Ensayo de Emulsion asfaltica

8/19/2019 Ensayo de Emulsion asfaltica

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INTRODUCCIÓN

Los caminos en la historia de la humanidad siempre han sido de vitalimportancia debido a que son las formas en las que las distintas civilizaciones

que han existido han logrado comunicarse con otras, si se piensa en ello sellega a unos de los más grandes constructores de caminos de todos los tiemposque fueron los romanos, tal era la fama de sus caminos que hay un dicho queha trascendido en la historia “Todos los caminos llevan a Roma, esto hablamucho de la calidad de su construcci!n pues surgi! mas o menos cuando Romatenia construidos unos "#, ### $m de caminos para comunicar a su capital,pero% &'uál era la raz!n de esta magni(cencia) *s que ellos descubrieron queun camino con una sola super(cie no era su(ciente para que sus caminospudieran sobrevivir durante muchos a+os, porque las inclemencias del clima, eltránsito diario, entre otros factores, deterioraban los caminos hasta hacerlosintiles- .ue entonces y con el paso del tiempo empezaron a utilizar caminos

que conten/an diversas capas, de modo que ni la humedad de arriba, ni la deaba0o pudieran destruirlos- *n la actualidad las carreteras se realizan de lamisma manera, con diversas capas que comienzan con las terracer/as yterminan con la super(cie de rodamiento que puede ser de dos tipos% r/gida oexible, actualmente, y an con la fama que comienzan a tener los pavimentosr/gidos, para la mayor/a de las obras carreteras se sigue pre(riendo a lospavimentos exibles2 dentro de estos hay varios materiales para su fabricaci!n-

*n el presente traba0o se abordará a uno de los materiales para la construcci!nde pavimentos exibles% las emulsiones asfálticas, su importancia en laconstrucci!n de caminos, su composici!n, usos y como por varias razones han

comenzado a tener la preferencia de los constructores de caminos-


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1.LAS EMULSIONES

4na emulsi!n se puede de(nir como una dispersi!n (na más o menosestabilizada de un l/quido en otro los cuales son no miscibles entre s/ y estánunidos por un emulsi(cante, emulsionante o emulgente- 5entro de unaemulsi!n, los l/quidos que la forma constituyen dos partes que se llamanrespectivamente%

• .ase dispersa, discontinua o discreta% 6aterial que se dispersa en

peque+os fragmentos o en el caso de l/quidos peque+as gotas-• .ase dispersante o continua% es el l/quido que funciona como medio de

dispersi!n en la emulsi!n-

*xisten dos tipos de emulsiones segn la concentraci!n de cada una de estasfases% la emulsi!n directa es aquella en la que la fase hidrocarbonada estádispersa en la parte acuosa y la inversa es en la que la fase acuosa2 y lainversa es en la que la fase acuosa está dispersa en la parte hidrocarbonada-*s preferible el empleo de las emulsiones directas por su ba0a viscosidad atemperatura ambiente2 7stas son las que se emplean en la construcci!n decaminos-

*n materia de carreteras las emulsiones asfálticas son materiales asfálticosl/quidos estables, constituidos por, en los que la fase continua de la emulsi!nestá formada por un agente emulsi(cante, y la fase discontinua por peque+osgl!bulos de cemento asfáltico-

8or razones de simetr/a en la acci!n capilar, los gl!bulos de asfalto en laemulsi!n son de forma esf7rica- *l tama+o promedio del gl!bulo es de 3 a 9micras, tan peque+o que hace aumentar la super(cie de contacto del asfaltolo que favorece su repartici!n y cohesi!n con el material p7treo-

2.HISTORIA DE LAS EMULSIONES:


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*l ligante asfáltico ya era conocido en el 3;##


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*n 67xico estas emulsiones aparecieron en 1@9#, donde se hicieron pruebassobre ellas en la Fecretaria de Jbras 8blicas-

