Uso Del Polimero en El Pavimento

7/24/2019 Uso Del Polimero en El Pavimento

1/22

1. REALIDAD PROBLEMATICA

Las carreteras son muy importantes para la infraestructura de un pas ya que ayudan al

desarrollo econmico y cultural, pero dentro del pas en su gran mayora, seencuentran deterioradas, presentando un bajo rendimiento y respuesta inadecuada antelas cargas vehiculares, las temperaturas y el ambiente. Por este motivo se busca laforma como mejorar estas caractersticas y lograr un mayor tiempo de vida.

En los pavimentos flexibles y dado que el asfalto tiene una alta susceptibilidad t rmica,el aumento o la disminucin de temperatura puede ocasionar una modificacinsustancial en el mdulo de elasticidad de las capas asf!lticas, ocasionando en ellas y bajo condiciones especiales, deformaciones o agrietamientos que influiran en el nivelde servicio de la va. " #onseca, $%%&, pag.&$' (.

En ocasiones estas fisuras son generadas por la mala ejecucin de las juntas deconstruccin de la capa asf!ltica o de las juntas en )onas de ampliacin" *eyesLi)cano, $%%+, pag.&+ (.

-oy en da los productos asfalticos han tenido un gran desarrollo y se cuenta connuevas emulsiones asf!lticas, producto del desarrollo obtenido de la reali)acin dedistintas pruebas en los diferentes materiales que conforman un asfalto.

Las caractersticas de estas nuevas emulsiones permiten el empleo de casi todos lostipos de materiales p treos, cualquiera que sea su composicin qumica y su empleo para trabajar en condiciones atmosf ricas anteriormente imposibles.

En nuestra regin norte a de la Libertad, en el /istrito de La Esperan)a, puedeobservarse f!cilmente un creciente aumento en el volumen de tr!nsito as como elhecho de que los pavimentos flexibles, por un inadecuado c!lculo en el dise o o por eluso de materiales de una calidad menor a la requerida, presentan fallas y deficienciasestructurales en muchas de sus vas en un periodo de tiempo menor al de su vida 0til,adem!s los agentes del intemperismo como las ocasionales lluvias y la falta de

compromiso y buen manejo de recursos por parte del 1obierno regional crean un serio problema para la durabilidad de los pavimentos flexibles.

2nte esta situacin, en la gran mayora de los casos las autoridades optan por lautili)acin de tratamientos superficiales, que de ser correctamente aplicadosrehabilitaran los da os del pavimento, sin embargo generalmente se reali)a un simple parcheo de espesor insuficiente que genera que a los pocos meses los da os vuelvan asurgir, asimismo en casos en el que el pavimento ya presenta fallas en su estructura y por lo cual necesitara un rehabilitacin completa se aplica mayormente medidastemporales en ve) de una rehabilitacin a partir de un nuevo dise o.


2/22

2dem!s las dificultades que se presentan son de orden econmico y administrativo.Las dificultades econmicas se pueden observar en que la eleccin de un dise o se basa en el de menor costo y las dificultades de orden administrativo se observan en lafalta de compromiso para la adecuada eleccin del dise o de un pavimento as como lasupervisin en su ejecucin y cumplimiento.

/e seguir manteni ndose esta situacin en el pavimento tal y como se observaactualmente, es decir utili)ando dise os escogidos por su bajo costo y sin unaadecuada supervisin, entonces las fallas estructurales y deficiencias que seencuentran en los pavimentos seguir!n existiendo ya que su comportamientoestructural no ser! el adecuado para resistir los da os, adem!s como todos losfenmenos relativos a una va est! relacionado con el desarrollo y progreso de lacomunidad en su entorno en consecuencia cuando el pavimento requieraobligatoriamente una reconstruccin completa por los deterioros, esto generar!

insatisfaccin por la falta de la movilidad de personas y bienes as como efectosnegativos en la promocin y ejecucin de actividades econmicas, la cultura ycomunicacin.

#inalmente nos proponemos poner en pr!ctica la aplicacin de un dise o de pavimentoflexible convencional de base granular teniendo en consideracin un exhaustivoestudio de los factores de dise o para que el dise o sea el correcto y a su ve) seobtenga como resultado un comportamiento estructural ptimo para que la va searesistente y duradera.

2. PROBLEMA GENERAL:3/e qu manera el uso de polmeros en el asfalto influye en la variacin de un pavimento en la ciudad de 4rujillo, en el a o $%&56

3. PROBLEMAS ESPECIFICOS:

7uales son las caractersticas fsico8mec!nicas de asfaltos modificados con polmerosen comparacin con los asfaltos tradicionales, en la ciudad de 4rujillo.

7uales son las ventajas que tiene el asfalto modificado con polmeros con respecto alasfalto convencional.

