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• Pilar Inga Solórzano

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Modificadores de asfalto Los modificadores de asfalto son de gran importancia para poder ayudar a estos a cumplir la función o servicio para el cual han sido diseñados, pueden soportar grandes cargas: en vías de alto tránsito, aeropuertos; o pueden estar sometidos a diferentes climas que podrían perjudicar su rendimiento. Generalidades: los modificadores son usados para mejorar las propiedades elásticas, de resistencia, de flujo, viscosidad, etc. Existen varios modificadores y se pueden clasificar en los siguientes:  

Activantes: mejoran la adhesividad con material pétreo. Asfaltos naturales: Disminuyen la susceptibilidad térmica y aumentan la

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cohesión del asfalto. Fibras naturales o sintéticas: interaccionan con el asfalto aumentando la

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resistencia a la tracción y flexión. Alquitranes: Aumentan la adhesividad del asfalto. Látex poliméricos: Fabricación de mezclas asfálticas densas o drenantes,

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lechadas asfálticas, tratamientos superficiales y riegos de taponamiento. Materiales poliméricos: Mejoran las propiedades mecánicas y reológicas. Modificaciones químicas: Consiste en modificar, básicamente con hidrogeno, la cadena de uno de los polímeros presentes en la mezcla, el butadieno.

Generalmente los polímeros son utilizados para evitar dos tipos de fallas recurrentes en los asfaltos que se pueden considerar opuestos debidos a las condiciones en las que ocurren. En primer lugar para evitar la deformación de la carpeta (ahuellamiento) esto se da debido a que el agente ligante llega a reblandecerse, el riesgo de esta falla es aún mayor en vías sometidas a la circulación constante de vehículos pesados (la carretera panamericana norte y sur), de manera general sin considerar otros factores la solución está en aumentar la rigidez del ligante mediante el empleo de un asfalto mucho más duro. Por otro lado a temperaturas bajas, el ligante se vuelve rígido (congelamiento) perdiendo así resistencia a tensiones, volviéndose frágil y siendo susceptible a

figuraciones, el grado de figuración de un asfalto está relacionado con la dureza del asfalto y su capacidad para absorber las solicitaciones de carga. Disminuyendo la dureza se minimizara el riesgo de falla por fragilidad. Debido a esto modificar el asfalto para mejorar su comportamiento en determinadas condiciones puede deteriora su desempeño en condiciones contrarias por lo que es importante analizar y estudiar bien los polímeros a emplearse para los asfaltos. Entre los tipos de polímeros usados para modificar el asfalto tenemos. Polímeros asfaltos Tipo

utilizados

con

de Ejemplo

modificador

Elastómeros

Plastómeros

Natural SBS SBR EPDM PBD EVA EMA PE PP Poliestireno

Elastómeros: el caucho es un ejemplo. Los elastómeros son polímeros amorfos elásticos. Por debajo de la temperatura vítrea, se convierten en rígidos vítreos y pierden toda la elasticidad. Las propiedades del caucho natural, limitadas por la dependencia de temperatura, pueden ser modificadas químicamente (agregado de azufre = vulcanización).

SBS:(estireno-butadieno-estireno) o caucho termoplástico. Este es el más utilizado de los polímeros para la modificación de los asfaltos, ya que es el que mejor comportamiento tiene durante la vida útil de la mezcla asfáltica. SBR: cauchos sintéticos con 25% de estireno y 75% de butadieno; para mejorar su adhesividad se le incorpora ácido acrílico EPDM: (polipropileno atáctico) es muy flexible y resistente al calor y a los agentes químicos. Plastómeros: al estirarlos se sobrepasa la tensión de fluencia, no recuperando su longitud original al cesar la solicitación. Tienen deformaciones pseudoplásticas con poca elasticidad. Dentro de estos tenemos: EVA: etileno-acetato de vinilo. EMA: Etileno-acrilato de metilo PE: (polietileno) tiene buena resistencia a la tracción y buena resistencia térmica, como también buen comportamiento a bajas temperaturas. PP: (Polipropileno). Los modificadores de asfalto encontrados en el mercado local, la mayoría son compuestos de polímeros además de otros materiales, permiten mejorar la temperatura de efectividad del asfalto como agente ligante en el diseño de pavimentos. 

Polímero tipo I Es un modificador de asfaltos que mejora el comportamiento de mezclas asfálticas tanto a altas o bajas temperaturas. Es fabricado con base de bloques de estireno, en polímeros elastoméricos radiales de tipo bibloque o tribloque, mediante configuraciones como Estireno – Butadieno – Estireno (SBS) o Estireno – Butadieno (SB), entre otras. Se utiliza en mezclas asfálticas para carpetas delgadas y carpetas

estructurales de pavimentos con elevados índices de tránsito y de vehículos pesados en climas fríos y cálidos, así como para elaborar emulsiones que 

se utilicen en tratamientos superficiales Polímero tipo II Es un modificador de asfaltos que mejora el comportamiento de mezclas asfálticas a bajas temperaturas. Es fabricado con base de polímeros elastoméricos lineales, mediante una configuración de caucho de estireno, Butadieno- Látex o Neopreno –látex (SBR). Se utiliza en topo tipo de mezclas asfálticas de pavimentos en los que se requiera mejorar su comportamiento de servicio en climas fríos y templados, así como para emulsiones que se utilicen en tratamientos superficiales.

