Asfaltos, Emulsiones, Agregados y Mézclas Asfalticas.modif

7/23/2019 Asfaltos, Emulsiones, Agregados y Mzclas Asfalticas.modif

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UNIDAD II CLASIFICACIN Y ENSAYE A MATERIALES PARA PAVIMENTOSFLEXIBLES.

1.- GENERALIDADES.

El petrleo crudo obtenido de pozos se separa en sus constituyentes o fracciones en una refinera mediantedestilacin. Posteriormente estos constituyentes se continan refinando o procesando hasta que seobtengan productos que renan ciertos requisitos especificados. Dependiendo del tipo de petrleo crudoque se procese podemos obtener en el proceso de destilacin, asfalto, parafinas, aceites, lubricantes,gasolina y kerosina.El asfalto en realidad se obtiene como un residuo de la destilacin, debido a que no se eapora ni hieredurante el mencionado proceso de destilacin.

!l asfalto se le conoce tambi"n como material bituminoso dado que contiene bitumen, que es unhidrocarburo soluble en bisulfuro de carbono #$%&'. El asfalto contiene adem(s de las mol"culas dehidrocarburo algunos (tomos, tales como los de o)geno, nitrgeno y azufre. Es pega*oso, lo cual hace quese adhiera a las partculas de agregado, es adem(s impermeable y resistente a la mayora de (cidos y sales.%e dice que el asfalto es termopl(stico porque se suaiza al ser calentado y endurece al enfriarse.

+as caractersticas anunciadas son las que hacen del asfalto un material tan til en la paimentacin. En lanaturaleza se encuentra el asfalto en estado natural, el cual aunque tambi"n puede tener todas lascaractersticas de asfalto obtenido de la refinacin del petrleo crudo, presenta la desenta*a de que no esuniforme y contiene cantidades ariables de materia e)traa.

El producto obtenido como residuo de la destilacin del petrleo crudo, a que se ha hecho referencia, a latemperatura ambiente es un material semislido, negro, pega*oso, altamente iscoso y se le conoce comocemento asf(ltico.Este material puede reblandecerse para su manipulacin durante las operaciones de construccin, talescomo el bombeo a tra"s de tubos y espreas, transporte y operaciones de mezclado con el agregado.

2.- TIPOS EXISTENTES DE PRODUCTOS ASFLTICOS.

A) CEMENTOS ASFLTICOS.

B) ASFALTOS REBAJADOS.

C) EMULSIONES ASFLTICAS.

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2.1.- CEMENTOS ASFLTICOS.

a) GENERALIDADES.

El petrleo crudo est( compuesto de una gran ariedad de productos, incluyendo el asfalto. Durante elproceso de refinacin, el petrleo se fracciona o separa, en sus diferentes productos, permitiendo la

recuperacin del asfalto.+as principales propiedades que nos interesan de los cementos asf(lticos son las siguientes

Co!"!#$%"a&la consistencia es un t"rmino utilizado para describir el grado de fluidez oplasticidad de un asfalto para cualquier temperatura particular.+os cementos asf(lticos se definen por consiguiente de acuerdo con rangos de consistencia paratemperaturas est(ndar. /n aspecto importante es el cuidadoso control de las temperaturas en el cementoasf(ltico, ya que si e)ponemos una pelcula delgada de cemento asf(ltico a la accin prolongada de calor,dicho pelcula tiende a olerse dura y quebradiza, lo cual hace que se tenga una ba*a durabilidad. Porconsiguiente, un descuido en la temperatura durante la operacin de mezclado puede ocasionar m(s daoque muchos aos de sericio en la carpeta tendida.

P'($a&debe procurarse que el cemento asf(ltico no contenga impurezas que puedan pore*emplo, tapar las espreas. 0ampoco debe contener agua, ya que "sta y hiere y puede hacer que lamanipulacin del cemento asf(ltico sea peligrosa a las temperaturas de mezclado y tendido.

S$*'("+a+&adem(s del peligro que puede presentar el agua, se tiene otro m(s y consiste enque el asfalto al calentarse presenta el peligro de prenderse con la presencia de una chispa o flama cercana.!hora bien, la temperatura a la que se mane*an los cementos asf(lticos es mucho m(s eleada que el puntode encendido por lo cual es coneniente saber a qu" temperatura ya se tiene el peligro de encendido deasfalto.+os cementos asf(lticos como antes se mencion, se clasifican de acuerdo a su consistencia, la cual se

mide mediante pruebas de penetracin, de las cuales se tratar( posteriormente.

1eneralmente se fabrican 2 grados est(ndar de cemento asf(ltico. El cemento asf(ltico de grado depenetracin m(s suae, es moderadamente firme a la temperatura ambiente, por lo que puede hacersepenetrar un dedo sobre la superficie con la aplicacin de una ligera presin. El grado de penetracin m(sduro da una consistencia tal que solamente puede marcarse la huella del dedo aplicando una fuerte presina la temperatura ambiente.

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,) PRUEBAS DE CLASIFICACIN EN CEMENTOS ASFLTICOS.

+as pruebas que generalmente se efectan en cementos asf(lticos para determinar sus propiedades, son lassiguientes

P'#o +$ R$,a+$%""$#o& El reblandecimiento de uncemento asf(ltico no tiene lugar a una temperatura definida, sino que a

medida que la temperatura aumenta se a reblandeciendo gradualmente,hasta alcanzar la fluidez de un lquido. Por esta razn la determinacin delpunto de reblandecimiento tiene que llearse a cabo por medio de un m"todoarbitrario fi*o, para poder obtener datos comparatios.%e coloca cemento asf(ltico dentro de un anillo de latn, se suspende el anillode latn dentro de un aso de precipitado conteniendo agua o glicerina. %ecoloca una esfera met(lica sobre el anillo y se aplica calor. %egn se acalentando el agua o glicerina, la esfera met(lica penetra gradualmente en elasfalto.En el momento en que el asfalto toque la m"nsula inferior, se determina latemperatura del agua, designando a dicha temperatura como punto de

reblandecimiento..

P('$,a +$ /$$#(a%"0& Es una medicin emprica de laconsistencia del asfalto. +a prueba consiste esencialmente en calentar unrecipiente, conteniendo asfalto, hasta una temperatura especificada de &24$.%e hace penetrar una agu*a estandarizada #peso -55 gr.' sobre la superficiedel cemento asf(ltico, midiendo la distancia que penetre durante cincosegundos. +a penetracin en la distancia medida en unidades de 5.- mm.

