LIGANTES BITUMINOSOS CONTENIDO Definiciones y tipos de ligantes bituminosos Clasificación de los cementos asfálticos Ensayos de clasificación de cementos asfálticos por penetración y viscosidad Criterio SUPERPAVE para especificar cementos asfálticos Asfaltos modificados con polímeros Emulsiones asfálticas Emulsiones asfálticas modificadas Asfalto líquido para imprimación LIGANTES BITUMINOSOS DEFINICIONES Y TIPOS DE LIGANTES BITUMINOSOS LIGANTES BITUMINOSOS DEFINICIONES Ligante bituminoso Material que contiene betún (bitumen), el cual es un hidrocarburo soluble en bisulfuro de carbono (CS2). El asfalto y el alquitrán son materiales bituminosos Asfalto Material aglomerante de color marrón oscuro a negro, de consistencia variable, constituido principalmente por betunes. El asfalto puede ser natural u obtenido por refinación de petróleo LIGANTES BITUMINOSOS DEFINICIONES Alquitrán Producto hidrocarbonado semisólido o líquido, resultante de la destilación de la hulla. Su contenido de betún es menor que el de los asfaltos. Presenta buena adhesividad con los agregados y resiste el ataque de los derivados del petróleo, pero presenta alta susceptibilidad térmica y envejecimiento rápido TIPOS DE LIGANTES BITUMINOSOS OBTENCIÓN DE LOS ASFALTOS EN REFINERÍA TIPOS DE ASFALTOS PARA PAVIMENTACIÓN Cemento asfáltico Asfalto refinado o una combinación de éste con un aceite fluidificante, cuya viscosidad es apropiada para los trabajos de pavimentación Asfalto líquido Cemento asfáltico licuado con solventes como la gasolina (RC), el kerosén (MC) o un aceite liviano (SC). Su uso está muy limitado por efectos ambientales Emulsión asfáltica Dispersión de glóbulos de cemento asfáltico dentro de agua en presencia de un agente emulsificante. Puede ser aniónica o catiónica, dependiendo de la carga eléctrica de los glóbulos TIPOS DE ASFALTOS PARA PAVIMENTACIÓN LIGANTES BITUMINOSOS CLASIFICACIÓN DE LOS CEMENTOS ASFÁLTICOS CLASIFICACIÓN DE LOS CEMENTOS ASFÁLTICOS Por grados de penetración Se basa en el resultado del ensayo de penetración, es cual describe la consistencia a una temperatura de 25° C El Instituto Nacional de Vías ha adoptado dos grados de cemento asfáltico para pavimentación, con penetraciones comprendidas dentro de los rangos 60-70 y 80-100 CLASIFICACIÓN DE LOS CEMENTOS ASFÁLTICOS Por grados de viscosidad Se basa en la determinación de la viscosidad absoluta del producto a 60° C Cuando las pruebas se realizan sobre el asfalto original se designan como AC-2.5; AC-5; AC-10; AC-20 y AC-40 y se designan como AR 1000, AR 2000, AR 4000, AR 8000 y AR 1600, cuando se efectúan sobre muestras de asfaltos sometidos a un ensayo de envejecimiento acelerado En el primer caso, el número de identificación es la centésima parte de la viscosidad deseada a 60°C, en Poises, y en el segundo caso es la viscosidad deseada a la misma temperatura, en Poises CLASIFICACIÓN DE LOS CEMENTOS ASFÁLTICOS Por grados de comportamiento Se basa en el desempeño previsto del ligante y lo especifica en función de las condiciones climáticas extremas en que presenta propiedades físicas adecuadas. Se designan con el acrónimo PG, acompañado de dos números que indican las temperaturas máximas y mínimas de diseño (Ejemplo: PG 64-28) Hay 21 clases de asfaltos clasificados por grados de comportamiento ELECCIÓN DEL GRADO DE CEMENTO ASFÁLTICO Independientemente del sistema de clasificación elegido, el grado por escoger depende de las condiciones ambientales El sistema de grados de comportamiento (PG) define los límites de temperatura dentro de los cuales es previsible el buen comportamiento del cemento asfáltico ELECCIÓN DEL GRADO DE CEMENTO ASFÁLTICO En los otros sistemas, la tendencia es elegir bajos grados de viscosidad en climas fríos para brindar mayor flexibilidad para soportar el agrietamiento térmico a baja temperatura, en tanto que si el clima es cálido se eligen ligantes de mayor viscosidad para contribuir en la resistencia de las mezclas a la deformación permanente La elección del grado es importante también en el diseño del pavimento, por cuanto incide en las propiedades de rigidez y de fatiga de la mezcla asfáltica LIGANTES BITUMINOSOS ENSAYOS DE CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y POR VISCOSIDAD ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Penetración (INV E-706) Es una medida de la consistencia del asfalto a la temperatura especificada para el ensayo ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Punto de ablandamiento (anillo y bola) (INV E-712) Es la temperatura a la cual el cemento asfáltico se vuelve lo suficientemente blando como para comenzar fluir. Se suele suponer, en términos amplios, que la consistencia en este punto es equivalente a la que presenta cuando su penetración es 800 (0.1mm) El concepto del punto de ablandamiento es algo arbitrario y no corresponde exactamente a un cambio físico del producto, por cuanto la consistencia del asfalto disminuye gradualmente sin presentar un punto de fusión definido ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Punto de ablandamiento (anillo y bola) (INV E-712) ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Índice de penetración de Pfeiffer y Van Doormaal (IP) Expresión matemática para estimar la susceptibilidad térmica de los cementos asfálticos 20 500 A 1 50 A log( pen ) log 800 A 25 T A& B IP Donde pen = penetración a 25°C (0.1 mm) T A&B= punto de ablandamiento (°C) ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Índice de penetración de Pfeiffer y Van Doormaal (IP) Ejemplo pen =100 (0.1 mm) T A&B = 45°C log 100 log 800 