Monografía - ASFALTO

Monografía

ASFALTOS Definición, Propiedades, Clasificación y Usos Viales

ALUMNO: SALAS, SANTIAGO JOSE CARRERA: INGENIERIA CIVIL AÑO: 2011

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL

FACULTAD REGIONAL TUCUMAN

INDICE Asfalto Definición de asfalto 3 Asfalto natural 3 Asfaltos artificiales (derivados del petróleo) 4 Propiedades del asfalto Propiedades físicas 6 Composición química 6 Propiedades mecánicas 8 Clasificación de los asfaltos Cemento asfáltico Asfalt Asfalto o líquid líquido o o dilui diluido do 13

11 (emuls (emulsión ión asfált asfáltica ica))

Asfaltos Oxidados o Soplados con aire 18 Productos para la construcción Usos más comunes 19

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FACULTAD REGIONAL TUCUMAN

INDICE Asfalto Definición de asfalto 3 Asfalto natural 3 Asfaltos artificiales (derivados del petróleo) 4 Propiedades del asfalto Propiedades físicas 6 Composición química 6 Propiedades mecánicas 8 Clasificación de los asfaltos Cemento asfáltico Asfalt Asfalto o líquid líquido o o dilui diluido do 13

11 (emuls (emulsión ión asfált asfáltica ica))

Asfaltos Oxidados o Soplados con aire 18 Productos para la construcción Usos más comunes 19

2

Pavimentos

19

Las mezclas asfálticas 22 Control de temperatura  

27

Tipos de averías

27

 Tratamientos superficiales 31 Otros Usos

33

Productos Prefabricados

34

Conclusión 35

3

ASFALTO DEFINICION DE ASFALTO Es una una sust sustan anci cia a negr negra, a, pega pegajo josa sa,, sóli sólida da o semi semisó sóli lida da segú según n la temperatura ambiente; a la temperatura de ebullición del agua tiene consistencia pastosa, por lo que se extiende con facilidad. Se utiliza para para reve revest stir ir ca carr rret eter eras as,, impe imperm rmea eabi bili liza zarr estr estruc uctu tura ras, s, co como mo depósitos, techos o tejados, y en la fabricación de baldosas, pisos y tejas. No se debe confundir con el alquitrán, que es también una sust sustan anci cia a negra egra,, pero pero deri deriva vada da del del ca carb rbón ón,, la ma made dera ra y otra otrass sustancias. El asfalto se encuentra encuentra en depósitos depósitos naturales, naturales, pero casi todo el que se utiliza hoy es artificial, derivado del petróleo. Para pavimentar se emplea emplean n asfalt asfaltos os de destil destilació ación, n, hechos hechos con los hidro hidrocar carbur buros os no volátiles que permanecen después de refinar el petróleo para obtener gasolina y otros productos. Los asfaltos son materiales aglomerantes de color oscuro, constituidos por complejas cadenas de hidrocarburos no volátiles y de elev elevad ado o peso peso mo mole lecu cula lar. r. Esto Estoss pued pueden en ten tener dos dos oríg orígen enes es;; los los derivados de petróleos y los naturales.

ASFALTO NATURAL Los depósitos naturales de asfalto suelen formarse en pozos o lagos a part partir ir de resi residu duos os de petr petról óleo eo que que rezu rezuma man n haci hacia a la supe superf rfic icie ie a través de fisuras en la tierra. Entre ellos destacan el lago Asfaltites o mar Muerto, en Palestina; el lago de la Brea, en la isla de Trinidad, y el lago Bermúdez, en Venezuela.   Tam Tambi bién én se apro aprove vech chan an los los depó depósi sito toss de roca rocass asfá asfált ltic icas as o roca rocass impr impreg egna nada dass de asfalto. Otro tipo de asfalto de importancia comercial es la gilsonita, que se encuentra en la cuenca del río Uinta, al suroeste de Estados Unid Unido os, y se util utiliz iza a en la fabr fabric icac ació ión n de Gilsonita pinturas y lacas. Los asfaltos naturales pueden clasificarse como:

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Puros o casi puros. Asfalto del lago Bermúdez, se presenta en el lago del mismo nombre, en Venezuela. Este se ha empleado en la fabricación de asfalto emulsificado para carreteras y calles, en tejados y como impermeabilizante. Aún en nuestros días se usa como aglutinante para pisos de carreteras y como material para pavimentos. El asfalto del lago Bermúdez se refina al vapor igual que el del lago  Trinidad. 

Asociados con materia mineral Asfaltos del lago Trinidad, se presenta en el lago de asfalto del lago de la isla Trinidad y es considerado como el depósito más importante de asfalto natural en todo el mundo. Este asfalto es bastante duro y hay que extraerlo usando maquinaria especial para dicho fin, tanto así que resulta apto para soportar el ferrocarril que sirve como medio de transporte en la zona. 

Asfaltos de roca europeos y americanos los cuales sus principales yacimientos de roca asfáltica están en Europa y Norteamérica, pero hay depósitos en todo el mundo. Los asfaltos de roca norteamericanos suelen componerse de arenisca o caliza o una mezcla de ambas, impregnadas con betún; los calizos se diferencian por su estructura física de los que contienen arenisca. 



Asfaltos del lraq, Boeton y Selenitza.

Asfaltitas duras Gilsonita o caucho mineral, sólo se presenta naturalmente en la cuenca del río Uintah, en Utah y Colorado, Estados Unidos. Es uno de los bitúmenes naturales más puros que se conocen y se distingue fácilmente de las demás asfaltitas por su color pardo, su peso específico más bajo, su contenido fijo de carbono y poco azufre. 





Grahamita Pez lustrosa, Manjak

Los materiales asfálticos se conocen y han sido utilizados en la construcción de caminos y edificios desde la antigüedad. Los primeros asfaltos eran naturales y se encontraban en estanques y lagos de asfalto; en la actualidad provienen de los residuos del petróleo refinado. 5

A pesar de la fácil explotación y excelente calidad del asfalto natural, no suele explotarse desde hace mucho tiempo ya que, al obtenerse en las refinerías petroleras como subproducto sólido en el craqueo o fragmentación que se produce en las torres de destilación, resulta mucho más económica su obtención de este modo. Sucede algo parecido con la obtención del gas, que también resulta un  Asfalto Natural subproducto casi indeseable en el proceso de obtención de gasolina y otros derivados del petróleo.

ASFALTOS ARTIFICIALES (DERIVADOS DEL PETROLEO) Los asfaltos más utilizados en el mundo hoy en día, son los derivados de petróleo, los cuales se obtienen por medio de un proceso de destilación industrial del crudo. Representan más del 90 % de la producción total de asfaltos. La mayoría de los petróleos crudos contienen algo de asfalto y a veces casi en su totalidad. Sin embargo existen algunos petróleos crudos, que no contienen asfalto. En base a la proporción de asfalto que poseen, los petróleos se clasifican en: 

Petróleos crudos de base asfáltica.