P('$,a +$ "!%o!"+a+& El propsito de esta prueba, es elproeer un control de la resistencia del asfalto en el rango de temperaturasutilizadas normalmente en los procedimientos de construccin. Para medirla iscosidad se hace uso del iscosmetro %aybolt67urol.

+a prueba consiste en colocar cemento asf(ltico en un recipiente especialque contiene un orificio en la parte inferior, dicho orificio se encuentratapado al inicio de la prueba. %e calienta el recipiente mediante un bao deagua y cuando el material alcanza la temperatura especificada, se quita eltapn y se mide el tiempo en segundos requeridos, para llenar un recipienteaforado a 85 ml., al tiempo medido en segundos se le denomina iscosidad%aybolt67urol.

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Ensayo de Punto deReblandecimiento

Penetrmetro para laprueba de penetracin

ViscosidadSaybolt Furol


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P('$,a +$ /'#o +$ $%$+"+o&Esta prueba indica la temperatura a la cual el asfalto

puede ser mane*ado con seguridad sin que se presente una flama instant(nea ba*o la presencia de unallama de fuego abierto. Este temperatura es inferior a la de combustin de material. Para determinar elpunto de encendido usualmente se utiliza la copa abierta de $leeland, la cual se llena con cementoasf(ltico y se calienta con una cierta elocidad de calentamiento: se hace pasar una llama de fuego abiertosobre la superficie del asfalto a ciertos interalos de tiempo, hasta que han sido liberados los solentesnecesarios para producir el flamazo, la temperatura a la que se produ*o el flamazo se le conoce como

;punto de encendido;.

Montaje del equipo para la prueba de Punto de Inflamacin, con copa abierta de Cleeland

P('$,a +$ a /$%'a +$*a+a&Esta noes en realidad una prueba en si, sino un procedimientopara someter un asfalto a las condiciones deendurecimiento que se aseme*an a las que se tendrandurante los procedimientos normales de elaboracin demezclas en caliente. %e efectan pruebas depenetracin antes y despu"s del endurecimiento, lasdiferencias en las penetraciones se considera como una

medida de la resistencia del material a cambios debidosal endurecimiento.El procedimiento de la pelcula delgada consiste en colocar 35 c.c. De cemento asf(ltico en unorecipientes cilndricos como los mostrados en la figura.+a capa de asfalto es de apro)imadamente 3. & mm. #-


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P('$,a +$ +'%#",""+a+& +a ductibilidad en los

cementos asf(lticos est( ligada con el grado de adhesiidad delos mismos. +os asfaltos que poseen alta ductilidad sonnormalmente m(s adhesios que los que no la poseen, pero porotro lado, un alto grado de ductilidad significa tambi"nsusceptibilidad a los cambios de temperatura, lo que significaque el cambio en consistencia es relatiamente mayor para el

cambio de temperatura. En mezclas para paimentacin nosinteresa la ductilidad y la adherencia, pero en el sellado degrietas lo que nos interesa m(s, es una ba*a susceptibilidad acambios de temperatura.+a prueba de ductilidad es una prueba de e)tensin. %e fabrican unas briquetas que se colocan en unamordaza dentro de un bao de agua que, se pone el bao de agua a la temperatura de &2 4 $. /na de lasbriquetas se somete al moimiento producido por el desplazamiento de las mordazas correspondientes arazn de 2 cm., por minuto, hasta que se rompe el hilo formado en la briqueta. ! la elongacin, encentmetros, correspondiente al rompimiento se le designa como ductilidad.

P('$,a +$ !o',""+a+&Esta prueba sire para estimar la pureza de un cemento asf(ltico.

+os constituyentes cementantes actios de un cemento asf(ltico son solubles en bisulfuro de carbono. +amateria inerte tales como sales, carbonos libres, o contaminantes no org(nicos son insolubles. +a mayorade los cementos asf(lticos son tambi"n solubles en tricloroetileno y tetracloruro de carbono lo que haceque se utilicen estos productos en la prueba por resultar menos peligroso su mane*o. +a prueba consiste endisoler & gr. de cemento asf(ltico en -55 ml. De solente. Posteriormente se hace pasar la solucin atra"s de un filtro de asbesto colocado en un crisol de 1ooch.+a cantidad de material retenido en el filtro se determina mediante el pesado y se e)presa como un > de lamuestra original

Equipo para fltrado

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2.2 ASFALTOS REBAJADOS.

A) GENERALIDADES.

+os asfaltos reba*ados son cementos asf(lticos a los cuales se han adicionado solentes para obtener unproducto asf(ltico lquido de f(cil mane*o durante las operaciones de bombeo, mezclado y riego en la

construccin de paimentos. En la actualidad este tipo de asfaltos no es producido por PE?E@, y su usoest( restringido a su produccin por algunas empresas particulares.

De acuerdo con la elocidad de eaporacin de los solentes, los asfaltos reba*ados se diiden en trestipos

A!3a#o! ($,a4a+o! +$ 3(a*'a+o (5/"+o 6FR)& Est(n constituidos cemento asf(ltico y un solenteol(til o destilado ligero del tipo de la gasolina o nafta.

A!3a#o! ($,a4a+o! +$ 3(a*'a+o $+"o 6FM)&Est(n constituidos por cemento asf(ltico y un solentede olatilidad media o destilado medio, del tipo de la kerosina.

A!3a#o! ($,a4a+o! +$ 3(a*'a+o $#o 6FL)&Est(n constituidos por cemento asf(ltico y un diluidoaceitoso de ba*a olatilidad.

El grado de fluidez en los asfaltos reba*ados depende dea' grado de penetracin en el cemento asf(ltico.b' Aolatilidad del solente.c' Proporcin solente6cemento asf(ltico.

El grado de fluidez resulta en arios grados de asfaltos reba*ados algunos muy fluidos a las temperaturasambiente y otros iscosos de tal forma que a eces se requiere algn calentamiento para su utilizacin.

B) PRUEBAS DE CLASIFICACIN EN ASFALTOS REBAJADOS.