7uales son las desventajas que tiene el asfalto modificado con polmeros con respectoal asfalto convencional

/e que manera el pesado trafico vehicular influyen en la variacin del pavimento.

/e que manera las lluvias influyen en la variacin del pavimento


3/22

.4. OBJETIVOS

o General:

/eterminar de qu manera el uso de polmeros en el asfalto influye en la variacin deun pavimento en la ciudad de 4rujillo, en el a o $%&5

o Es e!"#$!%s:

/eterminar las caractersticas fsico8mec!nicas de asfaltos modificados con polmerosen comparacin con los asfaltos tradicionales, en la ciudad de 4rujillo.

9dentificar ventajas que tiene el asfalto modificado con polmeros con respecto alasfalto convencional.

9dentificar las desventajas que tiene el asfalto modificado con polmeros con respecto alasfalto convencional

/eterminar de que manera el pesado trafico vehicular influyen en la variacin del pavimento

/eterminar de que manera las lluvias influyen en la variacin del pavimento &.J'STIFICAC

ION.Las carreteras ocupan un lugar muy importante dentro de la infraestructura debido aque contribuyen al desarrollo del pas, por ello es necesario darles el mantenimientoadecuado para alargar su vida 0til, utili)ando como muestra las vas de la ciudad de4rujillo.

7ada polmero a adir! una propiedad diferente al asfalto de acuerdo a la finalidad del pavimento ya que la eleccin del polmero depende de las circunstancias tales como

tr!fico, temperatura, tipo de terreno, etc.


4/22

El uso de estos polmeros en el asfalto tiene como fin mejorar las caractersticasmec!nicas de estos: es decir, su resistencia a las deformaciones por factoresclimatolgicos y del tr!nsito.

Estas me)clas aumentan la resistencia a la deformacin, a los esfuer)os de tensinrepetida y, por lo tanto a la fatiga, reducen el agrietamiento, as como lasusceptibilidad de las capas asf!lticas a las variaciones de temperatura.

El presente trabajo de investigacin se reali) con el fin de evaluar las caractersticasfsico8mec!nicas de los asfaltos modificados con polmeros. ;e reali) tomando encuenta las Especificaciones 1enerales para 7onstruccin de 7arreteras y Puentes allejo, en la ciudad de 4rujillo Per0, concluye lo siguienteA

BLos asfaltos modificados con polmeros tipo ;F; o ;F, tienden a ser m!s resistentesen cuando a volver a su posicin original una ve) que se retira el esfuer)o de tensin aque haban sido sujetos y se considera que la elasticidad es una energa almacenada aldisiparse.D

Fa)!n ;errano, ?ilagritos de @es0s y >argas -ern!nde), @ohan 7 sar "$%%G( en la tesistituladaA Estudio de mejoramiento de la carretera Panamericana Horte "Im. J%G(,

7artavio ;antiago de 7ao para obtener el ttulo de 9ngeniero 7ivil, Cniversidad7 sar >allejo, concluye lo siguienteA

BEl /istrito de ;antiago de 7ao y sus aleda os, cuenta con una buena produccin

agroindustrial, la misma que podr! ser bien aprovechada con la construccin de stacarretera: mejorando los niveles de vida de la poblacin, impulsando el comercio y elturismo, y generando empleo temporal a los pobladores de la )ona.

El terreno de fundacin de la carretera est! constituido en su mayora por suelos de

arcilla inorg!nica de baja plasticidad, arcilla con grava, arcilla arenosa, de regular amala calidad para carreteras con un 7F* de 5.=G K.


5/22

;e ha dise ado el pavimento, obteniendo una estructura de %.+% m de espesor de

afirmado usando el m todo de C;27E "C.;. 2*? 7M*P; M/ EH19HEE*;( y elm todo del *M2/ *E;E2*7- L2FM*24ME .

Na!$%nal:

?arn -ern!nde), 2lberto. "$%%'( con la tesis tituladaA B2sfaltos modificados y pruebas de laboratorio para caracteri)arlosD, para obtener el ttulo de 9ngeniero 7ivil,Cniversidad Hacional de 9ngeniera, en la ciudad de Lima Per0, concluye losiguienteAB2qu, se dieron a conocer los materiales que se pueden usar, para modificar losasfaltos convencionales. 7omo se hi)o notar, estos materiales nombrados, logran uncambio significativo en el comportamiento mec!nico de las me)clas asf!lticas. El uso

de cualquiera de estos depende en gran medida del juicio del proyectista, el cual debe basarse en un criterio objetivo, desde la perspectiva t cnica.D

In)erna!$%nal:

*odrgue) >aldivia, #ernando 2ndr s. "$%&%( con la tesis tituladaA B2n!lisis de pavimento asfaltico modificado con polmeroD, para obtener el ttulo de 9ngeniero7ivil, Cniversidad 2ustral de 7hile, en la ciudad de >aldivia 7hile, concluye losiguienteA

