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7/24/2019 Materiales Asflticos (Grado PG)
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Control de calidad de mezclas
asflticas de alto desempeo
Clasificacin del
material asfltico
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Asfalto
Es un compuesto viscoelstico a temperaturaambiente, adhesivo, impermeabilizante,derivado del crudo del petrleo.
Actualmente el 85% del asfaltoproducido en el mundo es
utilizado por la industria de
construccin de carreteras, 10%como impermeabilizante detechos y el 5% para usos diversos.
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Produccin de asfaltoDiagrama simplificado de la preparacin de asfaltos
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Composicin qumica(Fraccin SARA)
5 15 wt.% 30 45 wt.% 30 45 wt.%
5 20 wt.%
Son los principalesresponsables de laadherencia con elagregado ptreo.
Son los principales responsables
de la prdida de cohesin con elagregado ptreo.
Encargados demantener estables alos asfaltenos.
Compuestoprincipalmente por
grupos polares y
aromticos policclicos(baja polaridad)
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Fluencia del asfalto
1 hora
1 hora 10 horas
60C
Propiedades mecnicas del cementoasfltico
25C
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Viscosidad
Temperatura
Consistencia
Semi-slido
Lquido
El asfalto es un material termoplstico
que se ablanda cuando se calienta yse endurece cuando se enfra.
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Clasificacin de los asfaltos
1910 Clasificacin por Penetracin
1960 Clasificacin por Viscosidad
1993 Clasificacin por Desempeo Grados PG
MXICO ~ 1930
MXICO ~ 1990
MXICO ~ 2008
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Penetration-Graded Asphalt Cement
Designacin AASHTO : M 20-70 (2004)
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Viscosidad Dinmica
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Especificacin de Viscosidad
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Especificacin de Viscosidad
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LIMITANTES DE LOSSISTEMAS ACTUALES DECLASIFICACIN
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Especificaciones anteriores
Propiedades del cemento asfltico
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Limitantes antes de clasificacinpor grados PG
Viscosidad Solo efectos de viscosidad (trabajabilidad)
Penetracin Medida emprica de los efectos de la viscosidad y elasticidad
No contemplaba los efectos a bajas temperaturas Problemas con la caracterizacin de asfaltos
modificados Proliferacin de especificaciones
Envejecimiento a largo plazo no estaba considerado
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Importancia del envejecimiento
Viscosidad Oxidacin (envejecimiento)
D. Brock. Oxidacin del asfalto,
Boletn tcnico T-103S (1994)
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Control de calidad de mezclas
asflticas de alto desempeo
Clasif icacin del Grado PG
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ESFUERZO
TEMPERATURA C
0 58
SOLIDO RIGIDO
LIQUIDO
VISCOSO
VISCOELASTICO
UTI
PG(Performance Grade)
PG 64-22Grado de
desempeo
Temperatura
mxima de diseodel pavimento
Temperatura
mnima de diseo
del pavimento
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Especificacin del cemento asflticoSUPERPAVE
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Viscosidad
rotacional
DSR
OriginalRTFO DSR RTFO PAV DSR PAV BBR
Condicin original Envejecido en RTFO Envejecido en PAV
3 Pas G*/sen 1 kPa G*/sen 2.2 kPaG*(sen) 5000 kPa
S 300 Mpam 0.3
Ensayos para Grado PG
CM 1%
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Viscosmetro rotacional (VR)
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Remetro de corte dinmico (DSR)
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Horno rotatorio de pelcula delgada(RTFO)
Contenedores
RTFO
Estante de enfriamiento
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Vasija de envejecimiento a presin(PAV)
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Remetro de viga a flexin (BBR)
S G G
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ASTM D6373 : Grado PG
Grado de Desempeo
PG 64 PG 70 PG 76 PG 82
-
10-16
-
22
-
28
-
34
-
40
-
10
-
16
-
22
-
28
-
34-40
-
10
-
16
-
22
-
28
-
34
-
10
-
16
-
22
-
28
-
34
Temperatura mxima de diseo del
pavimento (promedio de 7 das), C
< 64 < 70 < 76 < 82
Temperatura mnima de diseo del
pavimento, CA
>-
10
>-
16
>-
22
>-
28
>-
34
>-
40
>-
10
>-
16
>-
22
>-
28
>-
34
>-
40
>-
10
>-
16
>-
22
>-
28
>-
34
>-
10
>-
16
>-
22
>-
28
>-
34
Asfalto Original
Punto de Inflamacin mnimo 230 C
135 C
64 C 70 C 76 C 82 C
Despus de Horno Rotator io de Pelcula Delgada (RTFO) Cambio de masa 1.00 %
64 70 76 82
Despus de Envejecimiento en Vasija de Presin, Temperatura y Aire (PAV)
100 C 100 (110) C 100 (110) C 100 (110) C
31 28 25 22 19 16 34 31 28 25 22 19 37 34 31 28 25 40 37 34 31 28
0 -6 -12
-18
-24
-30
0 -6 -12
-18
-24
-30 0 -6 -12
-18
-24
0 -6 -12
-18
-24
3 Pas
G*/sen 1.0 kPa
G*/sen 2.2 kPa
G*(sen) 5000 kPa
S 300 Mpam 0.300
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TODOS LOS ASFALTOS SONPG?
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Aditivos modificadores del PG
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Control de calidad de mezclas
asflticas de alto desempeo
Determinacin del Grado PG
de la obra
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reas geogrficas
Temperatura del pavimento
Temperatura del aire
Volumen de trnsito
Mtodo de seleccin de asfaltosGrado PG
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Regiones geogrficas
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Efecto de la cantidad de trnsito en laseleccin del cemento asfltico
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Clculo del Grado PGecuaciones
78.17)9545.0*)2.422289.000618.0(( 220 ++= LatLatTT airmm
Temperaturas altas:
Correccin de la temperatura del aire:
CTTair
+= 7.1859.0min
Temperaturas bajas:
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Ajuste del valor de PG, SUPERPAVE
ESALs para unperiodo1
(millones)
Ajuste al grado de temperatura alta portrnsito
Relacin con la carga del trnsi to
Detenido2 Lento3 Normal4
< 0.3 considerar 1 - -
0.3 a < 3 2 1 -
3 a < 10 2 1 -
10 a < 30 2 1 considerar 1
30 2 1 1
Nota 1 Vida de servicio considerada de 20 aosNote 2 Promedio de velocidad es < 20 km/hNote 3 Rango promedio de velocidad de 20 a 70 km/hNote 4 Promedio de velocidad es > 70 km/h
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Ejemplo de diseo
La carretera estar ubicada al norte del estado de Coahuila. El aforo estimado para el tramo carretero calcul un TDPA 9325
veh/da, considerando los diferentes tipos de vehculos, tasa de
crecimiento y vida til requerida se determin un ESALs de20,7x106. La velocidad de operacin es 110 km/h. La carpeta asfltica es para una capa de estructural con una vida
til de 15 aos.
Datos de proyecto
Qu grado PG del asfalto es necesariopara este proyecto?
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Control de calidad de mezclas
asflticas de alto desempeo
Determinacin del Grado PG
de la obra