+as pruebas que generalmente se efectan en asfaltos reba*ados para determinar sus propiedades son lassiguientes

P('$,a +$ "!%o!"+a+ %"$5#"%a&+a prueba consiste esencialmente en hacer circular por un tubocapilar el asfalto reba*ado, mediante un procedimiento estandarizado y se mide el tiempo requerido paraque el asfalto pase por dos marcas indicadas.$on el interalo de tiempo multiplicado por el rango de calibracin del tubo se obtiene la iscosidadcinem(tica, en unidades de centiestokes.

P('$,a /a(a +$#$("a( $ %o#$"+o +$ a*'a& 1eneralmente se especifica que los asfaltosreba*ados no deben contener agua, principalmente debido a que el agua produce la formacin de espumalo cual puede crear una situacin de peligro.+a prueba consiste en aciar una cierta cantidad del reba*ado en un matraz o recipiente met(lico dedestilacin: se mezcla perfectamente el reba*ado con )ilol o nafta. %e une al matraz o recipiente met(lico,un condensador el cual deber( descargar en una trampa graduada. %e aplica calor al recipiente que

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contiene al reba*ado y si "sta contiene agua quedar( atrapada en la trampa. %e calcula el porcenta*e deagua.

P('$,a +$ /'#o +$ $%$+"+o& El ob*eto de esta prueba es el mismo que para los cementosasf(lticos y el procedimiento de prueba para asfaltos reba*ados de fraguado lento, es el mismo que para loscementos asf(lticos. En el caso de los asfaltos reba*ados de fraguado medio y r(pido, la prueba difieresolamente en que para los reba*ados la copa abierta de $leeland recibe fuego indirecto para eitar, que

dada la alta olatilidad de los solentes, la llama de la fuente de calor prooque el flamazo instant(neo, locual debe m(s bien ser ocasionado por la pequea llama que se hace pasar sobre la copa a interalos detiempo establecidos.+os asfaltos reba*ados comnmente se utilizan a temperaturas superiores a su punto de encendido. /nfraguado r(pido puede presentar un punto de encendido a 35 4$, de ah que mientras m(s ol(til es elsolente, mayor es el peligro que inolucra su uso, y deber(n ser manipulados con precaucin.

P('$,a +$ +$!#"a%"0&Esta prueba tiene por ob*eto determinar la cantidad de solentes y cementoasf(ltico as como la obtencin de una cierta cantidad de residuo asf(ltico sobre el que posteriormente see*ecutar(n pruebas de clasificacin.+a prueba en t"rminos generales consiste en la colocacin del asfalto reba*ado en un matraz de destilacin

que se conecta a un condensador. %e aplica calor y se eaporan los solentes que se licuan al pasar por elcondensador, para finalmente escurrir en una probeta graduada en donde se an determinando lascantidades de solentes obtenidos para diferentes temperaturas, hasta alcanzar una temperatura de 3854$,en donde se considera que el material remanente en el matraz est( formado solamente por cementoasf(ltico.

!isposicin del equipo para la prueba de destilacin

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P('$,a /a(a o,#$$( ' ($!"+'o +$ /$$#(a%"0 177& Esta prueba se efecta solamente a losreba*ados 7+. +a prueba en realidad tiene poca importancia puesto que el fraguado, en su caso esdemasiado lento y puede o no alcanzar el grado de penetracin -55 en toda su ida de sericio. El alor dela prueba es que proee un residuo sobre el cual se pueden e*ecutar las pruebas usuales para cementosasf(lticos.+a prueba consiste en calentar una muestra de asfalto reba*ado de fraguado lento a &8- 4$ #255 47' ymantenerla a este temperatura hasta que se alcance un grado de penetracin de -55. %e determina la

proporcin, en peso de resido asf(ltico remanente. !l residuo se le efectan las pruebas deseadas.

P('$,a +$ 3o#a%"0 $ $ ($!"+'o +$ a +$!#"a%"0 +$ a!3a#o! ($,a4a+o! +$ 3(a*'a+o $#o& Elob*eto de esta prueba es determinar la consistencia en asfaltos suaes a los que no se les puede efectuar laprueba de penetracin.+a prueba consiste en solidificar un tapn de residuo asf(ltico, posteriormente se atornilla este tapn a unacopa a la que se hace flotar sobre un bao de agua a la temperatura de 25 4$, determinando el tiemporequerido para que el agua atraiese, rompiendo el mencionado tapn.

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2.8 EMULSIONES ASFLTICAS.

A) GENERALIDADES.

tro de los procedimientos para fluificar a un cemento asf(ltico consiste en separarlo mec(nicamente y encaliente hasta obtener pequeos glbulos, los cuales se dispersan en agua tratada con agentesemulsificantes, obteniendo de esta manera lo que se conoce como emulsin asf(ltica. De esta forma se

tiene una fase continua que es el agua y una fase discontinua, que es el cemento asf(ltico. Para separar elcemento asf(ltico en pequeos glbulos se utilizan molinos coloidales.%e pueden producir diferentes tipos y grados de emulsiones asf(lticas de acuerdo con la manufactura de laemulsin y con el tipo de agentes emulsificantes utilizados.Para las emulsiones asf(lticas normales que se usan en carreteras los porcenta*es de emulsificante arande 5.2 a -.5 > en peso, con respecto a la emulsin. Esta cantidad proporciona una proteccin razonablecontra la coagulacin de las partculas de asfalto, pero en ciertos casos es necesario dar una proteccinadicional y se requiere una cantidad mayor de emulsificante, que acta como estabilizante de la emulsin.De acuerdo con el tipo de agente emulsificante, las emulsiones se diiden en

A"0"%a!& en las cuales los glbulos de cemento asf(ltico est(n cargados electro6

negatiamente.

Ca#"0"%a!& en las cuales los glbulos de cemento asf(ltico est(n cargados electro positiamente.