B2l anali)ar los resultados obtenidos de estabilidad y fluencia quedademostrado que las me)clas asf!lticas elaboradas con asfaltos modificados posee unmejor comportamiento que las me)clas elaboradas con asfalto convencional, tal comose esperaba, ya que la finalidad de modificar los asfalto es mejorar sus propiedades.D

*. MARCO TEORICO :

*.1. ASFALTO:

*.1.1 De#$n$!$+n:

"*eyes Li)cano $%%+,pag.&&(A El asfalto es un material bituminoso de color negro,constituido principalmente por asfaltenos, resinas y aceites, elementos que proporcionancaractersticas de consistencia, aglutinacin y ductilidad: es slido o semislido y tiene propiedades cementantes a temperaturas ambientales normales. 2l calentarse se ablandagradualmente hasta alcan)ar una consistencia lquida.

Los materiales asf!lticos se emplean en la elaboracin de carpetas, morteros, riegos yestabili)aciones, ya sea para aglutinar los materiales p treos utili)ados, para ligar ounir diferentes capas del pavimento: o bien para estabili)ar bases o sub bases. 4ambi n


6/22

se pueden usar para construir, fabricar o impermeabili)ar otras estructuras, tales comoalgunas obras complementarias de drenaje, entre otras.

*.1.2 C%, %s$!$+n:

"*eyes Li)cano, $%%+,pag.$'(A El asfalto es considerado un sistema coloidal complejode hidrocarburos. El modelo adoptado para configurar la estructura del asfalto sedenomina modelo micelar, el cual provee de una ra)onable explicacin de dichaestructura, en el cual existen dos fases: una discontinua "arom!tica( formada por dosasf!ltenos y una continua que rodea y solubili)a a los asf!ltenos, denominadamaltenos. Las resinas contenidas en los maltenos son intermediarias en el asfalto,cumpliendo la misin de homogenei)ar y compatibili)ar a los de otras manerasinsolubles asf!ltenos. Los maltenos y asf!ltenos existen como islas flotando en eltercer componente del asfalto, los aceites.

*.1.3 Cara!)er"s)$!as:

"*eyes Li)cano, $%%+,pag.$'(A El asfalto es un lquido viscoso constituidoesencialmente por hidrocarburos o sus derivados, a continuacin enlistamos algunasde sus caractersticasA

o 7onsistenciaA ;e refiere a la dure)a del material, la cual depende de la temperatura.

2 altas temperaturas se considera el concepto de viscosidad para definirla.o /urabilidadA 7apacidad para mantener sus propiedades con el paso del tiempo y la

accin de agentes envejecedores.o ;usceptibilidad 4 rmicaA >ariacin de sus propiedades con la temperatura.o Pure)aA /efinicin de su composicin qumica y el contenido de impure)as que

posee.o ;eguridadA 7apacidad de manejar el asfalto a altas temperaturas sin peligros de

inflamacin.

*.1.4 F-n!$+n:

"Iraemer, $%%=,pag&&$( : Entre muchas otras, dos son las funciones m!s importantesejercidas por el asfalto en un pavimento.

o 2glomerante.o 9mpermeabili)ante.

7omo aglomerante proporciona una ntima liga)n entre los agregados, capa) deresistir la accin mec!nica producidas por las cargas de los vehculos.


7/22

7omo impermeabili)ante garanti)a al pavimento una accin efica) contra la penetracin del agua proveniente, tanto de las precipitaciones como del subsuelo por accin capilar.

Hing0n otro material garanti)a mejor que el asfalto una ejecucin econmica ysimultanea de estas funciones, al mismo tiempo que proporciona al pavimentocaractersticas de flexibilidad que permite su acomodo sin fisuramiento, anteseventuales consolidacin de las capas subyacentes, , naturalmente, para que el asfaltodesempe e satisfactoriamente estas funciones que le son inherentes, es necesario quesea de buena calidad, y por sobre todo, que en la ejecucin del pavimento se respetentodas las especificaciones establecidas en el dise o.

*.2. POLIMEROS:

";algado 4orres, $%%$,pag$%+(,: Los polmeros son sustancias de alto peso molecular formada por la unin de cientos de miles de mol culas peque as llamadas monmeros"compuestos qumicos con mol culas simples(. ;e forman as mol culas gigantes quetoman formas diversasA cadenas en forma de escalera, cadenas unidas o termo fijas queno pueden ablandarse al ser calentadas, cadenas largas y sueltas.2lgunos modificadores polim ricos que han dado buenos resultados, se enlistan acontinuacinA

o -omopolmerosA que tienen una sola unidad estructural "monmero(.

o 7opolmerosA 4ienen varias unidades estructurales distintas "E>2, ;F;(.

