujas. Los métodos

utilizados para la determinación de dichos índices de forma se basan generalmente en la

medida directa de las dimensiones de las partículas (norma NLT-354)

Como complemento a lo arriba mencionado, además de la forma de las partículas

del árido grueso, se debe puede tener en cuenta su angulosidad, que influye, junto a la

textura superficial de las partículas, en la resistencia del esqueleto mineral, por su

contribución al rozamiento interno. La angulosidad se puede evaluar según el porcentaje

de partículas con dos o más caras de fractura (NLT-358, Proporción del árido grueso que

presenta dos o más caras de fractura por machaqueo).

Por otra parte, si se emplea agregado natural sin triturar, éste deberá tener una

forma irregular, que recuerde a un agregado triturado, evitándose aquellos agregados

redondeados.

Otro ensayo que permite determinar la forma de las partículas es el Ensayo de

determinación del factor de cubicidad (VN-E 16-67). Se basa en operaciones de zarandeo

a través de cribas reductoras, obteniéndose un valor de cubicidad ( 1 para la óptima y 0

para partículas sumamente achatadas o lajosas).

El realizar todos los ensayos descritos para evaluar la forma nos dará una

información muy segura de esta característica, pero si su ejecución no es del todo factible

se aconseja determinar únicamente el Factor de cubicidad, puesto que representa muy

bien la propiedad a evaluar.

Resumiendo, los áridos cúbicos son los más adecuados, por su buena forma y

angulosidad.

• Resistencia al desgaste. La resistencia al desgaste del esqueleto mineral es un

factor fundamental luego de la puesta en servicio. En laboratorio se intenta

reproducir en forma sencilla el comportamiento que tendrán los áridos. Máquina

Los Angeles.

• Limpieza y Adhesividad. Los áridos fundamentalmente deben estar limpios,

libres de material extraño, polvo, arcilla, etc, garantizar esto es garantizar una

buena adherencia activa, el ligante podrá mojar al árido y evitar o disminuir los

posibles desprendimientos de este de la superficie del árido, adherencia pasiva. Se

utiliza además el ensayo de inmersión-compresión. ASTM 3625.

• Pulimento. Resistencia a perder aspereza en su textura superficial, propiedad

fundamental en la puesta en servicio, directamente relacionada con parámetros de

seguridad. Ensayo de pulimento acelerado.

ARIDO FINO: Fracción pasante por el tamiz 4. (En algunas especificaciones se

considera retenida en el Tamiz Nº 200). Podrá proceder de roca triturada o natural.

CARACTERIZACION. Limpieza y plasticidad

Se exige que los finos tengan una reducida plasticidad, o incluso que no

sean plásticos en la mayor parte de los casos. De esta forma, se pretende

garantizar que en presencia de agua la capa en cuestión conserve sus

características resistentes y que no haya problemas de adhesividad en su caso con

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los ligantes. Para caracterizar el árido fino se emplea el Ensayo del equivalente de

arena (NLT-113).

Adhesividad

Todo lo expuesto sobre este fenómeno en el caso del árido grueso es

también aplicable aquí. Pero, además, hay que tener en cuenta que las acciones

químicas o fisicoquímicas son más complejas en las partículas de menor tamaño.

Su mayor superficie específica, facilidad para acumular humedad y gran

heterogeneidad de su naturaleza determinan una mayor sensibilidad a toda clase

de transformaciones químicas, fenómenos polares y de adhesividad, absorción,

etc.

El ensayo que se utiliza para evaluar la adhesividad del árido fino con los

ligantes es el escrito en la Norma NLT-355 (Adhesividad a los áridos finos de los

ligantes bituminosos. Procedimiento Riedel-Weber).

ESQUELETO MINERAL. GRANULOMETRÍA

La granulometría de los áridos es una característica física fundamental de todo

conjunto de partículas, pues influye de forma importante en la resistencia mecánica del

mismo. Existen una serie de husos granulométricos en los que se encuentra la

granulometría o fórmula de trabajo. Para encajar una granulometría dentro de un huso

normalizado se parte de fracciones uniformes que se mezclan en las proporciones

adecuadas. Los análisis granulométricos se realizan por tamizado.

El tamaño máximo de los áridos viene normalmente limitado por consideraciones

relativas al espesor de la capa extendida, trabajabilidad, segregación, etc. Por otra parte, la

influencia de las partículas finas obliga normalmente a limitar su porcentaje y su

plasticidad.

Por otra parte, la resistencia a la deformación, y por tanto la capacidad de soporte

de una capa de firme, depende esencialmente del rozamiento interno del esqueleto

mineral y, eventualmente, de la cohesión que proporciona el ligante. El rozamiento

interno aumenta con partículas angulosas y de textura superficial áspera (árido

machacado). También influye de manera importante la granulometría del árido y el

porcentaje de huecos del material compactado.

La cohesión debe confiarse exclusivamente al ligante y no a los finos. La cohesión

entre partículas suele ser despreciable y cuando existe se debe a la plasticidad de la

fracción fina y, en general, es más nociva que útil.

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EQUIPOS DE ENSAYO

FORMA Y ANGULOSIDAD

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FORMA EN AGREGADOS NATURALES

DESGASTE

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ADHESIVIDAD – AFINIDAD CON EL ASFALTO

PULIDO ACELERADO-IRAM 1543 en estudio

4.2.2. ENSAYOS ADICIONALES PARA LOS ARIDOS QUE SE EMPLEAN EN

LA PREPARACION DE MEZCIAS ASFALTICAS.

a. Ensayo de resistencia a los sulfatos.

b. Peso específico (aparente, aparente con áridos saturados, efectivo)

e. Peso unitario.

d. Humedad

4.3. LIGANTES ASFALTICOS.

La mayor parte de los asfaltos utilizados en trabajos de pavimentación provienen de la

destilación del petróleo. La gran versatilidad de los materiales bituminosos, hacen de

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éstos, los más utilizados para la construcción y mantenimiento de estructuras de

pavimentos flexibles.

Los principales tipos de ligantes bituminosos que se utilizan actualmente para la

elaboración de las mezclas asfálticas son los siguientes:

• Los cementos asfálticos o asfaltos de penetración.

• Los asfaltos líquidos o asfaltos rebajados.

• Las emulsiones asfálticas.

4.3.1. TIPOS DE MATERIALES ASFALTICOS

1. LOS CEMENTOS ASFALTICOS.

Se designan por lo general con las letras AC y provienen de la refinación del petróleo. Se

les considera como un material ideal para los trabajos de pavimentación, pues además de

sus propiedades aglutinantes e impermeabilizantes, poseen características de flexibilidad,

durabilidad y alta resistencia a la acción de la mayoría de ácidos, sales ya alcoholes. Son

utilizados para la elaboración de mezclas asfálticas en caliente, ya que se necesitan altas

temperaturas para disminuir su consistencia de tal manera que permita una buena envuelta

de las partículas. Se caracteriza o clasifica por su consistencia medida por el ensayo de

penetración.

El ensayo de Penetración los clasifica en grados según su dureza o consistencia medida en

décimas de milímetros y de acuerdo a esto los mas comunes son:

- CA 40 - 50 ( En mastic para sellado de juntas de pavimentos de hormigón)

- CA 60 - 80 ( En hormigón asfáltico)

- CA 80 - 100 ( En Hormigón asfáltico)

- CA 120 - 150 ( Tratamientos Superficiales)

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Ensayo de Ductilidad Punto de ablandamiento( Anillo y Bolas)

2. LOS ASFALTOS LIQUIDOS.

También se conocen con el nombre de cut back. Se componen de un cemento asfáltico y

un fluidificante volátil que puede ser gasolina. kerosene o aceites ligeros. El fluidificante

se adiciona. al cemento asfáltico con el propósito de proporcionarle la manejabilidad

necesaria para poderlo mezclar y trabajar con los agregados a bajas temperaturas Una vez

elaborada la mezcla, los solventes o fluidificantes inician el proceso de volatilización

(proceso de curado, quedando un residuo denominado asfalto residual que envuelve y

proporciona cohesión a las partículas de agregado.

Según el tipo de solvente se obtienen tres tipos de asfaltos líquidos. Los de curado rápido

(RC), cuando el solvente adicionado es gasolina, curado medio (MC) cuando el solvente

adicionado es kerosene y curado lento (SC) si el solvente es un aceite ligero. Se designan

además con las letras correspondientes a la velocidad de curado seguida de un número

que indica su viscosidad cinemática.

3. EMULSIONES ASFALTICAS.

Es un sistema heterogéneo de dos fases normalmente inmiscibles, como son el asfalto

(60%- 70%) y el agua, al que se le incorpora una pequeña cantidad de un agente activador

de superficie o emulsificante (0.2% 4%). el cual mantiene en dispersión el sistema, siendo

la fase continua el agua y la discontínua los glóbulos de asfalto de tamaño entre 1 y 10

micrones.