A 0.04515 25 45 20 500 * 0.04515 IP 0.79 1 50 * 0.04515 ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Viscosidad absoluta (INV E-716) La prueba tiene por finalidad determinar la viscosidad del cemento asfáltico a la temperatura más alta que el pavimento suele experimentar durante su servicio ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Ductilidad (INV E-702) Es una medida de cuánto puede estirarse una muestra del asfalto antes de que se rompa en dos (5cm/minuto, 25º C) Es un ensayo más de identificación que cuantitativo. Los asfaltos provenientes de destilación del petróleo al vapor o al vacío muestran alta ductilidad, en tanto que en los obtenidos por oxidación o soplado la ductilidad es baja ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Punto de inflamación (INV E-709) Es la temperatura más baja a la cual se separan materiales volátiles de la muestra, creando un ―destello‖ en presencia de una llama abierta La finalidad de la prueba es identificar la temperatura máxima a la cual el producto puede ser manejado sin peligro de que se inflame ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Solubilidad (INV E-713) Es un procedimiento para medir la pureza del cemento asfáltico Una muestra es sumergida en un solvente donde se disuelven sus componentes cementantes activos, en tanto que las impurezas (sales, carbono libre, contaminantes inorgánicos) no se disuelven, sino que se depositan en forma de partículas ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Contenido de agua (INV E-704) Se emplea para determinar la existencia de contaminaciones indebidas o asegurarse que no se producirá espuma durante el calentamiento del producto El método se basa en la destilación a reflujo de una muestra del asfalto, junto con un disolvente volátil no miscible con el agua, el cual, al evaporarse, facilita el arrastre del agua presente, separándose de ella al condensarse ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Contenido de agua (INV E-704) ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Envejecimiento en horno en película fina (INV E-721) Reproduce el efecto del aire y del calor sobre una película delgada del ligante asfáltico, simulando el envejecimiento que éste sufre a corto plazo durante los procesos de mezclado y colocación de las mezclas de concreto asfáltico A la muestra así envejecida, se le determinan la pérdida de masa, la penetración (25º C), la ductilidad (25º C) y la viscosidad a 60º C para medir el endurecimiento anticipado del material durante las operaciones de mezcla y colocación ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Envejecimiento en horno en película fina (INV E-721) ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Envejecimiento al horno en película fina rotativa (INV E-720) Reproduce el efecto del aire y del calor sobre una película delgada del ligante asfáltico en movimiento, simulando el envejecimiento que éste sufre a corto plazo durante los procesos de mezclado y colocación de las mezclas de concreto asfáltico Las ventajas de este ensayo sobre el del horno en película fina consisten en que se puede acomodar un mayor número de muestras en el horno y que el tiempo requerido para envejecerlas es menor ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Envejecimiento al horno en película fina rotativa Horno Recipientes para el ensayo (izquierda – luego del ensayo, centro – antes del ensayo, derecha – vacío) ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Gráfica de Heukelom (Bitumen Test Data Chart) Muestra la variación de la consistencia del asfalto con la temperatura Permite determinar gráficamente el índice de penetración (IP) Permite estimar las temperaturas más adecuadas de mezcla y compactación de las mezclas asfálticas en caliente: — El cubrimiento satisfactorio del agregado pétreo se obtiene con una viscosidad aproximada del asfalto de 0.2 Pa.s (2 Poises) — La viscosidad óptima para compactación se encuentra entre 2 y 20 Pa.s (20 - 200 Poises) ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS POR PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD Gráfica de Heukelom (Bitumen Test Data Chart) ESPECIFICACIONES DE CEMENTOS ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES INVIAS CON BASE EN LA PENETRACIÓN NORMA DE ENSAYO INV CARACTERISTICA Penetración (25oC, 100 g, 5 s) 60-70 80-100 mín máx mín máx 0.1 mm E-706 60 70 80 100 Índice de penetración - E-724 -1 +1 -1 +1 Viscosidad absoluta (60° C) P E-716 1500 Ductilidad (25 oC, 5 cm/min) cm E-702 100 - 100 - Solubilidad en tricloroetileno % E-713 99 - 99 - Contenido de agua % E-704 - 0.2 - 0.2 230 - 230 - - 1.0 - 1.0 Punto de ignición mediante copa abierta de Cleveland Pérdida por calentamiento en película delgada (163oc, 5 h) Penetración del residuo luego de la perdida por calentamiento, en % de la penetración original 1000 E-709 °C E-721 % % E-706 52 48 - - ESPECIFICACIONES DE CEMENTOS ASFÁLTICOS Especificaciones ASTM con base en la viscosidad Requerimientos para cemento asfáltico clasificado por grados de viscosidad a 140oF (60oC) Ensayo Grado de viscosidad AC-2.5 AC-5 AC-10 AC-20 AC-40 Viscosidad, 140oF (60oC), P 250 + 50 500 + 100 1000 + 200 2000 + 400 4000 + 800 Viscosidad, 275oF (135oC), mínimo, cSt. 80 110 150 210 300 Penetración 77oF (25oC), 100g. 5 s. mínimo 200 120 70 40 20 Punto de llama copa abierta Cleveland, mínimo oF (oC) 325 (163) 350 (177) 425 (219) 450 (232) 450 (232) Solubilidad en tricloroetileno, mínimo % 99.0 99.0 99.0 99.0 99.0 Ensayos sobre el residuo del TFOT: Viscosidad 140oF (60oC), máximo 1250 2500 5000 