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• Karen Stefany Briones Vargas

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL DEPARTAMENTO DE TOPOGRAFIA Y VIAS DE TRANSPORTE

TEMA: APLICACIÓN DE LIGANTES ASFALTICOS EN OBRAS DE PAVIMENTACION

Robert Martinez Dongo Ingeniero Civil [email protected]

CURSO: PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Fuentes de Producción Nacional

REF. TALARA

REF. PAMPILLA REF. CONCHAN

Pta.Mollendo

CURSO: PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

RECUPERACION Y REFINADO DE PRODUCTOS ASFALTICOS DEL PETROLEO

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Componentes Químicos del Asfalto Composición para identificar la influencia de cada uno de los 4 componentes genéricos sobre las propiedades físicas del ASFALTO.

CURSO DE PAVIMENTOS

100% 80%

Saturados

Nafteno-Aromáticos

60% 40% Polar-Aromáticos 20% 0%

ASFALTENOS A

B

C

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Producción de Cementos Asfálticos CAP. 10/20 PEN CAP. 20/30 PEN

C E M E N T O

A S F A L T I C O

CAP. 40/50 PEN

CAP. 60/70 PEN CAP. 85/100 PEN CAP. 120/150 PEN

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Producción de Asfaltos Líquidos (Cutback) VARIOS RC VARIOS MC

A S F A L T O S

D I L U I D O S

VARIOS LC

RC 250 MC 30 RC 70

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Producción de Emulsiones Asfálticas CATIONICAS

E M U L S I O N

A S F A L T I C A

CURSO DE PAVIMENTOS

ANIONICAS

CRS MS CSS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CONTROL DE CALIDAD DE ASFALTOS ADHERENCIA

MUESTREO PENETRACION

SOLUBILIDAD

VISCOSIDAD

PTO .INFLAMACION

PELICULA FINA

PTO.ABLANDAMIENTO

DUCTILIDAD CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CEMENTOS ASFALTICOS

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CARACTERIZACIÓN DE ASFALTOS

•

Originalmente clasificado de acuerdo a Penetración ASTM D-946 y AASHTO M-20.

•

Mas tarde, Clasificación de acuerdo a Viscosidad, ASTM D-3381.

•

Cambio reciente a Especificaciones (orientadas al rendimiento) - SHRP SUPERPAVE (PG) AASHTO M P-1, actualizado a la fecha Norma NHTP-9-10.

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Si bien la Viscosidad es un indicador fundamental del flujo, sólo suministra información sobre el comportamiento viscoso a alta temperatura, y no sobre el comportamiento elástico a baja temperatura condición requerida para predecir el comportamiento de un asfalto bajo servicio en zonas de climas extremos. La Penetración describe sólo la consistencia a temperatura media, 25°C. Las propiedades a bajas temperaturas no son directamente medidas con el sistema actual de clasificación.

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Especificaciones del Cemento Asfáltico Clasificado por Penetración GRADO DE PENETRACIÓ PENETRACIÓN Caracterí Características

40 - 50

Ensayo

60 – 70

Mín.

Máx.

Mí n .

85 – 100

120 – 150

Máx.

Mín.

Máx.

Mín.

Máx .

Penetració Penetración 25° 25°C, 100 g, 5s,0.1 mm

MTC E 304

40

50

60

70

85

100

120

150

Punto de Inflamació Inflamación COC, °C

MTC E 312

232

-

232

-

232

-

218

-

Ductilidad, 25° 25°C, 5 cm/min cm/min,, cm

MTC E 306

100

-

100

-

100

-

100

-

Solubilidad en Tricloroetileno,% Tricloroetileno,% masa

MTC E 302

99

-

99

-

99

-

99

-

¾ Perdida de masa, %

MTC E 316

-

0.8

-

0.8

-

1.0

-

1.5

¾ Penetració penetración Penetración del residuo, % de la penetració origina.

MTC E 304

55

-

52

-

47

-

42

-

¾ Ductilidad del residuo, 25° 25°c, 5cm/min 5cm/min,, cm.

MTC E 306

-

-

50

-

75

-

100

-

-1.0

+1.0

-1.0

+1.0

-1.0

+1.0

-1.0

+1.0

Susceptibilidad Té Térmica Ensayo de Pelí Película Delgada en Horno, 3.2 mm, 163° 163°C, 5 hrs

Indice de Susceptibilidad té térmica Ensayo de la Mancha con solvente Heptano – Xileno 20% (opcional)

CURSO DE PAVIMENTOS

MTC E 314

Negativo

Negativo

Negativo

Negativo

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Especificaciones del Cemento Asfáltico Clasificado por Viscosidad

Caracterí Características

Ensayo

Grado de Viscosidad ACAC-5

ACAC-10

ACAC-20

ACAC-40

Viscosidad Absoluta 60° 60°C, Pa.s (Poises)