Petróleos crudos de base parafínica.



Petróleos crudos de base mixta (contiene parafina y asfalto).

El asfalto procedente de ciertos crudos ricos en parafina no es apto para fines viales, por cuanto precipita a temperaturas bajas, formando una segunda fase discontinua, lo que da como resultado propiedades indeseables, tal como la pérdida de ductilidad. Con los crudos asfálticos esto no sucede, dada su composición. El petróleo crudo extraído de los pozos, es sometido a un proceso de destilación en el cual se separan las fracciones livianas como la nafta y kerosene de la base asfáltica mediante la vaporización, fraccionamiento y condensación de las mismas. En consecuencia, el asfalto es obtenido como un producto residual del proceso anterior. El asfalto es además un material bituminoso pues contiene betún, el cual es un hidrocarburo soluble en bisulfuro de carbono (CS 2). El alquitrán obtenido de la destilación destructiva de un carbón graso, también contiene betún, por lo tanto también es un material bituminoso pero no debe confundirse con el asfalto, ya que sus propiedades difieren considerablemente. El alquitrán tiene bajo

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contenido de betún, mientras que el asfalto está compuesto casi enteramente por betún, entre otros compuestos. El asfalto de petróleo moderno, tiene las mismas características de durabilidad que el asfalto natural, pero tiene la importante ventaja adicional de ser refinado hasta una condición uniforme, libre de materias orgánicas y minerales extraños.

En gral. Podríamos clasificar los asfaltos según el modo en que se obtienen de la sgte. forma:

Naturales

ASFALTO S De Petróleo

Residuos de petróleo por evaporación de los componentes más volátiles, acompañada de transformaciones químicas más o menos intensas, como resultado de la acción de agentes naturales. Separación del asfalto de petróleos que contienen los constituyentes del asfalto en cantidad suficiente, fundamentalmente por concentración. Producción de asfalto mediante procesos en los que los constituyentes del asfalto se forman principalmente como resultado de



De roca



De lago



Asfaltita

s

Por destilación conservativa con ayuda de vacío y vapor

De reducción directa

Por precipitación con solventes selectivos

De precipitación

Por oxidación con aire

Soplados

Por Cracking

Craqueados

7

transformaciones químicas de componentes del

PROPIEDADES DEL ASFALTO Propiedades físicas El asfalto es un material aglomerante, resistente, muy adhesivo, altamente impermeable y duradero; capaz de resistir altos esfuerzos instantáneos y fluir bajo acción de calor o cargas permanentes. Componente natural de la mayor parte de los petróleos, en los que existe en disolución y que se obtiene como residuo de la destilación al vacío del crudo pesado. Es una sustancia plástica que da flexibilidad controlable a las mezclas de áridos con las que se le combina usualmente. Su color varía entre el café oscuro y el negro; de consistencia sólida, semisólida o líquida, dependiendo de la temperatura a la que se exponga o por la acción de disolventes de volatilidad variable o por emulsificación.

Composición química El asfalto consta de hidrocarburos y sus derivados completamente soluble en bisulfuro de carbono (CS2).

y

es

El asfalto es de naturaleza coloidal. Los componentes de más alto peso molecular constituyen la fase dispersa (micelas) y los componentes de bajo peso molecular constituyen la fase continua (intermicelar). Componentes de la solución coloidal del asfalto:

Asfáltenos 

Partículas bituminosas sólidas discretas (negras)



Alta viscosidad



Proveen elasticidad, resistencia y adhesión.

Máltenos 

Resinas (aromáticas)



Semisólidas o sólidas a temperatura ambiente.

8



Fluidas cuando se calientan, frágiles cuando se enfrían



Proveen ductibilidad (viscoelasticidad)

Aceites saturados 

Líquidos incoloros



Solubles en la mayoría de los solventes



Aumentan la fluidez (plasticidad)



Pueden contener ceras que se transforman en fase con oxigeno.

Los asfáltenos constituyen la fracción del asfalto que permanece disuelta cuando se precipitan los asfaltos en la solución disolvente. En el asfalto no diluido, los máltenos forman un aceite viscoso, castaño oscuro. Los porcentajes de asfáltenos y máltenos presentes en el asfalto se pueden determinar en un disolvente dado y se deben definir en términos de ese disolvente a fin de que tengan sentido. Por ejemplo, en la tabla 1.1 se muestran los componentes fraccionales el asfalto después de diluirlo 100 veces con n-pentano. Describiendo la estructura del coloide, las resinas circundan en forma inmediata a los asfáltenos y los aceites rodean a ese compuesto. Dado que es difícil determinar las diferentes proporciones de hidrocarburos presentes en el asfalto, se usa la relación entre el número de átomos de carburo y el número de átomos de hidrógeno (relación C/H) para caracterizar la composición química de las fracciones del asfalto. La relación da una indicación del grado de saturación de la mezcla de hidrocarburos y se puede correlacionar con las propiedades de los diferentes asfaltos. Según el grado de aromaticidad de los máltenos y la naturaleza de la concentración de los asfáltenos, se pueden formar dos tipos de estructuras: Asfalto tipo sol, en los cuales las micelas del asfalto se mueven libremente entre sí. Estos asfaltos tienen una alta ductibilidad, gran susceptibilidad a los cambios de temperatura. 

Asfalto tipo gel, en el cual las micelas, por atracción mutua, forman una estructura en toda la masa bituminosa. Los asfaltos tipo gel tienen baja ductibilidad, baja susceptibilidad a los cambios de temperatura. 

9

Asfalto tipo mediano, que tiene una estructura intermedia entre sol y gel. 

 TABLA 1.1 FRACCION

ASFALTENOS MALTENOS: a. RESINAS b. ACEITES

PESO MOLECULAR 1000

Componentes de un asfalto diluido C/H CANTIDAD, %

800 600

9-10

10-20

8 6

10 70-80

Propiedades mecánicas Cuando el asfalto es calentado a una temperatura lo suficientemente alta, por encima de su punto de inflamación, este comienza a fluidificarse, a veces como un fluido Newtoniano y sus propiedades mecánicas pueden definirse por su viscosidad. A temperaturas más bajas, el asfalto es un sólido visco-elástico, sus propiedades mecánicas son más complejas y se describen por su modulo de viscoelasticidad, conocido como el modulo de stiffness.