10000 20000 o o A Ductilidad, 77 F (25 C), 5cm/min. mínimo cm. 100 100 50 20 10 Requerimientos para cemento asfáltico clasificado por grados de viscosidad a 140oF (60oC) Ensayo AC-2.5 AC-5 AC-10 AC-20 AC-30 AC-40 Viscosidad, 140oF (60oC), P 250 + 50 500 + 100 1000 + 200 2000 + 400 3000 + 600 4000 + 800 Viscosidad, 275oF (135oC), mínimo cSt. 125 175 250 300 350 400 Penetración 77oF (25oC), 100g. 5 s. mínimo 200 140 80 60 50 40 Punto de llama copa abierta Cleveland, mínimo oF (oC) 325 (163) 350 (177) 425 (219) 450 (232) 450 (232) 450 (232) Solubilidad en tricloroetileno, mínimo % 99.0 99.0 99.0 99.0 99.0 99.0 Ensayos sobre el residuo del TFOT: Viscosidad 140oF (60oC), máximo 1250 2500 5000 10000 15000 20000 Ductilidad, 77oF (25oC), 5cm/min. mínimo cm. 100A 100 75 50 40 25 o o Requerimientos para cemento asfáltico clasificado por grados de viscosidad a 140 F (60 C) Ensayos sobre el residuo del RTFOT: AR-1000 AR-2000 AR-4000 AR-8000 AR-16000 Viscosidad, 140oF (60oC), P 1000 + 250 2000 + 500 4000 + 1000 8000 + 2000 16000 + 4000 Viscosidad, 275oF (135oC), mínimo, cSt. 140 200 275 400 550 Penetración 77oF (25oC), 100g. 5 s. mínimo 65 40 25 20 20 % de penetración original, 77oF (25oC), mínimo 40 45 50 52 Ductilidad, 77oF (25oC), 5cm/min. mínimo cm. 100A 100B 75 75 75 Ensayos sobre el asfalto original: Punto de llama copa abierta Cleveland, mínimo oF (oC) 400 (205) 425 (219) 400 (227) 450 (232) 460 (238) Solubilidad en tricloroetileno, mínimo % 99.0 99.0 99.0 99.0 99.0 ESPECIFICACIONES DE CEMENTOS ASFÁLTICOS COMPARACIÓN DE GRADOS DE PENETRACIÓN Y VISCOSIDAD VENTAJAS DE LA CLASIFICACIÓN POR GRADOS DE PENETRACIÓN Los grados de los asfaltos se relacionan con las temperaturas promedio de servicio Los ensayos son sencillos y de rápida ejecución Bajos costos de capital Los ensayos se pueden realizar en laboratorios de obra Se puede establecer la susceptibilidad térmica DESVENTAJAS DE LA CLASIFICACIÓN POR GRADOS DE PENETRACIÓN El ensayo de penetración es empírico La velocidad de corte durante el ensayo es alta y variable Similares penetraciones a 25°C no reflejan amplias diferencias en el comportamiento de los asfaltos en condiciones de servicio Las temperaturas de mezcla y compactación no están disponibles VENTAJAS DE LA CLASIFICACIÓN POR GRADOS DE VISCOSIDAD (AC) La viscosidad es una propiedad fundamental del asfalto La evaluación se realiza en un amplio rango de temperaturas La evaluación considera la máxima temperatura de la superficie del pavimento Se tiene en cuenta la susceptibilidad térmica Se dispone de información sobre las temperaturas de mezcla y compactación DESVENTAJAS DE LA CLASIFICACIÓN POR GRADOS DE VISCOSIDAD (AC) Mayor costo y tiempo de ejecución de los ensayos Se requiere mayor pericia técnica La clasificación no es válida para asfaltos no newtonianos Asfaltos ubicados en el mismo grado pueden presentar un amplio rango de propiedades VENTAJAS DE LA CLASIFICACIÓN POR GRADOS DE VISCOSIDAD (AR) Representa las propiedades del asfalto después de calentado y mezclado en planta Mide una propiedad fundamental del asfalto Evaluación en un amplio rango de temperaturas Limita el uso de asfaltos muy susceptibles al envejecimiento DESVENTAJAS DE LA CLASIFICACIÓN POR GRADOS DE VISCOSIDAD (AR) Alto costo y largo tiempo de ejecución de los ensayos Requiere diferentes equipos y pericia técnica Clasificación no válida para asfaltos no newtonianos No hay ensayos de consistencia para el asfalto original Amplio rango de propiedades para asfaltos del mismo grado LIGANTES BITUMINOSOS CRITERIO SUPERPAVE PARA ESPECIFICAR CEMENTOS ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Introducción SUPERPAVE (Superior Performing Asphalt Pavement) es un sistema de especificación de los materiales constitutivos, diseño de mezclas asfálticas y su análisis, y la predicción del comportamiento de los pavimentos, incluyendo equipos de ensayo, métodos de ensayo y criterios. El sistema especifica los ligantes con base en el clima y la temperatura prevista en el pavimento ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Introducción (cont.) El ligante se especifica por grados de comportamiento (grados de performance -PG-), por ejemplo, PG 64-22 Los números (64 y -22) indican las temperaturas más alta y más baja, en grados Celsius, dentro de las cuales el ligante poseería propiedades físicas adecuadas ALTA TEMPERATURA PG 52 PG 58 PG 64 PG 70 BAJA TEMPERATURA (-) 10, 16, 22, 28, 34, 40, 46 16, 22, 28, 34, 40 16, 22, 28, 34, 40 10, 16, 22, 28 ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Introducción (cont.) El sistema mide las propiedades físicas tanto sobre el ligante sin envejecer, como sobre el ligante envejecido en el laboratorio, para simular las condiciones de envejecimiento en un pavimento real a corto y largo plazo ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS El envejecimiento se simula con 2 dispositivos: Horno de película fina rotativa (RTFO) Equipo de envejecimiento a presión (PAV) Las propiedades físicas de los ligantes son medidas con 4 dispositivos: Viscosímetro rotacional (RV = rotational viscosimeter) Reómetro de corte dinámico (DSR = dynamic shear rheometer) Reómetro de flexión (BBR = bending beam rheometer) Ensayo de tracción directa (DTT = direct tension test) ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ENVEJECIMIENTO A CORTO PLAZO ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Envejecimiento del asfalto en horno de película fina rotativa (RTFO) Simula el envejecimiento durante el mezclado y la etapa de construcción ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ENVEJECIMIENTO