INTRODUCCION

El asfalto es un producto negro, viscoso, pegajoso, que por sus propiedades y características tiene actualmente toda una variedad de usos. Por su versatilidad y fácil manejo es ampliamente utilizado en diferentes ramas de la construcción.

La palabra "asfalto" proviene de los antiguos Griegos, de la palabra Griega "asphaltos", que signfica "seguro".

Se conoce desde tiempos inmemoriables, evolucionando en sus características y formas debido al empleo de la tecnología y el desarrollo de la humanidad.

En la antiguedad, obtenido de forma natural en estanques y lagos de asfalto, fue muy utilizado en la construcción de caminos y edificios. En Babilonia, por ejemplo, se empleaba como material de construcción. Indicios históricos muestran que su primer uso para la construcción de carreteras ocurrió en Babilonia, 625 A.C. Hay frecuentes referencias en el Antiguo Testamento a sus propiedades impermeabilizadoras y su uso en la construcción de barcos. 

Aunque en los primeros tiempos los materiales asfásticos eran naturales, actualmente se obtienen artificialmente como producto del refinamiento del petróleo. Los depósitos naturales de asfalto suelen formarse en pozos o lagos a partir de residuos de petróleo acumulados en el interior de la tierra, que se abren paso hacia la superficie a través de fisuras en la corteza terrestre.

En la actualidad, el asfalto se obtiene como un sub-producto del petróleo. El asfalto que se emplea para pavimentar es el de destilación, que se consigue de los hidrocarburos que permanecen luego del refinamiento del petróleo procesado para producir gasolina y otros productos. De los residuos del petróleo, procesados a temperaturas de entre 204 y 316 grados, se obtiene también un tipo de asfalto empleado específicamente en la fabricación de materiales para tejados y productos afines. El asfalto, utilizando temperaturas de cerca de los 500 grados, es empleado también en la fabricación de materiales aislantes.

CAPITULO I

DEFINICIÓN DE ASFALTO

El asfalto es una mezcla sólida y compacta de hidrocarburos y de minerales que mayormente es empleada para construir el pavimento de las calzadas. Mezcla sólida de hidrocarburos y minerales que se emplea para pavimentar rutas y calles y para impermeabilizar techos

Sus características físicas más destacadas son la viscosidad, su pegajosidad y su intenso color negro; y como bien decíamos al comienzo su uso primordial se da como aglomerante en mezclas asfálticas a instancias de la construcción de carreteras, autovías y autopistas, ya que es capaz de unir fragmentos de varios materiales y dar cohesión al conjunto a través de transformaciones en su propia masa que dan lugar al origen de nuevos compuestos.El principal componente del asfalto es el bitumen, también conocido como betún, el bitumen es la fracción residual, es decir, el fondo que queda tras la destilación fraccionada de petróleo, se trata de la parte más pesada y que tiene el punto de ebullición más alto del proceso. Aunque comúnmente se los suele confundir y usar los términos indistintamente, no se debe confundir al betún con el asfalto, ya que este último es una mezcla de betún con minerales.Además, el asfalto es un material que se encuentra presente en la composición del petróleo crudo.

Origen del término

El origen del término viene a cuenta del Lago Asfaltities (el Mar Muerto) en la cuenca del Río Jordán en donde su presencia es predominante. Pero además del mencionado Lago, el asfalto, en estado totalmente natural es factible de ser hallado en las lagunas de algunas cuencas petroleras formando una mezcla compleja de hidrocarburos sólidos, tal es el caso del lago de Guanoco, en Venezuela, el lago de asfalto más largo del mundo entero con una extensión de cuatro kilómetros cuadrados y 75 millones de barriles de asfalto natural. Otro lago similar que le sigue en importancia es el de La Brea en la Isla Trinidad. Si bien resulta ser sencilla la obtención del mismo y en materia de calidad el asfalto natural no tiene competencia, desde hace ya mucho tiempo, y por una estricta cuestión económica, no se lo explota sino que se lo obtiene en las refinerías petroleras como subproducto.

Entre los usos que se le da al asfalto existen dos muy importantes, por un lado, como mencionamos, para la construcción de pavimentos de carreteras y autopistas, por sus características adherentes, cohesivas y altamente resistentes que permiten que reciba cargas importantes y permanentes. Y también como impermeabilizante de techos, por ejemplo, ya que es muy poco sensible a la humedad y da resultados efectivos contra la acción del agua que proviene de las lluvias.Beneficios del asfalto en autopistas y calles