Viscosidad: La viscosidad de un asfalto es usualmente medida en un viscosímetro capilar en una manera similar a la que se miden los aceites lubricantes. La siguiente tabla muestra la viscosidad en centistokes de los grados standarts de asfaltos según su penetración o también en función de cierta viscosidad, conocer a que temperatura corresponde: Rango en penetración 180/200 80/100 60/70 50/60 40/50 30/40 20/30 10/20 Rango en pen / P.A. 85/25 85/40 115/15

Viscosidad en cst 2.000 1.000 200

20.00 0 70 80 85 90 90 95 100 115

5.000 85 95 100 105 110 110 120 130

100 105 115 115 120 125 130 140

110 120 125 125 130 135 145 155

125 130 165

145 145 185

160 160 205

170 170 215

100

50

140 150 155 160 165 170 175 190

155 170 175 175 180 185 195 205

175 190 195 200 200 210 220 230

205 200 255

225 220 -

250 245 -

10

En muchas aplicaciones, el asfalto es calentado hasta hacerse lo suficientemente fluido para cada aplicación en particular. La siguiente tabla nos indica la viscosidad que debe tener el asfalto para una aplicación determinada. Se asume que la aplicación se llevará a cabo a la máxima viscosidad posible, es decir la mínima temperatura posible. En algunos casos, menores viscosidades pueden utilizarse, dependiendo de los materiales que se utilicen, debido a que pueden ser dañados por la temperatura excesiva. Aplicación Spray Llenado de Juntas Mezclado con Filler Impregnación Impermeabilización

Viscosidad requerida (cst) 20-100 100-200 200 20-200 200-1000

Aplicación Pintado Recubrimiento Bombear

Viscosidad requerida (cst) 600 1000 1500-2000

El Ensayo Fraass: Es la medida de las propiedades de quiebre del asfalto a bajas temperaturas. En este ensayo, una lámina metálica es recubierta con una capa de 0,5 mm de espesor de asfalto y es movida de una cierta manera. La temperatura es gradualmente reducida, y el valor al cual se produce la rotura de la capa de asfalto se denomina  Temp. Fraass. El ensayo Fraass nos da una indicación del riesgo de craqueo del asfalto a bajas temperaturas. Pueden obtenerse variaciones del resultado de este ensayo dependiendo del origen del crudo de petróleo con que se obtuvo el asfalto. Asfalto 180/200 80/100 60/70 40/50 10/20 Oxid.85/25 Oxid.85/40 Oxid.115/15

Temp. Fraass ºC -22 -16 -13 -10 -4 -16 -22 0

Densidad típica de los asfaltos: Asfalto 280/320 180/200

Temperatura ºC 15 25 50 1.01 1.00 0.99 1.02 1.01 1.00

100 0.96 0.97

150 0.94 0.95

200 0.91 0.92 11

80/100 60/70 20/30 Oxid. 85/25 Oxid. 85/40 Oxid. 115/15

1.03 1.04 1.05 1.03

1.02 1.03 1.04 1.02

1.01 1.02 1.03 1.01

0.98 0.99 1.00 0.98

0.96 0.96 0.97 0.95

0.93 0.93 0.94 0.93

1.02

1.01

1.00

0.97

0.94

0.92

1.03

1.02

1.01

0.98

0.95

0.93

Resistividad / Conductividad Eléctrica: El asfalto tiene una alta resistencia (o una baja conductividad) y es en consecuencia un buen material aislante. La resistencia de todos grados comerciales decrece con el incremento de la temperatura.

Temp. ºC 30 50 80

Resistencia (ohm/cm) 1014 1013 1012

Resistencia Dieléctrica: Asfaltos duros tienen un resistencia dieléctrica más alta que la de asfaltos menos viscosos; la resistencia dieléctrica decrece con el aumento de la temperatura Temp. ºC 20 50

Rigidez Dielectrica (Kv/mm) 20-30 10

Su constante dieléctrica es alrededor de 2.7 a 20ºC, llegando a 3.0 a 30ºC. La perdida dieléctrica aumenta con el incremento de la temperatura. Perdida Dieléctrica temperatura ºC tangente delta (50 ciclos/seg) 0.015 20 0.017 50 0.029 80 0.045 100

frecuencia (ciclos/seg) 50 105 106 107

tangente delta (20ºC) 0.015 0.006 0.003 0.001

Propiedades Térmicas: El asfalto es moderadamente un buen material aislante térmico. Temp. ºC

Kj / kg.ºC

cal /g/ ºC 12

0 100 200

1.67 1.89 2.10

0.4 0.45 0.5

CLASIFICACION DE ASFALTOS Cemento asfáltico Son los asfaltos de consistencia sólida o semi-sólida para cuya aplicación es necesario el calentamiento a temperaturas sustancialmente mayores que la temperatura ambiente (temperatura de aplicación superior a los 100 °C). Son asfaltos refinados o una combinación de asfalto refinado y aceite fluidificante de consistencia apropiada para trabajos de pavimentación. El cemento asfáltico es llamado así para distinguirlo de los asfaltos hechos para usos de impermeabilización y usos industriales. Puede proceder de depósitos naturales, que son enormes lagos de asfalto mezclado con un material mineral, agua y otras impurezas. Los asfaltos para pavimentos se obtienen de los petróleos de base asfáltica y de base intermedia mediante destilación, quedando como residuos de este proceso. La mayor o menor dureza del asfalto depende de las condiciones de destilación, tales como presión, temperatura y tiempo. Estos asfaltos reciben el nombre de "destilado directo" para diferenciarlos de aquellos obtenidos por oxidación, que toman el nombre de “oxidados”, y que son empleados en impermeabilizaciones. El cemento asfáltico a temperatura normal es un material negro, muy pegajoso, semisólido y altamente viscoso. Debido a que el cemento asfáltico es pegajoso, se adhiere a las partículas de agregado y puede ser usado para cementarlas o ligarlas dentro del concreto asfáltico. El cemento asfáltico es impermeable y no es afectado por la mayoría de los ácidos, álcalis o sales. Es llamado material termoplástico porque se ablanda con el calor y se endurece si es enfriado. Esta combinación única de características y propiedades es una razón

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fundamental de por qué el asfalto es un material importante en el mantenimiento y rehabilitación de pavimentos. El cemento asfáltico S, especialmente preparado con la calidad y consistencia requerida para el uso de pavimentos asfálticos y debe calentarse al igual que los agregados para hacer la mezcla. Los cementos asfálticos se dividen en grados según su dureza o consistencia, que es medida mediante el ensaye de penetración medido en 1/10 mm, valor que es inverso a la dureza. De acuerdo a esto, los cementos asfálticos más comúnmente usados son los siguientes: 

CA 40 - 50 (En mastic para sellado de juntas de pavimento de hormigón).



CA 60 - 70 (En concreto asfáltico).



CA 85 - 100 (En concreto asfáltico).



CA 120 - 150(Tratamientos superficiales).

Las dos cifras indican los límites máximos y mínimos de la penetración.

