Curso de Diseo y Construccin de Pavimentos Flexibles

Noviembre 2000.

Modificacin de Asfaltos

Temario GeneralDefinicin de ModificadorGeneralidades sobre AsfaltoPrincipales deterioros en las carpetasTipos de Modificadores

Factores de Seleccin

Que es un Modificador ?Un material incorporado a la mezcla asfltica, diferente del asfalto, del agregado ptreo, del llenante mineral; con el fin de controlar el desarrollo o incidencia de deterioros en el pavimento y de mejorar el desempeo mismo del pavimento

Generalidades sobre Asfalto

COMPOSICIN DEL ASFALTOAsfaltoAsfaltenosMaltenosresinasaromticossaturadosEL % DE AROMTICOS EN ESTA FRACCIN DEFINE LA CAPACIDAD DE SOLUBILIDAD DEL ASFALTO.

Comportamiento del AsfaltoComportamiento depende de

Temperatura

Tiempo de Carga

Envejecimiento es importante

Efecto de Tiempo de Carga y Temperatura60 C25 C1 hora1 hora10 horas

Comportamiento a Temperatura AltaTemperatura Altaclimas desrticosverano

= Cargas Lentascamiones a poca velocidadinterseccionesmontaasliquido viscoso

capa 1capa 2direccin del flujode ambas capasvelocidad capa 1velocidad capa 2esfuerzo de corte (resistencia) entre capas, t

t = m x tasa de deformacion unitaria de corteviscosidad

Esfuerzo de CorteEntre CapasTasa de Deformacin Unitaria de Corte Newtoniano(e.g.asf a temp alta)Plstico(e.g. crema de dientes, salsade tomate) Adelgazamiento por Corte (pseudoplstico)(e.g. pinturas, emulsiones) Engrosamiento por Corte (dilatante)(e.g. mezclas arena/agua)m

Pavimento a Temperatura AltaMezcla es plsticaroderas o ahuellamientosdesplazamientos en intersecciones

Comportamiento dependeasfalto (algo)ptreo (bastante !!)

Comportamiento a Temperatura BajaTemperatura Baja Climas frostiempo de invierno

= Cargas RpidasCamiones a alta velocidadslido elstico

Comportamiento Elstico

Pavimento a Temperatura Baja Mezcla es frgilgrietas transversalesAgrietamiento Trmicoesfuerzos internos, inducidos por cambios de temperatura, exceden resistenciaComportamiento depende asfalto (bastante !!)ptreo (algo a poco)

Comportamiento bajo envejecimientoHecho: asfalto reacciona con oxgenoendurecimiento por oxidacin

Corto plazo volatilizacin

mezclado en calientetendido/compactacin

Comportamientobajo EnvejecimientoLargo plazo - oxidacinclima clido peor que clima fro (verano peor que el invierno !)

Fenmeno Endurecimiento Fsicono es envejecimiento el asfalto adquiere rigidez a temperaturas bajasfenmeno es totalmente reversible !

Pavimento bajo EnvejecimientoGrietas por Durabilidad

Mezcla es frgilgrietas aleatorias, sin orientacin

Comportamiento dependeasfalto (bastante)ptreo (algo)

Que es un Modificador ?Un material incorporado a la mezcla asfltica, diferente del asfalto, del agregado ptreo, del llenante mineral; con el fin de controlar el desarrollo o incidencia de deterioros en el pavimento y de mejorar el desempeo mismo del pavimento

DETERIOROS

Deformacin Permanente

Fatiga Permanente

Agrietamiento por temperatura baja

Falla por fatiga

Dao por humedad

Envejecimiento

Sin embargo, al modificar debemos conocer.......

Compatibilidad -Asfalto y modificador deben de coexistir como sistema que combinados se comporte de acuerdo a lo planeado.

Estabilidad en Almacenaje- Un sistema en donde ninguno de los componentes pierda su funcin durante el almacenaje.

Tipos de Modificadoresy

sus Efectos

Llenantes Minerales- cal hidratada, ceniza de escoria, cemento portland, humo de slica, etc.

- tienen efecto sobre :

deformacin permanente susceptibilidad a la humedad

Extendedores- Azufre, algunos llenantes minerales

- tienen efecto sobre :Deformacin permanenteFalla por fatigaFalla por temperatura baja

Hule Molido de llanta- es utilizado para tener efecto sobre :

Deformacin permanente Agrietamiento por fatiga Agrietamiento por temperatura baja

Antistrips (reducir los efectos adversos de la humedad )- amidoaminas grasas, imidazolinas, poliaminas, cal hidratada.

- utilizados para tener efecto sobre :

Susceptibilidad a la humedad

Fibras- polipropileno, polister, celulosa, fibras minerales, fibras de refuerzo.

Tienen efecto sobre : Deformacin permanente Agrietamiento por fatiga Agrietamiento por temp. baja

Antioxidantes- carbamatos de plomo y zinc, negro de humo, cal hidratada, fenoles.

- tienen efecto sobre : Agrietamiento por temp baja Susceptibilidad trmica Envejecimiento

Oxidantes- compuestos de manganeso

- tienen efecto sobre :

Deformacin Permanente

Polmeros Plastomricos- poliisoprenos, polipropileno, etilenvinilacetato (eva), polietileno, poliolefina.

- tienen efecto sobre :Deformacin permanenteAgrietamiento por fatiga

Polmeros Elastomricos- copolmeros en bloques ( SB, SBS, SIS ), ltex de estireno-butadieno ( SBR ).

- tienen efecto sobre : Deformacin permanente Agrietamiento por fatiga Agrietamiento por temperatura baja Envejecimiento

Factores para la Seleccin

Qu mejora es necesaria ? Cul modificador puede lograrla ? Que se va a comprometer al usar el modificador ? Se tiene tecnologa disponible para incorporar el modificador ? Es importante considerar la compatibilidad en el sistema final ? Se puede almacenar el asfalto modificado ?

Cmo se puede especificar el asfalto modificado ? De que manera afecta el modificador las pruebas de lab tpicas ? Cul es el efecto en el costo de vida til ?

Algunos datos............

Condiciones:Granulometra para mezclas en caliente del tipo 19.0 mm High Type surface Course (MSHTSC).Compactacin a 6-8 % de vacos con Superpave Gyratory compactor

Condiciones:Involucra pastillas de hot mix 150 mm de dimetro y 75 mm de altura.The Asphalt pavement Analyzer, es un dispositivo que aplica 690 KPa de presin a las pastillas, las muestras. La temperatura de prueba fue de 64 C, y 8000 ciclos y se corrieron por triplicado.

MUCHAS GRACIASF I N