Casi todas las calles y autopistas de todo el mundo se encuentran hechas de asfalto dado que se trata de un material que por su composición provee de buena resistencia al esfuerzo, es adherente e impermeable. Por caso es ideal para favorecer el tránsito de los vehículos y los camiones, entre otros; en el caso de estos últimos, que ostentan un volumen y peso superior al de los automóviles, que aumenta además con la carga que llevan, el circular por el asfalto los beneficia por la adherencia de las cubiertas, en tanto, también conviene a quienes gestionan las autovías porque la fuerza que dispone este material resistiendo cualquier esfuerzo es ideal dado que los camiones producen obviamente un desgaste mucho más grande por las autovías que aquel que generan los vehículos o las motocicletas. Otra ventaja que mencionamos y no podemos soslayar es la impermeabilidad que presenta el asfalto y que lo hace un material muy seguro para poder circular por él los días de lluvias. Si bien siempre se recomienda precaución a los automovilistas los días lluviosos para evitar patinadas o problemas de no frenado, es una realidad que los caminos de asfalto aportan una seguridad mayor en este sentido que otros que no están compuestos por este material.Por otro lado, los caminos a los que el asfalto no llegó aún por diversas causas, y que están hechos de arena o de tierra suelen quedar cortados o inútiles cuando se producen fuertes precipitaciones. Es realmente imposible circular por un camino de tierra anegado para un vehículo ya que lo más probable es que se quede atorado.Sobre el asfalto de las calles o autovías suelen pintarse diversas indicaciones para los automovilistas tales como las rayas gruesas verticales de color blanco que tienen la misión de indicar que por ellas debe circular y cruzar el peatón y por caso, el automóvil debe detenerse detrás de ellas.También se pinta sobre ellas la división de los carriles, en color blanco también.En las rutas de doble carril se pinta con color amarillo para indicar que los autos no pueden pasarse de carril porque es peligroso dado que no hay una visibilidad total del otro lado que nos permita confirmar que no viene ningún auto de frente.Proceso de Obtención del asfalto

Con los casi dos millones de toneladas de asfalto producido anualmente por Repsol se podrían fabricar más de 40 millones de toneladas de mezcla asfáltica y acondicionar una carretera de siete metros de ancho con un recorrido de más de 15,000 kilómetros.

En Repsol   producimos asfaltos en España, Perú y Portugal. Este asfalto destinado mayormente a  carreteras, llega a lugares como Francia, Inglaterra, Bolivia, Paraguay, Islas Azores, Madeira y las regiones como el norte de África.Además, implementamos nuevas técnicas respetuosas con el medio ambiente que permiten la utilización de materiales y buscan disminuir el impacto que estos puedan tener con el entorno.La necesidad de fabricar asfaltos cada vez más seguros y de mayor calidad ha llevado a Repsol a investigar e innovar en este sentido, logrando ser una de las empresas líderes en tecnología de pavimentación asfáltica.En el Perú, Repsol produce cementos asfálticos y asfaltos líquidos en Refinería La Pampilla, ubicada en el distrito de Ventanilla, Callao, Lima. 

PROPIEDADES FISICAS DEL ASFALTO

Solubilidad:

El asfalto es soluble en una gran cantidad de hidrocarbonos. Se toma ventaja de esto para producir los asfaltos líquidos rebajados. Desafortunadamente esta solubilidad permanece cuando el asfalto ya esta en uso en el pavimento; sin embargo, en carreteras no causa mucho problema porque la gasolina es muy volátil que no tiene tiempo para disolver el asfalto del pavimento. Los derrames de combustible de avión si pueden producir daños a las aeropistas porque son combustible de tipo keroseno. Entonces en estacionamientos si se pueden esperar por derrames de combustibles.Para minimizar este problema en lugares que pueden estar sometidos a derrames perjudiciales se pueden utilizar concretos asfálticos modificados con polímeros o alquitrán o concreto hidráulico.Reactividad:

El asfalto es un material relativamente inerte con respecto a una cantidad considerable de sustancias químicas, por eso se utilizan mucho en recubrimientos protectores. Una de las características del asfalto es su reactividad con el oxígeno. Esta reactividad se puede dar de tres maneras:

A.     A altas temperaturas

El oxígeno del aire reacciona con el hidrógeno de los hidrocarbonos del asfalto formando moléculas de agua que se pierden a la atmósfera por evaporación. Esto es lo que ocurre en el proceso de soplado con aire para fabricar asfaltos para techado y también se da durante el mezclado de asfalto con agregados. B.     A temperatura ambiente en ausencia de la luz solar

El oxígeno del aire reacciona con los hidrocarbonos formando óxidos en la superficie del asfalto que produce una película o una costra impermeable que evita que más asfalto se siga oxidando. Sólo cuando esfuerzos mecánicos produzcan agrietamientos en esa costra se vuelve a oxidar más asfalto, pero de nuevo se forma la costra impermeable. C.     A temperatura ambiente en presencia de la luz solar

El oxígeno del aire reacciona con los hidrocarbonos del asfalto formando óxidos, muchos de los cuales son solubles en agua, por lo que el agua los arrastra exponiendo continuamente más asfalto a seguirse oxidando. La forma de mitigar este problema es aplicando periódicamente sellos ya sea de agregados o de algún otro material.Los asfaltos resisten los ataques del ácido sulfúrico diluido y del ácido clorhídrico en todas sus concentraciones. Sin embargo es atacado por el ácido sulfúrico concentrado y por el ácido nítrico. Generalmente el asfalto no es atacado por los álcalis, sin embargo, algunas soluciones alcalinas diluidas reaccionan con ciertos constituyentes del asfalto formando agentes emulsificadores que pueden ser dañinos.