De acuerdo con la manufactura y ariaciones en los materiales, las emulsiones asf(lticas se diiden en

1rado !ninicas $atinicas

ompimiento r(pido ! $

ompimiento medio !? $?

ompimiento lento !+ $+

Debido a que las partculas de cemento asf(ltico en un emulsin tienen cargas seme*antes, "sta se repelenunas a otras hasta que la emulsin es depositada sobre las partculas de suelo o de agregado. En estemomento, los glbulos asf(lticos coalescen o se unen debido a la neutralizacin de las cargaselectroest(ticas o eaporacin del agua. ! la coalescencia de los glbulos se le llama (o/""$#o +$ a$'!"0. +a coalescencia ocurre en emulsiones de rompimiento r(pido o medio# o ?' ,present(ndose en estos casos, una separacin de fases entre el asfalto y el agua. En el caso de lasemulsiones de rompimiento lento #+', resulta m(s apropiado isualizar esta accin como unaeaporacin gradual del agua en la emulsin. +a manera y la elocidad con la cual la emulsin rompedepende en gran parte de la cantidad y proporciones del agente emulsificante utilizado en la preparacin,as como de la cantidad de agua empleada.

E)iste otro tipo de emulsin en la cual la fase continua es el asfalto y la dispersa es el agua: a este tipo deemulsiones se les denomina emulsiones asf(lticas inertidas y pueden ser aninicas o catinicas.El empleo de las emulsiones est( su*eto principalmente al tipo de agregado que se utilizan en una mezclaasf(ltica. Para determinar el tipo de emulsin a utilizar, generalmente se toma en cuenta la cantidad deslice y la cantidad de )idos alcalinos de acuerdo con el siguiente cuadro

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Es de hacerse notar que debido a que las partculas de las emulsiones aninicas son cargados electro6negatiamente, la emulsin rompe con la adicin de un agregado positio o de ba*o contenido de slice,por lo cual, este tipo de emulsiones resultan adecuadas para materiales calizos./na cosa seme*ante puede decirse para el caso de mezclas de agregado siliceo con emulsiones catinicas.

Por otro lado coniene tener presente que las emulsiones catinicas presentan una muy buena adherenciacon los agregados siliceos y la reaccin de rompimiento puede considerarse como de naturaleza qumica,mientras que si se utiliza emulsin aninica esta rompera por eaporacin del agua lo cual puede hacerque el rompimiento sea muy lento. En el caso del emulsin catinicas este rompimiento sera m(s r(pido.

B) PRUEBAS DE CLASIFICACIN EN EMULSIONES ASFALTICAS.

+as pruebas que generalmente se efectan en emulsiones asf(lticas para determinar sus propiedades sonlas siguientes

P('$,a +$ "!%o!"+a+ Sa9,o#-F'(o&En la misma prueba que se efecta en el caso de loscementos asf(lticos, slo que se efecta a una temperatura de #&2 4$ y 25 4$'.

P('$,a +$ +$!#"a%"0& Esta prueba sire para determinar las cantidades relatias decemento asf(ltico y agua en un emulsin. $on esta prueba tambi"n se obtiene un residuo asf(ltico al quese le practican las pruebas especificadas para cementos asf(lticos ya descritas. Esta prueba es

esencialmente la misma que en caso de asfaltos reba*ados con las saledades de que las temperaturasaplicadas son diferentes, de que se debe utilizar un recipiente de hierro o aluminio en lugar del matraz deidrio, usado en la prueba con asfaltos reba*ados. tra diferencia estriba en la aplicacin del calor pues enel caso de los asfaltos reba*ados se utiliza un mechero de bunsen, mientras que en el caso de emulsiones seutiliza un quemador anular con el ob*eto de eitar que la emulsin forme espuma al ser calentada.

P('$,a +$ a aa&El propsito de esta prueba es similar a la de la prueba siguiente deasentamiento y la complementa. Esta prueba sire para determinar en forma cuantitatia el por ciento decemento asf(ltico presente en la emulsin en forma de partculas, fibras o glbulos relatiamente grandes.

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CONTENIDO DE XIDOS ALCALINOS

ANIONICAS( )

CATIONICAS( + )


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P('$,a +$ a!$#a"$#o&En esta prueba se puede detectar la tendencia de los glbulos deasfalto a ;asentarse;, durante el almacenamiento de la emulsin. De esta forma se puede proeer unelemento de proteccin contra la separacin del asfalto y el agua en emulsiones inestables que puedendurar almacenadas por un cierto lapso de tiempo. +a prueba consiste en colocar una muestra de 255 c.c.En cada una de dos probetas graduadas, se de*a en reposo a las probetas durante cinco das. %e tomanpequeas porciones de las partes superior e inferior. %e colocan las porciones en recipientes refractarios y

se determina sus pesos. %e calientan los recipientes hasta peso constante, y se pesan los residuos. Fstospesos indicaran si e)isten diferencias entre los productos obtenidos de la parte superior e inferior, lo cualser( una medida de la estabilidad.

P('$,a +$ "!%",""+a+ %o %$$#o Po(#a+& %e aplica a emulsiones aninicas ycatinicas de rompimiento lento para asegurarse de tener productos substancialmente inmunes a unar(pida coalescencia de las partculas asf(lticas en contacto con suelos granulares finos. +a prueba consisteen mezclar -55 c.c. De emulsin asf(ltica con 25 gr. De cemento Portland de alta resistencia r(pida.!l estar efectuando el mezclado se agrega agua destilada. Posteriormente se laa la mezcla a tra"s de lamalla G-9 y se reporta el peso del material coagulado, en gramos del material retenido en la malla, el cualse e)presar( como el porcenta*e de rompimiento en la prueba del mezclado con cemento.

P('$,a +$ +$!/($+""$#o +$ a /$%'a&En esta prueba se determina la capacidad deuna emulsin asf(ltica para

6 $ubrir completamente a un agregado.6 Permanecer como una pelcula delgada durante el mezclado.6 esistir la accin del agua una ez terminado el mezclado.

Esta prueba generalmente se emplea para identificar la emulsin asf(ltica m(s adecuada para utilizarla conagregados gruesos aunque se especifica solamente para emulsiones catinicas de rompimiento medio. +aprueba consiste en mezclar 982 gr. del agregado propuesto con 32 gr. de emulsin asf(ltica durante 2minutos. %e remuee la mitad de la mezcla y se coloca sobre un papel absorbente, determinando el por

ciento de partculas cubiertas. +a otra mitad se laa cuidadosamente con agua aplicada suaemente con unaspersor: el laado se contina hasta que el agua salga limpia. %e coloca la mezcla sobre un papelabsorbente y se determina el por ciento de partculas cubiertas.%e repite el mismo procedimiento con agregado hmedo #C.3 c.c. de agua' antes de efectuar nueamentetodo el proceso.

