INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO “SANTIAGO MARIÑO”

EXTENSION PORLAMAR

MATERIA: PAVIMENTO

ASFALTO

Alumnos:

Rubén Chacón 24107111

Silvio Da Silva 25156184

Porlamar 29 de Julio de 2016

MARCO TEÓRICO

EL ASFALTO

Es una sustancia negra, pegajosa, sólida o semisólida según la temperatura ambiente; a la temperatura de ebullición del agua tiene consistencia pastosa, por lo que se extiende con facilidad pero alcanzan altos grados de fluidez a las temperaturas de aplicación en el rango de los 135ºC a los 170ºC”. Se utiliza para revestir carreteras, impermeabilizar estructuras, como depósitos, techos o tejados, y en la fabricación de baldosas, pisos y tejas.

El asfalto se encuentra en depósitos naturales, pero casi todo el que se utiliza hoy en día es artificial, derivado del petróleo. Para pavimentar se emplean asfaltos de destilación, hechos con los hidrocarburos no volátiles que permanecen después de refinar el petróleo para obtener gasolina y otros productos. Son altamente resistentes a la acción de la mayoría de los ácidos, álcalis y sales.

Los materiales asfálticos son de especial interés para los ingenieros, debido a que son cementantes, se adhieren fácilmente, son impermeables y muy duraderos. Son substancias que imparten flexibilidad a la mezcla que forman con los agregados minerales con los que son usualmente combinados.

La cantidad de asfalto que puede ser obtenida de un crudo es muy variable, y es función del "Grado API (American Petroleum Institute) del crudo. Mientras menor sea el Grado API, mas pesado será el crudo y mayor será el contenido de asfalto de pavimentación.

El Grado API es una medida arbitraria de la densidad de un crudo a 60ºF, o de un derivado del crudo a esta misma temperatura, y se obtiene de la siguiente expresión:

Grado API = (141.5 /Gb) — 131.5

Siendo Gb la Gravedad Específica del material a 60ºF (15.5ºC).

Como referencia el Grado API del agua es 10. Los asfaltos tienen un Grado API entre 5 y 10, mientras que las gasolinas tienen un Grado API cercano a 55.

CLASIFICACION DE LAS MEZCLAS ASFALTICAS

Las mezclas asfálticas se clasifican de acuerdo a diferentes parámetros, entre ellos:

Por Fracciones del Agregado Pétreo en la Mezcla

Masilla Asfáltica: Polvo mineral más el ligante. Mortero Asfáltico: Agregado fino más masilla. Concreto Asfáltico: Agregado grueso más mortero. Macadam Asfáltico: Agregado grueso más ligante asfáltico.

Temperatura de la Mezcla en la Puesta en Obra

Mezclas Asfálticas en Caliente: Fabricadas con asfaltos a 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.

Mezclas Asfálticas en Frío: El ligante es una emulsión asfáltica (aunque en algunos lugares se usan los asfaltos fluidificados), y la puesta en obra se realiza a temperatura ambiente.

Proporción de Vacíos en la Mezcla Asfáltica

Este aspecto es de importancia fundamental para que no aparezcan deformaciones plásticas con el paso de las cargas y por las variaciones térmicas.

Mezclas Cerradas o Densas: Con una proporción de vacíos no mayor al 6%.

Mezclas Semi–Cerradas o Semi–Densas: La proporción de vacíos está entre el 6 % y el 10%.

Mezclas Abiertas: Con una proporción de vacíos mayor de 12%. Mezclas Porosas o Drenantes: Con una proporción de vacíos superior al

20%.

Por el Tamaño Máximo del Agregado Pétreo

Mezclas Gruesas: el tamaño máximo del árido es mayor a 10 mm. Mezclas Finas: son microaglomerados ó morteros asfálticos; éstas son

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 se extiende la mezcla (del doble al triple del tamaño máximo).

Por la Estructura del Agregado Pétreo

Mezclas con Esqueleto Mineral:Provistas de 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.

Por 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.