Propiedades o características deseables en el cemento asfáltico  Consistencia: Para caracterizar a los asfaltos es necesario conocer su consistencia a distintas temperaturas, porque son materiales termoplásticos que se licuan gradualmente al calentarlos. Consistencia es el término usado para describir el grado de fluidez o plasticidad del asfalto a cualquier temperatura dada. Para poder comparar la consistencia de un cemento asfáltico con la de otro, es necesario fijar una temperatura de referencia. La clasificación de los cementos asfálticos se realiza en base al valor de la consistencia a una temperatura de referencia. Si se expone al aire cemento asfáltico en películas delgadas y se lo somete a un calentamiento prolongado, como por ejemplo durante el mezclado con el agregado, el asfalto tiende a endurecerse, a aumentar su consistencia. Se permite un aumento limitado de ésta. Por lo tanto, un control no adecuado de la temperatura y del mezclado puede provocar mayor daño al cemento asfáltico, por endurecimiento, que muchos años de servicio en el camino terminado.

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Comúnmente, para especificar y medir la consistencia de un asfalto para pavimento, se usan ensayos de viscosidad o ensayos de penetración. (Para asfaltos soplados el ensayo de punto de ablandamiento). 

Pureza: El cemento asfáltico se compone, casi enteramente,

de betunes, los cuales, por definición, son solubles en bisulfuro de carbono. Los asfaltos refinados son, generalmente, más de 99,5 por ciento solubles en bisulfuro de carbono y por lo tanto casi betunes puros. Las impurezas, si las hay, son inertes. Normalmente, el cemento asfáltico, cuando deja la refinería, está libre de agua o humedad, pero puede haber humedad en los tanques de transporte. Si hay agua inadvertida, puede causar espumas al asfalto cuando se calienta por encima de los 100ºC (212ºF). 

Seguridad: La espuma puede constituir un riesgo para la

seguridad, por lo tanto las normas requieren que el asfalto no forme espuma hasta temperaturas de 175ºC (347ºF). El cemento asfáltico, si se lo somete a temperaturas suficientemente elevadas, despide vapores que arden en presencia de una chispa o llama. La temperatura a la que esto ocurre es más elevada que la temperatura normalmente usada en las operaciones de pavimentación. Sin embargo, para tener la certeza de que existe un adecuado margen de seguridad, se debe conocer el punto de inflamación del asfalto.

Penetración a 25ºC, 100g, 5 seg Punto de inflamación copa abierta de Cleveland ºC. Ductilidad a 25ºC, 5cm/ min, cm. Solubilidad en Tricloroetileno,% Ensaye de película delgada, 3.2mm, 163ºC, 5hrs. Pérdida por

40 - 50

60 - 70

23 2

23 2

85 100 mi ma n x 85 10 0 23 2

mi n 40

mi n 60

10 0 99

10 0 99

10 0 99

ma x 50

0.8

ma x 70

0.8

1.0

120 150 mi ma n x 12 15 0 0 21 8

200 300 mi ma n x 20 30 0 0 17 7

10 0 99

99

1.3

1.5

15

calentamiento, % Penetración por residuo, 58 % del original. Ductilidad del residuo a 25ºC, 5cm/min, cm. Ensaye de la mancha con: Solvente Nafta Standard Solvente Nafta Xilol, % Xilol Solvente Heptano – Xilol, % Xilol

54

50

46

40

50

75

10 0

10 0

Negativa para todos los grados Negativa para todos los grados Negativa para todos los grados

Tabla III.13 Requisitos para la especificación de un cemento asfáltico.  AASHTO M 20 Grado de penetración

Asfalto diluido o liquido Si el asfalto es tan blando que la prueba de penetración no es adecuada para medir su consistencia (penetración original comprendida generalmente entre 60 y 200), se le denomina asfalto líquido. Estos asfaltos también son usados en pavimentos. Están compuestos por una base asfáltica (cemento asfáltico) y un fluidificante volátil (solvente) que puede ser bencina, kerosene, aceite o agua con emulsificador, o en general solventes provenientes de la destilación del petróleo de rango de ebullición comprendido entre 140 °C y 360 °C. El fluidificante se agrega con el propósito de dar al asfalto la viscosidad necesaria (del orden de 10 a 2500 poises a 25 °C) para poderlo mezclar y trabajar con los áridos a baja temperatura o sea para poder hacer las mezclas sin necesidad de calentar el asfalto. Una vez elaborada la mezcla, los fluidificantes se evaporan, dejando el residuo asfáltico que envuelve y cohesiona las partículas de agregado. De acuerdo al fluidificante, más o menos volátil, estos asfaltos se dividen en:

Asfaltos cortados de curado rápido: Cuyo fluidificante es bencina, se designan con las letras RC (rapid curing) seguidas con un número que indica el grado de viscosidad cinemática que tienen, medida en centistokes. De acuerdo a esto, se tienen los siguientes asfaltos RC:

Grado RC-70 RC-250

Residuo asfáltico en volumen 55% 65% 16

RC-800 RC-3000

75% 80%

Tabla III.14 Asfaltos RC

Asfaltos cortados de curado medio: Cuyo fluidificante es kerosene, se designan con las letras MC (medium curing) seguidas con el número correspondiente a la viscosidad cinemática que tienen. Los asfaltos MC son los siguientes: Grado MC-30 MC-70 MC-250 MC-800 MC-3000

Residuo asfáltico en volumen 50% 55% 67% 75% 80%

Tabla III.15 Asfaltos MC

Asfaltos líquidos de curado lento: Cuyo fluidificante era aceite, relativamente poco volátil, se designaban con las letras SC (slow curing) seguidas con el número correspondiente a la viscosidad cinemática que tienen. Los SC más usados fueron SC-70 y SC.250.

Emulsión Asfáltica: Cuyo fluidificante es el agua, y como es un sistema heterogéneo de dos fases normalmente inmiscibles, como son el asfalto y el agua, se le incorpora una pequeña cantidad de un agente emulsificador, generalmente de base jabonosa o solución alcalina, el cual mantiene estable el sistema de las fases continuas, que es el agua, y discontinua que está constituida por pequeños glóbulos de asfalto en suspensión, de un tamaño que fluctúa entre 1 y 10 micrones. Los agentes emulsificantes forman una película protectora alrededor de los glóbulos de asfalto estableciéndoles una determinada polaridad en la superficie, lo que hace que estos se repelan, manteniéndose estable la emulsión. Cuando una emulsión se pone en contacto con el agregado se produce un desequilibrio eléctrico que rompe la emulsión llevando a las partículas de asfalto a unirse a la superficie del agregado, y el agua fluye o se evapora separándose de las piedras recubiertas por el asfalto. Hay agentes emulsificadores que permiten que esta rotura o quiebre sea instantáneo y otros más poderosos que retardan este fenómeno. De acuerdo a esto las emulsiones se dividen en: 17

Emulsión asfáltica de quiebre rápido, la que se designa con las letras RS (rapid setting). 