Entre los copolmeros se pueden derivarA

Plas)+,er%sA son aquellos que al estirarlos se sobrepasa la tensin de fluencia, novolviendo a su longitud original al cesar la solicitacin. 4ienen deformaciones pseudopl!sticas con poca elasticidad. /entro de estos tenemosA

E>2A etileno8acetato de vinilo.E?2A Etileno8acrilato de metiloPEA "polietileno(.PPA "Polipropileno(.Poliestireno.

Elas)+,er%sA son aquellos que al estirarlos, a diferencia de los anteriores, estosvuelven a su posicin original, es decir, son muy el!sticos. /entro de estos tenemosA

HaturalesA caucho natural, celulosa, ceras y arcillas.;F;A "estireno8butadieno8estireno( o caucho termopl!stico.

;F*A 7auchos sint ticos del $5K de Estireno y 5K de butadieno.


8/22

EP/?A "polipropileno at!ctico(..

o MtrosA 4ermoendureciblesA estos tienen a nivel molecular muchos enlaces transversalesque impiden que puedan volver a ablandarse al calentarse nuevamente. ;on ejemplosde estos las resinas epxicas.

Los asfaltos modificados con polmeros est!n constituidos por dos fases, una formada por peque as partculas de polmero hinchado disueltas en asfalto. En lascomposiciones de baja concentracin de polmeros existe una matri) continua deasfalto en la que se encuentra disperso el polmero: pero si se aumenta la proporcinde polmero en el asfalto se produce una inversin de fases, estando la fase continuaconstituida por el polmero

Los principales modificadores utili)ados en el asfalto sonAP%l",er%s )$ % IA Es un copolmeros modificador de asfaltos que mejora elcomportamiento de las me)clas asf!lticas tanto a altas como a bajas temperaturas.

P%l",er%s T$ % IIA Es un copolmero modificador de asfaltos que mejora elcomportamiento de me)clas asf!lticas a bajas temperaturas.

P%l",er%s T$ % III: Es un copolmero modificador de asfaltos que mejora elcomportamiento de me)clas asf!lticas a altas temperaturas.

"*eyes Li)cano, $%%+,pag.&5%(A ;on sustancias macromoleculares naturales osint ticas, obtenidas a partir de mol culas m!s sencillas por reacciones polim ricas. Por consiguiente, un polmero es un compuesto con un elevado peso molecular, cuyaestructura se representa por la repeticin de peque as unidades.. Los polmeros, una ve) dispersos en el asfalto, llegan a formar verdaderas redestridimensionales, creando un reticulado que le confiere propiedades relevantes deelasticidad al asfalto modificado

4abla 9 7aractersticas individuales de mejora de los polmeros para dos ejemplos.

Pr% -!)%1. T$ % Presen)a!$+nClas$#$!a!$+n

Cara!)er"s)$!as /enerales 0-e,e %ran en la ,e !la as# l)$!a

E>2 Plastomero 1ranulado 4ipo 999 ?ejora la resistencia a lasroderas en la me)cla asf!ltica.

/isminuye la susceptibilidadt rmica del cemento asf!ltico.


9/22

?ejora su comportamiento aaltas temperaturas.

9ncremento de la vida 0til delos pavimentos, por su mayorresistencia al envejecimiento,a la propagacin de grietas yla formacin deahuellamientos.

Permite la reduccin delespesor del pavimento.

*educe los costos de

mantenimiento, produciendorentabilidad econmica en eltiempo.

;F; Elastomer o

1ranulado 4ipo 9 ?ejora la resistencia a lasroderas en la me)cla asf!ltica.

/isminuye la susceptibilidadt rmica del cemento asf!ltico.

?ayor adhesividad de losagregados.

2umento de la flexibilidad yelasticidad a

bajas temperaturas.

9ncremento del mdulo derigide) a altas

temperaturas.

2umento de la resistencia a latraccin y a

la elongacin "resistencia a lafatiga(.

9ncremento de la vida 0til de

los


10/22

pavimentos, por su mayorresistencia al envejecimiento,a la propagacin de grietas yla formacin deahuellamientos.

Permite la reduccin delespesor del pavimento.

*educe los costos demantenimiento, produciendorentabilidad econmica en eltiempo.

*.3. ASFALTO MODIFICADO CON POLIMEROS

";algado 4orres, $%%$,pag$%+(,: Los materiales asf!lticos modificados son el productode la disolucin o incorporacin en el asfalto, de un polmero o de hule molido deneum!ticos, que son sustancias estables en el tiempo y a cambios de temperatura, que seles a aden al material asf!ltico para modificar sus propiedades fsicas y mec!nicas, ydisminuir su susceptibilidad a la temperatura y a la humedad, as como a la oxidacin.