CLASIFICACCION DE LOS PAVIMENTOS ASFALTICOS

Entre los pavimentos asfálticos se pueden clasificar mediante su tipología de acuerdo a su comportamiento y respuesta, tanto como de su composición, estos son:

a) Firmes Flexibles. (Base Granular). Constituidos por capas de sub–base y base de material granular, y por un tratamiento superficial o por una capa de mezcla asfáltica de espesores muy delgados que pueden ir hasta los 10 cm. regularmente, las capas granulares resisten fundamentalmente la acción del tráfico, la capa de rodadura sirve para impermeabilizar el firme, resistir los efectos abrasivos del tráfico y proporcionar una rodadura cómoda y segura.

b) Firmes Flexibles. (Base Asfáltica). Compuesto por una base y un pavimento asfáltico y el cual está constituido por una capa intermedia y otra de rodadura, la sub–base puede ser granular o bien tratada con un ligante hidráulico o hidrocarbonado.

c) Firmes Semi–rígidos. (Base tratada con ligantes hidráulicos). Constituido por una capa de base tratada con ligantes hidráulicos, o de concreto, la sub–base suele ser de material granular, pudiendo ser estabilizada, el pavimento está formado por una o dos capas de mezcla asfáltica (rodadura e intermedia).

ASPECTOS FUNDAMENTALES DEL DISEÑO DE MEZCLA

En general cuando se habla de asfaltos se habla de mezclas; estas mezclas reciben también el nombre de aglomerados, están formados por una combinación de agregados pétreos y un ligante de hidrocarburo, de manera que aquellos quedan cubiertos por una película continua de éste. Se fabrican en unas centrales fijas o móviles, se transportan después a la obra y allí se extienden y se compactan

Estas mezclas están constituidas aproximadamente por un 90% de agregados pétreos grueso y fino, un 5% de polvo mineral 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 algunos de ellos afecta el conjunto.

El ligante asfáltico y el polvo mineral son los dos elementos que más influyen tanto en la calidad de la mezcla asfáltica como en su costo total. Es por eso que las características de los asfaltos son proporcionales al tipo de mezcla del cual este está compuesto. Debido a que el tema de las mezclas de asfalto es vasto, se tratará de dar un enfoque global a las mezclas asfálticas tratando de profundizar en áreas donde resultó necesario.

Las mezclas asfálticas se emplean ya sea en capas de rodadura o en capas inferiores a esta y su función es proporcionar una superficie de rodamiento cómoda, segura y económica a los usuarios de la vía de comunicación, facilitando la circulación de vehículos, aparte de transmitir suficientemente las cargas debidas al tráfico a la expenda para que sean trasportadas por esta. Para diseñar un tipo de pavimento hay que tomar en cuenta dos aspectos fundamentales en el diseño lo cuales son:

La Función Resistente, que determina los materiales y los espesores de las capas a emplear en la construcción.

La Finalidad, que determina las condiciones de textura y acabado que se deben exigir a las capas superiores del firme, para que resulten seguras y confortables. A estas capas superiores se les denomina pavimento.

DISEÑO DE MEZCLAS ASFALTICAS

De estos hay varios métodos de diseño de mezclas que han ido avanzando en el tiempo, podemos mencionar los más relevantes:

1. The Hubbard-Field (1920) : Método de diseño de mezclas asfálticas, fue uno de los primeros métodos en evaluar contenidos de vacíos en la mezcla y en el agregado mineral. Usaba una estabilidad como prueba para medir la deformación.

Funcionó adecuadamente para evaluar mezclas con agregado pequeño o granulometrías finas, pero no también para mezclas con granulometrías que contenían agregados grandes.

2. Método Marshall (1930), método de diseño de mezclas asfálticas, desarrollado durante la 2da. Guerra Mundial y después fue adaptado para su uso en carreteras. Utiliza una estabilidad y porcentaje de vacíos como pruebas fundamentalmente. Excepto cambios en las especificaciones, el método no ha sufrido modificación desde los años 40. El propósito de este método es determinar el contenido optimo del asfalto para un combinación especifica de agregados, así como también proveer información sobre las propiedades de la mezcla asfáltica caliente, y establece las densidades y contenidos óptimos de vacío que deben ser cumplidos durante la construcción del pavimento. se Aplica solo en mezclas asfálticas (en caliente) de pavimentos que utilizan cemento asfaltico clasificado con viscosidad o penetración, y que contiene agregados con tamaños máximos de 25.0mm. o menor, dicho método puede ser usado para el diseño en laboratorio, como para el control de campo de mezclas asfálticas (calientes) de penetración

3. Método Hveem (1930), método de diseño de mezclas asfálticas, desarrollado casi en el mismo tiempo que el método Marshall pero evalúa una estabilidad pseudotriaxial

4. Método de la Western Association of State Highway on Transportation Officials. WASHTO (1984), este método de diseño de mezclas recomendó cambios en los requerimientos del material y especificaciones de diseño de mezclas para mejorar la resistencia a las roderas.