Emulsión asfáltica de quiebre medio, la que se designa con las letras MS (medium setting) 

Emulsión asfáltica de quiebre lento, la que se designa con las letras SS (slow setting). 

Como se sabe, existen áridos de polaridad positiva y negativa; por lo tanto, para tener buena adherencia es necesario tener la emulsión eléctricamente afín al árido. Esta cualidad se la confiere el agente emulsificador que puede darles polaridad negativa o positiva, tomando el nombre de aniónicas las primeras, afines a áridos de carga negativa, como lo son de origen calizos, y catiónicas las segundas, afines a áridos de carga positiva como son los de origen cuarzosos o silíceos. Las emulsiones catiónicas se designan con las mismas letras anteriormente dichas y anteponiéndoles la letra “C”, como por ejemplo las CRS-1 y CSS-1. Si el residuo asfáltico de las emulsiones medias y lentas es de penetración 40-90 se le agrega la letra “h” (CSS-1h, MS-2h). Las especificaciones que deben cumplir los asfaltos líquidos están indicadas en las tablas III.16, III.17 y III.18. 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. 18

RC - 70

Viscosidad cinemática a 60ºC centistokes Punto de inflamación (copa abierta Tag.)ºC Agua, % Ensaye de destilación: Porcentaje en volumen del destilado total a 360ºC A 190ºC A 225ºC A 260ºC A 315ºC Residuo de destilación a 360ºC, % volumen Ensayes en el residuo de la destilación Penetración 100g, 5 seg a 25ºC Ductilidad a 25ºC, 5 cm/min, cm Solubilidad en Tricloroetileno,% Ensaye de la mancha con: Nafta Standard Solvente Nafta – Xilol, % Xilol Solvente Heptano - % Xilol

mi n 70

ma x 14 0

Rc 250 mi ma n x 25 50 0 0 27

0.2 10 50 70 85

55 80 10 0 99. 9

12 0

RC - 800

RC 3000 min ma min ma x x 800 160 300 600 0 0 0 27 27

0.2

0.2

0.2

35 60 80

15 45 75

25 70

65

75

80

80 10 0 99. 9

12 0

80 120 800 120 100 100 99. 99. 9 9

Negativa para todos los grados Negativa para todos los grados Negativa para todos los grados

Tabla III.16 Asfaltos cortados de curado rápido AASHTO M 81

MC - 30 MC - 70

Viscosidad cinemática a 60ºC centistokes Punto de inflamación (copa abierta Tag.)ºC Agua, % Ensaye de destilación:

mi n 30

ma x 60

38

mi n 70

ma x 14 0

38 0.2

0.2

MC 250 mi ma n x 25 50 0 0

MC MC 800 3000 mi ma min ma n x x 80 160 300 600 0 0 0 0

66

66 0.2

66 0.2

0.2 15 75 19

Porcentaje en volumen del destilado 40 75 total a 360ºC A 225ºC A 260ºC A 315ºC 50 Residuo de destilación a 360ºC, % volumen Ensayos en el residuo 12 de la destilación 0 Penetración 100g, 5 10 seg a 25ºC 0 Ductilidad a 25ºC, 5 99. cm/min, cm Solubilidad en 0 Tricloroetileno,% Ensaye de la mancha con: Nafta Standard Solvente Nafta – Xilol, % Xilol Solvente Heptano - % Xilol

25 70 93

20 65

20 60 90

15 60

55

25 0

12 0 10 0 99. 0

10 55 87

67

25 0

12 0 10 0 99. 0

0 45

0 15

35 80

75

25 0

12 0 10 0 99. 0

80 250

120 100 99. 0

250

Negativa para todos los grados Negativa para todos los grados Negativa para todos los grados

Tabla III.17 Asfaltos cortados de curado medio AASHTO M 82

Quiebre Rápido CRS - 1 CRS - 2

Viscosidad Saybolt Furol a 25ºC,seg Viscosidad Saybolt Furol a 50ºC, seg Sedimentación, 5 días, % Ensaye de estabilidad, 1 día, % Demulsibilidad, 35 ml, %. Cubrimiento y resistencia al

Quiebre medio Quiebre lento CMS - 2 CMS – CSS - 1 CSS – 2h 1h mi ma mi ma mi ma mi ma mi ma mi ma n x n x n x n x n x n x 20 10 20 10 0 0 20

40

10 0

10 0

40 0

50

45 0

50

45 0

5

5

5

5

5

5

1

1

1

1

1

1

40

20

agua: Cubrimiento agregado seco Cubrimiento luego de esparcido Cubrimiento agregado húmedo Cubrimiento, luego de esparcido Ensaye carga de partícula Ensaye mezclado con cemento, % Aceite destilado, por volumen de emulsión, % Residuo,% Penetración, 25ºC, 100 g, 5 seg. Ductilidad, 25ºC, 5 cm/min, cm Solubilidad en Tricloroetileno, %. Ensaye de la mancha con: - Nafta Standard - Solvente Nafta-Xilol, % Xilol - Solvente Heptano-Xilol, % Xilol. Tabla III.18 208

(+ )

(+ )

Bueno

Bueno

Regular

Regular

Regular

Regular

Regular

Regular

(+ )

(+ )

(+ )

(+ ) 2.0

3

60 10 0

25 0

3

65 10 0

25 0

12

65 10 0

25 0

2.0

12

65 40

90

57 10 0

25 0

57 40

40

40

40

40

40

40

97

97

97

97

97

97

Negativa para todos los grados Negativa para todos los grados Negativa para todos los grados

Requisitos para emulsiones asfálticas catiónicas AASHTO M

Asfaltos oxidados o soplados con aire Al "soplar" oxígeno sobre una masa de asfalto en caliente después del proceso de destilación, se produce una mayor cantidad de asfaltenos 21

90

en detrimento de los maltenos, ocasionando así de esta manera una mayor fragilidad, mayor resistencia a las altas temperatura y una variación de las condiciones reológicas iniciales. Estos asfaltos no se usan en pavimentos, se usan en techos.

PRODUCTOS DE ASFALTO PARA LA CONSTRUCCIÓN Por sus propiedades de resistencia al agua y su durabilidad, el asfalto se utiliza en muchas aplicaciones en la construcción. Para proteger contra humedad y para impermeabilización contra agua (con una o varias capas), se utilizan tres tipos de asfalto: 

 Tipo A, un material blando, adhesivo, que fluye fácil, para aplicaciones subterráneas o en otras aplicaciones a temperaturas moderadas



 Tipo B, un asfalto menos susceptible, para usarlo en aplicaciones sobre el nivel del suelo, pero donde las temperaturas no excedan 125ºF

22



 Tipo C, para aplicaciones sobre el nivel del suelo; puede ser en superficies verticales expuestas a la luz solar directa u otras áreas en que las temperaturas excedan los 125ºF.