MTC E 308

50± 50±5 (500± (500±100)

100± 100±20 (1000± (1000±200)

200± 200±40 (2000± (2000±400)

400± 400±80 (4000± (4000±800)

Viscosidad Cinemá Cinemática,135° tica,135°C mm 2 /s, mí mínimo

MTC E 301

100

150

210

300

Penetració Penetración 25° 25°C, 100 gr. 5s mí mínimo

MTC E 304

120

70

40

20

Punto de Inflamació Inflamación COC, °C, mí mínimo

MTC E 303

177

219

232

232

Solubilidad en tricloroetileno % masa mí mínimo

MTC E 302

99

99

99

99

Susceptibilidad Té Térmica Ensayo de Pelí Película Delgada en Horno  Viscosidad Absoluta, 60° Viscosidad 60°C, Pa.s, (Poises) má máximo  Ductilidad, 25° Ductilidad, 25°C, 5 cm/min, cm. Mínimo

MTC E 316 MTC E 304 MTC E 306

200 (2000) 100

400 (4000) 50

800 (8000) 20

1600 (16000) 10

Ensayo de la mancha con solvente HeptanoHeptano-xileno (opcional)

MTC E 314

Negativo

Negativo

Negativo

Negativo

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Pruebas de Laboratorio 1 - PENETRACION • El Asfalto es un material Termoplástico. • Su consistencia varía con la temperatura. • Es una medida empírica Rápida de Consistencia

CURSO DE TITULACIÓN PROFESIONAL POR ACTUALIZACIÓN DE CONOCIMIENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Pruebas de Laboratorio 2- VISCOSIDAD • Determina la Resistencia al desplazamiento en el rango de temperaturas usadas durante los usos de aplicación. • Indica la Consistencia Asfalto

del

• Se mide con Viscosímetros Cinemáticos CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Pruebas de Laboratorio 3- DUCTILIDAD • Es la facilidad para alcanzar cierta elongación sin ruptura. • Es la medida en centímetros de la longitud final que alcanza el asfalto por estiramiento hasta su ruptura. • Una alta Ductilidad indica mayor Susceptibilidad Térmica. CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Pruebas de Laboratorio 5- PUNTO DE INFLAMACION Es la Temperatura a la cual los vapores del Asfalto pueden inflamarse al entrar en contacto con una “ llama “

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Pruebas de Laboratorio 6- SOLUBILIDAD • Determina el contenido de Bitúmen (Ligante) en el Asfalto. • Es Soluble en ciertos Solventes (Cl3.C2H5, CCl4, C2S)

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Pruebas de Laboratorio 7- PELICULA FINA • Evalúa el comportamiento del Asfalto durante su calentamiento en presencia de oxígeno o el efecto del calor y del aire. • Mide la variación de Penetración, Ductilidad y Masa por efecto de temperatura CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Pruebas de Laboratorio LA MANCHA: • Evaluar Cualitativa y Cuantitativamente el grado de alteración química del asfalto (cracking), o si ha sido contaminado. ENSAYO DE LA MANCHA CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Pruebas de Laboratorio 4- PUNTO DE ABLANDAMIENTO • Es otra medida empírica de Consistencia, que corresponde aproximadamente a la temperatura en la cual el asfalto se torna “Blando”

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ADHERENCIA: • Evaluación visual de retención de una película de asfalto sobre agregado en presencia de agua. ADHERENCIA EN MEZCLA • Evaluación visual de retención de una película de asfalto sobre mezcla en ebullición. CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ASFALTOS DILUIDOS Cutback

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ASFALTOS DILUIDOS Cutback Cemento Asfáltico + Solvente (derivado del petróleo) Tipos: • Curado Rápido • Curado Medio • Curado Lento

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Requisitos de Material Bituminoso Diluido de Curado Medio MC-30 Características

Máx.

Mín.

Máx.

Mín.

Máx.

60

70

140

250

500

MTC E 301

30

Punto de Inflamación (TAG, Copa abierta) °C

MTC E 312

38

Destilación, volumen total destilado hasta 360°C, %Vol ¾A 190°C ¾A 225°C ¾A 260°C ¾A 315°C

MTC E 313

40 75

Residuo de la destilación a 315°C

Contenido de agua, % del volumen

CURSO DE PAVIMENTOS

MC-250

Mín. Viscosidad Cinemática a 60°C, mm 2 /s

Pruebas sobre el residuo de la destilación ¾Ductilidad a 25°C, 5 cm/min., cm. ¾Penetración a 25°C, 100 gr., 5 seg. (*) ¾Viscosidad absoluta a 60°C, Pa.s ¾Solubilidad en tricloetileno, %

MC-70

Ensayo

38

25 70 93

50 MTC E 306 MTC E 304 MTC E 302

0 20 65

66

20 60 90

55

0 15 60

10 55 87

67

100 120 30 99

250 120

100 120 30 99

250 120

100 120 30 99

250 120

-

0,2

-

0,2

-

0,2

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Requisitos de Material Bituminoso Diluido para Curado Rápido Características

RC-70

Ensayo

RC-250

RC-800

Mín.