TIPOS DE ASFALTO

Entre la variada gama de tipos de asfalto, podemos nombrar los siguientes: Asfaltos Oxidados o Soplados Asfaltos Líquidos Asfaltos Emulsificados Cemento Asfáltico

CEMENTO ASFALTICO

Se producen cementos asfálticos, disolviéndolos en destilados volátiles; esos productos se llaman asfaltos rebajados y cuando contienen solventes como la gasolina dan lugar a asfaltos líquidos de curado rápido y aquellos que contienen kerosene como solvente darán asfaltos de curado medio.La Norma Venezolana COVENIN 1670:1997 define al Cemento Asfáltico como un material aglomerante sólido o semisólido de color negro o pardo oscuro, que se ablanda gradualmente al calentarse y cuyos constituyentes predominantes son hidrocarburos pesados.El cemento asfáltico ha sido utilizado con éxito en la pavimentación de vías debido principalmente a que es un material altamente cementante, termoplástico, repelente del agua y es resistente al ataque de la mayoría de los ácidos, álcalis y sales, que posee alta elasticidad a altas temperaturas, suficiente ductilidad a bajas temperaturas, baja susceptibilidad al cambio de temperatura, buena adhesión y cohesión y bajo contenido de parafina (alta resistencia al envejecimiento), por lo que:

Proporciona una buena unión y cohesión entre agregados, incrementando por ello la resistencia con la adición de espesores relativamente pequeños.

Resiste la acción mecánica de disgregación producida por las cargas aplicadas, gracias a la flexibilidad dada a la estructura.

Impermeabiliza la estructura del pavimento, haciéndolo poco sensible a la humedad y eficaz contra penetración del agua proveniente de las precipitaciones.

ASFALTOS EMULSIFICADOS

Emulsiones Asfálticas:

Son parte de los asfaltos líquidos.Es un sistema heterogéneo de dos fases normalmente inmiscibles (no se mezclan), como son el asfalto y el agua, al que se le incorpora una pequeña cantidad de un agente activador de superficie, tenso activó o emulsificante de base jabonosa o solución alcalina, que mantiene en dispersión el sistema, siendo la fase continua el agua y la discontinua los glóbulos del asfalto, en tamaño, entre uno a diez micrones.El asfalto es emulsificado en un molino fluido con 40 - 50% por peso de agua que contiene entre 0.5 y 1.5% por peso de emulsificante. Permite la aplicación del asfalto donde no es posible calentar el material.Cuando la emulsión se pone en contacto con el agregado se produce un desequilibrio que la rompe, llevando a las partículas del asfalto a unirse a las superficies del agregado.El agua fluye o se evapora, separándose de las partículas pétreas recubiertas por el asfalto. Existen emulsificantes que permiten que esta rotura sea instantánea y otros que retardan éste fenómeno.De acuerdo con la velocidad de rotura, las emulsiones asfálticas pueden ser:

De rompimiento rápido: RS (Rapid Setting).Forman una capa relativamente dura y principalmente se usan para aplicaciones en spray sobre agregados y arenas de sello, así como penetración sobre piedra quebrada; que por ser de alta viscosidad sirve de impermeabilizante.

De rompimiento medio. MS (Medium Setting). De rompimiento lento. SS (Slow Seting).

Sirven especialmente para una máxima estabilidad de mezclado. Se las emplea para dar un buen acabado con agregados compactos y asegurar una buena mezcla estabilizada.El tipo de emulsión a utilizar depende de varios factores, tales como las condiciones climáticas durante la construcción, tipos de agregados, etc.Las emulsiones asfálticas deben tener una buena adherencia. Esta cualidad la confiere el emulsificante, que puede darle polaridad negativa o positiva, tomando el nombre de anionicas, las primeras, afines a los áridos de cargas positivas y catiónica, las segundas, afines a áridos de cargas negativas; como son las de origen cuarzoso o silíceo.

ASFALTOS LIQUIDOS

Son materiales asfálticos de consistencia blanda o fluida, por ello no se incluyen en el ensayo de penetración, cuyo límite máximo es 300. También se los denomina asfaltos rebajados o cutbacks.Se componen por una fase asfáltica y un fluidificante volátil, que puede ser bencina, keroseno o aceite. Los fluidificantes se evaporan (proceso de curado), quedando el residuo asfáltico el cual envuelve y cohesiona las partículas del agregado.Según la Norma Covenin 1471-93 define que un asfalto líquido es obtenido por la mezcla de un asfalto de penetración con un disolvente derivado del petróleo a ser expuesto a las condiciones atmosféricas, los disolventes se evaporan quedando el asfalto de penetración como residuo, este  proceso se conoce con el nombre de “curado”.Dentro de los asfaltos líquidos encontramos los siguientes productos:

Asfalto de curado rápido:

Es aquel cuyo disolvente es del tipo de la nafta o gasolina, se obtienen los asfaltos rebajados de curado rápido y se designan con las letras RC (Rapid Curing), seguidos por un número que indica el grado de viscosidadcinemática en centiestokes.Asfaltos rebajados de fraguado rápido, son cementos asfálticos diluidos con un destilado de petróleo tal como la gasolina, que se evapora rápidamente. Los productos de curado rápido se emplean cuando se desea un cambio rápido del estado líquido de aplicación al cemento asfáltico original.