Ca(*a +$ a /a(#%'a& Esta es una prueba r(pida para identificar emulsiones catinicas derompimiento r(pido o rompimiento medio.+a prueba consiste en introducir un electrodo positio #(nodo' y un electrodo negatio #c(todo' dentro deuna muestra de emulsin. Despu"s de 35 minutos o cuando la corriente ha ba*ado en -& miliamperes, see)aminan los dos electrodos para determinar sobre cu(l se ha depositado el asfalto, si el depsito seencuentra sobre el c(todo, tendremos una emulsin asf(ltica catinica.

C) PRECAUCIONES EN EL MANEJO DE LAS EMULSIONES.

En las emulsiones deben tenerse algunas precauciones para eitar su rompimiento. +a m(s importante esla de no reoler nunca emulsiones de tipo diferente. +os tanques empleados para almacenar emulsionescatinicas deber(n siempre de almacenar este tipo de emulsiones, lo mismo puede decirse para lasemulsiones aninicas.

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En el caso de que se necesite emplear tanques para almacenar una emulsin diferente a la que sealmacenaba antes, ser( necesario con el fin de eitar el rompimiento del emulsin, que se limpie al tanquey se neutralice la accin de la emulsin que se almacen primero de acuerdo con lo siguiente

0ipo de producto almacenado

actualmente. +impieza necesaria. 0ipo de emulsin a almacenar.

Emulsin catinica. Heutralizar con sosa c(ustica. Emulsin aninica.

Emulsin aninica.Heutralizar con (cido clorhdrico

diluido y limpiar con agua.Emulsin catinica.

!sfaltos reba*ados. Escurrir y quitar natas grandes. $ualquier tipo

$emento asf(ltico. Iuitar natas grandes. $ualquier tipo.

El almacenamiento debe hacerse de preferencia en tanques met(licos con toda la instalacin necesariapara carga y descarga tomando en cuenta lo que se indica en la siguiente figura

El primero, sera un almacenamiento correcto, la emulsin en la parte superior tiende a formar una nata, lacual se a adhiriendo a las paredes conforme ba*a el niel del emulsin, y nueamente flota al subir elniel por efecto del llenado.

El segundo almacenamiento presenta las desenta*as siguientes

-.6 Jrea ariable de formacin de nata.&.6 ompimiento de la nata debido al chorro aplicado.3.6 +a nata queda colgada al ba*ar el niel de emulsin y posteriormente se desprende.

Esto prooca entonces que la emulsin tape espreas y cauce los consecuentes problemas. Debe por lotanto procurarse que la nata no se rompa. $uando la emulsin aya a durar almacenada por lapsos detiempo largos, es recomendable contar con un sistema de recirculacin para eitar el asentamiento de laemulsin, teniendo en cuenta que nunca deber( bombearse o ba*ar el niel del emulsin hasta tener elpeligro de arrastrar la nata.

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Para el trasporte de la emulsin, los carros tanque deber(n tener compartimientos o celdas dentro deltanque para eitar alteraciones en la emulsin debido al agitado iolento y continuo.

%e considera muy importante tener en cuenta las causas posibles del rompimiento de una emulsin con elfin de protegerlas adecuadamente. Estas causas son

Po( A3""+a+ :'"%a& El rompimiento por afinidad qumica es el que se tiene por e*emplo cuando semezcla una emulsin aninica con un agregado calizo. De ah la necesidad de eitar el tener agregadocalizo en un tanque en el cual se a a colocar una emulsin aninica.

Po( Ea/o(a%"0&!l eaporarse el agua, se propicia el acercamiento de los glbulos o fase dispersade la emulsin, hasta que llegan pr(cticamente a tocarse, formando grumos de asfalto que tender(n a irseal fondo del depsito.

A'$#o +$ A*'a&E)iste un equilibrio el"ctrico entre las cargas de los glbulos y de la fase acuosa.!l agregar agua se rompe el equilibrio lo cual prooca, en consecuencia, el rompimiento de la emulsin.Esta situacin se complica an m(s si el agua contiene algn agente en solucin que altere an m(s el

equilibrio el"ctrico.

Po( Ca$#a"$#o&!l calentar un material se incrementa la energa cin"tica y los glbulos recibir(nmoimientos ondulatorios y ibratorios, lo que ocasionar( que se toquen unos con otros, lleg(ndose a uniry separ(ndose las fases.Por consiguiente, deber(n tomarse precauciones especiales cuando la temperaturaen la emulsin aya a ser cercana a los 324$.

Po( E3("a"$#o&En realidad el problema se ocasionara si la emulsin alcanzase una temperaturacercana a la de congelamiento pues al aumentar posteriormente la temperatura las concentracionesel"ctricas en el agua cambian, lo cual puede proocar el rompimiento.

8.- APLICABILIDAD DE LOS DIFERENTES PRODUCTOS ASFLTICOS.

+as principales aplicaciones de los productos asf(lticos son las siguientes

8.1.- M$%a! E Pa#a $ Ca"$#$ 6Co%($#o A!35#"%o).8.2.-M$%a! $ F(o.8.8.- M$%a! $ $ L'*a( $ F(o.8.;.-A/"%a%"0 +$ /(o+'%#o! a!35#"%o! $ ("$*o!.

8.1.- M$%a! E Pa#a $ Ca"$#$ 6Co%($#o A!35#"%o).

%e conoce como mezclas en planta, a las mezclas preparadas en una planta central y a la mezcla de m(salta calidad obtenida de una planta se le conoce como concreto asf(ltico, el cual consiste de un agregadobien graduado y de alta calidad mezclado uniformemente con cemento asf(ltico. Para efectuar ladosificacin y el mezclado en la planta es necesario precalentar al agregado, para secarlo y al cementoasf(ltico para darle la fluidez adecuada, posteriormente y estando an caliente la mezcla, se transporta secoloca y se compacta.

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El concreto asf(ltico es solamente una de las diferentes mezclas en caliente y en planta que se elaboranpues tambi"n se elaboran mezclas de arena6asfalto, mortero asf(ltico y mezclas de te)tura abierta, perotodas ellas tienen un ingrediente comn que es el cemento asf(ltico.

T"/o +$ A!3a#o a U#""a(&

El cemento asf(ltico generalmente se utiliza para la elaboracin del concreto asfaltico a utilizar enpaimentos para aeropuertos y caminos de tr(fico intenso.

