ASFALTOS MODIFICADOS

Transcripción

1 ASFALTOS MODIFICADOS

2 TEMARIO 1. ASFALTOS a) Origen, composición, propiedades y usos. 2. ASFALTOS MODIFICADOS. a) Por qué modificar los asfaltos? b) Tipos de modificadores c) Impacto en las propiedades tras modificar el asfalto 3. ESPECIFICACIONES a) Grado Viscosidad: AC ##. b) Grado de desempeño. PG ##-## c) Modificados con polímero. Tipo I, II, III d) Especificaciones particulares. 4. RETOS

3 1. ASFALTOS: ORIGEN ASFALTO? Chapopote Residuo del petróle Material negro, café Pegajoso Aglomerante Cementante Viscoso

4 1. ASFALTOS: ORIGEN

5 1. ASFALTOS: COMPOSICIÓN

6 1. ASFALTOS: COMPOSICIÓN Saturados Maltenos Resinas Aromáticos Asfaltenos

7 1. ASFALTOS: ORIGEN, COMPOSICIÓN, PROPIEDADES Y USOS.

8 1. ASFALTOS: PROPIEDADES Dúctil Cohesivo Impermeable Adherente Elástico -100 ºC à 10 ºC Viscoso 60 ºC à 230 ºC Visco-elástico 10 ºC à 60 ºC

9 1. ASFALTOS: PROPIEDADES Cada Propiedad del asfalto se encuentra en función de las condiciones a las cuales está sometido: TEMPERATURA HUMEDAD CARGA VEHICULAR VELOCIDAD AMBIENTES QUÍMICOS CUMPLIMIENTO DE ESPECIFICACIONES

10 1. ASFALTOS: USOS

11 ASFALTO = ADHESIVO

12 2. ASFALTOS MODIFICADOS. Por qué modificar los asfaltos? Agente MODIFICADOR: Se considera así a la adición de cualquier agente químico que modifica las propiedades (químicas y físicas) del asfalto para un fin particular Cada Propiedad del asfalto se encuentra en función de las condiciones a las cuales está sometido: TEMPERATURA HUMEDAD CARGA VEHICULAR VELOCIDAD AMBIENTES QUÍMICOS CUMPLIMIENTO DE ESPECIFICACIONES

13 Los asfaltos modificados son materiales compuestos: ASFALTO POLIMERO ADITIVO + + MATERIAL ASFÁLTICO INTELIGENTE

14 ASFALTOS MODIFICADOS. Tipos de modificadores MODIFICADORES ORGÁNICOS INORGÁNICOS POLIMEROS

15 ASFALTOS MODIFICADOS. Tipos de modificadores MODIFICADORES ORGÁNICOS Ayudan a mejorar el desempeño del asfalto a bajas temperaturas. Las tecnologías de modificación orgánica, resultan ser aditivos cuyo origen son aceites o ceras de procedencia petroquímica. Estas tecnologías pueden proveer al asfalto mejoras en el desempeño del asfalto, generalmente, a bajas temperaturas.

16 ASFALTOS MODIFICADOS. Tipos de modificadores MODIFICADORES INORGÁNICOS Ayudan a mejorar el desempeño del asfalto a altas temperaturas. Las tecnologías de modificación inorgánica, son aditivos son sustancias de procedencia mineral, generalmente actúan, como sustancias ácidas o alcalinas. Este tipo de aditivos ayuda, generalmente, en mejorar el desempeño del asfalto a altas temperaturas.

17 ASFALTOS MODIFICADOS. Tipos de modificadores MODIFICADORES POLIMEROS Brindan ductilidad, capacidad elástica y memoria al asfalto. Los polímeros, resultan ser sustancias que modifican las propiedades del asfalto tanto a altas como a bajas temperaturas. Aportan recuperación elástica, relajación estructural ante procesos de expansión y contracción térmica, también otorgan soporte mecánico ante cargas repetidas y pesadas.

18 ELASTÓMEROS PLASTÓMEROS FIBRAS

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20 2.ASFALTOS MODIFICADOS. Impacto en las propiedades tras modificar NO APORTAN MEMORIA ELÁSTICA Y FLEXIBILIDAD! MODIFICADORES ORGÁNICOS MODIFICADORES INORGÁNICOS

21 Son materiales inteligentes, pues presenta una rápida recuperación ante deformaciones (memoria) Tienen mejor resistencia a la deformación permanente o ahuellamiento Mejor capacidad adhesiva Impermeabilidad máxima Excelente cohesividad Mínimo fisuramiento térmico por cambios violentos de temperaturas. Prolongan el tiempo de vida útil del pavimento Disminuyen el costo de mantenimiento