Asfalto de curado medio:

El disolvente de este asfalto es keroseno, y se designa con las letras MC (Medium Curing), seguidos con un número que indica el grado de viscosidad cinemática medida en centiestokes.Asfaltos rebajados de fraguado medio, son cementos asfálticos rebajados o diluidos a una mayor fluidez mezclándolos con destilados del tipo kerosene o el aceite diesel ligero que se evapora a una velocidad relativamente baja. Los productos de fraguado medio tienen buenas propiedades humectantes que permiten el revestimiento satisfactorio de los agregados en forma de polvos de graduación fina.

Asfalto de curado lento:

El disolvente o fluidificante es aceite liviano, relativamente poco volátil, y se designa por las letras SC (Slow Curing), seguidos con un número que indica el grado de viscosidad cinemática medida en centiestokes.Asfaltos rebajados de fraguado lento, son destilados de petróleo con las fracciones volátiles ligeras separadas en gran medida. Los asfaltos de fraguado lento se endurecen o fraguan muy lentamente y se emplean cuando se desea una consistencia casi igual a la del aglutinante mismo, tanto en el momento del tratamiento como después de un período de curación.

CLASIFICACION DE CEMENTOS ASFALTICOS

Es un material de color marrón oscuro a negro que puede estar en estado sólido, semi sólido o líquido, formado por betunes naturales u obtenidos por destilación del petróleo. Los grados de cemento asfáltico tienen una clasificación basada en la viscosidad del material (cuanto más fluido sea un cemento asfáltico, menos viscoso será).Las viscosidades se miden a temperaturas de 60 ºC. El grado de viscosidad se determina en el material que viene directamente del proceso de destilado y el grado de viscosidad del residuo es determinado a partir de la película fina resultante del ensayo de endurecimiento (película fina en estufa).

AC-2.5 AC-5 AC-10 AC-20 AC-40

Viscosidad a 60° C   P 250+/-50

500+/100

1000+/-200

2000+/-400

4000+/-800

Viscosidad a 135° C sCt 80 110 150 210 300

Penetración a 25°C (Pfeiffer y van Doormal) 100grx5seg, en 0.1 mm

200 120 70 40 20

Punto de inflamación °C 163 177 219 232 232

Solubilidad en tricloroetileno % 99 99 99 99 99

Ensayos sobre residuo de película en estufa

Viscosidad a 69°C   P 1.250 2.500 5.00 10.000 20.000

Ductilidad (25°C, 5cm/min) en cm 100 100 50 20 10

El grado a utilizar en cada área debe ser seleccionado en función del clima. Para climas fríos, se deben usar cementos asfálticos de bajo grado de viscosidad para resistir la fisuración por baja temperatura. En climas cálidos se deben usar cementos asfálticos de alto grado de viscosidad para evitar el ahuellamiento.

ASFALTOS MODIFICADOS

Los asfaltos modificados con polimeros elevan la vida util de un pavimento de dos a tres veces (segun el caso a aplicar) con un costo adiccional de hasta un 25% sobre la mezcla asfaltica. Esta plenamente probado que los asfaltos convencionales poseen propiedades satisfactorias tanto mecanicas como de adhesion en una amplia gama de aplicaciones y bajo distintas

condiciones climaticas y de transito. sin embargo, el creciente incremento de volumen del transito y la magnitud  de las cargas, y la necesidad de optimizar las inversiones, provoca que, en algunos casos, las propiedades de los asfaltos convencionales resulten insuficientes. Por ejemplo, con los asfaltos convencionales, aun con los grados mas duros, no es posible eliminar el problema de las deformaciones producidas por el transito canalizado (ahuellamiento), especialmente cuando se deben afrontar condiciones de alta temperatura. Ademas, con la simple adopcion de asfaltos mas duros se corre el riesgo de fisuraciones por efectos termicos cuando las temperaturas son muy bajas.Con ciertas mezclas abiertas, alternativa generada por razones de confort y seguridad, con los ligantes convencionales no se alcanzaria una resistencia mecanica suficiente a causa de una insuficiente cohesion y adhesividad, lo que unido al bajo contenido de ligante de estas mezclas podria redundar en una disminucion en su durabilidad. Del mismo modo, las nuevas capas superficiales delgadas serian menos durables cuando se vean sometidas a altas intensidades de transito.Ante las situaciones mencionadas, ademas de apelar a nuevas tecnologias constructivas y del resto de los materiales (aridos), una solucion evidente fue mejorar algunas caracteristicas de los asfaltos para lograr un mejor comportamiento de los pavimentos. Ello dio origen a nuevos asfaltos que genericamente fueron denominados "Asfaltos Modificados".Existen entonces asfaltos modificados por:

Elastomeros Plastomeros Otros   

Ademas de los Asfaltos Modificados con polimeros, algunos paises emplean asfaltos especiales y multigrados, comunmente denominados alto indice. Los polimeros del tipo SBS son, por lejos, los mas utilizados siguiendole en las preferencias los plastomeros del tipo EVA. El uso de asfaltos especiales o de alto indice no ha alcanzado hasta el momento el mismo crecimiento que los asfaltos modificados con polimeros pero se observan buenas perspectivas de crecimiento. Una critica generalizada es que se ha enfatizado mostrar las ventajas tecnicas de los asfaltos modificados, pero se han realizado pocos estudios que tengan en cuenta la relacion costo-beneficio. 

