Asfalto: Pavimentos asfálticos, Asfaltos líquidos

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 El asfalto está definido como un material ligante de color marrón oscuro a negro, acorde a la American Society for Testing and Materials (ASTM). 

Principalmente por betunes que pueden ser naturales u obtenidos por refinación del petróleo.

El asfalto es una materia prima importante para proyectos viales, en donde la construcción de rodaduras de pavimentos asfálticos mejoran el tránsito de vehículos por el terreno.

Se presenta en diferentes proporciones en la mayoría de los petróleos crudos, a temperatura ambiente varía en consistencia entre el estado sólido y semisólido.

 Características y propiedades del asfalto

El cemento asfáltico permite la adherencia de partículas de agregado y es utilizado para unir partículas de agregado en los pavimentos de mezcla asfáltica caliente.

Dentro de sus propiedades químicas está su composición de moléculas de carbono e hidrógeno, algún contenido de azufre, nitrógeno y otras sustancias.

Físicamente destacan su durabilidad, adhesión, envejecimiento, endurecimiento, es susceptible a la temperatura.

 ¿Cómo se producen el asfalto?

El asfalto forma parte de la composición del petróleo crudo, mediante la refinación podemos recuperarlo a través de procesos de destilación y vaporización.

Del proceso de refinación se obtienen diversos productos derivados del petróleo.

El asfalto es el resultado de procesar el crudo reducido, por lo tanto su producción va relacionado al tipo de refinación para obtener cementos asfálticos de muy alta o baja consistencia.

Cementos asfálticos

Por sus cualidades y consistencias son ideales para la construcción de pavimentos asfálticos, especialmente cuando las condiciones requieren propiedades:

  • Aglutinantes
  • Impermeabilizantes
  • Cierto grado de flexibilidad
  • Durabilidad
  • Resistencias a álcalis y ácidos.

Clasificación de los cementos asfálticos

Viscosidad

Permite clasificar los asfaltos en blandos y duros, basados en la cantidad de poises (unidad normal de medida para viscosidad absoluta) que presenten, como se muestra a continuación:

  • AC – 2.5 con 250 poises a 60 ° C, es considerado cemento asfáltico blando.
  • AC-40 con 4000 poises a 60° C, es considerado cemento asfáltico duro.

Viscosidad después de envejecido

Es un ensayo que nos permite identificar las características de viscosidad después de colocado el asfalto en el pavimento.

Para llevar a cabo la simulación en el laboratorio se realiza un ensayo patrón de envejecimiento, por ello, se logra la clasificación del residuo asfáltico que queda después del ensayo.

  • Se conoce como asfalto blando al residuo envejecido con viscosidad de 1000 poises (AR-10).
  • Se conoce como asfalto duro al residuo envejecido con viscosidad de 16000 poises (AR-60).

Penetración  

Consiste en determinar la medida de penetración de una aguja normal dentro de la muestra de asfalto bajo una carga determinada. La distancia de penetración permite clasificar a qué tipo de asfalto pertenece, por lo tanto:

  • Un asfalto blando se ubica dentro de los 200 – 300 décimas de milímetro.
  • Un asfalto duro se ubica dentro de los 40 – 50 décimas de milímetro.

 

Cutbacks Asphalts – Asfaltos diluidos con solventes de petróleo

Conocidos como asfaltos rebajados, que resultan de la dilución de cementos asfálticos, en su mayoría son producidos mediante el método intermitente.

Asfaltos emulsionados

Consiste en dividir el asfalto calentado en globos minúsculos. Este método no usa temperaturas extremadamente altas, ya que al salir del molino la temperatura de la emulsión debe estar por debajo del punto de ebullición del agua.

Asfaltos industriales

Es comúnmente utilizado como impermeabilizante, como por ejemplo: los asfaltos oxidados y asfaltos de menor grado de penetración.

 

Pavimentos asfálticos

Los pavimentos son capas de diversos materiales, que permiten transmitir a los substratos cargas provenientes del tránsito, de manera tal que facilite el rodamiento de los vehículos.

Tipos de pavimentos asfálticos

Rígidos: concreto hidráulico reforzado, con una vida media de 20 a 40 años, se caracteriza por tener un costo inicial elevado y bajo mantenimiento durante su vida útil.

Flexibles: carpeta asfáltica, con una vida media de 15 a 20 años, se caracteriza por un costo inicial bajo y elevado mantenimiento durante su vida útil.

Capas

Sub-base

De espesores variables, en relación al tránsito de vehículos, se considera un promedio de espesor que puede estar comprendido entre los 12 a 15 centímetros.

Cumple su función protectora para la superficie de rodadura, porque impide el ascenso de agua por capilaridad a la vez. Por lo tanto, evita daños al pavimento.

Base

Con espesores variables en relación al tránsito de vehículos. Se conforma de un espesor promedio, que puede estar comprendido entre los 12 a 15 centímetros.

Está capa es la encargada de recibir los esfuerzos por el paso de los vehículos.

Los materiales a emplear para la base y sub-base suelen provenir de fuentes cercanas a un río, bancos de material de rocas tipo andesíticas, basaltícas y calizas.