*n el a+o de 1@": ocurri! un hecho que cambio el mundo% los pa/ses árabesposeedores de la mayor/a del petr!leo aumentaron el precio de venta y por lotanto los productores derivados resultaron afectados en la misma forma, y

entre ellos los solventes que se emplean en los reba0ados asfálticos, con lo quedisminuyo el empleo de estos- ?a en los a+os I#s con el despertar de laconciencia ecol!gica el uso de asfaltos reba0ados que eran altamentecontaminantes por la producci!n de millones de litros de solventes que seevaporaban al aire al emplearlos- *n 67xico, el retiro del mercado de losasfaltos reba0ados se concret! en 1@@9-

5esde entonces hasta la fecha se están haciendo investigaciones para me0orarlas emulsiones asfálticas, agregando aditivos o empleando nuevos m7todos deaplicaci!n-

3.TIPOS DE EMULSIONES ASFÁLTICAS:

Las emulsiones asfálticas pueden ser clasi(cadas de acuerdo al tipo deemulgente usado- *n este caso podemos hablar de dos tipos, ani!nicas ycati!nicas%

• Emulsions Ani!ni"#s% *n este tipo de emulsiones el agenteemulsi(cante le con(ere una polaridad negativa a los gl!bulos, o seaque 7stos adquieren una carga negativa-

• Emulsions C#$i!ni"#s% *n este tipo de emulsiones el agenteemulsi(cante le con(ere una polaridad positiva a los gl!bulos, o sea que7stos adquieren una carga positiva-

Respecto a la estabilidad de las emulsiones asfálticas, 7stas se puedenclasi(car en los siguientes tipos%

• D Rom%imin$o R&%i'o (CRS)% *stas se utilizan para riegos de liga ycarpetas por el sistema de riegos Gcon excepci!n de la emulsi!nconocida como *'RK9#H, la cual no se debe utilizar en la elaboraci!n de


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estas ltimas- Los grados de rotura RFK3, E.RFK3 y 'RFK3 Gde roturarápidaH son de alta viscosidad para evitar el escurrimiento-

• D Rom%imin$o M'io (CMS)% Fon dise+adas para mezclarse conagregados graduados- 5ebido a que estos grados de emulsiones seformulan para no romper inmediatamente despu7s del contacto con el

agregado, ellos pueden utilizarse para recubrir una amplia variedad deagregados graduados- *stas mezclas pueden mantenerse puedenmantenerse traba0ables por lapsos que van de algunos minutos a variosmeses segn la formulaci!n- Las mezclas se elaboran en mezcladora yplanta ambulante o, en el camino- *stas normalmente se emplean paracarpetas de mezcla en fr/o elaboradas en planta, especialmente cuandoel contenido de (nos es menor o igual al 3, as/ como en traba0os deconservaci!n tales como bacheos, renivelaciones y sobrecarpetas-Mersiones modi(cadas con pol/meros de las emulsiones de rotura mediapueden emplearse cuando se requieren estabilidad adicional o mayordurabilidad o cuando es importante una mayor resistencia a la humedad-

• D Rom%imin$o Ln$o (CSS)% Fe utilizan para crear mezclas estables-Fe emplean con granulometr/as cerradas o con alto porcenta0e de (nos-< los grados de rompimiento lento corresponden prolongados per/odosde traba0abilidad para asegurar una buena mezcla con agregados degranulometr/a cerrada- Todos los grados de rompimiento lento tienenba0a viscosidad, que puede ser an más reducida con la incorporaci!n deagua- *stas se emplean para carpetas de mezcla en fr/o elaboradas enplanta y para estabilizaciones asfálticas- 5iluidos estos grados puedentambi7n ser usados para riegos de liga, riego pulverizado y comopaliativos de polvo-

• D *om%imin$o "on$*ol#'o (+S)% Fe dise+an espec/(camente paraaplicaciones de lechada asfáltica Glas cuales consisten en mezclas deagregado (no bien graduado, (ller material, emulsi!n asfáltica del tipoNF y aguaH en las que se necesita un rápido tiempo de curado- *stopermite una más rápida liberaci!n al tránsito que en el caso deemulsiones con rompimiento lento para lechadas asfálticas-

• P#*# Im%*,n#"i!n% *stas se utilizan para impregnaciones de subKbases yOo bases hidráulicas-

• S-%* Es$#ls% *stas se emplean en la estabilizaci!n de materiales yen la recuperaci!n de pavimentos-