ASFALTOS MODIFICADOS CON POLIMEROS

Los asfaltos modificados con polímero, Betutec, son obtenidos a partir de la incorporación de polímero en el cemento asfaltico de petróleo, en una unidad apropiada, pudiendo o no tener una reacción química. Los ligantes asfálticos adecuados para modificar son aquellos que presentan compatibilidad con el polímero a ser utilizado.

Los objetivos que se persiguen con la modificación de los asfaltos con polímeros, es contar con ligantes asfalticos más viscosos a temperaturas elevadas para reducir los problemas de deformacion permanente (ahuellamientos), de las mezclas que componen las capas o superficie de rodadura, aumentando la rigidez. Por otro lado disminuir el fisuramiento por efecto térmico a bajas temperaturas y por fatiga térmica y dinamica, aumentando su elasticidad, asimismo contar con un ligante asfaltico de mejores características adhesivas.BETUTEC º

Tecnologia de modificación de última generación y calidad reconocida internacionalmente, con una tecnología que produce un producto único, homogéneo, de alta calidad y desempeño.Alta estabilidad al almacenamiento, excelente resistencia a la oxidación y excelentes propiedades mecánicas y reologicas que proporcionan a las mezclas asfálticas producidas con este ligante asfaltico un excelente desempeño y mayor tiempo de vida útil.El uso del Betutec® no requiere que sea realizado ningún tipo de alteración en los procedimientos operacionales utilizados con los asfaltos convencionales. La única diferencia que se presenta en todo el proceso son las temperaturas de mezcla y compactación.Betutec® también proporciona una economía en el costo total durante la vida útil del pavimento. Estudios indican que su uso representa un incremento de 15% comparado con un proyecto de pavimentación con asfalto convencional, sin embargo estudios de desempeño de estos ligantes asfalticos demostraron que incrementan la vida útil de un pavimento en más del 50%.VENTAJAS

Baja susceptibilidad térmica Buen desempeño a alta y baja temperatura Alta resistencia a la deformación permanente Alta resistencia a la fatiga Alta resistencia al fisuramiento térmico Alta resistencia a los daños por humedad inducida Resistencia a la desagregación Resistencia al envejecimiento Economía a largo plazo, mejor costo beneficio

APLICACIONES

Sistema HOT-TEC

Pavimentos de alto desempeño Recapeo de carreteras, avenidas o calles de concreto de cemento

Portland Tramos de baja velocidad y tráfico pesado como intersecciones, fajas

exclusivas, avenidas principales, Pavimentos porosos

Sistema MICRO HOT-TEC

Micropavimento asfáltico en calienteSistema SUPER-TEC

Stone Mastic Asphalt

USOS DEL ASFALTO

Como el asfalto es un material altamente impermeable, adherente y cohesivo, capaz de resistir altos esfuerzos instantáneos y fluir bajo la acción de cargas permanentes, presenta las propiedades ideales para la construcción de pavimentos cumpliendo las siguientes funciones:

Impermeabilizar la estructura del pavimento, haciéndolo poco sensible a la humedad y eficaz contra la penetración del agua proveniente de la precipitación.

Proporciona una íntima unión y cohesión entre agregados, capaz de resistir la acción mecánica de disgregación producida por las cargas de los vehículos. Igualmente mejora la capacidad portante de la estructura, permitiendo disminuir su espesor.

Además el asfalto es utilizado en la industria impermeabilizante y de pinturas asfálticas, revestimiento de diques y canales y materia prima para las emulsiones asfálticas. El cemento asfáltico a temperatura ambiente, es semisólido y altamente viscoso, por lo que se requiere licuarlo temporalmente por calentamiento, para su manejo durante las operaciones de construcción, tales como bombeo por tubería, transporte de cisternas, mezcla con agregado, etc.

CAPITULO II

EMULSIONES ASFÁLTICAS

Las emulsiones asfálticas son una mezcla de asfalto con agua que con el emulsificante forman una emulsión estable que permite tender las carpetas asfálticas "en frío", es decir, a temperaturas menores a 100°C.Las desventajas de las emulsiones asfálticas son principalmente el tiempo de fraguado que estas requieren, la complicada química y reología que se desarrolla en las emulsiones, pues los compuestos químicos presentes en el asfalto como los asfaltenos y maltenos son variables y de diferente naturaleza química.Debido al mecanismo de fraguado, estas emulsiones comúnmente no logran una estabilidad aceptable con el agregado pétreo del asfalto, por ello son aplicables principalmente a caminos secundarios en los que la carga vehicular no es regular ni posee alto peso.