Estabilización y mejoramiento de los terrenos

Físicas

Los geotextiles:

  • Pueden actuar como filtros como estabilizadores para suelos blandos.
  • Sustituir erosión de suelos y acarreo de azolves.
  • Elementos de distribución de cagas en pavimentos, taludes y cortes para proteger de la erosión.
  • Se pueden encontrar una gran variedad: material entrelazado, materiales de tela, no tejidos.
  • Pueden ser empleados sobre pavimentos deteriorados para la colocación de una sobre-carpeta para evitar que las grietas en el pavimento existente se reflejen sobre la nueva carpeta.
  • Su uso puede aumentar la vida útil del pavimento, disminuyendo los costos de mantenimiento y aumentando su periodo de vida.

Químicas

Estabilización con cal:

  • Método económico para estabilización.
  • Reduce plasticidad y aumenta resistencia en los suelos.

Estabilización con cemento portland:

  • Reduce plasticidad y aumenta resistencia en los suelos.
  • El material a mejorar debe estar por debajo del 34% de contenido orgánico.
  • La estabilización de tipo flexible, el porcentaje de cemento va del al 4 %.
  • En la estabilización tipo rígida, el porcentaje de cemento va del 6 al 14 %, es muy usual en las bases.
  • Este método homogeniza la elasticidad y con ello se evita la fractura de la carpeta.

Mejoramiento con productos asfálticos:

  • Se puede llevar a cabo con el cemento asfáltico o las emulsiones asfálticas.
  • El más comúnmente utilizado es el AC-20.
  • Cuando se trabaja con pétreos húmedos es más comúnmente empleadas las emulsiones asfálticas para las estabilizaciones.

Composición la carpeta asfáltica:

  • Está compuesta de material asfáltico. Puede ser cemento asfáltico, normalmente son emulsiones: (AC-2.5, AC-5, AC-10, AC-20, AC-30 y AC-40).
  • Emulsión asfáltica: aniónicas, catiónicas, rompimiento rápido, medio y lento.
  • Agregados pétreos.

Mecánicas

A través de la compactación del materia.

 

Tipos de carpetas asfálticas

  • Para tránsito de hasta 2000 vehículos (AC-20, material pétreo y elevadas temperaturas).
  • Carpeta de emulsión y material pétreo (Carpetas de riegos).
  • En sitio (Carpetas en frío).
  • Revestimientos para circulación constante (espesores de 15 cm).
  • El tipo de carpeta a elegir está relacionado a la intensidad del tránsito pesado en un solo sentido.

 

Pruebas que se efectúan a las emulsiones de asfalto

Asfaltos líquidos

Son cementos asfálticos procesados (mezclados). Mejoran las propiedades de las superficies en cuanto a flexibilidad, durabilidad, impermeabilidad en relación con diversos agentes con los que entran en contacto.

De amplia utilización en el sector vial, generalmente clasificados por su viscosidad o grado de penetración a la superficie que se aplica.

Su clasificación va relacionada al proceso de curado, es decir del proceso de ganancia de viscosidad del material que ha sido aplicado, por la evaporación del solvente. El proceso de curado del asfalto puede ser rápido, medio o lento.

Asfalto de curado medio y rápido MC – RC

Asfalto líquido (Cut Back  RC) – curado rápido

Es un derivado del petróleo, conocido como asfalto líquido de alta penetración (Cut Back – curado rápido).

Los asfaltos diluidos están compuestos por derivados del combustible y son considerados de alta volatilidad.

Se considera un asfalto de curado rápido cuando el cemento asfáltico es de penetración 80/120.

Usos:

  • Imprimación: proceso de aplicación de un material asfáltico sobre una superficie o base.
  • Riego de liga: aplicación de material asfáltico sobre una superficie de concreto o asfalto.
  • Tratamientos superficiales.
  • Estabilización de suelos y terracerías.
  • Preparación para realizar pavimentación en frío.
  • Realizar un cambio rápido del estado líquido de aplicación de cemento asfáltico original.

Se clasifican en:

  • RC-70
  • RC-250
  • RC-800
  • RC-3000

 

ASFALTO RC 250

También se le llama asfalto liquido de curado rápido (RC), es una mezcla de asfalto de penetración con un destilado de petróleo muy volátil, del tipo de gasolina, que imparten a los asfaltos diluidos sus distintos tiempos de corte o curado.

Se trata de productos líquidos a temperatura ambiente y que se aplican en frio. El número de 250 asociados con el nombre indica la viscosidad cinemática permisible en cst a 60°C (144°F).

La viscosidad del producto depende del tipo de asfalto de penetración, de la volatilidad del solvente y de la proporción de los componentes.

Son recomendados con demostrados y excelentes resultados.

USOS:
Preparación de mezcla asfáltica para pavimentación en frio (Asfalto en frio).
Riego de imprimación (Sellado para la construcción de carreteras).
Riego de adherencia.
Preparación de carpeta asfáltica en frio.
Riego de liga.
Estabilización de suelos para bases y sub-bases.
Lechadas asfálticas.
Tratamiento superficial.
Micro pavimentos y estabilización de suelos.

 

Asfalto líquido MC – Curado Medio

Es un producto líquido a temperatura ambiente, de aplicación en frío. Se considera un asfalto de curado rápido cuando el cemento asfáltico es de penetración 120/250.

Al igual que los asfaltos de curado rápido, pueden ser utilizados como:

  • Material ligante entre superficies de concreto o asfalto,
  • Tratamientos superficiales.
  • Imprimación sobre superficies.

Se clasifican en:

  • MC – 30
  • MC – 70
  • MC – 250
  • MC – 800
  • MC – 3000
Ensayos y especificaciones para asfaltos diluidos.

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