A LARGO PLAZO ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Envejecimiento del asfalto en equipo de envejecimiento a presión (PAV) Muestras de 50 gramos del ligante son envejecidas durante 20 horas bajo una presión de 300 psi, a alta temperatura, simulando el envejecimiento del ligante después de 7 a 10 años de servicio ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS VERIFICACIÓN DE VISCOSIDAD DURANTE EL PROCESO CONSTRUCTIVO ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Viscosímetro rotacional Caracteriza el stiffness del ligante a 135°C, temperatura a la cual éste actúa casi enteramente como fluido El equipo consiste en un cilindro rotacional coaxial, que mide la viscosidad por medio del torque requerido para rotar un eje dentro de una muestra de ligante a una velocidad constante La especificación exige una viscosidad menor de 3 Pa.s, a 135°C, para garantizar que el ligante es bombeable y manejable durante la elaboración de la mezcla ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Viscosímetro rotacional ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS VERIFICACIÓN DE LA RESISTENCIA AL AHUELLAMIENTO Y A LA FATIGA DURANTE EL PERÍODO DE SERVICIO ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Reómetro de corte dinámico (DSR) Se emplea para caracterizar viscoelásticas del ligante las propiedades Mide el módulo complejo en corte (G*) y el ángulo de fase (d), sometiendo a tensiones de corte oscilante una pequeña muestra del ligante, colocada entre dos platos paralelos y midiendo la deformación de corte resultante Si el material es totalmente elástico, no hay retraso entre la tensión de corte y la respuesta de la deformación específica de corte (d0) Si el material es totalmente viscoso, la respuesta está totalmente desfasada (d90) ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Reómetro de corte dinámico (DSR) (cont.) Los materiales viscoelásticos tienen un ángulo de fase entre 0° y 90°, dependiendo de la temperatura del ensayo La especificación de ligantes SUPERPAVE controla el stiffness del asfalto a las mayores temperaturas de servicio y a las temperaturas intermedias ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Reómetro de corte dinámico (DSR) (cont.) A altas temperaturas ( > 46°C ), lo hace mediante la relación G*/sen d , buscando garantizar que el asfalto provea su mayor aporte a la resistencia global al corte de la mezcla en términos de la elasticidad a altas temperaturas (protección contra el ahuellamiento) A temperaturas intermedias (7°C a 34°C), lo hace mediante el producto G*(sen d ), asegurando que el ligante no contribuya a la fisuración por fatiga ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Reómetro de corte dinámico (DSR) ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Reómetro de corte dinámico (DSR) ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Reómetro de corte dinámico (DSR) ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS VERIFICACIÓN DE LA RESISTENCIA AL AGRIETAMIENTO A BAJA TEMPERATURA ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Reómetro de flexión de viga (BBR) Caracteriza las propiedades de stiffness del ligante a bajas temperaturas Mide el stiffness en ―creep‖(S) y el logaritmo de la viscosidad de deformación en ―creep‖ (m) Una pequeña viga de ligante es sometida a ―creep‖ a baja temperatura y conociendo la carga aplicada y la deflexión durante todo el ensayo, el stiffness en ―creep‖ puede ser determinado para diversos tiempos ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Reómetro de flexión de viga (BBR) ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Reómetro de flexión de viga (BBR) ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Reómetro de flexión de viga (BBR) ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Reómetro de flexión de viga (BBR) El logaritmo de la velocidad de deformación en creep ―m‖ es la pendiente de la curva log (St) vs log (t), para un tiempo de 60 segundos ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Reómetro de flexión de viga (BBR) Ligantes con bajo stiffness en creep no se fisurarán en tiempo muy frío Ligantes con alto valor de ―m‖ son más efectivos en la relajación de las tensiones que se desarrollan cuando la temperatura desciende, asegurando un fisuramiento mínimo por baja temperatura Algunos ligantes (en especial los modificados con polímeros) pueden tener a baja temperatura un stiffness en creep más alto que el deseado sin que se fisuren, debido a que conservan su capacidad para estirarse sin fracturas a bajas temperaturas ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Ensayo de tensión directa (DTT) Verifica que el ligante sea suficientemente dúctil a bajas temperaturas cuando su stiffness en ―creep‖ es muy alto El DTT provee la deformación específica de rotura en tracción, medida sobre una muestra pequeña de forma de hueso que es estirada a baja temperatura hasta que se corta ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Ensayo de tensión directa (DTT) ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS PROPIEDADES QUE INTENTAN MEDIR LOS DIFERENTES ENSAYOS ASFALTO ORIGINAL SOMETIDO ENSAYO RTFO ENSAYO Punto de inflamación Viscosidad a 135°C Corte dinámico (DSR) AL Perdida de masa Corte dinámico (DSR) SOMETIDO AL ENVEJECIMIENTO A Corte dinámico (DSR) PRESIÓN Reómetro de flexión (BBR) Tracción directa (DTT) PROPIEDAD Seguridad en el manejo Facilidad de bombeo Asegurar una rigidez y elasticidad mínimas que eviten el ahuellamiento a altas temperaturas Garantizar