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.

Molino coloidal

Las emulsiones se dividen de acuerdo a su velocidad de quiebre o rotura de la suspensión, en tres

tipos:

RS: Quiebre rápido

MS: Quiebre medio

SS: Quiebre lento.

Al igual que los asfaltos rebajados, las emulsiones por su condición de asfalto líquido, se

clasifican por su viscosidad cinemática o por la viscosidad Saybolt Furol.

Viscosímetro Cinemático Viscosímetro Saybolt Furol

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4.3.2.. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ASFALTICOS.

Las propiedades de los materiales asfálticos empleados en pavimentación, han sido

clasificados en cuatro grupos, de acuerdo con su:

1. Consistencia. La consistencia de los materiales asfálticos varía desde la de un líquido

muy fluído, solo ligeramente mas viscoso que el agua (cutback grado 30), a la de un

cuerpo semisólido, rígido, Normalmente se emplean tres métodos distintos para le

medida de la consistencia:

- Viscosidad Furol

- Penetración

- Ensayo de flotador

2. Durabilidad o resistencia al envejecimiento. Para que sirva satisfactoriamente como

ligante, un asfalto de pavimentación debe mantenerse plástico. Cuando un asfalto en

película delgada se expone a las inclemencias atmosféricas, a veces pierde parte de su

plasticidad, y se hace quebradizo a causa de ciertos cambios físicos y químicos. Este

deterioro natural se llama Envejecimiento atmosférico.

El endurecimiento progresivo da lugar en ocasiones a la formación de finas grietas,

las mismas que cuando el proceso continúa se ensanchan y finalmente a menos que se

ponga algún remedio, el agua superficial entra por las grietas, reblandeciendo la base

o helándose dando lugar a que el pavimento asfáltico se destruya. El envejecimiento

del ligante asfáltico puede originar también un excesivo desgaste superficial del

pavimento.

El envejecimiento de los asfaltos de pavimentación se produce principalmente por

oxidación y volatilización, así como las ondas más cortas de la luz (rayos

ultravioletas), el envejecimiento propiamente dicho y posiblemente la acción del

lavado por el agua.

Se han desarrollado ensayos para obtener la resistencia al envejecimiento que

permitan apreciar la durabilidad de los asfaltos de pavimentación, siendo el mas

empleado el de la película delgada de Lewis Wellborn. Sin embargo se tienen además:

El ensayo de solubilidad en tricloroetileno, el ensayo de la mancha (Aashto T-102-

Oliensis).

3. Velocidad de curado. Se define el curado como el aumento de la consistencia de un

asfalto líquido, debido a la pérdida progresiva de disolvente por evaporación. La

velocidad de curado o tiempo requerido por un cut back para aumentar su viscosidad

desde su valor inicial hasta una consistencia tal que pueda realizar satisfactoriamente

sus funciones como ligante, es una característica importante del mismo.

Los factores que afectan al tiempo de curado son:

- Volatilidad del disolvente.

- Cantidad de disolvente contenido en el cut back.

- Penetración del asfalto base.

Además de los factores citados anteriormente existen factores externos que afectan al

tiempo de curado y son:

- Temperatura

- Superficie ( Relación de superficie a volumen)

- Velocidad del viento.

El ensayo que se utiliza para definir la velocidad de curado es el de destilación.

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4. Resistencia a la acción del agua. La durabilidad de un pavimento asfáltico depende

en gran medida de la capacidad del asfalto para adherirse a los áridos en presencia de

agua. Para medir la resistencia a la acción del agua se utilizan ensayos de adherencia.

Además de las características de los materiales asfálticos, anotadas anteriormente, se

deben analizar: la susceptibilidad térmica, adhesividad con el árido, comportamiento

mecánico, comportamiento reológico, envejecimiento.

A. Susceptibilidad térmica.

La variación de la consistencia de los asfaltos frente a los cambios de temperatura

se denomina susceptibilidad térmica.

Esta propiedad es la que permite su empleo, generando la consistencia adecuada,

tanto para la envuelta de áridos como para la compactación de las mezclas. Al enfriarse

aumenta esa consistencia y permite tener una mezcla aglomerada estable. Por lo que la

habrá que someter al asfalto a diferentes condiciones de temperatura de acuerdo al trabajo

que pretendamos hacer con el. Se permite así asignar varios usos al los asfaltos no solo en

el área vial sino también en diferentes etapas de las construcciones civiles.

Sin embargo, los cambios marcados de consistencia en determinados rangos (vida

en servicio) pueden comprometer la durabilidad de la capa de rodamiento. Un pavimentos

realizado con mezcla asfáltica tendrá diferentes comportamientos de la mezcla y eso

debido fundamentalmente al esta propiedad que hace que este aglomerante varíe sus

características con la temperatura, asignando mezclas de diferentes comportamiento. Una

forma de cuantificar la pendientes de variación y los módulos de las mezclas es la

determinación del módulo de elasticidad del asfalto o Stiffness del mismo el que nos

expresará de esa forma el stiffness de la mezcla asfálticas, quien depende directamente de

ello. Este módulo del asfalto estará asociado al Indice de Penetración del asfalto y a la

relación entre la penetración y el punto de ablandamiento del mismo.

El betún ideal poseerá cambios mínimos de consistencia DELTA1 frente a los

cambios DELTA 2 del betún normal.

Para obtener la variación en la susceptibilidad térmica, se utilizan nomogramas

como el de la ASTM D-2493, relacionando viscosidad con temperatura y con el índice de

penetración. Estos conceptos los veremos mas adelante.

Delta1

Variación Temp..

Variación viscocidad

Betún ideal

Betún normal

Delta2

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B.. Adhesividad con el árido.

La adhesividad árido ligante dependerá:

a) del tipo de asfalto.

b) del tipo de árido.

c) del proceso de fabricación de la mezcla ( temperatura, limpieza del árido,

humedad, etc.).

a. Del tipo de asfalto:

Se debe reducir la viscosidad a valores de dos poises para lograr una buena

adhesividad en el momento de mezclado con el árido. Esta reducción de la viscosidad

a esos valore permite generar una película de asfalto de espesor adecuado cuidando el

rendimiento del mismo.

En cuanto a su naturaleza, los que tienen mas cantidad de compuestos polares son

los que muestran mayor adhesividad, en tal sentido la observación del tipo de

compuesto traerá aparejado una mayor adherencia, aunque en la región la adhesividad

debida a la composición química del asfalto no es un valor que sea a considerar ya que

no es el de mayor relevancia.

b. Del tipo de árido:

Los áridos proceden de rocas a las cuales se las tritura en distintos tamaños

comerciales. Este proceso deteriora los enlaces generando una superficie atractiva de

las sustancias que los rodean, especialmente el vapor de agua atmosférico satisfaciendo

las cargas superficiales por las moléculas de agua polares. Esto nos indica que existe

un estado de tensión superficial al que hay que considerar y tiene directa relación con

el origen mineralógico del mismo, presentándose diferentes fuerzas de atracción según

sea granítico, cuarcítico o calizo.

También dependerá esta adherencia de la textura generada en las caras del árido, de la

forma de las fracciones, de la relación de lados, de la limpieza de los mismos, y la

humedad de la superficie.

Los áridos básicos presentan mejor adhesividad que los ácidos.

c. En el proceso de fabricación de la mezcla

Se deberá entregar una buena energía de compactación en la planta asfáltica. En tal

sentido se deberán observar los sistemas de fabricación utilizados y el correcto estado

de los mismo. El tambor mezclador, la caída de los agregados y los elementos tales

como ranuras y paletas de mezclado deberán estar en perfectas condiciones.

La adhesividad entre árido y betún se manifestará de dos formas:

1) Activa: contacto superficial de árido y betún.

2) Pasiva : Aunque se presente agua no separa el par árido - ligante

Los ensayos mas representativos de medición de adherencia son:

- Adhesividad elemental (NLT-166/76)

Consiste en recubrir con el ligante, una cierta cantidad de agregados de tamaño

uniforme, y pasado un periodo de 16 a 18 horas en inmersión en agua valorar por

apreciación visual la superficie cubierta.

Utilizada para valorar adhesividad en tratamientos superficiales y mezclas abiertas.

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- Ensayo Vialit (NLT-313/87)

En este caso se incrustan 100 piedras en una película de ligante extendida en una

placa, de 2mm de espesor. Se invierte la placa y se deja caer una bola de acero

desde una altura determinada, se calculara un índice a partir de la cantidad de

piedras desprendidas y no desprendidas no manchadas por el ligante.

Especialmente indicado en tratamientos superficiales.

- Ensayo de Inmersión- Compresión (NLT-162/84)

Para este caso se valora la pérdida de cohesión de una mezcla compactada por

efectos del agua, se determina un índice de la perdida producida al comparar las

resistencias a compresión simple entre probetas mantenidas al aire y después de

sumergidas en agua durante 4 días a 49 C.