8.2.-M$%a! $ F(o

En las plantas centrales tambi"n se pueden fabricar mezclas asf(lticas con asfaltos lquidos #reba*ados oemulsiones'. %e puede secar o calentar al agregado antes de efectuar el mezclado o bien se puede aplicartal y como iene del campo. ! estas mezclas generalmente se les conoce como mezclas en fro no obstanteque se haya precalentado al agregado.

+as mezclas asf(lticas efectuadas con emulsiones asf(lticas o asfaltos reba*ados pueden tenderse y

compactarse en fro a temperaturas normales. Para acelerar el proceso de eaporacin del aguaemulsificante o de los solentes a eces es necesario estar remoiendo la mezcla en el lugar mediantemotoconformadora, antes de tenderla para su compactacin.

T"/o +$ A!3a#o a U#""a( $ a! M$%a! $ F(o&

En este caso, generalmente el tipo de agregado determina el tipo de asfalto que deber( utilizarse, mientrasque el m"todo de mezclado y las condiciones clim(ticas determinan el grado de asfalto que se deber(utilizar, puesto que se debe tener en cuenta que el producto asf(ltico que amos utilizar debe continuarfluido a la temperatura ambiente el tiempo necesario para permitir la terminacin de la construccin. %edebe procurar la m()ima eaporacin del agua en el caso de emulsiones y de los solentes en el caso de

reba*ados para efectuar la construccin de la carpeta, pero cuidando siempre que la mezcla sea traba*able.

%i la mezcla se a a efectuar en la planta estacionaria tendremos m(s facilidad de lograr un me*ormezclado y podremos utilizar productos m(s iscosos que en el caso de que efectuemos la mezcla con unaplanta mil y a su ez la planta mil permite la utilizacin de productos m(s iscosos que en el caso dela mezcla con motoconformadora.

En lo que refiere a la utilizacin de las emulsiones, el tipo de agregado normar( el tipo de emulsin quedeber( utilizarse #aninicas o catinicas'.

8.8.- M$%a! $ $ L'*a( $ F(o.

+as emulsiones asf(lticas y la mayora de los asfaltos reba*ados son lo suficientemente fluidos para sermezclados con el agregado a las temperaturas normales. $uando el mezclado se efecta en el (rea porpaimentar, a la mezcla se le conoce como mezcla en el lugar. Este tipo de mezcla generalmente se utilizapara paimentacin de tr(nsito ligero y medio. %in embargo, estos mezclas cubiertas con una capa derodamiento de mezcla asf(ltica en planta puede hacer que el paimento sea adecuado para un camino detr(fico intenso.

-2


16/25

+as enta*as de las mezclas en el lugar son

Probable utilizacin del agregado tal y como se encuentra en el lugar. Ho se hace necesario la utilizacin de una planta central de mezclado y la construccin se

puede llear a cabo con la ariedad de equipo frecuentemente disponible, tales comomotoconformadoras, reoledoras rotatorias y plantas de mezclado miles.

T"/o +$ A!3a#o a U#""a( $ a! M$%a! $ $ L'*a( $ F(o&

Para este tipo de mezclas, si el mezclado se realiza en una planta mil, es posible utilizar algn asfaltoreba*ado de fraguado medio o una emulsin de rompimiento medio. Pero si el mezclado es conmotoconformadora, entonces forzosamente deber( utilizarse un asfalto reba*ado 7+ o una emulsin derompimiento lento #super estable'.

8.;.-A/"%a%"0 +$ /(o+'%#o! a!35#"%o! $ ("$*o!.

!plicando los asfaltos en el estado fluido mediante riegos se pueden tener arios fines tiles y necesariossi se aplican las cantidades de producto asf(ltico adecuadas. Por e*emplo

T(a#a"$#o! !'/$(3"%"a$!&

%e llama tratamiento superficial a la aplicacin de asfalto con o sin la posterior aplicacin de una capadelgada de agregado, sobre una superficie de rodamiento. Por definicin tales tratamientos superficialesdeben tener un espesor de una pulgada o menos, los tratamientos superficiales a eces se construyen enpaimentos de tr(fico ligero o bien para rehabilitar paimentos ie*os despu"s de un cierto perodo y antesde que el deterioro debido al tr(fico y al intemperismo se encuentren muy aanzados pues en este casopodra quiz( requerirse de una reconstruccin m(s completa del paimento.

0ambi"n se pueden aplicar los tratamientos superficiales para me*orar o restaurar las condiciones de

impermeabilidad de una carpeta o bien para ligar me*or las partculas ya colocadas y eitardesprendimientos. %i se coloca agregado sobre el asfalto se me*oran las caractersticas de la resistencia alderrapamiento de la superficie de rodamiento, as como la resistencia a la abrasin. +os tratamientossuperficiales mltiples consisten en la aplicacin de dos o m(s capas alternadas de productos asf(lticos yagregados. +os tratamientos superficiales tambi"n se aplican para renielar paimentos, fi*ar el polosuelto y proeer una superficie de rodamiento m(s suae.

Lo! /("%"/a$! #(a#a"$#o! !'/$(3"%"a$! !o&

A).- T(a#a"$#o! S'/$(3"%"a$! +$ P(o+'%#o! A!35#"%o! 9 A*($*a+o! 6R"$*o +$ !$o).

B).-R"$*o +$ "/($*a%"0.

C).-R"$*o +$ "*a.

D).- Ma%a+a +$ P$$#(a%"0.

E).-Mo(#$(o A!35#"%o. 6S'((9 S$a)

-8


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A %o#"'a%"0 !$ $(5 %a+a 'o a +$#a$&

A).- T(a#a"$#o! S'/$(3"%"a$! +$ P(o+'%#o! A!35#"%o! 9 A*($*a+o! 6R"$*o +$ !$o)&

%e llama as a los tratamientos superficiales cuya finalidad consiste en me*orar la impermeabilidad y


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Despu"s de la aplicacin la consistencia debe ser la adecuada para humedecer al agregado

aplicado. (pidamente desarrollar la adherencia.

Despu"s de la compactacin y el curado mantener firmemente su*eto al agregado.

Iue no se llore el asfalto.