Los modificadores producen una actividad superficial inica, que incrementa laadherencia en la interface entre el material p treo y el material asf!ltico, conserv!ndolaaun en presencia del agua. 4ambi n aumentan la resistencia de las me)clas asf!lticas ala deformacin y a los esfuer)os de tensin repetidos y por lo tanto a la fatiga y reducenel agrietamiento, as como la susceptibilidad de las capas asf!lticas a las variaciones detemperatura.

Estos modificadores por lo general se aplican directamente al material asf!ltico, antesde me)clarlo con el material p treo.

7.4. ESTR'CT'RA DE LOS ASFALTO MODIFICADO CON POLIMERO

Los asfaltos modificados con polmeros est!n constituidos por dos fases, una formada por peque as partculas de polmeros hinchado y otra por asfalto. En las composicionesde baja concentracin de polmero existe una matri) continua de asfalto en la que seencuentra disperso el polmero, pero si se aumenta la proporcin del polmero en elasfalto se produce una inversin de fases, estando la fase continua constituida por el polmero hinchado y la fase continua corresponde al asfalto que se encuentra dispersoen ella. Esta micro morfologa bif!sica y la interacciones existen entre mol culas del


11/22

polmero y los componentes del asfalto parecen ser la causa del cambio de propiedadesque experimentan los asfaltos modificados con polmero

El efecto principal de a adir polmeros al asfalto es el cambio en la relacin viscosidad8temperatura, permitiendo mejorar de esta manera el comportamiento del asfalto tanto a bajas como a altas temperatura

*.&. VENTAJAS DEL 'SO DEL POLIMERO EN EL ASFALTO.

"#onseca, $%%=,pag.&=$(,: a que se conocen las diferencias m!s destacadas entre losasfaltos convencionales y los modificados con polmeros: se pueden deducir las ventajasy desventajas de a adir polmeros en los asfaltos.

2 continuacin se clasifican las ventajas de los asfaltos modificadosA

M5CANICAS

/isminuyen la susceptibilidad a los tiempos de aplicacin de carga. 2umentan la resistencia a la deformacin permanente y a la rotura en un rango m!s

amplio de temperaturas, tensiones y tiempo de carga. 4ienen una elevada resistencia mec!nica, gran resistencia a la traccin, buen poder

humectante y adhesin los agregados. Los asfaltos modificados con l!tex, hule natural, ;F; y ;F* son m!s duros pero

siguen siendo el!sticos lo que evita la formacin de roderas y agrietamiento de los

mismos. El polmero elastmero se comprime al aplicar un esfuer)o, pero recobran su formaoriginal al ser retirado.

;e obtienen me)clas m!s flexibles a bajas temperaturas de servicio reduciendo elfisuramiento.

/isminuye la exudacin del asfaltoA por la mayor viscosidad de la me)cla, su menor tendencia a fluir y su mayor elasticidad.

T5RMICAS

/isminuyen la susceptibilidad t rmica. /isminuyen la fragilidad en climas y aumentan la cohesin en tiempos de calor. >ara su comportamiento de acuerdo a la temperatura en que se encuentren. Los elastmeros son deformables a temperatura ambiente.

ECON6MICAS

El costo, depende b!sicamente de su proceso de polimeri)acin y la disponibilidad

de los monmeros. #!cilmente disponible en el mercado.


12/22

TIEMPO DE VIDA

Los asfaltos modificados con elastmeros se deteriora por la trituracin o abrasindel agregado antes que por la falla del ligante "asfalto(.

El polmero elastmero proporciona una excelente resistencia al envejecimiento. ?ejora la vida 0til de las me)clasA menos trabajos de conservacin. La rigide) de los asfaltos compuestos de l!tex, hule natural, ;F; y ;F* ayudan a

soportar los largos tiempos de carga sin deformaciones.

*.(. DESVENTAJAS DEL 'SO DE POLIMEROS EN EL ASFALTO.

2lto costo del polmero. /ificultades del me)cladoA no todos los polmeros son compatibles con el asfalto

base "existen aditivos correctores(. /eben extremarse los cuidados en el momento de la elaboracin de la me)cla. Los agregados no deben estar h0medos ni sucios. La temperatura mnima de distribucin es de &=5N7 por su r!pido endurecimiento.

En la siguiente grafica se muestra la diferencia econmica entre los asfaltosconvencional y modificado con polmeros.

Mtras propiedades que el asfalto modificado mejora respecto del asfalto convencionalsonA

?ayor intervalo de plasticidad"diferencia entre el punto de ablandamiento y el#raass(


13/22

?ayor cohesin. ?ejora de la respuesta el!stica. ?ayor resistencia a la accin del agua.