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Polímero tipo III Es un modificador de asfaltos que mejora a las roderas de la mezcla asfáltica, disminuye la susceptibilidad del cemento asfaltico a la temperatura y mejora su comportamiento a altas temperaturas. Es fabricado con base en un polímero de tipo elastoméricos, mediante configuraciones como Etil Vinil – Acetado (EVA) o polietilenote alta o baja densidad. Generalmente utilizado en climas calientes para mezclas asfálticas de carpetas estructurales de pavimentos con elevados índices de tránsito, así

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como para elaborar emulsiones usadas en tratamientos superficiales. Hule molido de neumáticos Es un modificador que ayuda a prevenir la aparición de grietas por fatiga o cambios de temperatura, debido a que mejoran la flexibilidad y resistencia a la tensión. Su uso se reduce a carpetas delgadas de granulometría abierta, en tratamientos superficiales.

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Adición de fibras El asfalto tradicional mezclado en caliente no soporta bien los esfuerzos de tensión. Una de las soluciones es agregar fibras. También mejora la

cohesión de la mezcla y reduce la rigidez, lo cual ayuda a evitar las fisuras en el pavimento. Estas fibras pueden ser de acero, vidrio, sintéticas o de material orgánico. Las fibras de acero son pequeños fragmentos de acero con una relación de longitud/diámetro de oscila entre 20 y 100. Si bien los modificadores mencionados anteriormente son los más conocidos y usado no son los únicos que existe. 

Azufre como aditivo El azufre es utilizado en dos tipos de pavimentos asfalticos procesados y un número de productos importantes. El azufre mezclado en el asfalto utiliza una pequeña cantidad de azufre como un diluyente del asfalto. Otro proceso utiliza una gran cantidad de azufre donde este excedente se comporta como un filler modulable, produciendo una mezcla muy trabajable la cual puede ser extendida por maquinaria sin rodillo de compactación y cuando se enfría es muy resistente a la deformación. La cantidad de azufre que reaccionaria con el asfalto depende de la composición y de la temperatura del asfalto. Se ha demostrado que el azufre reacciona predominantemente con la fracción naftenica-aromatica del asfalto, ya sea adicionándose a la molécula u oxidando este con la extracción de hidrogeno como sulfuro de hidrogeno. Entre 119ºC y 150ºC, el punto de fusión de la fracción mono del azufre, la reacción es principalmente de adición, produciendo un incremento de la fracción polar aromática y un relativo pequeño cambio en las propiedades reologicas del asfalto. Arriba de los 150ºC, el proceso de oxidación aumenta rápidamente, produciendo un incremento en los asfaltenos y un efecto en las propiedades del asfalto similar al soplado.

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Terpolímero elastomérico reactivo de etileno (TERE)

Conocido como RET (Reactive elastomeric terpolymer) es un producto diseñado para la modificación del asfalto. La invención del TER surge a partir del año 1988 cuando dos compañías (una petrolera y otra química) se unen para desarrollar un polímero modificador de asfalto de las siguientes características: que sea de fácil incorporación, que sea sencillo de trabajar, que adicione propiedades visco elásticas. TERE es un polímero cuyo composición es diferente a los elastómeros formados por bloques de estireno – butadieno. El material es un compuesto químico con una columna de etileno que incorpora dos copolímeros el cual por su distribución química, puede reaccionar químicamente con los asfaltenos del asfalto para formar un solo compuesto inseparable. El TERE no entra en ninguna de los 4 tipos de clasificación de la ASTM, se menciona adicionalmente al final de la clasificación “sin embargo, cualquier polímero puede ser usado que pueda dar los resultados requeridos” basado en esto y en las cualidades que presenta el TERE entraría en la clasificación de Tipo I o Tipo IV

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http://www.e-asfalto.com/aditivos/aditivos.htm http://cybertesis.urp.edu.pe/urp/2009/martinez_jc/pdf/martinez_jcTH.4.pdf http://www.monografias.com/trabajos15/asfaltos-modificados/asfaltosmodificados.shtml https://es.wikipedia.org/wiki/Asfalto_modificado_con_pol%C3%ADmero

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http://imt.mx/archivos/Publicaciones/PublicacionTecnica/pt254.pdf http://artemisa.unicauca.edu.co/~sicolpav/PonenciasPDF/G_Terpolimero_ Felipe.PDF https://prezi.com/t3ffuby6zu2r/aditivos-y-modificadores-para-asfalto/ http://www.cosmos.com.mx/wiki/fz1f/aditivos-modificadores-para-asfalto