22 2.ASFALTOS MODIFICADOS. Impacto en las propiedades tras modificar Característica solicitada de proyecto para el NAICM Capa de Base Asfáltica Valor especificado en la especificación particular (E. P.) para asfalto tipo Ac-20 Promedio Datos estadísticos EKBE64-22 (Refinería Salamanca) Ene-Agosto 2017 Rango Índice fuera de especificación ( LI LS ) Viscosidad Dinámica a 60 C; Pa.s 200± Viscosidad Cinemática a 135 C; mm 2 /s, mínimo (0.46%- NA) Viscosidad Saybolt-Furol135 C; s mínimo Penetración 25 C, 100g, 5s; 10-1, mm, mínimo (38.90 % - NA) Punto de reblandecimiento, C (6% - 3%) Del residuo de la prueba de la película delgada Pérdida por calentamiento, % máximo (NA 70.42%) Viscosidad Dinámica a 60 C; Pa.s, máximo Ductilidad a 25 C y 5cm/cm; cm, mínimo 50 < Penetración retenida 25 C; %, mínimo

23 Procedencia Salina Cruz Madero Tula Cadereyta Salamanca Prueba al asfalto original Valor Viscosidad Rotacional Brookfield,, cp NA Punto de reblandecimiento, C Módulo Reológico de Corte Dinámico Mín. G*/sen δ, kpa ºC Pruebas al residuo envejecido por RTFO Pérdida por calentamiento a, % Máx Ductilidad, 10 C, 5 cm/min, cm Mín Módulo Reológico de Corte Dinámico Mín. 64ºC G*/sen δ, kpa 2.2 Máx. Angulo fase, δ, grados 64ºC Pruebas al residuo envejecido por PAV Módulo Reológico de Corte Dinámico, (G*)( sen δ), kpa Máx ºC ºC ºC ºC Rigidez de viga por flexión, -12 ºC, S(t),, MPa Máx Pendiente Rigidez de viga por flexión, -12 ºC, m(t), MPa Mín

24 2.ASFALTOS MODIFICADOS. Impacto en las propiedades tras modificar

25 2.ASFALTOS MODIFICADOS. Impacto en las propiedades tras modificar

26 2.ASFALTOS MODIFICADOS. Impacto en las propiedades tras modificar

27 2.ASFALTOS MODIFICADOS. Impacto en las propiedades tras modificar

28 3. ESPECIFICACIONES a) Grado Viscosidad: AC ##. b) Grado de desempeño. PG ##-## c) Modificados con polímero. Tipo I, II, III d) Especificaciones particulares.

29 3. ESPECIFICACIONES Grado Viscosidad: AC ##

30 3. ESPECIFICACIONES Grado de desempeño. PG ##-##

31 Los tres factores básicos de análisis para determinar el grado de desempeño de un asfalto: EDAD TEMPERATURA VELOCIDAD DE CARGA DESEMPEÑO? Sí. Un asfalto con grado de desempeño se presume debe tener un tiempo de vida utíl de 5 a 10 años con minímo mantenimiento

32 Quiebre térmico Desgranamiento Ahuellamiento f(t) f(σxyz) f(α) f(t) f(σxyz) f(θ) f(t) f(σxyz) f(t) f(t): Temperatura f(σxyz): Esfuerzos f(t): Tiempo f(α): Expansión térmica f(θ): Adsorción

33 Porcentaje de contribución en las fallas de los pavimentos

34 Movilidad Molecular, µm/fs Temperatura, ºC

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36 DEFORMACIONES MECÁNICAS Las herramientas que se emplean en clasificación de asfaltos Grado de desempeño se basa en pruebas de la Ingeniería de Resistencia de Materiales. Resistencia (Energía) = FUERZA APLICADA DEFORMACIÓN TIPOS DE DEFORMACIONES A CONSIDERAR ( 4 Básicas): Tensión F F Compresión F F F Flexión F Corte

37 REOMETRO DE CORTE DINAMICO

38 REOMETRO DE VIGA POR FLEXION

39 HORNO DE PELÍCULA DELGADA POR ROTACIÓN

40 COPA DE ENVEJECIMIENTO A PRESIÓN

41 DEFORMACION DE TIPO CORTE

42 Agrietamiento Térmico Agrietamiento por Fatiga Deformación Permanente Maleabilidad Bombeo Vel. de enfriamiento Rigidez Transicion Vitrea Velocidad de Trafico Volumen de trafico Estructura del Pavimento Estabilidad de Almacenamiento Tipo de Aditivo Mezcla y Compactacion PAV RTFO ORIGINAL Temperatura de Pavimento, C 135

43 3. ESPECIFICACIONES: Modificados con polímero. Tipo I, II, III

44 3. ESPECIFICACIONES AC-## PG ## A M P

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46 Consideraciones en las especificaciones ASFALTO ORIGINAL: -Asfalto Recién Extraído -Proceso de modificación ASFALTO ENVEJECIDO CORTO PLAZO: -Proceso de mezcla en caliente -Aplicación en campo. ASFALTO ENVEJECIDO LARGO PLAZO: -Asfalto ya aplicado y cuyo tiempo de vida útil es mayor a 7 años.

47 3. ESPECIFICACIONES: Particulares AEROPUERTOS PISTAS CARRERAS MANIOBRAS ALMACENAMIENTO CONCESIONES

48 CONCLUSIÓNES La características, especialmente en cuestión de las condiciones de uso, han hecho que las especificaciones y herramientas se modifiquen para obtener un material, de alta ingeniería con mayor resistencia. Así, la modificación con agentes químicos que lleven a la mejora de esa resistencia son factores de importancia.

49 GRACIAS