Los asfaltos y productos de asfalto tienen un amplio uso para impermeabilizar techos. El asfalto se utiliza como aglutinante entre capas en los techados y para impregnación de los fieltros, rollos y tejas. Debe tenerse cuidado en no mezclar el asfalto y alquitrán, o sea, colocar capas de asfalto sobre fieltro saturado de alquitrán o viceversa, a menos que se revise su compatibilidad. Por sus cualidades impermeables y su durabilidad el asfalto se emplea en construcción para impedir el paso del agua, amortiguar vibraciones y expansiones y servir como pavimento.

Usos más comunes del Asfalto: PAVIMENTOS Es la capa constituida por uno o más materiales que se colocan sobre el terreno natural o nivelado, para aumentar su resistencia y servir para la circulación de personas o vehículos. Entre los materiales utilizados en la pavimentación urbana, industrial o vial están los suelos con mayor capacidad de soporte, los materiales rocosos, el hormigón y las mezclas asfálticas. La pavimentación con asfalto se beneficiosa debido a su rápido secado, el cual permite que la vía pavimentada sea utilizada a solo 2 horas después de haber sido pavimentada. Esta es cobrada por tonelada corta instalada, la cual tiene un costo aproximado de 100 dólares. Normalmente se utiliza para la pavimentación aquí en panamá asfalto CA 60-70, y emulsiones asfálticas.

Tipos de pavimentos 

Flexibles.- Tienen carpetas asfálticas.



Rígidos.- Carpeta de concreto hidráulico.



Otros.- Empedrados, adoquín, estampado.

Los pavimentos flexibles están conformados por 5 capas, la subrasante o capa mas interna que es la base del pavimento, encima de esta capa de espesor infinito se coloca una capa de material granular llamada sub-base, que dependiendo del espesor y de su calidad, va aportando a la estructura un grado de resistencia, suprayeciendo esta capa, se coloca otra llamada base granular, que por lo general es de mejor calidad de la anterior, luego encontramos 23

otra capa llamada base asfáltica y por último encontramos la carpeta asfáltica, que es la capa de pavimento que observamos. Los pavimentos flexibles también son llamados pavimentos asfálticos ya que la totalidad de la estructura del pavimento que está por encima de la sub-rasante consiste de mezclas asfálticas. En estos pavimentos se usa el hormigón asfáltico que es una mezcla de cemento asfáltico caliente con agregados calientes que se compacta para que se forme una masa densa y uniforme. La función del cemento asfáltico es la de mantener a los agregados en su lugar. Este tipo de pavimento llamado flexible, se diseña para un determinado número de repeticiones de carga, y al alcanzar este número de repeticiones, se espera que el pavimento se fatigue y falle, este fallo del pavimento se demuestra con la presencia de fisuras, grietas en la parte superficial.

Los pavimentos rígidos no poseen, todas estas capas y donde la más externa es una capa construida en concreto que por lo general es colocada en placas, se diseña también con un tráfico especifico, con la diferencia que este pavimento puede fallar con solo una repetición de carga.

USO DE CEMENTOS ASFÁLTICOS GRADUADOS POR PENETRACIÓN EN FUNCIÓN AL CLIMA CLIMA Muy Cálido Moderad Frio Frígido Pavimentación Cálid o o AEROPUERTOS Pistas de 4040-50 60-70 85-100 120-150 despegue 50 40-50 60-70 85-100 120-150 Caminos auxiliares 4050 6060-70 60-70 85-100 85-100 Aparcamientos 70 24

CARRETERAS Tráfico pesado y muy pesado Tráfico rnedio ligero CALLES Trafico pesado y muy pesado Trafico medio ligero CAMINOS PARTICULARES Industriales Comerciales Estac. Serv. Residenciales APARCAMIENTOS Industriales Comerciales ZONA DE RECREO Pista de tenis Terrenos de juego BORDILLOS

4050

40-50

60-70

85-100

120-150

4050

60-70

60-70

85-100

120-150

4050 4050

40-50

60-70

85-100

120-150

60-70

85-100

85-100

120-150

4050 4050 6070

40-50

60-70

85-100

120-150

60-70

60-70

85-100

85-100

60-70

85-100

85-100

85-100

4050 4050

40-50

60-70

85-100

120-150

60-70

60-70

85-100

85-100

6070 6070 4050

60-70

85-100

85-100

85-100

60-70

85-100

85-100

85-100

40-50

60-70

85-100

85-100

Rendimiento aproximado de los asfaltos de pavimentación CLASE DE ASFALTO CEMENTO ASFÁLTICO 40-50 PEN, 60-70 PEN, 85-100 PEN y 120150 PEN

ASFALTO LIQUIDO RC-250

USO MEZCLA EN CALIENTE CONCRETO ASFÁLTICO

RENDIMIENTO 30 gl/m3 mezcla 4 – 7% peso total de la mezcla

ADHESIÓN NUEVA CARPETA ASFÁLTICA Y EXISTENTE SELLADO MEZCLA ASFÁLTICA EN FRIO PINTURA IMPERMEABILIZANTE

0.05 gl/m2 0.3 gl/m2 1.5 - 2.0 gl/m2 1 gl/ 5 a 10 m2 (según espesor de película

25

Las mezclas asfálticas Las mezclas asfálticas sirven para soportar directamente las acciones de los neumáticos y transmitir las cargas a las capas inferiores, proporcionando unas condiciones adecuadas de rodadura, cuando se emplean en capas superficiales; y como 26

material con resistencia simplemente estructural o mecánica en las demás capas.

Propiedades técnicas de las mezclas asfálticas   Textura

superficial



Conductividad hidráulica



Absorción de ruido



Propiedades mecánicas (en relación con el tráfico)

•

Resistencia a la fisuración por fatiga

•

Resistencia a las deformaciones plásticas permanentes

•

Módulo de rigidez

•

Resistencia a la pérdida de partículas



Durabilidad (en relación con el clima)

•

Resistencia al lavado por el agua

•

Resistencia a la fisuración térmica

•

Resistencia a la fisuración por reflexión

•

Resistencia al envejecimiento

  Trabajabilidad •

Compactabilidad

•

Resistencia a la segregación agregado grueso/fino

•

Resistencia a la segregación agregado/ligante

Los pavimentos asfálticos constan de asfalto, agregados y vacíos (2 a 7% de aire). Una mezcla típica se presenta en la tabla 1.2. Las mezclas densas se obtienen con el uso de agregados con buena granulometría; el agregado fino llena los huecos que deja la estructura del agregado grueso. El agregado grueso es el que queda retenido en la malla Nº 8; el agregado fino pasa por la malla Nº 8 y el polvo mineral pasa por la malla Nº 200. El polvo mineral tiende a estabilizar el asfalto. El cemento bituminoso liga entre si a las partículas de agregado e impermeabiliza el pavimento. Los espacios de aire permiten la expansión del cemento asfáltico o la 27

compactación del compuesto aportando un espacio hacia el cual se mueve el cemento asfáltico en lugar de empujar a los agregados, separándolos. TABLA 1.2 ASFALTO AGREGADO GRUESO AGREGADO FINO POLVO MINERAL AIRE