?ayor resistencia al envejecimiento. Las propiedades que estos imparten dependen de los siguientes factoresA

4ipo y composicin del polmero incorporado. 7aracterstica y estructura coloidal del asfalto base. Proporcin relativa de asfalto y polmero

*.*. DIFERENCIAS ENTRE EL ASFALTO MODIFICADO CON POLIMEROS 7EL ASFALTO CONVENCIONAL

2 continuacin se enlistan algunas diferencias entre los asfaltos modificados y losasfaltos convencionales

Los asfaltos convencionales poseen propiedades satisfactorias tanto mec!nicas comode adhesin y bajo distintas condiciones clim!ticas y de transito, pero actualmentedebido a la gran demanda de trafico y de condiciones clim!ticas los asfaltosconvencionales no satisfacen algunas expectativas tal como cumplir un determinado periodo de servicio.

Los asfaltos convencionales, aun con los grados mas duros no es posible eliminar el problema de las deformaciones producidas por el transito, especialmente cuando seafrontan condiciones de temperatura alta.

Los asfaltos modificados son dise ados eligiendo el polmero correcto paradeterminada aplicacin, y asegur!ndote si es compatible con el asfalto base, esto seconsigue mediante pruebas experimentales de laboratorio y de campo.

Para que los asfaltos modificados con polmeros consigan las prestaciones optimas,hay que seleccionar cuidadosamente el asfalto base, es necesario que los polmerossean compatible con el material asfaltico, el tipo de polmero, la dosificacin, laelaboracin y las condiciones de almacenaje.

Los resultados obtenido de un proceso de modificacin de asfalto, dependenaltamente de la concentracin, peso molecular, composicin qumica y orientacinmolecular del polmero.7.8 . COMPATIBILIDAD DE LOS POLIMEROS .

Para que los asfaltos modificados con polmeros consigan las prestaciones ptimas,hay que seleccionar cuidadosamente el asfalto base "es necesario que los polmerossean compatibles con el material asf!ltico(, el tipo de polmero, la dosificacin, laelaboracin y las condiciones de almacenaje. 7ada polmero tiene un tama o de partcula de dispersin ptima para mejorar las propiedades reolgicas, donde por encima de sta el polmero slo act0a como un filler "mineral comoA cemento, cal,talco, slice, etc.(: y por debajo de sta, pasan a estar muy solubili)ados y aumentanla viscosidad, sin mejorar la elasticidad y la resistencia.


14/22

;i un polmero se a ade a dos diferentes asfaltos, las propiedades fsicas de los productos finales, pueden ser muy diferentes. Para mayor efectividad, el polmerodebe crear una red continua de trabajo en el asfalto: para que esto ocurra, la qumicadel polmero y del asfalto necesita ser compatible.

Los polmeros compatibles producen r!pidamente un asfalto estable, usando t cnicasconvencionales de preparacin. Estos sistemas convencionales de preparacin deasfaltos modificados con polmeros son grandes recipientes de me)clado con paletasagitadoras a velocidades lentas, o recipientes especiales que favorecen larecirculacin con agitadores mec!nicos de corte de gran velocidad. El polmero puede venir en polvo, en forma de peque as bolitas o en grandes panes. Latemperatura de me)clado depende del tipo de polmero utili)ado.

En las microfotografas mostradas en la figura $.& nos muestran polmeros tipo ;F o;F; en diferentes asfaltos "lo blanco es polmero y lo negro es asfalto(. Las dos primeras presentan una red continua de polmero, teniendo una estructura estable queno se separa, tomando ventaja de las propiedades el!sticas del polmero. Las dossiguientes no est!n en

red, separadas durante el almacenaje, y por tanto, no tendr!n el mismo incremento ben fico sobre las distintas propiedades.

2lgunos productores de asfalto polimeri)ado utili)an procesos especiales para lograr compatibilidad entre el polmero y el asfalto. 7uando la tecnologa es apropiada, las propiedades del ligante pueden reducir el efecto de las roderas, el desprendimiento de p treos el agrietamiento t rmico o fluencia de la me)cla, as como el incremento enla vida 0til del pavimento, debido a una mayor estabilidad y resistencia a la fatiga.

Fig. 2.1. ?icrofotografas "Emulsiones 2sf!lticas, 1ustavo *ivera E(.

2lgunos productores de asfalto polimeri)ado utili)an procesos especiales para lograr compatibilidad entre el polmero y el asfalto. 7uando la tecnologa es apropiada, las


15/22

propiedades del ligante pueden reducir el efecto de las roderas, el desprendimiento de p treos el agrietamiento t rmico o fluencia de la me)cla, as como el incrementoen lavida 0til del pavimento, debido a una mayor estabilidad y resistencia a la fatiga.

7.9. TECNICAS PARA MODIFICAR EL ASFALTO.

7uando se a aden polmeros al asfalto, las propiedades del asfalto modificado dependende los siguientes par!metrosA

8 4ipo de polmero a emplearse ya sean elastmeros o pl!stomeros.