- Método de ensayo reglado para el efecto del agua en el recubrimiento bituminoso

del agregado (rápido test en el campo - ASTM - D3625 - 77).

Llamado comúnmente test de hervido de California. La adherencia puede mejorar

con mejoradores de adherencia tipo amínas que favorecen la tensión superficial

entre el ligante y el agregado.

Este método consiste en un rápido ensayo en el campo para determinar visualmente

la perdida de adhesión en la unión del ligante con el agregado en mezcla sin

compactar debido a la acción del agua hirviendo.

C. Comportamiento mecánico

Los ensayos que caracterizan mecánicamente un asfalto son:

1) Tensión - deformación.

2) Tenacidad.

3) Ductilidad

4) Elasticidad (recuperación elástica torsional. Recuperación elástica

lineal, reómetro de placa deslizante).

Estos ensayos tratan de caracterizar el comportamiento del asfalto frente a solicitaciones

reales en la obra.

D. Comportamiento reológico.

Valora el comportamiento a lo largo de toda su vida en servicio.

El comportamiento reológico de los ligantes es complejo, dependiendo de:

- Temperatura.

- Carga.

- Tiempo de aplicación de la carga.

-

Bajas temperaturas e intervalos pequeños de tiempo: El betún tiene un carácter

elástico

Temperaturas elevadas o tiempos de aplicación largos: El betún se deforma

permanentemente y fluye.

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En general los betunes utilizados en construcciones de carreteras:

A bajas temperaturas (menores de 0 C) se comportan como materiales; ELASTO -

FRAGILES.

Entre 0 y 60 C, se comportan como materiales; VISCO - ELASTICOS.

Por encima de los 60 C, se comportan como materiales; PURAMENTE

VISCOSOS.

A efectos de caracterizar y evaluar estos comportamientos se realizan los siguientes

ensayos:

- Penetración.

- Punto de ablandamiento.

- Fragilidad Frass

- Ductilidad.

- Viscosidad.

-Penetración a 25 ºC:

Este ensayo mide de forma empírica la consistencia del cemento asfáltico a 25 ºC.

Sirve como base en gran número de especificaciones, entre ellas las Argentinas, la

Norma IRAM clasifica a los asfaltos un función de su penetración. Variando la

temperatura de ensayo podemos valorar la Susceptibilidad térmica del cemento

asfáltico.

-Punto de Ablandamiento anillo y esfera

Mide en forma indirecta la consistencia y equivale a una temperatura de

equiviscocidad en las condiciones de ensayo. Junto con la Penetración a 25 ºC,

permite calcular el Índice de Penetración y estimar mediante su valor la

susceptibilidad térmica del cemento asfáltico.

-Indice de Penetración

Establecido por Pfeiffer y Van Doormaal a partir de los valores de Penetración a 25

ºC y de Punto de Ablandamiento, es una medida de la susceptibilidad con la

temperatura. Su valor da idea del comportamiento reológico y de su estructura

coloidal. Cementos con IP < 1, presentan un comportamiento Newtoniano y son muy

susceptibles a las temperaturas; mientras que los cementos asfálticos con IP > 1, son

poco susceptibles a la temperatura y presentan un comportamiento de flujo no

Newtoniano con cierta elasticidad y tixotropía (betunes soplados).

Los betunes generalmente empleados en carreteras, tienen indices de penetración

entre + 1 y – 1 y presentan caracteristicas de flujo intermedias a los anteriores.

-Punto de Fragilidad Fraass

Mide en forma empírica la fragilidad a bajas temperaturas de los cementos

asfálticos y equivale a una temperatura de equiviscocidad para condiciones de

fragilidad.

-Ductilidad.

Es un ensayo de alargamiento (Tracción de una probeta de dimensiones

preestablecidas) a velocidad constante, la interpretación de su resultado es dudosa,

por lo general los betunes más susceptibles son los que presentan valores más altos

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de ductilidad; si esta es baja indica falta de cohesión en el ligante y de adhesividad

con el árido.

-Diagrama de Heukelom.

A partir de cuatro ensayos reológicos; penetración, punto de ablandamiento, punto

de fragilidad Fraass y de las medidas de viscosidad, Heukelom diseño en 1969 un

nomograma para caracterizar a los cementos asfálticos desde el punto de vista de su

comportamiento reológico.

En función de la representación clasifica a los betunes entres tipos:

TIPO S: Corresponde a betunes de destilación directa.

TIPO W: Corresponde a betunes parafinicos.

TIPO B: Corresponde a betunes soplados.

- Viscocidad.

Conocer la viscosidad de los betunes es importante para establecer o adecuar

condiciones de empleo (bombeo, envuelta, riego...). La viscosidad varia en márgenes

amplios, a temperaturas próximas a los 0ºC, viscosidades del orden de 1010

mPas,

mientras que a las temperaturas de mezcla (150ºC) su valor es de unos 200 mPas.

Esta susceptibilidad térmica es la que permite su empleo como ligante; a elevadas

temperaturas se alcanzan viscosidades tan bajas que permiten la envuelta de los

áridos y la posterior extensión y compactación de las mezclas bituminosas; al

enfriarse aumenta considerablemente su viscosidad y actúan como aglomerante de

los áridos dando cohesión a la mezcla.

Un betún ideal será aquel en el que la susceptibilidad a la temperatura sea mínima en

el intervalo de las temperaturas de servicio, y que por encima de estas hubiese una

rápida caída de la viscosidad.

E. Resistencia al envejecimiento.

Al estar, el “Ligante Asfáltico” compuesto de moléculas orgánicas, reacciona con

el oxigeno del medio ambiente. Esta reacción se denomina “oxidación”, durante la misma

cambia la estructura y composición de las moléculas de asfalto. Al reaccionar con el

oxígeno, la estructura del ligante asfáltico se hace más dura y frágil y da origen al término

“endurecimiento por oxidación” o “endurecimiento por envejecimiento”. La oxidación se

produce más rápidamente a altas temperaturas.

El envejecimiento es un fenómeno físico - químico muy complejo, en el que se

evaporan los componentes más volátiles; por lo tanto depende de la composición y

estructura química del betún y de otros componentes inherentes a la mezcla (huecos de la

mezcla, espesor de la película de betún, etc.) así como de las condiciones ambientales

(temperatura, radiación solar, humedad, etc.).

Parte del endurecimiento ocurre durante el proceso de fabricación o producción de

mezcla, proceso durante el cual es necesario calentar los materiales intervinientes, dentro

de los cuales se encuentra el ligante asfáltico, para producir la mezcla y posterior mente la

compactación. Es por esta razón que la oxidación es más critica en climas cálidos y

desérticos.

En pavimentos, los betunes asfálticos están sometidos a diferentes procesos de

envejecimiento:

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“Mezclas Asfálticas”

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17

1.-Envejecimiento producido en la cisterna durante el transporte y el almacenamiento

en los tanques de la planta, donde el factor principal que causa l envejecimiento es la

temperatura.

2.-Durante la fabricación de la mezcla bituminosa, el ligante está sometido a altas

temperaturas en presencia del oxigeno atmosférico, siendo temperatura y oxígeno los

factores más importantes a considerar, aunque también hay algunas fracciones de

ligante absorbidas por los áridos, especialmente por el filler.

3.-Finalmente, durante el período de servicio, están expuestos a los agentes

ambientales (radiación solar, oxígeno, agua, temperatura, microorganismos, etc.) y a

contaminaciones por los lubricantes y carburantes que arrojan los vehículos a su paso

por el pavimento, efecto este incrementado en curvas.

Las variaciones se traducen en un endurecimiento del “Ligante Asfáltico”

(disminución de la penetración, aumento del punto de ablandamiento, aumento de la

fragilidad, etc.) y en una pérdida del poder aglomerante.

Existe una gran variedad de métodos tendientes a valorar el envejecimiento de los

ligantes, esto es el resultado de la dificultad de reproducir en uno solo los distintos

procesos a los que esta afectado el ligante hasta la etapa de compactación en obra y

posteriormente su etapa de servicio.

A continuación se exponen los principios de los métodos más representativos y de

mayor uso, utilizados para envejecer de forma acelerada en laboratorio los “Ligantes

Asfálticos”:

- Pérdida por calentamiento de los “Ligantes Asfálticos”. (NLT-128/91). El procedimiento consiste en someter una muestra de asfalto a los efectos del calor en

una estufa especial, provista d una placa giratoria, durante 5 horas a 163 ºC. Se valora

con este procedimiento fundamentalmente la perdida de componentes volátiles, puesto

que el espesor del ligante en una muestra es muy grande y la oxidación al ser superficial

afecta a una pequeña cantidad de betún, y por tanto despreciable.