5. Método de Asphalt Aggregate Mixture Analysis System. AAMAS (1987), la necesidad de cambios en el diseño de mezclas fue reconocida, tardaron 2 años para desarrollar un nuevo proyecto para el diseño de mezclas, que incluía un nuevo método de compactación en laboratorio y la evaluación de las propiedades volumétricas, desarrollo de pruebas para identificar las deformaciones permanentes, grietas de fatiga y resistencia a las grietas a baja temperatura.

6. Método SUPERPAVE (1993), el método AAMAS, sirvió como punto de inicio del método SUPERPAVE, que contiene un nuevo diseño volumétrico completo de mezcla, con funcionamiento basado en predicción a través de modelos y métodos de ensayo en laboratorio, grietas por fatiga y grietas por baja temperatura. Los modelos de predicción de funcionamiento fueron completados satisfactoriamente hasta el año 2000. El diseño volumétrico de mezclas en el SUPERPAVE es actualmente implementado en varios estados de los EUA, debido a que ha sido reconocida una conexión entre las propiedades volumétricas de la mezcla asfáltica caliente y su correcto funcionamiento. Tiene su resultado, ahora la aceptación en el control de calidad ha sido cambiada a propiedades volumétricas. SUPERPAVE promete un funcionamiento basado en métodos o ensayos de laboratorio que pueden ser usados para identificar la resistencia a las deformaciones plásticas de los pavimentos.

TIPOLOGIA DE LAS MEZCLAS ASFALTICAS

Mezcla Asfáltica en Caliente.

Constituye el tipo más generalizado de mezcla asfáltica y se define como mezcla asfáltica en caliente la combinación de un ligante hidrocarbonado, agregados incluyendo el polvo mineral y, eventualmente, aditivos, de manera que todas las partículas del agregado queden muy bien recubiertas por una película homogénea de ligante. Su proceso de fabricación implica calentar el ligante y los agregados (excepto, eventualmente, el polvo mineral de aportación) y su puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la ambiente.

Se emplean tanto en la construcción de carreteras, como de vías urbanas y aeropuertos, y se utilizan tanto para capas de rodadura como para capas inferiores de los firmes. Existen a su vez subtipos dentro de esta familia de mezclas con diferentes características. Se fabrican con asfaltos aunque en ocasiones se recurre al empleo de asfaltos modificados, las proporciones pueden variar desde el 3% al 6% de asfalto en volumen de agregados pétreos.

Mezcla Asfáltica en Frío.

Son las mezclas fabricadas con emulsiones asfálticas, y su principal campo de aplicación es en la construcción y en la conservación de carreteras secundarias. Para retrasar el envejecimiento de las mezclas abiertas en frío se suele recomendar el sellado por medio de lechadas asfálticas.

Se caracterizan por su trabajabilidad tras la fabricación incluso durante semanas, la cual se debe a que el ligante permanece un largo periodo de tiempo con una

viscosidad baja debido a que se emplean emulsiones con asfalto fuidificado: el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios, haciendo viable el almacenamiento, pero después de la puesta en obra en una capa de espesor reducido, el endurecimiento es relativamente rápido en las capas ya extendidas debido a la evaporación del fluidificante. Existe un grupo de mezclas en frío, el cual se fabrica con una emulsión de rotura lenta, sin ningún tipo de fluidificante, pero es menos usual, y pueden compactarse después de haber roto la emulsión. El proceso de aumento paulatino de la resistencia se le suele llamar maduración, que consiste básicamente en la evaporación del agua procedente de la rotura de la emulsión con el consiguiente aumento de la cohesión de la mezcla.

Mezcla Porosa o Drenante.

Se emplean en capas de rodadura, principalmente en las vías de circulación rápida, se fabrican con asfaltos modificados en proporciones que varían entre el 4.5 % y 5 % de la masa de agregados pétreos, con asfaltos normales, se aplican en vías secundarias, en vías urbanas o en capas de base bajo los pavimentos de hormigón. Utilizadas como mezclas en caliente para tráficos de elevada intensidad y como capas de rodadura en espesores de unos 4 cm., se consigue que el agua lluvia caída sobre la calzada se evacue rápidamente por infiltración.