Fegn el contenido de asfalto en la emulsi!n, su tipo y polaridad, lasemulsiones asfálticas se clasi(can como se muestra en la siguiente tabla%


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/.CONTENIDO DE LA EMULSIONES:

La emulsi!n asfáltica está compuesta básicamente por : componentes%


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cati!nicos en emulsiones con carga positiva, contrariamente, cuando sepresentan carbonatos o part/culas en suspensi!n, se produce unap7rdida de estabilidad en la emulsi!n debido a un prematurorompimiento- *l agua que contiene materia orgánica no debe usarse enla producci!n de emulsiones, sobretodo en las emulsiones cati!nicas-

• A0ENTES EMULSIFICANTES: *ste reactivo es un agente de activaci!nsuper(cial, comnmente llamado surfactante- *l emulsi(cante estáconformado una parte por cadenas de hidrocarbonos que son solublesen medios orgánicos como el asfalto y otra parte con carga el7ctrica quees soluble en medios acuosos- *s por esta raz!n que a pesar de que elemulsi(cante es el componente en menor cantidad dentro de unaemulsi!n, es quien provee las propiedades principales a la emulsi!n, lebrinda estabilidad y determina (nalmente qu7 tipo de emulsi!n asfálticase obtendrá Tambi7n mantiene los gl!bulos del asfalto en suspensi!nestable y permite que el asfalto sea depositado sobre el agregado en elmomento apropiado-


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tensiones y tiempos de carga, me0oran la adhesividad de los agregados-Los tipos utilizados son los termoK(0os Gresinas ep!xicas, poliuretanos,poli7steresH y los termoplásticos como el cloruro de polivinilo G8M'H,polietileno y poliKisobutilenos, FPR Ghule estirenoK butadienoH, *M<GetilenoKacetato de viniloH y FPF GestirenoKbutadienoKestirenoH, hulenatural y arti(cial- *stos tambi7n pueden utilizarse en combinaciones

especiales que tienen la caracter/stica de ser tratamientos muyespec/(cos y costosos% alquitránK vinilo, alquitránKepoxi, asfaltoKepoxi yalquitránKpoliuretano-

7.USO 8 APLICACIONES:Las emulsiones asfálticas se utilizan en distintas industrias% sellados,recubrimiento de ca+er/as, sellados de techos y azoteas, agricultura, (0aci!n dem7danos, pellets para deposici!n de residuos industriales y radiactivos,aislaciones, lagunas y reservorios de aguas o euentes, impermeabilizaci!n decanales de riego y por supuesto traba0os viales-

8ara poder de(nir el uso que se les da a las emulsiones asfálticas es necesariodividirlas en dos% lo que serán los usos de emulsiones sin agregados yemulsiones con agregados-

7.1 SIN A0RE0ADOS:Ri,o: 'onsiste en el rociado de la emulsi!n asfáltica de manera que esterociado sea uniforme- *stos riegos no requieren la utilizaci!n de agregados- Laforma más comn de hacerlos es utilizar un cami!n regador, preferentementecon bomba para realizar un riego más uniforme-

• Ri,o ' li,#: *s la aplicaci!n de la emulsi!n asfáltica sobre unpavimento ya existente y se utiliza para obtener una buena adherencia

con la nueva capa asfáltica a construir- La emulsi!n comnmente usadapara este traba0o es la emulsi!n de tipo cati!nico de rompimiento rápido-*n algunos casos se utilizan emulsiones medias- *l ob0etivo es lograr unacapa (na y uniforme de emulsi!n la cual liberará el asfalto luego deromper- *s importante determinar la cantidad de emulsi!n a aplicar deacuerdo al estado de la carpeta existente- *sta cantidad será losu(ciente para lograr una adecuada adherencia entre las capasasfálticas evitando los excesos que podr/an provocar exudaci!n delasfalto-

• Ri,o ' im%*,n#"i!n: Tambi7n conocido como riego de penetraci!n,su ob0etivo es el de proteger la base hidráulica contra la lluvia y eltránsito normal de veh/culos ligeros durante la construcci!n-