DURANTE LA

CONSTRUCCIÓN

RRII GG

II DDEE

ZZ

TTIIEE

MMPPOO

LIGANTE

ORIGINAL

ENVEJECIMIENTO

EN SERVICIO

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“Mezclas Asfálticas”

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- Efecto del calor y del aire sobre los materiales bituminosos en película fina (TFOT).

(ASTM D-1754 y NLT-185/84).

El método es similar al anterior, a excepción del menor espesor de la película de

material, que es de 3,2 mm, notablemente inferior al empleado en el otro método. Y de

la mayor superficie de exposición.

En este caso se valora además de la pérdida de volátiles, la oxidación, puesto que la

superficie de la muestra expuesta a la acción del aire y temperatura es mucho mayor que

en el ensayo anterior.

La gran discusión de este ensayo es que guarda relación con las alteraciones que se

manifiestan en el asfalto al tomar contacto con los agregados calientes en el proceso de

mezclado.

- Efecto del calor y del aire sobre los materiales bituminosos en película fina y rotativa

(RTFOT). (ASTM D-2872 y NLT-186/85).

El ensayo es más enérgico que el anterior en este se reduce aún más el espesor de

la película de ligante y se la hace girar dentro de un reciente a la vez que se le insufla

aire caliente, el giro al que es sometida la muestra es del tipo planetario. Se logran

valores similares al TFOT en 85 min. y con mayor precisión.

La metodología provoca alteraciones en la muestra similares a las que

experimentaría el ligante en una planta de fabricación de mezcla bituminosa

convencional, cuando se trabaja a temperaturas de mezclado próximas a 150 ºC.

- Envejecimiento en Rotovapor o Rotating Flask (RTF). Método desarrollado en Alemania, normalizado en la DIN-52016, una capa delgada de

betún (100 g) se expone, dentro de un matraz rotatorio, a la acción conjunta del calor

(163 ºC) y del aire (500 cm3/min). Es un método alternativo al anterior con la ventaja de

resultar el equipamiento de más fácil obtención y de menor costo.

- Envejecimiento a presión (Preassure Aging Vessel - PAV).

Ensayo de envejecimiento desarrollado por el SHRP (Strategis Highway Research

Program), a través del sistema SUPERPAVE (SUperior PERfoming asphalt

PAVEment) de diseño.

El mismo fue creado para simular el cambio de propiedades del ligante durante su

vida de servicio, en el ensayo una muestra de 50 g de ligante, tras pasar el ensayo de

pérdida por calentamiento en película fina y rotativa, se somete a elevadas temperaturas

(90, 100 o 110 ºC), a una corriente de aire a presión de 2,1 Mpa durante un período de

20 horas. Con este método se obtiene un envejecimiento del ligante similar al obtenido

en el pavimento después de 5 años de servicio.

4.3.3. APLICACIONES DE LOS PRODUCTOS ASFALTICOS.

1. RIEGOS ASFÁLTICOS

Los riegos asfálticos son aplicaciones delgadas y uniformes de algún tipo de ligante asfáltico en

estado líquido sobre superficies, ya sean de pavimentos existentes, bases estabilizadas o de suelos.

Según su función, los mas importantes son:

Riego Matapolvo:

El Matapolvo es un riego de asfalto liquido sobre una superficie compactada. Su objetivo es

cohesionar las partículas superficiales del suelo y servir de paliativo del polvo. Se efectúa en

caminos de tercer orden, como preparación de una mejora progresiva del camino.

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“Mezclas Asfálticas”

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Se pueden emplear como ligante las emulsiones asfálticas o los asfaltos cortados. La dosis

depende de las características del suelo a tratar, variando estas entre 1,5 a 3 lt/m2.

Imprimación:

La imprimación es un riego de asfalto liquido de baja viscosidad sobre una base estabilizada que

va a ser recubierta por una carpeta o cualquier tratamiento asfáltico. Tiene por objeto sellar la

superficie, cohesionar las partículas superficiales sueltas de la base, dar estabilidad superficial,

para dar una interfase firme para adherir fuertemente al tratamiento asfáltico o la carpeta.

El asfalto indicado para imprimación es el MC - 30 para bases de textura cerrada y el MC - 70

para las abiertas. La cantidad a usar varía de 0,8 a 1,8 lt/m2 dependiendo de dicha textura.

Podrán emplearse emulsiones asfálticas de quiebre lento, diluidas, de residuo blando o duro,

siempre que previo a su uso se hagan sectores de prueba para verificar su afinidad y

comportamiento, especialmente su penetración en el terreno.

Imprimación reforzada:

Consiste en la aplicación de una imprimación sobre una superficie de material granular, seguida

de un segundo riego de ligante; que puede ser del tipo asfalto cortado o emulsión de quiebre

rápido, para luego aplicar una capa de arena uniformemente distribuida, finalizando el proceso

con una compactación con rodillo de neumáticos.

Riego de liga ( Tack coat ):

Es un riego de asfalto para adherir una capa asfáltica sobre otra, confeccionada previamente o

"antigua", quedando ligadas monolíticamente.

Los asfaltos indicados son las emulsiones de quiebre lento diluida 1:1 a razón de 0,3 a 0,8 lt/m2.

Sello Negro ( Fog seal ):

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“Mezclas Asfálticas”

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Es una aplicación ligera de un asfalto liquido sobre una carpeta antigua con el fin de rejuvenecerla

y sellar pequeñas grietas y poros superficiales. También suele usarse en tratamientos superficiales

recién confeccionados mejorando la retención de áridos.

Membranas de curado:

Los mismos asfaltos usados en los sellos negros y riegos de liga, son adecuados como membranas

de curado en suelo-cemento o bases tratadas con cemento.

4.4. CLASIFICACION DE LAS MEZCLAS ASFALTICAS

Según el parámetro que se considere para establecer las diferencias mezclas, las

clasificaciones pueden ser diversas

Parámetro de Clasificación Tipo de mezcla

1. Fracciones de árido empleadas - Masilla: polvo mineral mas ligante.

- Mortero bituminoso: árido fino mas

masilla.

- Concreto Asfáltico u Hormigón

bituminoso: árido grueso mas mortero.

- Macadam bituminoso: árido grueso mas

ligante.

2. Temperatura de puesta en obra - En frío

- En caliente

3. Huecos en la mezcla (h) - Cerrada (h < 6 %)

- Semicerradas (6% < h < 12%)

- Abiertas ( h > 12%)

- Pororosas ( h > 20%)

4. Tamaño máximo del árido ( t máx) - Gruesas ( t máx > 10mm)

- Finas (t máx < 10 mm)

5. Estructura del árido - Con esqueleto mineral

- Sin esqueleto mineral

6. Granulometría - Contínuas

- Discontínuas.

En primer lugar, por analogía con otros materiales, las mezclas bituminosas pueden

clasificarse según las fracciones de árido empleadas:

a) Por Fracciones de agregado pétreo empleado.

- Masilla asfáltica: Polvo mineral más ligante.

- Mortero asfáltico: Agregado fino más masilla.

- Concreto asfáltico: Agregado grueso más mortero.

- Macadam asfáltico: Agregado grueso más ligante asfáltico.

b) Por la Temperatura de puesta en obra.

- Mezclas asfálticas en Caliente: Se fabrican con asfaltos a unas temperaturas

elevadas, en el rango de los 150 grados centígrados, según la viscosidad del ligante,

se calientan también los agregados, para que el asfalto no se enfríe al entrar en

contacto con ellos. La puesta en obra se realiza a temperaturas muy superiores a la

ambiente, pues en caso contrario, estos materiales no pueden extenderse y menos aún

compactarse adecuadamente.

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“Mezclas Asfálticas”

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- Mezclas asfálticas en Frío: El ligante suele ser una emulsión asfáltica ó un asfalto

fluidificado, y la puesta en obra se realiza a temperatura ambiente.

c) Por la proporción de Vacíos en la mezcla asfáltica.

Este parámetro suele ser imprescindible para que no se produzcan deformaciones

plásticas como consecuencia del paso de las cargas y de las variaciones térmicas.

- Mezclas Cerradas o Densas: La proporción de vacíos no supera el 6 %.

- Mezclas Semi–cerradas o Semi–densas: La proporción de vacíos está entre el 6 % y

el 10 %.

- Mezclas Abiertas: La proporción de vacíos supera el 12 %.

- Mezclas Porosas o Drenantes: La proporción de vacíos es superior al 20 %.

d) Por el Tamaño máximo del agregado pétreo.

- Mezclas Gruesas: Donde el tamaño máximo del agregado pétreo excede los 10 mm.

- Mezclas Finas: También llamadas microaglomerados, pueden denominarse también

morteros asfálticos, pues se trata de mezclas formadas básicamente por un árido fino

incluyendo el polvo mineral y un ligante asfáltico. El tamaño máximo del agregado

pétreo determina el espesor mínimo con el que ha de extenderse una mezcla que

vendría a ser del doble al triple del tamaño máximo.

e) Por la Estructura del agregado pétreo.