Las emulsiones son mezclas de cementos asfálticos con agua  emulsificantes, a su vez, estos pueden también contener:      

EMULSIONES ASFALTICAS CONVENCIONALES Y MODIFICADOS CON POLIMEROS

Las emulsiones, Emultec, desde el punto de vista físico-químico se pueden definir  como una dispersión fina estabilizada de un líquido en otro, no miscibles entre sí. La emulsión asfáltica es un producto obtenido por la dispersión de una fase asfáltica en una base acuosa, estabilizada en forma de pequeños glóbulos obtenido mediante la fuerza mecánica proporcionada por un molino coloidal y suspendidos con ayuda de un emulsificante, donde las partículas se cargan  eléctricamente.Una emulsión asfáltica tiene tres componentes básicos: asfalto, agua y un emulsificante. En algunas ocasiones el agente emulsificante puede contener un aditivo. Para aplicaciones de mayor desempeño se agrega un ingrediente más, el polímero para modificar la emulsión.TDM Asfaltos, produce emulsiones asfálticas convencionales y modificadas con polímeros elastomericos SBR y SBS, a fin de atender todas necesidades de los especialistas en pavimentos.EMULSIONES ASFÁLTICAS CONVENCIONALES

Las emulsiones asfálticas convencionales son pequeñas partículas o glóbulos de asfalto suspendidas en agua que contiene un agente emulsificante. Cuando se realiza la aplicación, las partículas de asfalto se depositan sobre los agregados ocasionando la ruptura de la emulsion y la completa separación del agua.EMULSIONES ASFÁLTICAS MODIFICADAS CON POLIMEROS

Las emulsiones asfálticas modificadas con polímeros elastomericos son pequeñas partículas o glóbulos de asfalto con polímero o de asfalto

modificado con polímero, suspendidas en agua que contiene un agente emulsificante. Los polímeros elastomericos pueden estar dispersos en la fase líquida de la emulsión, en forma de particulas de látex de SBR  o pueden estar disueltos en el ligante asfáltico emulsificado, que es el caso del polímero SBS.Cuando se realiza la aplicación, las partículas de asfalto modificado con polímero se depositan sobre los agregados ocasionando la ruptura de la emulsion y finalmente el curado del residuo asfaltico, proporcionando propiedades físico-químicas mejoradas al asfalto residual.VENTAJAS

La presencia del polímero elastomerico en el ligante asfaltico le proporciona mejores propiedades reologicas, proporcionándole elasticidad, mayor viscosidad, mayor punto de ablandamiento, menor susceptibilidad térmica y con mayor resistencia al envejecimiento debido al aire y a los rayos ultravioleta, resumiéndose en mejor desempeño y mayor tiempo de vida útil.APLICACIONES

Riegos

Tratamientos superficiales (monocapa, bicapa, etc) Sellos de arena Riego de liga Sellado de fisuras

CAPITULO III

ASFALTOS LÍQUIDOS

Son materiales constituidos por mezclas de cementos asfálticos y solventes de hidrocarbonados de diferentes rangos de destilación, que le 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 frío. Los más utilizados son los de Curado Medio ( MC) y los de Curado Rápido ( RC) y emulsiones asfálticas cocnvenciconales y modificadas con polímeros. Son recomendados con demostrados y excelentes resultados en imprimaciones, lechadas asfálticas, riesgos de liga, tratamientos superficiales, micropavimentos y estabilización de suelos en superficies con necesidades de impermeabilización.Son materiales asfálticos de consistencia blanda o fluida, por ello no se incluyen en el ensayo de penetración, cuyo límite máximo es 300. También se los denomina asfaltos rebajados o cutbacks.Se componen por una fase asfáltica y un fluidificante volátil, que puede ser bencina, keroseno o aceite. Los fluidificantes se evaporan (proceso de

curado), quedando el residuo asfáltico el cual envuelve y cohesiona las partículas del agregado.Según la Norma Covenin 1471-93 define que un asfalto líquido es obtenido por la mezcla de un asfalto de penetración con un disolvente derivado del petróleo a ser expuesto a las condiciones atmosféricas, los disolventes se evaporan quedando el asfalto de penetración como residuo, este  proceso se conoce con el nombre de “curado”.Dentro de los asfaltos líquidos encontramos los siguientes productos:

Asfalto de curado rápido:

Es aquel cuyo disolvente es del tipo de la nafta o gasolina, se obtienen los asfaltos rebajados de curado rápido y se designan con las letras RC (Rapid Curing), seguidos por un número que indica el grado de viscosidadcinemática en centiestokes.Asfaltos rebajados de fraguado rápido, son cementos asfálticos diluidos con un destilado de petróleo tal como la gasolina, que se evapora rápidamente. Los productos de curado rápido se emplean cuando se desea un cambio rápido del estado líquido de aplicación al cemento asfáltico original.Asfalto de curado medio:

El disolvente de este asfalto es keroseno, y se designa con las letras MC (Medium Curing), seguidos con un número que indica el grado de viscosidad cinemática medida en centiestokes.Asfaltos rebajados de fraguado medio, son cementos asfálticos rebajados o diluidos a una mayor fluidez mezclándolos con destilados del tipo kerosene o el aceite diesel ligero que se evapora a una velocidad relativamente baja. Los productos de fraguado medio tienen buenas propiedades humectantes que permiten el revestimiento satisfactorio de los agregados en forma de polvos de graduación fina.Asfalto de curado lento:

El disolvente o fluidificante es aceite liviano, relativamente poco volátil, y se designa por las letras SC (Slow Curing), seguidos con un número que indica el grado de viscosidad cinemática medida en centiestokes.Asfaltos rebajados de fraguado lento, son destilados de petróleo con las fracciones volátiles ligeras separadas en gran medida. Los asfaltos de fraguado lento se endurecen o fraguan muy lentamente y se emplean cuando se desea una consistencia casi igual a la del aglutinante mismo, tanto en el momento del tratamiento como después de un período de curación.