Microaglomerados.

Son mezclas con un tamaño máximo de agregado pétreo limitado inferior a 10mm, lo que permite aplicarlas en capas de pequeño espesor. Tanto los microaglomerados en Frío (se le suele llamar a las lechadas asfálticas más gruesas) como los microaglomerados en Caliente son por su pequeño espesor (que es inferior a 3 cm.) tratamientos superficiales con una gran variedad de aplicaciones.

Tradicionalmente se han considerado adecuados para las zonas urbanas, porque se evitan problemas con las alturas libres de los gálibos y la altura de los bordillos debido a que se extienden capas de pequeño espesor.

Masillas.

Son unas mezclas con elevadas proporciones de polvo mineral y de ligante, de manera que si hay agregado grueso, se haya disperso en la masilla formada por aquellos, 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 asfalto 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 asfaltos duros, cuidando la calidad del polvo mineral y mejorando el ligante con adiciones de fibras. Los asfaltos fundidos, son de este tipo, son mezclas de gran calidad, pero su empleo está justificado únicamente en los tableros de los puentes y en las vías urbanas, incluso en aceras, de los países con climas fríos y húmedos.

Mezclas de alto módulo.

Su proceso de elaboración es en caliente, citando específicamente las mezclas de alto módulo para capas de base, se fabrican con asfaltos muy duros. A veces modificados, con contenidos asfálticos próximos al 6 % de la masa de los agregados pétreos, la proporción del polvo mineral también es alta, entre el 8% - 10%. Son mezclas con un elevado módulo de elasticidad, del orden de los 13,000 Mpa. a 20 grados centígrados y una resistencia a la fatiga relativamente elevada. Se utilizan en capas de espesores de entre 8 y 15 cm., tanto para rehabilitaciones como para la construcción de firmes nuevos con tráficos pesados de intensidad media o alta. Su principal ventaja frente a las bases de gravacemento 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, permitiendo ahorra espesor.

PLANTAS DE ASFALTO

La planta de asfalto o planta mezcladora de asfalto utiliza los agregados, áridos y betumenes para producir asfalto. El asfalto es utilizado ampliamente en la construcción de autopistas, carreteras, aeropuertos, puertos y entre otros.

La planta de asfalto está compuesta por el sistema de alimentación de agregados, sistema de sequedad, sistema de quemadura, elevador de agregados calientes, criba vibratoria, almacén de agregados, sistema de medición y de mezcla, sistema de suministro de betún, sistema de filtro de polvo, almacén de productos terminados, sistema de control, entre otros.

Clasificación de productos

Por capacidad productiva

Modelo pequeño: inferior a 40 toneladas por hora Modelo mediano: 40 hasta 400 toneladas por hora Modelo grande: superior a 400 toneladas por hora

Por modo de transporte

Modelo móvil: todos los equipos con chasis de transporte, se puede mover de un lugar a otro lugar fácilmente.

Modelo semi-estacionario: se adapta a la construcción de carreteras. Modelo estacionario: se adapta a obras grandes y construcción de

carreteras de ciudad.

Por proceso de tecnología（forma de mezcla)

Continua: se seca y se mezcla al mismo tiempo en el secador. Discontinua: se seca y se mezcla los agregados con periodo, es decir cada

vez que se mezcla, su intervalo es de 45 hasta 60 segundos, la productividad se limita de

Proceso de la mezcla

El proceso se inicia en la predosificación en los silos de alimentación, se transportan los áridos hasta el secador. Después de entraer la humedad, el elevador de congilones lleva los materiales calientes y secos hasta la parte superior de la torre. La torre de la dosificación, que es el centro principal de una planta, está formada por zarandas（cribas o cedazos）vibratorias de diferentes aperturas para la clasificación granulométrica que clasifican y separan los áridos en diferentes tamaños.