- Mezclas con Esqueleto mineral: Poseen un esqueleto mineral resistente, su

componente de resistencia debida al rozamiento interno de los agregados es notable.

Ejemplo, las mezclas abiertas y los que genéricamente se denominan concretos

asfálticos, aunque también una parte de la resistencia de estos últimos, se debe a la

masilla.

- Mezclas sin Esqueleto mineral: No poseen un esqueleto mineral resistente, la

resistencia es debida exclusivamente a la cohesión de la masilla. Ejemplo, los

diferentes tipos de masillas asfálticas.

f) Por la Granulometría.

- Mezclas Continuas: Una cantidad muy distribuida de diferentes tamaños de agregado

pétreo en el huso granulométrico..

- Mezclas Discontinuas: Una cantidad muy limitada de tamaños de agregado pétreo en

el huso granulométrico.

4.4.1. Concreto asfáltico en caliente

Constituyen el tipo más generalizado. Se emplean tanto en las vías urbanas como en

las autopistas, carreteras convencionales y en los aeropuertos; por otro lado, se

utilizan tanto en las capas de rodadura como en las capas inferiores de los firmes.

Lógicamente, para tal variedad de aplicaciones existen a su vez, dentro de esta

familia de mezclas, subtipos con diferentes características. Se fabrican con betunes

asfálticos, aunque en ocasiones se recurre al empleo de ligantes modificados. Las

proporciones del ligante, según la granulometría y el empleo de la mezcla, van

aproximadamente del 3 por 100 al 6 por 100 sobre la masa del árido.

Los hormigones bituminosos en caliente más empleados para las capas de rodadura

son mezclas cerradas. Su pequeña proporción de huecos hace que sean

prácticamente impermeables. cumpliendo así la misión del pavimento de proteger a

las capas inferiores del firme y al cimiento de la acción del agua. Sin embargo,

nunca son totalmente impermeables, y en ocasiones la infiltración del agua puede

ser importante a través de las grietas.

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“Mezclas Asfálticas”

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A veces, por el contrario, se trata de mezclas semicerradas. Son parecidas a las

anteriores, pero la diferencia estriba en sus curvas granulométricas (que se alejan

sensiblemente de la máxima compacidad), unos menores contenidos de polvo

mineral y, en consecuencia, Unos menores contenidos de ligante. Sin embargo, los

criterios de proyecto que se suelen, seguir con estas mezclas son prácticamente los

mismos que con las mezclas cerradas. Aunque menos impermeables, las mezclas

semicerradas presentan algunas ventajas sobre las cerradas: resultan de menor

precio y son menos críticas frente a fenómenos de deformación plástica. Su campo

de aplicación se centra en las capas inferiores. No se utilizan en las capas de

rodadura tanto por su insuficiente impermeabilidad como por su bajo contenido de

ligante, que las hace menos resistentes al envejecimiento.

En todo caso, los hormigones bituminosos en caliente son mezclas de granulometría

continua: las partículas más finas rellenan los huecos que dejan las más gruesas y

todas ellas están recubiertas por una película continua de ligante. Un inconveniente

de algunas de estas granulometrías continuas es su sensibilidad al contenido de

ligante, ya que unas pequeñas variaciones pueden producir unos cambios

importantes en su comportamiento reológico.

4.4.2 Mezclas en frío

Son unas mezclas fabricadas con emulsiones bituminosas ó con asfaltos

fluidificados. Tienen su principal campo de aplicación en la construcción y en la

conservación de las carreteras secundarias, puesto que en estas obras no se suelen

justificar económicamente las instalaciones más complejas que se requieren para la

fabricación de las mezclas bituminosas en caliente; por el contrario, en las obras de

carreteras importantes suele ser preferible recurrir a las mezclas en caliente, puesto

que con ellas es más fácil garantizar la alta calidad exigida. Aparte de la

denominada grava emulsión, dentro de las mezclas en frío se pueden distinguir dos

grandes grupos.

En primer lugar, están las mezclas abiertas en frío, que son las más empleadas.

Están formadas fundamentalmente por un árido grueso y por una emulsión

bituminosa de rotura media, con una baja proporción de árido fino (lo que conduce

a una elevada proporción de huecos), de manera que hay en ellas una estructura

mineral que resiste fundamentalmente por rozamiento interno, al contrario que en

las mezclas cerradas en las que el efecto de la cohesión de la masilla es importante.

Debido a su gran flexibilidad, están especialmente recomendadas para las capas de

rodadura de pequeño espesor (hasta 5 cm) dispuestas sobre capas granulares en

unos firmes que en general soportan unas bajas intensidades de tráfico; para retrasar

su envejecimiento, se suelen sellar con lechadas bituminosas. La proporción del

betún asfáltico residual se sitúa habitualmente en tomo al 2,5-3 por 100 sobre la

masa del árido.

Se caracterizan por su trabajabilidad tras la fabricación, incluso durante semanas.

Esa trabajabilidad se basa en que el ligante permanece un largo tiempo con una

viscosidad baja debido a que se emplean unas emulsiones de betún asfáltico

fluidificado: el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios, donde

únicamente endurece la superficie, haciendo así viable el almacenamiento. Sin

embargo, después de la puesta en obra en una capa de espesor reducido, el

endurecimiento es relativamente rápido en las capas ya extendidas, la evaporación

del fluidificante es posible debido a que la granulometría es abierta.

El segundo grupo de mezclas en frío, mucho menos utilizado que el anterior, está

formado por las mezclas densas en frío. Se fabrican con unas emulsiones de rotura

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lenta sin ningún tipo de fluidificante. Aunque pueden compactarse después de haber

roto la emulsión (la presencia de agua supone una lubricación de las partículas del

árido), conviene ponerlas en obra cuando todavía son suficientemente trabajables.

Por otro lado, no pueden abrirse a la circulación hasta que han alcanzado una

resistencia suficiente. Este proceso de aumento paulatino de la resistencia se suele

denominar maduración; consiste básicamente en la evaporación del agua procedente

de la rotura de la emulsión (con el consiguiente aumento de la cohesión de la

mezcla) y es relativamente lento debido a que la granulometría cerrada del árido

hace que la mezcla tenga una pequeña proporción de huecos.

4.4.3. Mezclas porosas o drenantes

“Mezclas utilizadas como superficies de rodamiento. Tienen una granulometría

fuertemente discontinua, donde faltan los agregados intermedios o finos, el

agregado grueso interviene en el orden del 85 %, caracterizándose estas mezclas por

tener un elevado porcentaje de huecos interconectados entre sí (18 % a 25 %

aproximadamente), lo que les confiere una elevada permeabilidad. Este elevado

porcentaje de huecos permite el paso del agua a través de la mezcla”.

Como mezclas en caliente para tráficos de elevada intensidad; además del aumento

de la seguridad que se ha conseguido con estas mezclas, al mejorar con lluvia el

contacto rueda-pavimento y reducir las proyecciones de agua de los vehículos, la

circulación sobre ellas resulta más cómoda. Hay que destacar también el menor

ruido de rodadura y la mejora de otras características superficiales como la

dispersión de la luz con superficie húmeda.

A fin de conseguir la mayor durabilidad posible empleando unas porosidades cada vez

más elevadas, la mayor parte de las mezclas porosas se fabrican con asfaltos modificados.

Sin embargo, también es posible fabricarlas con asfaltos convencionales.

Aparte de los problemas que pueden surgir si estas mezclas se emplean en zonas con

heladas o nevadas frecuentes, la principal preocupación se relaciona con la progresiva

colmatación de los huecos, con la consiguiente pérdida gradual de sus características

superficiales. Esta colmatación es tanto más lenta cuanto mayor es la pluviosidad: el agua

facilita que en las zonas de rodada el paso de los neumáticos produzca un efecto de

succión que contribuye a la eliminación de la suciedad. En cualquier caso, es ineludible

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“Mezclas Asfálticas”

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realizar campañas periódicas de limpieza con unos equipos específicos que combinan la

introducción de agua a presión con la aspiración.

En la pavimentación urbana, la experiencia con las mezclas porosas no ha sido en general

satisfactoria. Su eventual empleo requiere la implantación de dispositivos constructivos

que permitan la evacuación del agua infiltrada. Pero, sobre todo, se presentan problemas

de colmatación muy rápida y de desagregación de la mezcla en las zonas en las que son

frecuentes los giros con los vehículos parados o a muy baja velocidad.