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vida de la super(cie mientras se hace la reparaci!n apropiada- Ferequiere que la emulsi!n tenga ba0a viscosidad para que penetre en lasgrietas y en los poros abiertos-

• Ri,o ' "u*#'o: *ste riego se aplica sobre un agregado estabilizadocon cemento o cal para evitar una evaporaci!n excesiva y con estofacilitar el fraguado- Las normas internacionales recomiendan la

utilizaci!n de emulsiones de corte rápida para esta tarea- *ste riegopermite que el pavimento adquiera un color negro uniforme en toda susuper(cie, (0ando cualquier material suelto GpolvoH y sellando peque+as(suras-

• Ri,o #n$i%olo: Fe realiza en caminos de tierra para (0ar el materialsuelto de su super(cie- *l ob0etivo (nal es obtener una pel/cula delgadade asfalto a partir de riegos sucesivos efectuados con una emulsi!n muydiluida- *n caminos de tierra, un autom!vil produce ;9# toneladas depolvo por Qm- al a+o-


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• C#% s#l: 'ombina tratamiento super(cial simple con lechadaasfáltica- 8rovee, para reducir el hidroplaneo, la super(cie áspera,“nudos de un tratamiento de super(cie, pero al mismo tiempo disponede una resistente matriz de arena para durabilidad- Los datos deensayos indican una mayor resistencia al da+o producido porneumáticos con clavos que un tratamiento super(cial simple-

• Sll#'o 'ol (S#n';i" s#l): 6e0ora la resistencia al deslizamiento,sella pavimentos-

• Sll#'o "on #*n# (S#n' s#l): Restaura la uniformidad de lasuper(cie- *n la ciudad facilita el barrido de las calles y me0ora lavisibilidad de la demarcaci!n horizontal- Revitaliza pavimentos secos,intemperizados y reduce su desprendimiento-

• L"#'# #s&l$i"# (Slu**9 s#l): *mpleada en el mantenimiento deaeropuertos y calles de ciudad, donde no es tolerable el agregado suelto-Fella, llena depresiones menores, provee una super(cie fácil de barrer-La lechada l/quida se aplica con ca0a distribuidora provista de unaenrasadora con tiras de goma-

•

Mi"*o#,lom*#'o (Mi"*o


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R"i"l#'o: La reutilizaci!n de los asfaltos depende de diversos factorescomo% la condici!n existente del pavimento, los espesores y tipos de losmateriales del pavimento existente, requerimientos estructurales delpavimento reciclado y la disponibilidad de aditivos de reciclado- Los tiposde reciclado son%

o F*s#'o n *?o ("ol' %l#nin,): Fe remueve el pavimentoasfáltico hasta una profundidad especi(cada y la super(cie esrestaurada, con las pendientes longitudinal y transversaldeseadas, y libre de lomos, huellas y otras imperfeccionessuper(cial-

o R"i"l#'o n "#lin$: Fe combina el R


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;- Fe aplica en un lapso muy corto de tiempo, lo que permite la prontafuncionalidad de la obra en que se est7 usando-

9- 8resenta un ba0o costo de la fase dispersante, que es el agua-"- Fe emplean materiales p7treos locales, lo que elimina la transportaci!n

de este tipo de materiales por grandes distancias-I- *l equipo de aplicaci!n es mucho más sencillo debido a que todos sus

componentes se aplican a temperatura ambiente-@- 8or su aplicaci!n en fr/o, ayuda a no alterar el medio ambiente y queda

suprimida la emisi!n de humos o gases-1#-*l empleo del agua como solvente no crea problema de su desperdicio,

ya que es recuperable-

B.DEFICIENCIAS:

Las de(ciencias con las que cuentan las emulsiones asfálticas son%1- A'*n"i#: La adherencia que llegue a tener la emulsi!n asfáltica con

los agregados p7treos dependerá del tipo de agregados que se utilicen yde la f!rmula que se est7 utilizando para fabricar la emulsi!n lo que lohace un proceso muy comple0o-

3- Fo*mul#"i!n: La elaboraci!n de una f!rmula que se adapte a losmateriales rocosos que se tengan a disposici!n resulta muy comple0a-