COMPUESTO TÍPICO ASFALTO - AGREGADO % en peso % en volumen 6 14.4 53 43.7 35 33.4 6 4.9 ........... 3.6

Propiedades de los ligantes y las mezclas asfálticas. Aunque en una mezcla asfáltica, el asfalto sea minoritario en proporción, sus propiedades pueden influir de manera significativa en su comportamiento. El tipo de mezcla será el que, en gran medida, determine la contribución hecha por el ligante sobre todo el conjunto. Generalmente, las propiedades de las mezclas con granulometría continua dependen del enclavamiento o trabazón de los áridos, mientras que las preparadas con altos contenidos de mortero asfáltico dependen más de la rigidez de la proporción de ligante, polvo mineral y arena. A altas temperaturas de servicio, puede que el ligante llegue a reblandecerse, facilitando la deformación de la mezcla (ahuellamiento). El riesgo de aparición de estas deformaciones es aún mayor en pavimentos sometidos a la circulación de vehículos pesados. De manera generalizada y sin tener en cuenta otros factores que pueden influir, se puede disminuir la probabilidad de aparición de estas deformaciones aumentando la rigidez del ligante mediante el empleo de un asfalto más duro. Por otro lado a temperaturas de servicios bajas, el ligante se vuelve relativamente rígido y va perdiendo poder de resistencia a las tensiones, volviéndose frágil y siendo susceptible de fisuraciones. El grado de susceptibilidad a la fisuración está relacionado con la dureza del asfalto y su capacidad para absorber las solicitaciones inducidas por el tráfico. Disminuyendo la dureza del asfalto, se minimizará el riesgo de fallo por fragilidad.

28

Entonces, debido a lo dicho precedentemente a la hora de buscar comportamientos globales satisfactorios de la mezclas bituminosas, la elección del asfalto adecuado para cada tipo de mezclas se vuelve un compromiso entre ambos extremos; ahuellamiento a altas temperaturas y fisuramiento por fragilidad térmica a bajas temperaturas. Donde mejorando el comportamiento a altas temperaturas, se influye negativamente en el comportamiento a

bajas temperaturas.

Tipología de las mezclas asfálticas Mezcla asfáltica en caliente: Constituye el tipo más generalizado de mezcla asfáltica y se define como mezcla asfáltica en caliente la combinación de un ligante hidrocarbonado, agregados incluyendo el polvo mineral y, eventualmente, aditivos, de manera que todas las partículas del agregado queden muy bien recubiertas por una película homogénea de ligante. Su proceso de fabricación implica calentar el ligante y los agregados (excepto, eventualmente, el polvo mineral de 

Aportación) y su puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la ambiente. Se emplean tanto en la construcción de carreteras, como de vías urbanas y aeropuertos, y se utilizan tanto para capas de rodadura como para capas inferiores de los firmes. Existen a su vez subtipos dentro de esta familia de mezclas con diferentes características. Se fabrican con asfaltos aunque en ocasiones se recurre al empleo de asfaltos modificados, las proporciones pueden variar desde el 3% al 6% de asfalto en volumen de agregados pétreos. 29

Mezcla asfáltica en frío: Son las mezclas fabricadas con emulsiones asfálticas, y su principal campo de aplicación es en la construcción y en la conservación de carreteras secundarias. Para retrasar el envejecimiento de las mezclas abiertas en frío se suele recomendar el sellado por medio de lechadas asfálticas. 

Se caracterizan por su trabajabilidad tras la fabricación incluso durante semanas, la cual se debe a que el ligante permanece un largo periodo de tiempo con una viscosidad baja debido a que se emplean emulsiones con asfalto fluidificado: el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios, haciendo viable el almacenamiento, pero después de la puesta en obra en una capa de espesor reducido, el endurecimiento es relativamente rápido en las capas ya extendidas debido a la evaporación del fluidificante. Existe un grupo de mezclas en frío, el cual se fabrica con una emulsión de rotura lenta, sin ningún tipo de fluidificante, pero es menos usual, y pueden compactarse después de haber roto la emulsión. El proceso de aumento paulatino de la resistencia se le suele llamar maduración, que consiste básicamente en la evaporación del agua procedente de la rotura de la emulsión con el consiguiente aumento de la cohesión de la mezcla. Mezcla porosa o drenante: Se emplean en capas de rodadura, principalmente en las vías de circulación rápida, se fabrican con asfaltos modificados en proporciones que varían entre el 4.5 % y 5 % de la masa de agregados pétreos, con asfaltos normales, se aplican en vías secundarias, en vías urbanas o en capas de base bajo los pavimentos de hormigón. 

Utilizadas como mezclas en caliente para tráficos de elevada intensidad y como capas de rodadura en espesores de unos 4 cm., se consigue que el agua lluvia caída sobre la calzada se evacue rápidamente por infiltración. Microaglomerados: Son mezclas con un tamaño máximo de agregado pétreo limitado inferior a 10 mm., lo que permite aplicarlas en capas de pequeño espesor. Tanto los microaglomerados en Frío (se le suele llamar a las lechadas asfálticas más gruesas) como los microaglomerados en Caliente son por su pequeño espesor (que es inferior a 3 cm.) tratamientos superficiales con una gran variedad de aplicaciones. 

 Tradicionalmente se han considerado adecuados para las zonas urbanas, porque se evitan problemas con las alturas libres de los 30

gálibos y la altura de los bordillos debido a que se extienden capas de pequeño espesor. Hay microaglomerados con texturas rugosas hechas con agregados pétreos de gran calidad y asfaltos modificados, para las vías de alta velocidad de circulación. Masillas: Son unas mezclas con elevadas proporciones de polvo mineral y de ligante, de manera que si hay agregado grueso, se haya disperso en la masilla formada por aquellos, este tipo de mezcla no trabaja por rozamiento interno y su resistencia se debe a la cohesión que proporciona la viscosidad de la masilla. 