ENSAYOS DEL ASFALTO

Contamos con un moderno laboratorio en Refinería La Pampilla, así como el respaldo internacional  del Centro de Investigación Tecnológico de la casa matriz de Repsol en Madrid-España. Penetración

Es una medida de la consistencia del asfalto realizada generalmente a 25°C.  El valor de la penetración se expresa en décimas de milímetro (0.1mm). 

 Ductibilidad Este concepto está directamente asociado a la capacidad del material de absorber energía.  Y este es medido a través del alargamiento de la probeta hasta su rotura, se estira a una velocidad de 5cm/mín a 25°C. 

 Punto de Ablandamiento Temperatura en que el asfalto cambia de un cuerpo semisólido a un fluido, y es importante para obtener el valor de índice de penetración y el incremento de temperatura para realizar el ensayo es de 5°C por minuto. 

 Punto de Inflamación - Cleveland Open Cup Detemina la temperatura de inflamación a las condiciones del ensayo. 

 Ensayo de Viscosidad Absoluta La viscosidad absoluta es una propiedad de los fluidos que indica la mayor o menor resistencia que estos ofrecen al movimiento de sus partículas cuando son sometidos a un esfuerzo cortante.  Algunas unidades a través de las cuales se expresa esta propiedad son el Poise (P), el Pascal-Segundo (Pas)  y el centiPoise (cP), siendo las relaciones entre ellas las siguienes: Pa-s=10 P= 1000 cP.  La Viscosidad Absoluta suele denotarse a través de la letra griegaµ.  Es importante resaltar qeu esta propiedad depende de manera muy imoportante de la temperatura, dsiminuyendo al aumentar ésta.

Ensayo de Viscosidad Cinemática

La Viscosidad Cinemática es la relación entre la viscosidad absoluta y la densidad de un fluido.  Esta suele detonarse como u, po lo cual u = µ/p.  Algunas de las unidades para expresarla son el m2/s, el stoke (St) y el centistoke (cSt), siendo las equivalencias las siguientes: 1 m2/s = 10000 St = 1x106 cSt.  Imagínese dos fluidos distintos con igual viscosidad absoluta, los cuales se harán fluir verticalmente a través de un orificio.  Aquél de los fluidos que tenga mayor densidad fluirá más rápido, es decir, aquél que tenga menor viscosidad cinemática.  Susceptibilidad Térmica

Variación de la consistencia ante cambios de temperatura.  Se determina mediante una relación matemática entre el Punto de ablandamiento y la Penetración.  Esta normalizado mediante la Norma Española UN-104-281 y los valores aceptados se sitúa entre    +2   = IP = -2. Ensayo de la Mancha El Ensayo de la Mancha también conocido como Ensayo de Oliensis pretende determinar la homogeneidad o no de los asfaltos materia del ensayo. Esencialmente consiste en mezclar el asfalto con un disolvente, originalmente nafta y actualmente una mezcla de heptano/xileno y determinar la forma de la mancha de una gota de asfalto en este solvente en un papel de filtro. 

 Solubilidad en Tricloroetileno Este método de ensayo se refiere a la determinación del grado de solubilidad en tricloroetileno de materiales asfálticos que tengan poco material mineral o que carezcan de él. 

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS ASFALTOS

VENTAJAS

Disminuye la susceptibilidad térmica Se obtienen mezclas más rígidas a altas temperaturas de servicio

reduciendo el ahuellamiento. Se obtienen mezclas más flexibles a bajas temperaturas de servicio

reduciendo el fisuramiento. Disminuye la exudación del asfalto: por la mayor viscosidad de la

mezcla, su menor tendencia a fluir y su mayor elasticidad. Mayor elasticidad: debido a los polímeros de cadenas largas. Mayor adherencia: debido a los polímeros de cadenas cortas.

Mayor cohesión: el polímero refuerza la cohesión de la mezcla. Mejora la trabajabilidad y la compactación: por la acción lubricante

del polímero o de los aditivos incorporados para el mezclado. Mejor impermeabilización: en los sellados bituminosos, pues absorbe

mejor los esfuerzos tangenciales, evitando la propagación de las fisuras.

Mayor resistencia al envejecimiento: mantiene las propiedades del ligante, pues los sitios más activos del asfalto son ocupados por el polímero.

Mayor durabilidad: los ensayos de envejecimiento acelerado en laboratorio, demuestran su excelente resistencia al cambio de sus propiedades características.

Mejora la vida útil de las mezclas: menos trabajos de conservación. Fácilmente disponible en el mercado. Permiten mayor espesor de la película de asfalto sobre el agregado. Mayor resistencia al derrame de combustibles. Reduce el costo de mantenimiento. Disminuye el nivel de ruidos: sobre todo en mezclas abiertas. Aumenta el módulo de la mezcla. Permite la reducción de hasta el 20% de los espesores por su mayor

módulo. Mayor resistencia a la flexión en la cara inferior de las capas de

mezclas asfálticas. Permite un mejor sellado de las fisuras. Buenas condiciones de almacenamiento a temperaturas moderadas. No requieren equipos especiales.