8 ;u forma fsica. 8 Haturale)a y grado de asfalto.8 4ipo de equipo. 84iempo y temperatura durante el me)clado..8La compatibilidad 2sfalto8Polmero.

El proceso apropiado de modificacion es variable deacuerdo al tipo de polimero, polimero del tipo ;F; requieren etapas de molienda y otros como el tipo E>2 requierensolamente proceso de agitacin.

;e mencionan de manera general las etapas importantes del proceso de modificacin.

Para tipo I. SBS:Etapa &. Evaluar el asfalto base. .Etapa $. 9ncrementar la temperatura del asfalto. .Etapa +. Proceso de molienda yOo homogenei)acin asfalto8polmero. ;e requiere deun molido de alto corte. Etapa =. 7ontrolar la calidad a trav s de microscopia ptica.

Etapa 5. #inali)acin de la reaccin. 7ontrol de calidad reali)ando corrida de pruebas fsicas para asfaltos modificados despu s de $= horas de reaccin.

Las temperaturas de me)clado oscilan entre &'% 7 y &G% 7. el tiempo de me)cladovara dependiendo de la dispersin del polmero.

Para tipo II. L t ! SBR.

La operacin de modificacin se lleva a cabo a una temperatura de &J% & % 7. Laadicin del l!tex se reali)a mediante una bomba de diafragma que puede ser adicionadamediante aire o motor el ctrico. El tiempo de agitacin depende del equipo empleado.Los tiempos normales para todo el proceso del l!tex y me)clado oscilan entre &.5 y $horas.


16/22

Para tipo III. E"A.

En esta no se requiere un molino, solamente es con agitacin y temperatura, en untiempo corto el polmero se funde y se incorpora al asfalto. Por lo regular son $ horas a&'% 7, el control de calidad se observa mediante la prueba visual para polmeros del

tipo 999.*.18.PROCEDIMIENTO E9PERIMENTAL

7.1#.1 Mat ria$ %

7omo material base para la modificacin con polmeros se utili) un asfalto con ungrado de penetracin '%O&%% de origen colombiano fabricado en la refinera deFarrancabermeja de Ecopetrol. Los polmeros utili)ados como modificadores en estetrabajo fueronA ;F; comercial, referencia solprene 411, 7era de polietileno "7PE(referenciaTHP suministrada por la empresa Alphamin S.A. y caucho molido de llantacon un tama o de malla $5. Las me)clas de asfalto con caucho molido de llanta y ;F;se reali)aron con y sin a)ufre como agente entrecru)ante. Las caractersticas del asfaltosin modificar y de los polmeros usados como aditivos se muestran en la tablaPr% $e a es #"s$!as 0-",$!as el as#al)% ;ase a $)$


17/22

llegar a un rango entre &'% y &G% 7 momento en el cual se inici la agitacin. 2 partir de este momento se agreg el polmero y se continu la agitacin a $%%% rpm por unlapso de =5 minutos. 2l asfalto crudo se le adicion polmero con + K y J K" pp( parael caso ;F; y 7PE, mientras que el caucho molido de llanta se adiciono en porcentajesde 5 K y &% K" pp(

*.18.3 Pr-e;as e ene)ra!$+n -n)% e a;lan a,$en)%

La prueba de penetracin se utili)a para determinar la consistencia del asfalto. En estetrabajo se determin el grado de penetracin tanto al asfalto crudo como al modificado.El material a evaluar se deposit en un recipiente estandari)ado, luego fue cargado conuna aguja estandari)ada y una carga de &%%g durante 5s a una temperatura de $5o7. Lalongitud que la aguja penetra al asfalto durante los 5s se expresa en unidades de %,&mmy se conoce como penetracin "pen( del asfalto.4anto al asfalto crudo como a las me)clas se les determino el punto de ablandamiento

utili)ando el procedimiento descrito en la norma 2;4? /+J R&+S. ? todo conocidocomo anillo y bola, el cual consiste en colocar una bola de acero en la superficie de unanillo relleno con la muestra de asfalto, luego se introduce en un ba o que se calientacon una rata de temperatura de de 5o7 O min. La temperatura a la cual la bola cae unadistancia de $=.=mm se conoce como temperatura o punto de ablandamiento "P2( delasfalto.

*.18.4 Es e!)r%s!% $a $n#rarr% a %r )rans#%r,a a e F%-r$er >FTIR?