ausencia de solventes o humedad Asegurar una rigidez y elasticidad mínimas que eviten el ahuellamiento a altas temperaturas Asegurar resistencia a la fatiga a temperaturas intermedias Prevención de fisuración en tiempo frío Complementa el BBR, cuando S es alto ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS ESPECIFICACIONES SUPERPAVE SOBRE LIGANTES ASFÁLTICOS Ejemplo de clasificación por el sistema PG LIGANTES BITUMINOSOS ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS ASFALTOS MODIFICADOS Asfaltos cuyo comportamiento es mejorado en términos de su tolerancia a los esfuerzos y a los cambios térmicos, merced a una modificación del balance de comportamiento en el rango de temperaturas de aplicación y servicio ASFALTOS MODIFICADOS Beneficios que se buscan con la modificación del asfalto Aumentar la rigidez a altas temperaturas de servicio, mejorando la resistencia de las mezclas a la deformación permanente Reducir la rigidez a bajas temperaturas, previniendo la fisuración térmica. Aumentar la resistencia a la fatiga de las mezclas Mejorar la adhesión con los agregados pétreos Mejorar la cohesión, brindando mejor retención de los agregados en la vida inicial de los tratamientos superficiales ASFALTOS MODIFICADOS Beneficios que se buscan con la modificación del asfalto Reducir el endurecimiento en servicio, brindando una vida superior a la mezcla, debido a la retención de sus ventajas iniciales Disminuir la susceptibilidad térmica en el rango de temperaturas de servicio Aumentar la viscosidad a bajas velocidades de corte, permitiendo mayores espesores de película en el agregado en mezclas abiertas y reduciendo la exudación en tratamientos superficiales CADA ADITIVO MODIFICADOR PUEDE SER EXITOSO EN LA MEJORA DE CUANDO MENOS UNA DE LAS PROPIEDADES DEL ASFALTO, PERO NO EXISTE EL ADITIVO CURALOTODO. ASFALTOS MODIFICADOS RESUMEN DE LOS BENEFICIOS POTENCIALES DE LOS ASFALTOS MODIFICADOS SOBRE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS (SHELL) M odificador Notas Llenantes 1 Fibras Asfalto natural M odificadores químicos Azufre 0 1 1 Polímeros termoendurecibles Polímeros termoplásticos (plastómeros) Elastómeros Caucho reciclado Deformación permanente Alguno Agrietamientos fatiga térmico Sí Sí Alguno Envejecimi Stripping Dificultad de ento reciclar Alguno Baja Alguno Alguno Baja Alguno Baja Alguno M edia Sí 0 1 Sí 1 Sí 1 1 Sí Sí Sí Sí Sí Costo adicional Bajo Bajo M edio M edio M edia M edio Alta Alto Consideraciones ambientales Requiere supresión de polvo Problemas de salud Vapores tóxicos al calentar Nocivos a la salud M edia M edio - Alto Posibilidad de producir Alta Alta M edio - Alto M edio un monómero nocivo Sí Sí Sí Sí Sí Usa material de desperdicio 1, En el mismo grupo genérico hay un amplio rango de composición de modificadores y de beneficio sobre el comportamiento. La tabla brinda sólo un panorama amplio y no se debe usar como guía para elegir un modificador con un propósito específico. POLÍMEROS DEFINICIÓN Sustancias macromoleculares, formadas por asociación de gran cantidad de moléculas sencillas, cuya característica esencial es su elevado peso molecular TIPOS DE POLÍMEROS Termoendurecibles : Formados por reacción química de los componentes (base y endurecedor), dando lugar a una estructura entrecruzada. Ejemplos: resinas epoxi, resinas de poliéster, etc. Termoplásticos: Polímeros solubles que se reblandecen por acción de calor y pueden llegar a fluir. Ejemplos: Polietileno (PE), policloruro de vinilo (PVC), copolímeros de etileno – acetato de vinilo (EVA), etc. Elastómeros: Polímeros lineales amorfos que al ser sometidos a vulcanización adquieren una estructura parcialmente reticulada que les confiere propiedades elásticas. Ejemplos: Caucho natural (NR), caucho de butadieno–estireno (SBR), elastómeros termoplásticos (SBS) POLÍMEROS CARACTERÍSTICAS DE LOS POLÍMEROS COMPATIBLES PARA LA MODIFICACIÓN DEL ASFALTO Cadena general suficientemente larga y baja polaridad Peso molecular elevado, pero no excesivamente alto para reducir riesgos por excesiva viscosidad y problemas de dispersión Baja temperatura de transición vítrea POLÍMEROS POLÍMEROS MÁS UTILIZADOS EN LA MODIFICACIÓN DEL ASFALTO Las familias de polímeros más utilizadas para la modificación del asfalto son: — Plastómeros, basados normalmente en polímeros de etileno (EVA), cuyos grados difieren en función de la cuantía del acetato de vinilo y del peso molecular — Elastómeros termoplásticos, generalmente de tipo SBS lineal, que le confieren al asfalto una baja susceptibilidad térmica, buenas características mecánicas y alta flexibilidad a bajas temperaturas ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS ASFALTO MODIFICADO CON UN POLÍMERO DEL TIPO SBS ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS FABRICACION La fabricación consiste en la incorporación, en el seno del asfalto, de polímeros compatibles con éste, mediante el empleo de un molino coloidal de elevado poder de cizallamiento, durante un tiempo y a una temperatura determinados, los cuales dependen de la naturaleza y del contenido de cada uno de los componentes ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS FABRICACION ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS EFECTOS DEL EVA SOBRE LAS PROPIEDADES DEL ASFALTO Disminuye la penetración Aumenta el punto de ablandamiento Incrementa el índice de penetración Produce poco efecto sobre la ductilidad a 5ºC (poca capacidad de deformación rotura a baja temperatura) Aumenta de manera moderada la recuperación elástica por torsión ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS EFECTOS DEL SBS SOBRE LAS PROPIEDADES DEL ASFALTO Disminuye la penetración Aumenta el punto de ablandamiento Incrementa el índice de penetración (más que el EVA) Aumenta sustancialmente la ductilidad a 5ºC Produce incrementos de importancia en la tenacidad Aumenta de manera importante la recuperación elástica ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS Ensayo de recuperación elástica por torsión (INV E-727) Un cilindro inmerso en una muestra del asfalto a 25º C se gira horizontalmente 180º y después de 30 minutos se mide el ángulo que ha recuperado a causa de la elasticidad del asfalto (A) A *100 Recuperación elástica = 180 ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS Ensayo de recuperación elástica en ductilómetro (ASTM D6084 – INV E-742) Una muestra del asfalto modificado es sometida a un estiramiento de 20 cm en el ductilómetro, a 25º C, a razón de 5 cm/minuto Al alcanzar esa longitud se corta la muestra y se determina la longitud que se recupera luego de una hora (X) X *100 Recuperación elástica = 20 X X X ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS PANORAMA DEL MEJORAMIENTO PRODUCIDO EN LAS PROPIEDADES DE LOS ASFALTOS POR DIFERENTES CLASES DE POLÍMEROS POLÍMERO Termoenderucibles Elastómeros Plastómeros Caucho de llanta usada +++ muy efectivo RES IS TENCIA a la al agrietamiento deformación permanente térmico por fatiga +++ ++ + 0/+ ++ ++ + +/++ ++ mejora sustancial ++ ++ 0 + ADHES IÓN A RES IS TENCIA AL INCREMENTO DE AGREGADOS ENVEJECIMIENTO COS TO + + 0 0 + 0/+ 0 0 muy alto medio/alto medio medio LOS + mejora significativa 0 poca o ninguna mejora ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS PANORAMA DEL MEJORAMIENTO PRODUCIDO EN LAS PROPIEDADES DE LOS ASFALTOS POR DIFERENTES CLASES DE POLÍMEROS Los termoendurecibles producen ligantes de propiedades muy superiores, pero son muy costosos y difíciles de elaborar y aplicar Los elastómeros (SBS) mejoran sustancialmente la resistencia a la deformación, a la fisuración térmica y a la fatiga; favorecen la adhesividad con los agregados y la resistencia al envejecimiento ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS PANORAMA DEL MEJORAMIENTO PRODUCIDO EN LAS PROPIEDADES DE LOS ASFALTOS POR DIFERENTES CLASES DE POLÍMEROS Los plastómeros (EVA) mejoran la resistencia a la deformación permanente, pero tienen poco efecto sobre las demás características El efecto del caucho de llanta usada es muy variable, dependiendo del tipo y del porcentaje de caucho y de las condiciones de procesamiento ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS TIPOS DE ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS, INCLUIDOS EN LAS ESPECIFICACIONES DEL INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS TIPO I: Es un asfalto de utilización en aglomerado asfáltico, y dentro de éste, su mayor aplicación son las mezclas drenantes. Está pensado para el uso de un polímero tipo EVA o polietileno TIPO II: También para aglomerado asfáltico, de cualquier tipo. El polímero sería de tipo SBS y con grado de modificación intermedia, suficiente para muchas aplicaciones (entre ellas por ejemplo, los drenajes), con un costo menor al Tipo III TIPO III: Dentro de los tipos para utilizar en aglomerados asfálticos, éste sería el de mayor modificación siendo su aplicación principal las mezclas densas y las mezclas discontinuas en caliente para capa de rodadura. Su polímero es del Tipo SBS. TIPO IV: De mayor penetración se aplicaría a mezclas antifisuras (tipo arena-asfalto) o riegos en caliente (membranas tipo SAM o SAMI). El polímero es también SBS, el cual garantiza la alta elasticidad exigida a los ligantes en estos tratamientos. Por esto mismo, el nivel de modificación es también elevado TIPO V:: De alta consistencia, recomendado para la manufactura de mezclas de alto módulo ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS ESPECIFICACIONES DEL INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS PARA LOS ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS LIGANTES BITUMINOSOS EMULSIONES ASFÁLTICAS EMULSIONES ASFÁLTICAS DEFINICIÓN Dispersión homogénea de pequeños glóbulos de cemento asfáltico cubiertos por un emulsificante, dentro de una fase continua acuosa Su fabricación requiere dos tipos de energía: — Una mecánica, aportada por un molino coloidal que fragmenta el asfalto en forma de gotas esféricas — Una físico - química, que evita que los glóbulos se unan unos con otros, la cual es aportada por el emulsificante, que disminuye la tensión interfacial entre el asfalto y el agua y crea una carga eléctrica en la superficie de los glóbulos EMULSIONES ASFÁLTICAS ESQUEMA DE PLANTA DE FABRICACIÓN EMULSIONES ASFÁLTICAS ESQUEMA DE PLANTA DE FABRICACIÓN EMULSIONES ASFÁLTICAS Clasificación de las emulsiones asfálticas a) Por el tipo de emulsificante utilizado en su elaboración Aniónicas Catiónicas Fabricadas a partir de emulsificantes iónicos Fabricadas a partir de emulsificantes iónicos que que al disociarse en el agua, el glóbulo de betún al disociarse en el agua, el glóbulo queda queda rodeado de cargas negativas rodeado de cargas positivas Los emulsificantes utilizados son jabones Los emulsificantes usados son sales originadas procedentes de la reacción química de ácidos por acción de ácidos minerales, como el HCl, grasos de cadena larga o resinas, con bases sobre productos amínicos inorgánicas fuertes como el NaOH. RCOOH NaOH RCOONa H 2 O H RCOO , Na 2O RNH 2 HCl RNH 3 Cl H RNH 3 , Cl 2O Son de reducida aplicación (agregados calizos y Se adaptan perfectamente a la mayor parte