Máx.

Mín.

Máx.

Mín.

Máx.

Viscosidad Cinemática a 60°C, mm 2 /s

MTC E 301

70

140

250

500

800

1600

Punto de Inflamación (TAG, Capa abierta) °C

MTC E 312

-

-

27

-

27

-

Destilación, volumen Total destilado hasta 360°C,%Vol. A 190°C A 225°C A 260°C A 316°C

MTC E 313 10 50 70 85

-

35 60 80

-

15 45 75

-

65

-

75

-

55

Residuo de la destilación a 360°C Pruebas sobre el residuo de la destilación Ductilidad a 25°C, 5 cm/min., cm. Penetración a 25°C, 100 gr., 5 seg. (*) Viscosidad absoluta a 60°C, Pa.s Solubilidad en tricloetileno, %

MTC E 306 MTC E 304 MTC E 302

Contenido de agua, % del volumen

CURSO DE PAVIMENTOS

100 80 60 99

120 240 -

100 80 60 99

120 240 -

100 80 60 99

120 240 -

-

0.2

-

0.2

-

0.2

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Pruebas de Laboratorio DESTILACIÓN: • Determina separación componentes volátiles • Mide % solvente, residuo. • Pruebas de penetración y ductilidad. EQUIPO DE DESTILACIÓN DE ASFALTOS LIQUIDOS

CURSO DE PAVIMENTOS

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Pruebas de Laboratorio VISCOSIDAD SAYBOLT FUROL ƒ Viscosidad de Asfaltos Líquidos

VICOSIMETRO SAYBOL FUROL

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Ensayo de viscosidad de la emulsión ( Saybolt Furol)

CURSO DE PAVIMENTOS

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Pruebas de Laboratorio del Residuo de Destilación: - Penetración - Ductilidad - Punto Ablandamiento

CURSO DE PAVIMENTOS

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EMPLEO Y USOS

• Mezcla Asfáltica en Frío • Imprimación Asfáltica • Riego de Liga • Tratamientos Superficiales

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Tratamiento bicapa en vía y monocapa en berma.

CURSO DE PAVIMENTOS

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EMULSIONES ASFALTICAS

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

„

Dispersión de micro-partículas de cemento asfáltico en una matriz acuosa estabilizada

asfalto

agua

CURSO DE PAVIMENTOS

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Composición de emulsiones asfálticas Cemento asfáltico

62 %

(A.- Modificación con polímeros tipo SBS)

Agua potable

98 %

Emulsificante

1%

Solución jabonosa 38 % Acido clorhídrico 1 % (B.- Modificación con polímeros tipo SBR)

CURSO DE PAVIMENTOS

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Producción de emulsión asfáltica Cemento asfáltico Agua

Molino Coloidal

Emulsificante

Acido Solución jabonosa

CURSO DE PAVIMENTOS

Emulsión Asfaltica

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CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO DE PAVIMENTOS

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Ensayo de asentamiento

CURSO DE PAVIMENTOS

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Ensayo del tamiz

CURSO DE PAVIMENTOS

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Ensayos Ensayo de carga de partícula .- Identificación del tipo de emulsión

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Ensayo del tamaño y distribución de partícula

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

EMPLEO Y USOS

• Mezcla Asfáltica en Frío • Imprimación Asfáltica • Riego de Liga • Tratamientos Superficiales • Micro Pavimentos • Sellos Asfálticos • Tratamiento de Fisuras CURSO DE PAVIMENTOS

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Tratamiento de Fisuras CURSO DE PAVIMENTOS

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Tratamiento Superficial Bicapa - Antamina

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO DE PAVIMENTOS

Universidad Nacional de Ingeniería FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO DE PAVIMENTOS

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Micro Pavimentos CURSO DE PAVIMENTOS

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Comparación de Tipos de ligantes asfálticos Tipo de asfalto

Cemento Asfáltico

Diluídos

Emulsion

Ventajas

Desventajas

Aplicacion

Humos Costo Combustible Energia

Siempre Siempre continua continua

Trabajabilidad

Proceso de curado Por enfriamiento

Contaminacion Evaporación del solvente Atmosferica

No contaminante Emulsion debera Rompimiento, menor costo Coalescencia, menor menor consumo consumo de de Ser manejada Expulsion agua energia energia Con cuidado

CURSO DE PAVIMENTOS