+os productos asf(lticos mas recomendados son

$ementos !sf(lticos $! Hum. 3 7raguado (pido 76l a 769 7raguado ?edio 7?63 a 7?62 Emulsiones 6l, 6&, 6&M y 63M

El cemento asf(ltico se podra utilizar si se tiene un clima c(lido y seco y si el agregado se encuentracompletamente seco.

$omo se io anteriormente, se tienen dos requisitos esenciales en los productos asf(lticos paratratamientos superficiales con agregados. !l colocar el agregado, la iscosidad inicial del asfalto deber(ser tal que retenga perfectamente al agregado: es decir que el asfalto mo*e perfectamente al agregado ypara que esto ocurra se necesita un asfalto razonablemente fluido. En segundo lugar, el asfalto deberetener perfectamente al agregado una ez que se ha permitido el trafico, lo cual se logra con un residuoasf(ltico relatiamente duro. Por consiguiente, el asfalto que se debe utilizar en tratamientos superficialesdebe ser inicialmente lo bastante fluido durante la colocacin del agregado que generalmente es inmediata,y r(pidamente endurecer para retener el agregado firmemente. $on base en esto, los productos asf(lticosque me*or satisfacen estos requisitos son los reba*ados de fraguado r(pido #7' en todos sus grados y lasemulsiones de rompimiento r(pido #', as como los cementos asf(lticos mas suaes #$!63'.

!lgunas eces los reba*ados de fraguado medio, se pueden utilizar siempre y cuando se disponga deltiempo necesario para el curado antes de permitir el tr(fico sobre la superficie tratada. 7recuentemente endonde se tienen climas calientes y (ridos y el solente se eapora en forma demasiado r(pida puederesultar mas enta*osa la utilizacin de reba*ados de fraguado medio #7?'.

R$


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%e tiene tambi"n que el tamao influye a la te)tura del paimento, por e*emplo los tamaos menores de-


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que penetre lo necesario para obtener los ob*etios deseados. +os productos m(s adecuados, son losfraguados medios 7?65, 7?6- y 7?6&.

+a aplicacin de un cemento asf(ltico no sera correcta puesto que este se enfriara r(pidamente y nopenetrara o bien penetrara muy poco. Podra *uzgarse que los fraguados r(pidos #7' son los m(sadecuados, pero estos materiales presentan la desenta*a de que el disolente #nafta' y el cemento asf(lticotienen la tendencia a separarse al penetrar, de tal manera que el disolente penetra de*ando sobre la

superficie una pelcula de residuo asf(ltico. %i la superficie por penetrar es demasiado abierta entonces sise podra utilizar a los fraguados r(pidos. +os fraguados lentos #7+' tienen la desenta*a de su mayortiempo de fraguado.

En el caso de utilizar emulsiones, se debe utilizar una emulsin de rompimiento lento a medio,generalmente una emulsin modificada para impregnacin.

+a cantidad ideal del riego de impregnacin es el olumen de producto asf(ltico que pueda ser absorbidopor la superficie durante un periodo de &9 hrs. Esta cantidad generalmente oscila entre 5.C a -.2 lts


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+o anterior podra solucionarse agregando solentes al cemento pero quiz( contra esa alternatia resulteme*or la de utilizar asfaltos reba*ados por e*emplo de fraguado r(pido cuyo residuo es muy resistente. Elgrado recomendado podra se un 76K, 76& 5 763, que son los mas comnmente usados.

+os 7 carecen tambi"n de algunas cualidades necesarias en lo que se refiere al cubrimiento, aunque conmenos problema que en el caso de cementos, cuando se tiene una superficie polosa en cuyo caso sepodra optar por un fraguado medio #7?' aunque se debe tener presente la menor resistencia de este

producto.

El problema de la tendencia a dispersarse que tienen los cementos asf(lticos y en menor escala losreba*ados se eliminara utilizando emulsiones del tipo de rompimiento r(pido o medio # o ?', aunquesera mas recomendable la emulsin de rompimiento medio, porque puede cubrir me*or a la superficieantes de romper, en la pr(ctica se utiliza una emulsin de rompimiento r(pido . El rompimiento enrealidad no es problema debido a que la capa que se coloca es muy delgada. Por otro lado debe tenersetambi"n en cuenta la relatiamente menor resistencia de una emulsin con relacin al cemento asf(ltico.+a cantidad de producto asf(ltico que generalmente se utiliza es del orden de 5.& a 5.8 lts


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T"/o! +$ a!3a#o '#""a,$!.

+os tipos de productos asf(lticos mas adecuados son $emento !sf(ltico Hum. 8 !sfalto eba*ado 769 y 762 Emulsin 6l y 6&M

En el caso de ?acadam de penetracin debe tenerse especial atencin en las temperaturas de colocacindel asfalto. Es necesario que el producto asf(ltico fluya a tra"s del agregado compactado y que lo cubracon una pelcula uniforme, si el asfalto esta muy caliente drenar( f(cilmente deposit(ndose en la capainferior de*ando una pelcula adecuada sobre el agregado. %i la iscosidad del asfalto es e)cesia debido aba*as temperaturas entonces no penetrar( debidamente y en consecuencia no ligar( al agregadocompactado.

!lgunas eces se han recomendado las siguientes temperaturas de aplicacin $emento asf(ltico -25 a -B24$ 769 y 2 85 a =54$

25 a 854$

E.- Mo(#$(o A!35#"%o 6S'((9 S$a).

El mortero asf(ltico es una mezcla que se elabora con emulsiones de rompimiento lento, agregado fino,polo inerte y agua.

%e utiliza para sellar grietas o deolerles a los paimentos antiguos una te)tura uniforme, sire tambi"npara proporcionar un riego de sello que impermeabilice la superficie.

El agregado debe cumplir las siguientes especificaciones de granulometra.

?alla > que pasa

= -55

-8 22 6 =2

35 32 6 85

25 &5 6 92

-55 -5 6 35

&55 2 6 -2

+a mezcla de agregados y agua de emulsin debe presentar una consistencia cremosa, con el ob*eto de quellene depresiones y grietas.

+a cantidad necesaria de emulsin requerida generalmente se encuentra entre C.2 a -5.5 litros por cada 25kgs. de agregado seco.

El agua que se debe adicionar al agregado antes de la emulsin, es de & a 8 lts. por cada 25 kgs. deagregado seco.