Las proporciones de asfalto son altas debido a la gran superficie específica de la materia mineral. Dada la sensibilidad a los cambios de temperatura que puede tener una estructura de este tipo, es necesario rigidizar la masilla y disminuir su susceptibilidad térmica mediante el empleo de asfaltos duros, cuidando la calidad del polvo mineral y mejorando el ligante con adiciones de fibras. Los asfaltos fundidos, son de este tipo, son mezclas de gran calidad, pero su empleo está justificado únicamente en los tableros de los puentes y en las vías urbanas, incluso en aceras, de los países con climas fríos y húmedos. Mezclas de alto modulo: Su proceso de elaboración es en caliente, citando específicamente las mezclas de alto módulo para capas de base, se fabrican con asfaltos muy duros. A veces modificados, con contenidos asfálticos próximos al 6 % de la masa de los agregados pétreos, la proporción del polvo mineral también es alta, entre el 8% - 10%. Son mezclas con un elevado módulo de elasticidad, del orden de los 13,000 Mpa. a 20 grados centígrados y una resistencia a la fatiga relativamente elevada. Se utilizan en capas de espesores de entre 8 y 15 cm., tanto para rehabilitaciones como para la construcción de firmes nuevos con tráficos pesados de intensidad media o alta. Su principal ventaja frente a las bases de gravacemento es la ausencia de agrietamiento debido a la retracción o como las mezclas convencionales en gran espesor la ventaja es una mayor capacidad de absorción de tensiones y en general una mayor resistencia a la fatiga, permitiendo o ahorra espesor. 

31

Control de temperaturas El asfalto es un material termoplástico cuya viscosidad disminuye al crecer la temperatura; pero no todos los tipos de asfalto tienen el mismo nivel de viscosidad. Normalmente se especifican las temperaturas de aplicación para diversos empleos de los materiales asfálticos; pero se recomienda tener en cuenta la relación temperatura-viscosidad antes de fijar la temperatura de aplicación. La viscosidad más conveniente para la aplicación depende de varios factores, como:   Tipo

de aplicación (mezcla o riego).



Características y granulometría de los áridos.



Condiciones atmosféricas.

La temperatura más adecuada para mezclado es aquella a la que la viscosidad del asfalto está comprendida entre 75 y 150 SSF (segundos Saybolt-Furol). Las temperaturas más adecuadas para mezclas con áridos gruesos, y las más bajas para áridos finos. La temperatura más adecuada para el riego está comprendida normalmente entre 25 y 100 SSF. Se emplean las viscosidades más elevadas de este margen para sellado y penetración de superficies cerradas.

Tipos de averías Las averías en los antiguos pavimentos bituminosos se deben usualmente a un proyecto del pavimento inadecuado para el tráfico existente, a una compactación insuficiente durante la construcción o ambas causas. El proyecto incorrecto de las mezclas asfálticas puede dar lugar también a varios tipos de averías. Un exceso de asfalto, especialmente en mezclas con elevado porcentaje de agregados 32

puede dar lugar a ondulaciones de la superficie. Un contenido de asfalto insuficiente puede dar lugar a agrietamiento o desintegración de la superficie. El agrietamiento por fatiga puede deberse a una deflexión excesiva del pavimento o a que la mezcla sea quebradiza. El pavimento puede ser quebradizo porque el asfalto se haya endurecido excesivamente por cualquier causa o porque el contenido del asfalto sea insuficiente. Los pavimentos asfálticos pueden averiarse por defecto de la resistencia de la cimentación, debido frecuentemente al mal drenaje. El agua es la principal causa de averías en las estructuras de los pavimentos. Entre los tipos de averías podemos nombrar:

Envejecimiento. - Baches. El envejecimiento del asfalto es un proceso complejo, consiste principalmente en la evaporación de ciertos componentes y la oxidación por oxigeno de aire. La modificación química se traduce en una alteración de su estructura, aumentando su dureza, rigidez y fragilidad; como consecuencia pierde la capacidad de ser un ligante adecuado para el concreto asfáltico.

Exudación Afloramiento de material bituminoso de la mezcla a la superficie del pavimento. Forma una superficie brillante, reflectante, resbaladiza y pegajosa. Disminuye la resistencia al deslizamiento. Inseguridad. Sus causas pueden ser: excesivo contenido de asfalto en la mezcla, aplicación del material bituminoso en los sellos, bajo contenido de vacíos ya que con el calor el asfalto llena los vacíos y aflora a la superficie.

Agrietamiento Es la aparición de grietas en la superficie de rodamiento de los pavimentos. Es sabido que las fallas por agrietamiento de las capas asfálticas pueden ser un indicativo de deficiencias en la estructura del pavimento, sea por deficiencias en el diseño, o en la calidad de los materiales, o en defectos de construcción, o quizás por una combinación de estos factores. En teoría, el agrietamiento de las capas asfálticas es una señal de “fatiga” de la carpeta o capa como resultado de la acumulación de esfuerzos horizontales de tensión generados por las cargas transmitidas por los vehículos pesados. De 33

acuerdo a la teoría elástica, estas grietas se inician en la fibra inferior de la capa asfáltica o cerca de ella, propagándose luego hacia arriba para aparecer en la superficie, siendo visible al ojo humano cuando ya el daño ha ocurrido y ha atravesado toda la capa.

Tipos de agrietamiento y sus causas 



Grietas de Cocodrilo: Son grietas entrelazadas que forman una serie de cuadrillos parecidos a la piel que cubre a un cocodrilo o tela metálica. Causa: en la mayoría de los casos estas grietas son causadas por el asentamiento de la superficie sobre una capa interior granular o subsuelo que es inestables debido a su estado de saturación, o sea, mojada. Por lo regular las áreas afectadas son pequeñas. Sin embargo, muchas veces cubren secciones enteras. En otros casos la grieta aparece por el efecto de las cargas repetidas que exceden la capacidad de carga para la cual fue diseñado el pavimento de un tramo de vía. Grietas de Borde: Son grietas longitudinales que ocurren como a un pie del borde del pavimento, con o sin grietas transversales, y que se ramifican hacia el paseo de la vía. Causa: Regularmente estas grietas son debido a fallas del soporte lateral que proporciona el paseo. Estas grietas también pueden ser causadas porque el material debajo del área agrietada ha sufrido o ha cedido a un drenaje pobre, a encogimiento del terreno circundante, o a vegetación existente cerca del borde del pavimento.



Grietas de la Junta del Bordillo: Esta grieta es la separación de la junta entre el pavimento y el paseo. Causa: La causa más común de este tipo de grietas es el que alternadamente se mojen y se sequen las capas de debajo de la superficie del paseo. Esta condición puede resultar de varios factores tales como, pobre drenaje debido a que el paseo este más alto que la capa de pavimento, un lomo de tierra o hierba, asentamiento del paseo, encogimiento de la mezcla asfáltica o el paso de camiones con las gomas a lo largo de la junta, todo lo cual acumula agua que se filtra a lo largo de la junta.



Grietas de Junta de Carril: Estas grietas son separaciones longitudinales a lo largo de la costura que separa dos carriles de una vía. Causa: Este tipo de grietas se debe a la flexibilidad de la costura entre las capas adyacentes de dos carriles del pavimento.



Grietas de Reflejo: Estas grietas son llamadas así  porque reflejan en las capas superpuestas de asfalto, el mismo patrón de agrietamiento que ocurre

CAPAS SUPERPUESTAS 

34 Grietas reflejo

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