VENTAJAS

1. Eliminación del hidroplaneo

2. Mayor resistencia al deslizamiento con pavimento mojado a alta velocidad.

3. Aumento de la visibilidad por la reducción de las proyecciones de agua. Spray

4. Rápido desagüe del agua existente sobre la superficie de rodadura.

5. Macrotextura sin resaltos (superficie lisa).

6. Reducción del nivel de ruido.

7. Menor resistencia a la rodadura.

8. Menor reflexión luminosa.

9. Durabilidad.

10. Resistencia a las deformaciones plásticas.

LIMITACIONES

1. Resistencia a la abrasión.

2. Resistencia a la colmatación.

3. Resistencia a la acción de agentes atmosféricos.

4. Resistencia inicial al deslizamiento longitudinal.

5. Costos.

6. Capacidad estructural.

7. Disminución del nivel de ruido a bajas velocidades.

4.4.4 Microaglomerados

Son unas mezclas con un tamaño máximo limitado del árido (inferior a 10 mm), lo que

permite aplicarlas en capas de pequeño espesor. En su sentido más amplio, las más

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difundidas dentro de este grupo son las lechadas bituminosas, cuyas peculiaridades

hacen que sean habitualmente consideradas de manera separada (junto a los riegos con

gravilla). Tanto las lechadas (y los microaglomerados en frío, que es como se suele

denominar a las lechadas más gruesas) como los microaglomerados en caliente son,

por su pequeño espesor (inferior a 3 cm), tratamientos superficiales con una gran

variedad de aplicaciones.

Tradicionalmente, los microaglomerados se han considerado especialmente adecuados

para las zonas urbanas. Al extenderse en capas de pequeño espesor, se evitan los

problemas que pudieran surgir en relación con la altura de los bordillos o con el gálibo

de las obras de paso. Por otro lado, aunque su macrotextura no es en principio

significativa, eso no representa un inconveniente en unas zonas donde existe una fuerte

limitación genérica de la velocidad. Sin embargo, actualmente hay también unos

microaglomerados con unas texturas más rugosas, próximas a las de las mezclas

gruesas, que son una magnífica solución para las vías de alta velocidad de circulación.

Se recurre en estos casos a unas granulometrías discontinuas, áridos de gran calidad y

betunes modificados. En este campo, se ha producido a finales del siglo xx uno de los

principales desarrollos en la tecnología de pavimentación con proliferación incluso de

patentes industriales.

En España están especificados desde 1997 unos microaglomerados de granulometría

discontinua para capas de rodadura de pequeño espesor similares a los que también se

emplean en Francia. Se prescribe el empleo, salvo para los tráficos pesados poco

intensos, de betunes modificados con polímeros y de unos áridos muy resistentes al

desgaste; son mezclas destinadas a capas de 1-3 cm de espesor. Con ellas se consiguen

unas texturas que proporcionan una elevada resistencia al deslizamiento, una cierta

drenabilidad superficial e incluso una disminución del ruido debido al contacto

neumático-pavimento.

En países como Alemania y Estados Unidos, se emplean unas mezclas, algo diferentes

de las anteriores, denominadas SMA (Splittmastixasphalt en alemán y Stone Mastic

Asphalt en inglés). Son también mezclas discontinuas formadas por una masilla, una

baja proporción de árido fino y un árido grueso que sí proporciona rozamiento interno.

Se emplean también en capas de rodadura de pequeño espesor y se caracterizan por sus

elevadas trabajabiliciad y estabilidad.

Otras mezclas finas para capas de rodadura son las HRA (Hot RolledAsphalt),

tradicionalmente utilizadas en la técnica británica, cuya escasa textura obliga en las

vías de alta velocidad a realizar una incrustación de unas gravillas de tamaño uniforme

(chipping), generalmente envueltas previamente con un betún asfáltico. Su

granulometría es discontinua al faltar los tamaños comprendidos entre 2 y 8 mm. Su

mayor inconveniente es su sensibilidad frente a las deformaciones plásticas si se

extienden en espesores importantes.

Finalmente, dentro de las mezclas finas, aunque totalmente distinta de las anteriores, se

encuadra también la denominada arena betún. Reciben esta denominación dos tipos de

mezclas cuya misión es claramente diferente. Por un lado, están las mezclas de arenas

uniformes y de betunes duros (penetración 20/30), que en algunos países con escasez

de áridos se utilizan para las capas inferiores. Por otro lado, con unos betunes más

blandos y en general modificados, se emplean como capa de interposición (en un

espesor de unos 2 cm) para impedir la propagación a la superficie de las grietas de

retracción de las capas de base tratadas con conglomerantes hidráulicos y de las juntas

de antiguos pavimentos de hormigón cuando son reforzados con mezclas bituminosas.

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“Mezclas Asfálticas”

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26

4.4.5 Mezclas sin esqueleto mineral (masillas y asfaltos fundidos)

Son unas mezclas con elevadas proporciones de polvo mineral y de ligante, de manera

que si hay árido grueso se halla disperso en la masilla formada por aquéllos. Como se

ha señalado, este tipo de mezcla no trabaja por rozamiento interno y su resistencia se

debe a la cohesión que proporciona la viscosidad de la masilla.

Las proporciones de ligante son altas debido a la gran superficie específica de la

materia mineral. Dada la sensibilidad a los cambios de temperatura que puede tener

una estructura de este tipo, es necesario rigidizar la masilla y disminuir su

susceptibilidad térmica mediante el empleo de unos betunes duros (penetración 20/30),

cuidando especialmente la calidad del polvo mineral y mejorando el ligante con unas

adiciones tales como las fibras o los asfaltos naturales. No existen prácticamente

huecos en la mezcla, que no necesita compactación a las elevadas temperaturas (en

torno a 200 °C) a las que se extiende, y es impermeable.

Al tener una alta proporción de ligante, su precio es elevado; la forma tradicional de

colocación manual encarece aún más el producto. Para que la superficie no sea

deslizante, es preciso, en las vías de alta velocidad de circulación, recubrirla con

gravillas duras y de un tamaño uniforme, que se extienden e incrustan parcialmente en

el material todavía caliente.

Son de este tipo los denominados asfaltos fundidos. Son unas mezclas de gran calidad,

pero su empleo está justificado únicamente en los tableros de los puentes y en las vías

urbanas (incluso en las aceras) de los países con un clima frío y húmedo, donde la

impermeabilidad es decisiva. Por otro lado, en Alemania se ha desarrollado un tipo de

asfalto fundido (Gussasphalt) con una elevada proporción de polvo mineral, pero con

áridos fino y grueso suficientes para conseguir una granulometría prácticamente

continua. Posee unas buenas características mecánicas, así como una imperrneabilidad

y una durabilidad excelentes, en las condiciones climáticas (humedad y bajas

temperaturas) de ese país.

5.5.6. Mezclas de alto módulo

Aunque son también hormigones bituminosos en caliente, hay que citar

específicamente las llamadas mezclas de alto módulo para capas de base. Se fabrican

con unos betunes muy duros (penetración 10/20), a veces modificados, en unas

proporciones próximas al 6 por 100 sobre la masa de los áridos; la proporción del

polvo mineral es también alta (8-10 por 100). Son mezclas con un elevado módulo de

elasticidad (del orden de 13 000 MPa a 20 °C) y una resistencia a la fatiga también

relativamente elevada. Se utilizan en capas de espesores entre 8 y 15 cm tanto para

rehabilitaciones como para la construcción de firmes nuevos con tráficos pesados de

intensidad media o alta. Sus características mecánicas hacen que, para tráficos pesados

intensos, constituyan una alternativa a las capas de base tradicionales como la grava

cemento (la ventaja es la ausencia de agrietamiento debido a la retracción) o como las

mezclas convencionales en gran espesor (la ventaja es una mayor capacidad de

absorción de tensiones y en general una mayor resistencia a la fatiga, lo que permite un

ahorro en el espesor).

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“Mezclas Asfálticas”

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27

4.5. APLICACIONES DE LAS MEZCLAS ASFALTICAS

1. CAPAS ASFÁLTICAS DE PROTECCIÓN

Hemos denominado "capas de protección", a cualquier tratamiento asfáltico que, por sus

condiciones de mezcla o espesor, no aporta estructura al pavimento y solo lo protege,

otorgando gran resistencia a la acción abrasiva del transito e impermeabilidad superficial.

Dentro de este concepto podemos considerar las siguientes capas de protección mas usadas

en este medio:

-Sellos.

-Tratamientos superficiales, dobles o múltiples.

Sellos Son tratamientos superficiales delgados, utilizados para mejorar e impermeabilizar la textura

superficial de un pavimento asfáltico. Hemos divido los sellos en dos tipos: sellos de

agregados de penetración invertida y sellos de mezcla (lechada asfáltica).

A).-Sellos de agregado de penetración invertida:

Es una de aplicación de asfalto recubierta con agregado generalmente de tamaño nominal

10 a 2,5 ml. También, este material puede ser tierra de grano uniforme. El "tratamiento

simple" se considera dentro de esta categoría. Los asfaltos mas usados para esta categoría

son los siguientes:

CRS-2 o RS-2

CRS-1 o RS-1

CA120-150

B) Sellos de lechada asfáltica:

Es una capa delgada, de 6 a 10 mm. de espesor, de una mezcla de arena, relleno mineral

(filler), agua y emulsión de quiebre lento. Las dosis de agua y emulsión deben ser tales

que formen una lechada de consistencia cremosa.