DESVENTAJAS

Alto costo del polímero. Dificultades del mezclado: no todos los polímeros son compatibles

con el asfalto base (existen aditivos correctores). Deben extremarse los cuidados en el momento de la elaboración de

la mezcla. Los agregados no deben estar húmedos ni sucios. La temperatura mínima de distribución es de 145ºC por su rápido

endurecimiento.

DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA

Las mezclas asfálticas están formadas por un material pétreo bien graduado y cemento asfáltico como ligante. Se elaboran en una planta que calienta el material pétreo a una temperatura de 140 ó 150 ºC y el cemento asfáltico a una temperatura de 110 a 130 ºC.Después que el material pétreo esté caliente y seco se mezclan sus componentes de acuerdo a una composición granulométrica aprobada, incorporándole a continuación el cemento asfáltico en una cantidad previamente definida.Las mezclas terminadas se extienden en capas uniformes en el espesor y ancho requeridos, para luego ser compactadas a temperaturas superiores a los 90 ºC.

Un pavimento de concreto asfáltico debe cumplir los siguientes objetivos principales:

a) Suficiente estabilidad en la mezcla como para satisfacer las exigencias del  servicio y las demandas del tránsito sin distorsiones o desplazamientos.

b) Suficiente asfalto para asegurar la obtención de un pavimento durable, que resulte del recubrimiento completo de las partículas de agregado pétreo, impermeabilizando y ligando las mismas entre sí, bajo una compactación adecuada.

c) Suficiente trabajabilidad como para permitir una eficiente operación constructiva en la elaboración de la mezcla y su compactación.

d) Suficientes vacíos en la mezcla compactada, para proveer una reserva que impida, al producirse una pequeña compactación adicional, afloramientos de asfalto y pérdidas de estabilidad.

SE DEBE TOMAR EN CUENTA

Factores que deben controlarse en las mezcla asfálticas. Influencia del asfalto - agregado en las características del concreto

asfáltico Efecto del asfalto en la estabilidad (Cantidad de asfalto). Características del asfalto. Efecto del agregado mineral en la estabilidad. Efecto de la densidad de la mezcla asfáltica en la estabilidad. Durabilidad de la mezcla asfáltica. Efecto del asfalto y del agregado mineral en la durabilidad de la

mezcla. Temperatura de mezcla y Cantidad de asfalto en la mezcla.

CONCLUSION

Es Asombrosa la diversidad de usos que posee el asfalto. Es un material muy importante dentro de la construcción civil y debe

ser considerado en todo momento. Las principales características del asfalto son su durabilidad, su

resistencia al deslizamiento, su flexibilidad, su maleabilidad, su trabajabilidad, su uso económico, su impermeabilidad, etc... característica, ésta última, que más se ha desarrollado en los últimos años convirtiendo a Venezuela en uno de los principales países exportadores y fabricantes de este tipo de productos. Los productos asfálticos para impermeabilización, desarrollados en nuestro país, han evolucionado vertiginosamente en los últimos 10 años, llegando a formar uniones entre el asfalto y otros materiales que optimizan la impermeabilidad, flexibilidad y durabilidad del producto.

En fin... un producto que ha existido entre nosotros desde que el mundo es mundo y que con el pasar de los años y el venir de las olas tecnológicas ha ido evolucionando a la par de las necesidades del hombre y de la construcción civil.

OBRAS DE ARTE

En la construcción de caminos existen una serie de obras complementarias necesarias para su estabilización. Estas obras apuntan a tener un control sobre la evacuación de las aguas lluvias y canalización de los cursos de agua permanentes y temporales. De esta forma se logrará disminuir la erosión del terreno, la contaminación de cursos de agua y mejorar la estabilidad de los caminos. Estos trabajos son conocidos como obras de arte. Como resultado de la modificación del terreno es que se hace necesaria la construcción de estas obras de arte posterior al movimiento de tierra. En este documento se tratará sobre la construcción de obras de arte con toda la implicancia medioambiental que esto conlleva

CUNETAS

Las cunetas son zanjas que se hacen a ambos lados del camino con el propósito de recibir y conducir el agua pluvial de la mitad del camino (o de todo el camino en las curvas), el agua que escurre por los cortes y a veces la que escurre de pequeñas áreas adyacentes. Cuando las cunetas pasan del corte al terraplén, se prolongan a lo largo del pie del terraplén dejando una berma convencional entre dicho pie y el borde de la cuneta para evitar que se remoje el terraplén lo cual es causa de asentamientos.

Debido a que el área a drenar por las cunetas es relativamente pequeña, generalmente se proyectan éstas para que den capacidad a fuertes aguaceros de 10 a20 minutos de duración. Se puede decir que se considera suficientemente seguro proyectar cada cuneta para que tomen el 80 % de la precipitación pluvial que cae en la mitad del ancho total del derecho de vía. Las dimensiones, la pendiente y otras características de las cunetas, se determinan mediante el flujo que va a escurrir por las mismas. Las cunetas generalmente se construyen de sección transversal triangular o trapecial y su diseño se basa en los principios del flujo en los canales abiertos.

BIBLIOGRAFIA

MERRIT, Frederick S.. Abril de 1998. “MANUAL DEL INGENIERO CIVIL”. McGraw-Hill.