de condiciones ambientales muy favorables) los agregados y permiten trabajar en condiciones abientales menos favorables. EMULSIONES ASFÁLTICAS Clasificación de las emulsiones asfálticas a) Por el tipo de emulsificante utilizado en su elaboración EMULSIONES ASFÁLTICAS Clasificación de las emulsiones asfálticas b) Por su velocidad de rotura Rotura es la separación irreversible del asfalto y del agua de la emulsión. En función de la velocidad de rotura, es decir, de su mayor o menor facilidad para romper el equilibrio de las emulsiones cuando se enfrentan con los agregados pétreos, se subdividen en: -De rotura rápida (ARR-CRR) -De rotura media (ARM - CRM) -De rotura lenta (ARL - CRL) La obtención de una u otra se logra en función del tipo y de la cantidad de emulsificante empleado EMULSIONES ASFÁLTICAS Beneficios de su aplicación En la mayoría de los casos se puede utilizar sin calentamiento alguno y no requieren solventes de petróleo para su fluidificación Previenen la contaminación ambiental, porque las emisiones de productos hidrocarbonados son nulas o muy pequeñas Tienen capacidad para envolver agregados pétreos húmedos Se pueden formular para satisfacer múltiples requisitos de diseño y construcción No se presentan riesgos de incendio durante su manejo y aplicación ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS ENSAYOS DE CALIDAD EN CUANTO A SU FABRICACIÓN pH Carga de partículas Contenido de agua Destilación Estabilidad al almacenamiento Tamizado ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS Potencial de hidrógeno (pH) (INV E-768) Determina el grado de acidez o alcalinidad de la fase acuosa, indicando el tipo de emulsión, ya que las catiónicas son ácidas (pH < 7) y las aniónicas son alcalinas (pH >7) ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS Ensayo de carga eléctrica de partículas (INV E-767) Se realiza para identificar la polaridad de los glóbulos de asfalto de la emulsión, teniendo carga eléctrica negativa las aniónicas y positiva las catiónicas Se aplica una carga de 8 miliamperios y los glóbulos se dirigen hacia el lado que presente carga contraria a la del emulsificante que ellos tienen ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS Contenido de agua (INV E-761) Es un procedimiento rápido para conocer la concentración del ligante en una emulsión asfáltica Se coloca en un matraz una determinada cantidad de emulsión con un disolvente no miscible con el agua, sometiéndola a calentamiento El agua y el disolvente se destilan condensándose en un refrigerante, del cual caen a un colector graduado donde se puede leer la cantidad de agua que contenía la emulsión ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS Destilación (INV E-762) Permite obtener el contenido de agua y disolventes que presenta la emulsión al calentarla a 260° C El residuo se recupera para realizar sobre él pruebas de penetración, ductilidad y solubilidad, para saber cómo ha afectado al cemento asfáltico el calentamiento ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS Estabilidad en almacenamiento (INV E-764) Ayuda a conocer la homogeneidad que presenta la emulsión al ser almacenada durante largo tiempo y consiste en dejar reposar durante 5 días el producto y determinar la concentración de asfalto en él, en diferentes alturas del depósito ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS Tamizado (INV E-765) Su finalidad es determinar si la emulsión contiene grumos de asfalto coagulado que puedan entorpecer el funcionamiento de los distribuidores de presión de los carrotanques La prueba se realiza determinando el residuo que se retiene en el tamiz # 20 ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS ENSAYOS DE CALIDAD EN CUANTO A SU APLICACIÓN Viscosidad Demulsibilidad Mezcla con cemento Resistencia a la acción del agua (adhesividad) ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS Viscosidad Saybolt – Furol (INV E-763) Mide la consistencia de la emulsión, dando una idea de su manejabilidad y de su comportamiento a las temperaturas utilizadas durante la construcción Se determina el tiempo que tardan en salir del viscosímetro 60 cm3 de emulsión a la temperatura especificada ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS Rotura a) Demulsibilidad (INV E-766) Se aplica a las emulsiones catiónicas de rotura rápida para determinar su estabilidad al enfrentarse con los agregados La emulsión se somete a adiciones de una solución al 0.8% de dioctilsulfosuccinato sódico para provocar su rotura, tamizándola posteriormente por el tamiz # 14, determinando el residuo retenido en dicho tamiz ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS Rotura b) Mezcla con cemento (INV E-770) Tiene por objeto fijar una condición de mínima estabilidad para las emulsiones de rotura lenta en mezclas con agregados que contengan una elevada proporción de finos Se diluye la emulsión al 55% y se mezclan 100 cm3 de ella con 50 gramos de cemento, determinando la cantidad de mezcla que no pasa el tamiz # 14 ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS Recubrimiento del agregado desplazamiento (INV E-769) y resistencia al Sirve para determinar la capacidad de la emulsión para envolver el agregado, para soportar el mezclado sin que se rompa la película formada y para resistir la acción de lavado del agua después de completado el mezclado Aunque la prueba se puede realizar con cualquier emulsión, solamente está especificada para emulsiones de rotura media EMULSIONES ASFÁLTICAS Especificaciones del Instituto Nacional de Vías para emulsiones asfálticas catiónicas