El asfalto a usar es: CSS-1 o SS-1 para clima frío y CSS-1h o SS-1h para clima caluroso.

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Tratamientos superficiales dobles:

Son dos o más aplicaciones de asfaltos alternadas con aplicaciones de agregados pétreos de hasta

2,5 cm. de espesor total. Son económicos, fáciles de construir y de larga duración. Como

impermeabilizan la base, permiten que ésta trabaje a su máxima capacidad en cuanto a soporte,

aunque no aporta a la estructura del pavimento.

El agregado pétreo para cada aplicación, debe ser granulométricamente los más uniforme posible

con la forma de partícula lo mas cercana a un cubo y el tamaño máximo de aplicación sucesiva

debe estar en proporción 2:1, respectivamente. El espesor total del tratamiento es

aproximadamente igual al tamaño máximo nominal de la primera aplicación.

Los asfaltos usados son los siguientes:

CRS-2 o RS-2

CRS-1 o RS-1

CA 120-150

Tratamientos superficiales

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2. CAPAS ASFÁLTICAS ESTRUCTURALES

Las capas asfálticas estructurales son aquellas que, por condiciones de mezcla y espesor

forman una estructura resistente computable en el diseño del espesor de un pavimento flexible.

Las capas asfálticas estructurales, y por consiguiente las mezclas asfálticas que las componen,

se pueden clasificar de acuerdo a los siguientes parámetros:

De acuerdo a su posición relativa en la estructura de pavimento, se pueden distinguir tres

capas asfálticas

a)Carpeta de rodado: formada por una carpeta asfáltica normalmente cerrada y diseñada

para resistir la abrasión y desintegración por efectos ambientales y de tránsito.

b) Carpeta intermedia: formada por una mezcla asfáltica abierta y de graduación densa

o gruesa, colocada sobre la base asfáltica. Recibe a la carpeta de rodado.

c) Capa base: formada por una mezcla asfáltica generalmente abierta y de graduación

gruesa, colocada sobre la base granular o sub-rasante a la cual se le superpone la capa

intermedia y/o la capa de rodado.

Según la granulometría las mezclas asfálticas pueden clasificarse como:

a) Mezclas de graduación fina

b) Mezclas de graduación densa

c) Mezclas de graduación gruesa

d) Mezclas de graduación abierta.

Según el porcentaje de huecos en la mezcla:

a) Mezclas abiertas : huecos mayor al 5%

b) Mezclas cerradas : huecos menor al 5%

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Según la temperatura de confección:

a) Mezclas en caliente

b) Mezclas en frío

Según el método constructivo:

a) Mezclas en Sitio

b) Mezclas en planta.

Planta asfáltica "Drum-mix"

4.6. REQUISITOS QUE DEBEN SATISFACER LAS MEZCLAS BITUMINOSAS.

Las mezclas bituminosas para pavimentos deben satisfacer los siguientes requisitos:

4.6.1. ESTABILIDAD

Se refiere a la resistencia al desplazamiento causado por cargas estáticas o en

movimiento. Varía en función de la cohesión y de la ficción interna de la mezcla. La

resistencia interna se produce por la estructura de los inertes y depende del tamaño y

de la integridad de las partículas. La resistencia cohesiva generalmente se desarrolla

en la parte bituminosa de la mezcla, su valor varia en función directa de la carga, del

área cargada y de la viscosidad del bitúmen.

4.6.2. Flexibilidad

Capacidad que tiene una mezcla bituminosa de flexarse repetidas veces sin rajarse,

así como a la facilidad de adaptarse a los cambios de forma que pueda tener la

subrasante.

Las mezclas cambian de flexibilidad de acuerdo con los cambios de temperatura; son

más flexibles cuanto mayor es el calor. La flexibilidad exigible a una mezcla es

función de la elasticidad de la estructura del pavimento de que forma parte.

4.6.3. Dnrabilidad

Es la resistencia que ofrece la mezcla a la desintegración por los agentes climatéricos

o por los esfuerzos abrasivos del tránsito. La desintegración se manifiesta en forma

de rajaduras o ampollamiento y desmenuzamiento.

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4.6.4. Resistencia al deslizamiento

Se refiere a la relación de las ruedas de los vehículos que circulan sobre la superficie

constituida por la mezcla que se llama Coeficiente de Deslizamiento. La textura

superficial determina la resistencia al deslizamiento y depende de la cantidad de

asfalto, la granulometría de los inertes y la presencia de agua o polvo en la superficie.

El exceso de asfalto es causa de bajo coeficiente de deslizamiento; cuando la textura

superficial es semejante a la del papel de lija, se tiene el más alto coeficiente y se

disminuye por la presencia de agua, polvo o lodo.

4.6.5. Trabajabilidad.

Se refiere a la mayor o menor facilidad que ofrece la mezcla para ser colocada como

parte integrante de un pavimento. Esta cualidad depende tanto de los inertes como del

bitúmen así como también del procedimiento para hacer la mezcla.

4.7. DISEÑO DE MEZCLAS ASFALTICAS

Generalidades. La mezcla asfáltica la constituye el material pétreo convenientemente recubierto con una película

de asfalto y luego sometida a un proceso de compactación, que hace que esta mezcla tenga

propiedades resistentes al desgaste producido por los vehículos y a su vez pueda traspasar la

solicitación del peso de ellos hacia las capas inferiores.

Criterios a considerar para el diseño de mezclas:

- El espesor de la película de asfalto alrededor del árido, tiene una influencia determinante en la

estabilidad y durabilidad.

- Mientras mas delgada es dicha película, menor será la estabilidad. A medida que esta película se

engruesa el asfalto tiende a cohesionar el árido, pasando por un óptimo y luego hace un efecto

lubricador.

- La cohesión entre pétreos, varía con el tiempo al perder el asfalto su poder ligante y flexibilidad

al oxidarse.

- El aporte del material pétreo a la estabilidad, lo efectúa a través de su fricción interna y esta a su

vez, es función del tamaño del árido y de la rugosidad de sus caras.

- La falta de estabilidad proporcionada por los áridos, puede ser suplida en parte, usando un

asfalto de menor penetración.

- En el diseño además debe considerarse las características de impermeabilidad y Trabajabilidad.

El diseño debe encontrar el mejor balance entre estabilidad y durabilidad. El objetivo de este

balance es obtener la mezcla más económica.

4.7.1. Fases para el proyecto de una mezcla asfáltica. En muchas ocasiones, el proyecto de una mezcla asfáltica se reduce a determinar su

contenido de ligante, sin embargo, esa es solo la última fase de un proceso más amplio,

que requiere de un estudio cuidadoso de todos los factores involucrados, a fin de

garantizar un comportamiento adecuado de la mezcla y un considerable ahorro económico

en la solución.

Las fases de las que consta el proyecto de una mezcla son las siguientes:

a) Análisis de las condiciones en las que va a trabajar la mezcla: tráfico, tipo de

infraestructura (carretera, vía urbana, aeropuerto, etc.), la capa de la que se trata

(rodadura, intermedia o base) y espesor, naturaleza de las capas subyacentes,

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intensidad del tráfico pesado, clima, etc. Asimismo, hay que distinguir si se trata de

un firme nuevo o de una rehabilitación.

b) Determinación de las propiedades fundamentales que ha de tener la mezcla, dadas las

condiciones en las que ha de trabajar. Debe establecerse la resistencia a las

deformaciones plásticas o la flexibilidad, entre otras.

c) Elección del tipo de mezcla que mejor se adapte a los requerimientos planteados,

incorporando en este análisis las consideraciones económicas o de puesta en obra que

haya que considerar.

d) Materiales disponibles, elección de los agregados pétreos, los cuales deben cumplir

con determinadas especificaciones, pero que en general serán los disponibles en un

radio limitado y, por lo tanto, a un costo razonable. Asimismo, hay que elegir el polvo

mineral de aportación.

e) Elección del tipo de ligante: asfalto, asfalto modificado, emulsión asfáltica, el costo es

siempre un factor muy relevante.

f) Dosificación o determinación del contenido óptimo de ligante según un proceso que

debe adaptarse al tipo de mezcla, la cual debe hacerse para distintas combinaciones de

las fracciones disponibles del agregado pétreo, de manera que las granulometrías

conjuntas analizadas estén dentro de un huso previamente seleccionado.

g) Otros factores a tener en cuenta en el diseño y selección de una mezcla asfáltica son

los siguientes: Exigencias de seguridad vial, Estructura del firme, Técnicas de Diseño

y Ejecución, Sitio de construcción del pavimento (topografía, temperatura, terreno,

período de lluvias trazado de la vía, entre otros), Condiciones de drenaje,

Consideraciones económicas.