El sistema de la planta, totalmente computarizado, permite que la balanza de áridos controle las compuertas para integrar las cantidades necesarias de los materiales almacenados temporalmente en los silos calientes. Los silos tienen un sistema de sellado contra escape de polvo hacia el medio ambiente y tapas de acceso para mantenimiento, además de colectores de muestra en cada compartimiento. Descargados en el mezcladora, los áridos reciben la cantidad precisa de ligente, medido por la balanza de betún. El sistema controla el tiempo de mezcla. Terminado el proceso, las compuertas de descarga liberan el material directamente sobre el camión de transporte

ENSAYOS PARA EL CEMENTO ASFALTICO

Ensayo de viscosidad

Las especificaciones de los cementos asfálticos clasificados según su viscosidad se basan por lo común en los rangos de viscosidad a 60ºC (140ºF). También se especifica generalmente una viscosidad mínima a 135ºC (275ºF). El propósito es dar valores límites de consistencia a estas dos temperaturas. Se eligió la temperatura de 60ºC (140ºF) porque se aproxima a la máxima temperatura superficial de las calzadas en servicio pavimentadas con mezclas asfálticas en los Estados Unidos y en cualquier otra parte del mundo en donde la construcción de caminos progresa; y la de 135ºC (275ºF), porque se aproxima a la de mezclado y distribución de mezclas asfálticas en caliente para pavimentación.

Para el ensayo de viscosidad a 60ºC (140ºF) se emplea un viscosímetro de tubo capilar. Los dos tipos más comunes en uso son: el viscosímetro de vacío del Asphalt Institute y el viscosímetro de vacío de Cannon-Manning. Se calibran con aceites normalizados. Para cada viscosímetro se obtiene un "factor de calibración", cuyo uso se describe luego. Generalmente, los viscosímetros vienen calibrados por el fabricante quien suministra estos factores.

El viscosímetro se monta en un baño de agua a temperatura constante, controlado termostáticamente. Se vuelca asfalto precalentado en el tubo grande hasta que alcanza el nivel de la línea de llenado. El viscosímetro lleno se mantiene en el baño por un cierto tiempo hasta que el sistema alcance la temperatura de equilibrio de 60ºC (140ºF).

Se aplica un vacío parcial en el tubo pequeño para inducir el flujo, porque el cemento asfáltico a esta temperatura es muy viscoso para fluir fácilmente a través de los tubos capilares del viscosímetro. Un dispositivo para el control del vacío y se conecta al sistema una bomba de vacío.

Luego que el baño, viscosímetro y el asfalto se han estabilizado en 60ºC (140ºF), se aplica vacío y se mide con un cronómetro el tiempo, en segundos, que tarda el cemento asfáltico en fluir entre dos de las marcas. Multiplicando este tiempo por el factor de calibración del viscosímetro se obtiene el valor de la viscosidad en poises, la unidad patrón para medir viscosidad absoluta.

El viscosímetro de vacío del Asphalt Institute tiene muchas marcas para medir el tiempo. Seleccionando el par apropiado, se puede usar para asfaltos con una amplia variación de consistencias.

Los cementos asfálticos para pavimentación son lo suficientemente fluidos a 135ºC (275ºF) para fluir a lo largo de tubos capilares bajo fuerzas gravitacionales únicamente. Por lo tanto, se usa un tipo distinto de viscosímetro, ya que no se requiere vacío. El más usado es el viscosímetro de brazos cruzados Zeitfuchs También se lo calibra con aceites normalizados.

Como estos ensayos se hacen a 135°C (275ºF), para el baño se requiere un aceite claro apropiado. Se monta el viscosímetro en el baño y se vuelca el asfalto en la abertura mayor hasta que llegue a la línea de llenado. Como antes, se deja que el sistema alcance la temperatura de e-quilibrio. Para que el asfalto comience a fluir por el sifón que está justo encima de la línea de llenado, es necesario aplicar una pequeña presión en la abertura mayor o un ligero vacío

en la menor. Entonces el asfalto fluirá hacia abajo en la sección vertical del tubo capilar debido a la gravedad. Cuando el asfalto alcanza la primera de las marcas se comienza a medir el tiempo hasta que alcanza la segunda. El intervalo de tiempo, multiplicado por el factor de calibración del viscosímetro, da la viscosidad cinemática en centistokes.

Es necesario destacar que las medidas de viscosidad para 135ºC (275ºF) se expresan en centistokes y para 60ºC (140°F), en poises. En el ensayo de viscosidad cinemática, la gravedad induce el flujo (resultados en centistokes) y la cantidad de flujo a través del tubo capilar depende de la densidad del material. En el ensayo de viscosidad absoluta, los resultados se dan en poises, y el flujo a través del tubo capilar se induce por medio de un vacío parcial, siendo los efectos gravitacionales despreciables. Estas unidades poises y stokes o centipoises y centistokes pueden ser convertidas unas en otras aplicando, simplemente, un factor debido a la densidad.