ROTURA RAPIDA ROTURA MEDIA CRM TIPOS DE EMULSIONES CRR - 1 1. ENSAYO SOBRE EMULSION Viscosidad CRR - 2 Mín Máx Mín Máx Mín ROTURA LENTA CRL - 0 CRL - 1 CRL - 1h Máx Mín Máx Mín Máx Mín Máx E-763 · Saybolt Furol a 25° C Seg - - - - - - - 50 - 200 - 100 · Saybolt Furol a 50° C Seg 20 100 20 300 20 400 - - - - - - Contenido de agua en volumen % E-761 - 40 - 35 - 35 - 50 - 43 - 43 · % E-764 Sedimentación a los 7 días Destilación: Contenido de Asfalto Residual % · Contenido de disolventes % - Tamizado: Retenido T 20 (850 m) Rotura: · Dioctilsulfosuccinato sódico Mezcla con cemento E-762 5 60 % Carga Partícula pH ·· Recubrimiento del agregado y resistencia al desplazamiento Con agregado seco y acción del agua · · - 5 60 65 3 0.1 E-765 % 5 3 12 - 0.1 40 10 40 10 0.1 20 - 0.1 - - 0.1 .1 E-770 - E-767 POSITIVA POSITIVA POSITIVA POSITIVA POSITIVA POSITIVA E-768 - - - 6 - 6 - 6 - 6 6 - 6 - E-769 - - - 0 E-766 - - 5 57 40 - - 5 57 - - - - 2 Buena - - - - Satisfactoria - - - - - - Con agregado húmedo - - - - Satisfactoria - - - - - - Con agregado húmedo y acción del agua - - - - Satisfactoria - - - - - - 2. ENSAYOS SOBRE RESIDUO DE ESTILACION Penetración (25oC,100gr,5seg) 0.1 mm. Ductilidad (25oC,5cm/m) cm. E-706 60 100 100 250 60 100 100 250 100 250 200 300 60 100 100 250 60 100 E-702 40 - 40 - 40 - 40 - 40 - 40 - Solubilidad en tricloroetileno E-713 97 - 97 - 97 - 97 - 97 - 97 - % LIGANTES BITUMINOSOS EMULSIONES ASFÁLTICAS MODIFICADAS EMULSIONES ASFÁLTICAS MODIFICADAS Las ventajas de los asfaltos modificados son aplicables al ligante residual de las emulsiones modificadas La modificación se logra de dos maneras: — Añadiendo látex a la fase acuosa y empleando un cemento asfáltico convencional. Es una dispersión de látex en medio de la emulsión — Elaborando la emulsión con betunes previamente modificados con polímeros. El grado de modificación es mayor que el obtenido con látex, a igualdad de contenido de polímero EMULSIONES ASFÁLTICAS MODIFICADAS ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS MODIFICADAS Ensayos sobre emulsiones modificadas Son los mismos que para emulsiones convencionales, puesto que no debe haber diferencias apreciables en las características, por el hecho de que el ligante esté modificado Las diferencias se presentan en el ensayo para obtener el residuo, el cual no se puede obtener por destilación, sino por evaporación (INV E-771), puesto que el polímero pudiera degradarse a las altas temperaturas alcanzadas durante el proceso de destilación El ensayo de solubilidad no se incluye, puesto que ciertos polímeros pueden presentar problemas por no ser solubles o por la dificultad en conseguir la solubilización ENSAYOS PARA CLASIFICAR LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS MODIFICADAS Ensayos sobre emulsiones modificadas (cont.) Como ensayos adicionales sobre el residuo se incorporan: —Punto de ablandamiento, el cual permite conocer el comportamiento del ligante a alta temperatura y comprobar la modificación del mismo —Ductilidad a 5°C, el cual permite conocer el comportamiento del ligante a baja temperaturas —Recuperación elástica, el cual se incluye para medir la elasticidad del ligante modificado EMULSIONES ASFÁLTICAS MODIFICADAS ESPECIFICACIONES DEL INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS PARA LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS MODIFICADAS CON POLÍMEROS Norm a de TIPOS DE EMULSIONES 1. ENSAYOS SOBRE EMULSIÓN Viscosidad Saybolt Furol a 25ºC a 50ºC Contenido de agua en volumen Estabilidad almacenamiento Sedimentación a los 7 días Destilación Contenido de asfalto residual Contenido de disolventes Tamizado Retenido en tamiz nº 20 (850 m) Rotura Dioctilsulfosuccinato sódico Mezcla con cemento Carga partícula pH Recubrimiento del agregado y resistencia al desplazamiento Con agregado seco Con agregado seco y acción del agua Con agregado húmedo Con agregado húmedo y acción del agua 2. ENSAYOS SOBRE EL RESIDUO DE EVAPORACIÓN Penetración (25ºC, 100 g, 5 s) Punto de ablandamiento Ductilidad (5ºC, 5 cm/min) Recuperación elástica por torsión 25ºC ensay o INV E-763 s s % ROTURA RÁPIDA R. MEDIA R. LENTA CRL-1hm Mín Má . x. CRR-1m Mín Má . x. CRR-2m Mín Má . x. CRMm Mín Má . x. 20 - 100 40 20 - 300 35 20 - 450 35 - 43 - 5 - 5 - 5 - 5 60 - 3 65 - 3 60 - 12 57 - 0 - 0.1 - 0.1 - 0.1 - 0.1 100 E-761 E-764 % E-762 % % E-765 % % % 0.1m m ºC cm % E-766 E-770 E-767 E-768 E-769 E-771 E-706 E-712 E-702 E-727 40 Positiva 6 40 Positiva 6 Positiva 6 2 Positiva 6 - - Buena Satisfactori a Satisfactori a Satisfactori a - - - - 60 100 55 45 100 250 60 100 55 45 100 250 100 250 60 100 -- 40 - 55 45 -- 10 12 -- 10 12 10 12 10 12 LIGANTES BITUMINOSOS ASFALTO LÍQUIDO PARA RIEGOS DE IMPRIMACIÓN ASFALTO LÍQUIDO PARA IMPRIMACIÓN A pesar de la limitación en el uso de los asfaltos líquidos por razones ambientales, las especificaciones del INVÍAS contemplan el uso del MC 30, específicamente para riegos de imprimación, dado que se considera que su comportamiento es mejor que el de las emulsiones asfálticas destinadas al mismo uso La denominación MC se refiere al tipo de solvente involucrado en el asfalto (kerosén) El símbolo numérico (30) se refiere a la viscosidad cinemática mínima, en centistokes, que debe presentar el producto a 60ºC. La viscosidad máxima admisible corresponde al doble del valor de identificación del asfalto ASFALTO LÍQUIDO PARA IMPRIMACIÓN ESPECIFICACIONES DEL INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS PARA LOS ASFALTOS LÍQUIDOS PARA RIEGOS DE IMPRIMACIÓN
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