:- Rolo,?#: Fe vuelve comple0o el de(nir la deformaci!n que tendrá elasfalto, debido a que la emulsi!n asfáltica tiene una qu/mica muycomple0a-

C- Tm%*#$u*#: Fi se sobrecalientan o se enfr/an demasiado al punto decongelarse se rompen y se vuelven intiles-

;- In"om%#$iili'#': Las emulsiones asfálticas cati!nicas no se debencombinar con las ani!nicas y viceversa porque son incompatibles-

.APLICACIONES ACTUALES:*n los a+os relativamente recientes se han desarrollado tecnolog/as quepermiten un mayor uso de las emulsiones asfálticas, aunque muchas de estasinvestigaciones se han dedicado a la conservaci!n de los asfaltos-

.1 MICROPA>IMENTOS:*l micropavimento fue desarrollado en *uropa a mediados de los a+os "#s, yen *stados 4nidos fue usado por primera vez en 1@I#, ha demostradoresultados prometedores de C a " a+os de vida de servicio- ?a que elmicropavimento se adhiere bien con la super(cie existente, puede ser per(ladosin desintegraci!n de bordes y puede generalmente ser abierto al trá(co

dentro de una hora despu7s de su aplicaci!n, es particularmente apropiadopara carreteras de alto volumen y áreas urbanas- Fin embargo, su uso ha sidode alguna manera restringido debido a varios factores- *stos incluyen acontratistas con falta de experiencia, falta de calidad de agregados engranulometr/a requerida debido a la ba0a demanda, rechazo de usuarios aaplicar nuevas tecnolog/as e informaci!n faltante o incompleta en estatecnolog/a- 5esde el punto de vista de la ingenier/a, los procedimientos dedise+o de micropavimentos no han sido an estandarizados-


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4n micropavimento GmicroKsurfacingH es una mezcla compuesta por emulsi!nasfáltica cati!nica modi(cada con pol/meros Gtipo quic$KsettingH, agregadosp7treos 1## triturados, (nos minerales, agua y aditivos de control de rupturaen campo- 'omo material de (nos se usa generalmente cemento portland tipoD2 sin embargo materiales inertes pueden usarse- La cal hidratada ha sidousada en algunos sistemas- *l aditivo de control en campo se usa para a0ustar

el tiempo de rompimiento durante la aplicaci!n-

Los usos más comunes del micropavimentos son como texturasuper(cialOsellado y recuperaci!n de ahuellamientos en pavimentos deconcreto asfáltico-

*n 67xico es una tecnolog/a no muy usada, pero hay proveedores de estematerial como “8avimentos, conservaci!n y microsuper(cie F-


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1## G#-1; mmH " K 1I : 1# K 31: 3## G#-#"; mmH ; K 1; 3 ; K 1;3

• Emulsi!n #s&l$i"#: *l dise+o de mezcla de la microcarpeta conpol/mero incluye el dise+o de la emulsi!n asfáltica modi(cada conpol/mero, este se incorpora durante la fabricaci!n de la emulsi!n y es un: como m/nimo basado en peso del asfalto-

o Relleno mineral Gmineral (llerH% debe ser una marca reconocida decemento portland o cal hidratada, el tipo y cantidad la determinapor el dise+o de mezcla- 4n aumento o disminuci!n de 1 espermitido para a0ustes durante la aplicaci!n-

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DDD a raz!n de I $gOm3- Fi son mayores de 1: mm G1O3H deprofundidad, será necesario aplicar 3 capas de >ivelado conmicrocarpeta con 8ol/mero tipo DDD, la segunda capa se aplicarápor lo menos CI horas despu7s de la primera- Fe usará la 'a0a5istribuidora para microcarpeta con 8ol/mero en un ancho nomenor :-#; mts- y del ancho del 'arril-

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Eay m7todos actuales que compiten con el m7todo '


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emulsi!n de asfalto modi(cado con pol/mero, aplicando la capa de mezcla encaliente y nivelando la super(cie en una misma acci!n y en forma sincronizada-


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La planta de mezcla en caliente deberá contar con sistema automático dedosi(caci!n de (bras y con sistema de recuperaci!n de (nos al proceso demezclado-

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