Ensayo de Penetración

La consistencia del asfalto puede medirse con un método antiguo y empírico, como es el ensayo de penetración, en el cual se basó la clasificación de los cementos asfálticos en grados normalizados. El ensayo es una penetración normal. Consiste en calentar un recipiente con cemento asfáltico hasta la temperatura de referencia, 25ºC (77ºF), en un baño de agua a temperatura controlada. Se apoya una aguja normalizada, de 100 g de peso sobre la superficie del cemento asfáltico durante 5 segundos. La medida de la penetración es la longitud que penetró la aguja en el cemento asfáltico en unidades de 0,1 mm.

Ocasionalmente el ensayo de penetración se realiza a distinta temperatura en cuyo caso puede variarse la carga de la aguja, el tiempo de penetración, o ambos.

Ensayo de punto de inflamación

Cuando se calienta un asfalto, libera vapores que son combustibles. El punto de inflamación, es la temperatura a la cual puede ser calentado con seguridad un asfalto, sin que se produzca la inflamación instantánea de los vapores liberados, en presencia de una llama libre. Esta temperatura, sin embargo, está bastante por debajo, en general, de la que el material entra en combustión permanente. Se la denomina punto de combustión (fire point), y es muy raro que se use en especificaciones para asfalto.

El ensayo más usado para medir el punto de inflamación del cemento asfáltico es el de "vaso abierto Cleveland" (COC), que consiste en llenar un vaso de bronce con un determinado volumen de asfalto, y calentarlo con un aumento de temperatura normalizado. Se pasa una pequeña llama sobre la superficie del asfalto a intervalos de tiempo estipulados. El punto de inflamación es la temperatura a la cual se han desprendido suficientes volátiles como para provocar una inflamación instantánea.

Ensayo de película delgada en horno

Este no es en realidad un ensayo, sino un procedimiento destinado a someter a una muestra de asfalto a condiciones de endurecimiento aproximadas a

aquellas que ocurren durante las operaciones normales de una planta de mezclado en caliente. Para medir la resistencia al endurecimiento del material bajo estas condiciones, se hacen al asfalto ensayos de penetración o de viscosidad antes y después del ensayo.

Se coloca una muestra de 50 ml de cemento asfáltico en un recipiente cilíndrico de fondo plano de 140 mm (5,5 pulgadas) de diámetro interno y 10 mm (3/8 pulgada) de profundidad. El espesor de la capa de asfalto es de 3 mm (1/8 pulgada) aproximadamente. El recipiente conteniendo a la muestra se coloca en un plato que gira alrededor de 5 a 6 revoluciones por minuto durante 5 horas dentro de un horno ventilado mantenido a 163ºC (325ºF). Luego se vuelca el cemento asfáltico en un recipiente normalizado para hacerle el ensayo de viscosidad o de penetración.

Ensayo de película delgada rodante en horno

Este ensayo es una variante del anterior, desarrollado por agencias del oeste de los Estados Unidos. El propósito es el mismo pero cambian los equipos y procedimientos de ensayo.

Consiste en usar el horno para el ensayo de película delgada rodante y también el frasco de diseño especial para contener la muestra. Se vuelca en el frasco una determinada cantidad de cemento asfáltico y se lo coloca en un soporte que rota con cierta velocidad alrededor de un eje horizontal, con el horno mantenido a una temperatura constante de 163ºC (325ºF). Al rotar el frasco, el cemento asfáltico es expuesto constantemente en películas nuevas. En cada rotación, el orificio del frasco de la muestra pasa por un chorro de aire caliente que barre los vapores acumulados en el recipiente.

En este horno, se puede acomodar un mayor número de muestras que en el horno del ensayo de película delgada. El tiempo requerido para alcanzar determinadas condiciones de endurecimiento en la muestra es también menor para este ensayo.