Para determinar las interacciones entre los componentes de la me)cla se reali)aronan!lisis mediante #49*. Para los an!lisis se utili) un equipo Per"in #lmer , modeloSpe$ r&m one a$opla'o a &n ATR & ili an'o &n arri'o 'e *re$&en$ias 'e !! a 4!! cm8&

7.1#.' Ca$ori( tr)a *i& r +,ia$ * -arri*o (o* $a*a /MDSC0

Pruebas de calorimetra diferencial de barrido modulada "?/;7( fueron reali)adas enlos materiales para determinar la presencia de transiciones t rmicas. Las medicionesfueron reali)adas mediante la utili)acin de un equipoTA Ins r&men s +ni ersal 4. # .Para las pruebas se utli)o una cantidad de material entre &% a $%mg entroducidas enrecipientes hermeticos de aluminio

*.18.( Pr-e;as e


18/22

Esta t cnica permiti evaluar las variaciones de las fases presentes en los asfaltosmodificados seg0n las diferentes proporciones de polmero aditivo. Los an!lisis sereali)aron mediante la fabricacin de capas delgadas de los asfaltos, que fueronanali)adas en el modo de transmisin ptica utili)ando un microscopio #IT/

7.11. APLICACI N DE N ASFALTO MODIFICADO.

El asfalto modificado puede ser aplicado de diferentes maneras, dependiendo del uso ynecesidades que se requieran cubrir. 2 continuacin se describen algunas aplicacionesdel modificadoA

8 Co+,r to A%& $ti,o A;e caracteri)a por reducir la deformacin permanente, mayor resistencia a lafatiga, uso de capas m!s delgadas y mejor resistencia a la post compactacin.;e aplica en pavimentos de pistas de aeropuertos donde las exigencias son muyelevadas, tambi n el B*olled 2sphaltD donde la reflexin de fisuras es muy usual"tr!nsitos muy intensivos, alta carga de tr!nsito y elevado peso(.

8 M 3,$a% a-i rta% A;e caracteri)a por la menor post compactacin y retencin del agua y mejoradhesividad del agregado. ;e aplica en pavimentos de drenaje o donde las cargasde tr!nsito no sean elevadas.

8 M (-ra+a a-%or- *ora i+t r,apa * %& r3o% A;e caracteri)a por la capacidad para absorber movimientos hori)ontales producidos por grietas de varios milmetros, mantenimiento de las propiedadesel!sticas en un amplio rango de temperaturas, buena adhesividad a la vieja ynueva capa de asfalto y posibilita utili)ar capas asf!lticas m!s delgadas.

8 Trata(i +to% % p r ,ia$ % A;e caracteri)a por su mejor retencin del agregado, su mayor rango de usoincluidos caminos con tr!nsito pesado, su ?ejor resistencia a la traccin y por suformulacin de asfaltos diluidos y emulsiones. ;e aplica en asfaltos diluidosmodificados para ser usado en tratamientos superficiales o riegos de liga.

.

.@. IPOTESIS:

General

El uso de polmeros modificados en el asfalto permite mejorar la calidad yresistencia del pavimento en la ciudad de 4rujillo a largo pla)o


19/22

Ese!$#$!as

El uso de polmeros en el asfalto tiene como ventajas mejorar la resistencia ydisminuir la susceptibilidad t rmica del pavimento

El uso de polmeros en el asfalto tiene como desventaja el alto costo del polmero en el mercado y su produccin

Los asfaltos modificados con polmeros tienen mas resistencia a lasdeformaciones como fisurasen el pavimento

Las lluvias torrenciales da an el pavimento disminuyendo su tiempo de vida

El trafico vehicular pesado da an el pavimento provocando fisuras y grietas

. VARIABLES:

>9A Polmeros.

>/A >ariacin del asfalto en un pavimento.


20/22

Cniversidad Privada 2ntenor Mrrego#acultad de 9ngeniera

'SO DE POL MEROS EN EL ASFALTO 7 S'INFL'ENCIA EN LA VARIACI6N DE 'N

PAVIMENTO EN TR'JILLO 281&

EscuelaA Escuela Profesional de 9ngeniera 7ivil

9ntegrantesA

;!nche) Enrque) ;ergio

7ru) 2lvarado air ?arco

Len 2)abache 1ary

1arca 7arhuapoma Heyvi

7h!ve) sopla ?ario

/ocenteA

Pe a Pasos 1ladys.

4rujillo Per0


21/22

$%&


22/22

P*M E74M /E 9H>E;491279MH

9. /atos 1enerales .

494CLM: Cso de polmeros en el asfalto y su influencia en la. variacin de un pavimento en la ciudad de 4rujillo .. $%&5

ETC9PM: .;!nche) Enrque) ;ergio. .7ru) 2lvarado air. .Len 2)abache 1a y. .1arca 7arhuapoma Heivy. .7h!ve) ;opla ?ario 49PM /E 9H>E;491279MH

.Por su finalidad: Fasica

.Por su profundidad: Experimental

E;7CEL2 P*M#E;9MH2L: 9ng. 7ivil

Documents

Uso Del Polimero en El Pavimento