Para realizar el proyecto de una mezcla asfáltica que se empleará en un determinado

pavimento existe una gama amplia de posibles soluciones, para esto se hace necesario un

estudio muy riguroso y detenido, para elegir el diseño más adecuado técnica y

económicamente.

Existen también principios que se aplican de acuerdo con las siguientes reglas:

a) Tipo de mezclas asfálticas según su composición granulométrica.

El tipo de mezcla asfáltica a emplear se determinará en función de:

- La capa de firme a que se destine.

- La categoría del tráfico.

- La sección de firmes correspondiente.

b) Tipo de ligante asfáltico.

El tipo de ligante asfáltico a emplear dependerá de:

- La capa de firme a que se destine la mezcla.

- El tipo de mezcla.

- La categoría del tráfico.

- El clima de la zona en que se encuentre la carretera.

c) Relación Fíller /Asfalto.

La relación ponderal de los contenidos de fíller y asfalto de la mezcla asfáltica,

dependerá de:

- La capa de firme a que se destine la mezcla.

- El tipo de mezcla.

- La categoría del tráfico.

- La zona en que se encuentre la carretera.

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4.6. CALCULO DEL PORCENTAJE MINIMO DE ASFALTO.

4.6.1. FORMULA DE MAC KENSON Y FRIKSTAD

P=0.02 a+0.045 b+ cd

P: Porcentaje mínimo de asfalto en peso, respecto del peso total de la mezcla.

a: Porcentaje de agregado retenido por el tamiz N°10

b: Porcentaje de agregado que pasa la malla N°10 y es retenido por la N°200

c: Porcentaje de agregado que pasa el tamiz N200.

d: Coeficiente que depende de las características del material y que tiene como valores los

siguientes:

• Gravas y arenas de río o materiales redondeados de baja absorción: 0.15

• Gravas trituradas de baja absorción: 0.20

• Rocas triturada de absorción medía: 0.30

• Rocas triturada de alta absorción: 0.35

Se considera absorción baja para un valor menor de 2%, absorción media a la

comprendida entre 2 y 4% y absorción alta para valores mayores a 4%.

El peso específico del inerte varía entre 2.6 a 2.7

EJERCICIO: Calcular El porcentaje mínimo de asfalto para una mezcla de agregados

constituidos por: Roca triturada en 52%. arena en 36% y limo y arcilla en 12%

SOLUCION.

P=0.02 * 52 + 0.045 * 36 + 0.30 * 12 = 6.26

En consecuencia, los agregados ocuparán el 93.74% y el asfalto el 6.26% de la mezcla,

valores que son respecto del peso y no del volumen. Cabe aclarar que la cantidad de

asfalto es neta y no incluye el disolvente en caso de utilizar asfaltos líquidos.

4.62. FORMULA DEL INSTITUTO DEL ASFALTO.

Como una primera aproximación para calcular el porcentaje de asfalto a utilizarse en una

mezcla, puede emplearse la relación empírica propuesta por el Instituto del Asfalto.

0.15c cuando 11 – 15% pasa tamiz N° 200

P = 0.035 a + 0.045 b + 0.18c cuando 6 - 10% pasa tamiz N° 200 + F

0.20c cuando 5% o menos pasa tamiz N° 200

Donde:

p = Porcentaje de asfalto en peso, del total de la mezcla.

a = Porcentaje del material grueso.

b = Porcentaje de arena.

c = Porcentaje de material que pasa tamiz N 200.

La fórmula se basa en pesos específicos del agregado, comprendidos entre 2.60 y 2.70.

Para los asfaltos fluidificados SC - 2, el coeficiente a debe reducirse a 0.02. Para asfaltos

fluidificados más pesados, debe usarse valores entre 002 y 0.035, dependiendo de la

cantidad de asfalto residual.

F es una constante que varía de 0.0 a 1.5% y, ocasional mente, llega hasta 2%, cuando el

agregado es muy poroso.

Generalmente el valor F está comprendido entre 0.7 y 1%.

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EJEMPLO

Calcular el porcentaje óptimo teórico de asfalto de una mezcla con agregados

constituidos por piedra triturada 63%, arena 31% y limo y arcilla 6%.

Solución

p= 0.035 x 63 + 0.045 x 31 + 0.18 x 6 + 0.70 = 5.38%

Agregado = 100 - 5.38 = 94.62%

Asfalto = 5.38%

4.6.3. METODO DEL INDICE ASFÁLTICO.

Este procedimiento es aplicable a materiales graduados que contienen cierta cantidad de

finos.

Para calcular el contenido mínimo de asfalto se emplea la siguiente fórmula

:

p = n (0.41G + 2.05g + 15.38A + 53.30 F )

donde:

p = Porcentaje mínimo de betún asfáltico.

n = Indice asfáltico según la absorción del material.

G= Porcentaje de material entre el tamiz 3/4”y el N° 4.

g = Porcentaje de material entre tamiz N 4 y el N 40.

A = Porcentaje de material entre el tamiz N 4Oy el N 200

F = Porcentaje de material que pasa el tamiz N 200.

Los índices asfálticos más comunes son:

__________________________________________________________________

Material pétreo Indice asfáltico.

Grava y arena o material redondeado de. baja absorción. 0.0055

Grava angulosa o redonda, triturada de baja absorción. 0.0060

Grava angulosa o redondeada de alta absorción y roca

triturada de mediana Absorción. 0.0070

Roca triturada de alta absorción 0.0080

___________________________________________________________________

Se considera absorción baja a la que es menos de 2%, absorción mediana la comprendida

entre 2 y 4%, absorción alta a la mayor de 4%

Esta forma de calcular el betún asfáltico se hace únicamente como guía para la

determinación práctica por medio de la prueba de compresión triaxial no confinada.

Ejemplo

Calcular el porcentaje de asfalto requerido para una mezcla con agregado que se ha

obtenido por trituración de roca de alta absorción y con una granulometría de 31%

material que pasa el tamiz 3/4” y retenido en el N° 4, 48% pasa el tamiz N° 4y retenido en

el N° 40, 16% pasa el tamiz N° 40 y retenido en el N 200 y de 5% que pasa el tamiz N°

200.

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Solución

Como el agregado es roca triturada de alta absorción. el Indice asfálfico será 0.008.

= 0.008(0.41x31 + 2.05x48 + 15.38x16 + 53.30x5)=4.99%

Luego el porcentaje en peso, de asfalto será de 5%

5.3.3. Método de las áreas superficiales.

Este método, que también se llama Método Californiano, se funda en que, cada partícula

del inerte que debe ser recubierta por el asfalto, tiene una superficie determinada que

depende del tamaño y forma de la partícula. En consecuencia, para calcular el área

superficial de un inerte, se necesita conocer en la forma más exacta posible su

granulometría.

Determinada el área superficial de un inerte, solo se necesita conocer la cantidad mas

conveniente de bitumen que es necesario para cubrir la unidad de superficie. Esta

cantidad es variable según la forma y la constitución del inerte y se llama Indice

Astáltico. Para fines prácticos, se tienen tablas que dan las constantes de las áreas

superficiales equivalentes (ver Cuadro5.2) y curvas que proporcionan los diferentes

Indices asfálticos. En este gráfico e tiene que a cada pie cuadrado de superficie del inerte,

corresponde un peso determinado de bitúmen que varia entre: 0.0008 y 0.003 de lb/pie

Con estos índices se han confeccionado las curvas 1, 2, 3. 4 y 5 que corresponden a

diferente tipo de inerte, que deben elegirse de acuerdo a su naturaleza. En caso de no

tener a la mano el gráfico para encontrar el Indice asfáitico más apropiado, se puede dar el

valor promedio de éste que es 0.0015.

Para calcular la cantidad de bitumen se usa la siguiente fórmula;

P = (2.65 * Constante de área * Indice Asfáltico) / Peso específico del inerte utilizado) * 100

Donde:

p = Porcentaje en peso del bitumen necesario, respecto al peso total del inerte.

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Conocidos los porcentajes en peso del agregado, el bitumen y las pesos volumétricos del

agregado y de la mezcla, se puede calcular la cantidad de estos materiales para una

mezcla en peso si se trata de una carpeta unitaria por metro cuadrado y espesor conocido.

PROCEDIMIENTO DE CALCULO.

1. Se determina la granulometría del inerte y se utiliza una de las tablas superficie que se

tenga disponible.

2. Se calcula el área superficial parcial multiplicando cada porcentaje granulométrica por

su respectiva constante de rea superficial.

3. Se obtiene el área superficial total sumando las área superficiales parciales.

4. Con el valor del área superficial y con la curva de acuerdo a la dureza de los agregados

en la fig. anterior se determina el índice asfáltico correspondiente.

5. Se calcula el porcentaje mínimo de bitumen empleando la fórmula correspondiente

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