Ensayo de ductilidad

Algunos ingenieros consideran que la ductilidad es una característica importante de los cementos asfálticos. Sin embargo, generalmente se considera más significativa la presencia o ausencia de la misma, que su grado real. Algunos cementos asfálticos que tienen un grado muy alto de ductilidad son también más susceptibles a la temperatura. Es decir, que la variación de la consistencia puede ser mayor debido al cambio de temperatura

La ductilidad de un cemento asfáltico se mide con un ensayo tipo "extensión" para el que se moldea una probeta de cemento asfáltico en condiciones y medidas normalizadas. Se la lleva a la temperatura de ensayo de la norma, generalmente 25ºC (77ºF) y se separa una parte de la probeta de la otra a cierta velocidad, normalmente 5 cm por minuto, hasta que se rompa el hilo de asfalto que une ambos extremos de la muestra. La ductilidad del asfalto es la distancia (en centímetros) a la cual se rompe dicho hilo.

Ensayo de solubilidad

El ensayo de solubilidad es una medida de la pureza del cemento asfáltico. La parte del mismo soluble en bisulfuro de carbono representa los constituyentes activos de cementación. Solo la materia inerte, como sales, carbón libre, o contaminantes inorgánicos, no son solubles. En este ensayo se usa generalmente tricloroetileno, que es menos peligroso que el bisulfuro de carbono y otros solventes. La mayoría de los cementos asfálticos son igualmente solubles en cual-quiera de ellos El proceso para determinar la solubilidad es muy simple.

Se disuelven aproximadamente 2grs. de asfalto en 100 ml de solvente y se filtra la solución a través de una plancha de asbesto colocada en un crisol de porcelana (Gooch). Se pesa el material retenido por el filtro y se lo expresa como porcentaje de la muestra original, obteniéndose el porcentaje soluble en bisulfuro de carbono.

PRACTICA EN LA PLANTA DE ASFALTO

Para conocer sobre de la plantas de asfalto y su funcionabilidad me dirigí a la Cantera Roferca que está situada en la Av. 31 de Julio Sector Guatamare, ya que esta cantera consta de una planta de asfalto y una planta de concreto, en la cual me dieron acceso a las instalaciones y me explicaron las siguiente información de manera bastante detallada.

La preparación del asfalto empieza desde la picadora de piedra estas están especializadas para rocas tipo 1, tipo 2 y tipo 3 diferenciándose en su tamaño según el tamiz de cada una, siendo la tipo 1 la más grande

Los materiales necesarios para hacer el asfalto son; la piedra, polvo, arrocillo y el cemento asfaltico.

La cantera Roferca posee una máquina de asfalto modelo grande TIPO BATCH 1500 KG (Discontinua) con una capacidad de 120t/h. trabajando solo con las mezclas tipo II, III, IV

Mezclas tipo III (COVENIN): tamaño máximo de 12.5 mm para rodamientos, Mezclas Tipo IV (COVENIN) tamaño máximo de 19 mm para capas

intermedias y bases.

Las mezclas están estipuladas en las Normas pero en la actualidad se ha modificado aunque esto no influye mucho en la creación debido a que la mezcla se hace de acuerdo a lo requerido por el cliente, y el cliente lo pide de acuerdo a el uso que se le vaya a dar a la mezcla

El proceso de producción de la maquina inicia en las tolvas de almacenamiento en donde se encuentran las piedra, polvo, arrocillo, ya que estas normalmente constituyen el 90% de la mezcla aunque esto varía de acuerdo a el uso que se le vaya a dar al asfalto. Cada tolva libera una cantidad de material sobre una cinta transportadora que la conduce a un secador, que es donde ingresan los materiales para sacarle los restos de humedad, esto ayuda a que los materiales se mezclen mejor con el cemento asfaltico. De ahí sube al tamizador para separar nuevamente los materiales secos permitiendo así pesar la cantidad exacta de cada uno.

Posteriormente se envía todo a una mezcladora, para unir todo los elementos y incluye cemento asfaltico caliente, de ahí directo a los camiones transportadores.

Particularmente La Cantera Roferca trabaja el asfalto a una temperatura entre 160° y 170° además de ello realizan un aproximado de 67kg a 68kg de cemento asfaltico por mezcla.

(Picadora de piedras tipo 1)

(Picadora de piedras tipo 2)

(Picadora de piedras tipo 2)

(Sistema de control. Planta de Asfalto)

(Torre de mezcla, planta de Asfalto)

(Sistema de suministro, Planta de Asfalto)

(Proceso de Planta; Tolvas de almacenamiento-cinta transportadora- secador)

(Tolvas de almacenamiento, Planta asfáltica)

(Sistema de sumistro de asfalto, planta asfáltica)

(Cantera Roferca)

(RUBEN CHACON/SILVIO DA SILVA)