&&


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;.- AGREGADOS.

;.1).- G$$(a"+a+$!.

+a cantidad de agregado mineral en una mezcla asf(ltica es por lo general del orden de C5 a C2> en peso

y del B2 a =2> en olumen. El agregado mineral proporciona a una mezcla asf(ltica empleada enpaimentos, la capacidad de soportar las cargas aplicadas e influye en forma preponderante en elcomportamiento del paimento.

%e ha definido al agregado mineral como cualquier material mineral duro e inerte, formando partculas ofragmentos utilizado en mezclas. +a definicin incluye a la arena, graa, roca triturada, polo de roca, etc.

;.2).- U#""a%"0 +$ o! A*($*a+o!.

En lo que respecta a la utilizacin de los materiales para la formacin de mezclas asf(lticas se tiene que

estos se diiden en cuanto a su origen en

A*($*a+o! P(o%$+$#$! +$ Ba%o! Na#'(a$!: como los depsitos de ro que generalmente contienengraa, arena, arcilla o los depsitos de arena de playa constituidos generalmente por arenas uniformes.

A*($*a+o! P(o%$!a+o!?muchas eces los agregados naturales tal y como ienen del banco no sonadecuados para su uso y por consiguiente se hace necesario procesarlos para cambiar su forma o te)turamediante triturado o bien modificar su granulometra mediante laado o separacin en tamaos yredosificacin.

A*($*a+o! S"#@#"%o!: se le llama as a los agregados que resultan de la modificacin, en sus

caractersticas fsicas y qumicas de algunos materiales, por e*emplo los de altos hornos. Este material esno6mineral y flota durante la fundicin del fierro, se separa y se reduce el tamao deseado para suutilizacin. Estos materiales son ligeros y muy resistentes al desgaste, se les prefiere para laconstruccin de paimentos en puentes o donde se necesita alto grado de resistencia al derrapamiento.

;.8).- Ca"+a+ +$ Lo! a*($*a+o!.

+a seleccin adecuada de un agregado para su utilizacin en paimentos asf(lticos depende del costo,calidad y disponibilidad del agregado, as como del tipo de construccin que se pretenda. +a calidad de losagregados se determina ealuando al material en t"rminos de

- Taa=o 9 G(a'o$#(a&$on base en la e)periencia se han establecido especificaciones para eltamao y la granulometra de acuerdo con el uso que se aya a dar al material. !lgunas eces se describe alos materiales como de granulometra abierta, uniforme, gruesa, fina y bien graduada #todos los tamaos'.

- L"/"$a&!lgunos agregados contienen polo o substancias que los hacen inadecuados para su uso enmezclas asf(lticas, por e*emplo egetales, grumos limosos o arcillas, pelculas de polo, etc.+a limpieza puede determinarse simplemente mediante la inspeccin isual pero las pruebas mas positiasson las pruebas de laado. %i se desea tambi"n estimar el porcenta*e de finos indeseables en la mezcla se

&3


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pueden efectuar pruebas de equialente de arena: en la que los materiales se someten a un proceso delaado con la adicin de sustancias qumicas y posteriormente se permite el asentamiento de estosmateriales en condiciones especiales.

- D'($a&+os agregados deben tener un cierto grado de dureza para resistir la trituracin, degradacin ydesintegracin. Esto nos interesa, debido a que los agregados est(n su*etos a la abrasin producida por eltr(fico adem(s de los efectos de trituracin y abrasin adicionales que se presentan durante la

manufactura, transporte, colocacin y compactacin de la mezcla asf(ltica.

+a prueba que se utiliza para determinar la dureza de los agregados es conocida como desgaste losJngeles. +a prueba consiste en t"rminos generales en introducir dentro de un cilindro al agregado *untocon unas esferas met(licas. %e hace girar el cilindro, que contiene unas m"nsulas en su parte interior, de talmanera que las esferas y el material chocan entre si, produci"ndose la trituracin del agregado en caso deno ser duro. %e determina el porcenta*e del material triturado. Debido a la construccin de la m(quina dedesgaste, si nosotros tenemos un agregado ligero #tezontle, pmez, etc.', caer(n primero las esferas yposteriormente el agregado lo cual hace que esta prueba no sea muy adecuada para estos materiales.

- R$!"!#$%"a a I#$/$("!o&Es necesario que los agregados sean resistentes al intemperismo es decir

que no deben deteriorarse ni desintegrarse ba*o la accin del medio ambiente. +os principales agentes deintemperismo son los agentes qumicos y la temperatura. %e puede tener que el agua penetre a un agregadoy si posteriormente dicha agua se congela, los cristales de hielo pueden romper a la roca. %i por otro ladoalguna solucin qumica penetra en las fisuras de la roca y posteriormente esta se seca, se formar(ncristales que pueden romper la roca. +a prueba que se e*ecuta en el laboratorio para estimar los efectosantes mencionados, consiste en reproducir "stos mismos, pero en una forma r(pida por lo cual se leconoce como prueba de intemperismo acelerado.

- Fo(a +$ a! Pa(#%'a!&+a forma de las partculas es de ital importancia dado que influyen en latraba*abilidad de una mezcla asf(ltica y en el esfuerzo de compactacin necesario para obtener el pesoespecfico requerido. +as partculas angulosas tales como la roca triturada, tienden a trabarse cuando se les

compacta y presentan gran resistencia contra los desplazamientos. $on los agregados angulosos yequidimensionales se logra una me*or trabazn que con agregados redondeados. ?uchas mezclasasf(lticas se elaboran con agregados angulosos y redondeados. +as partculas angulosas generalmenteest(n formadas por el agregado grueso triturado y las partculas redondeadas generalmente correspondenal agregado fino. +a resistencia se obtiene de esta manera gracias al agregado grueso, mientras que a latraba*abilidad se debe al agregado fino #arenas, arcillas y limos'.

- T$>#'(a&!l igual que en la forma de las partculas, la te)tura afecta a la traba*abilidad y a la resistenciade la mezcla asf(ltica. En comparacin con una te)tura lisa, una te)tura rugosa incrementa la resistenciade la mezcla asf(ltica pero la hace menos traba*able. !s mismo, los acos en el agregado compactadoson mayores por lo cual se requerir( mas asfalto. %in embargo una te)tura lisa retiene menos a la pelcula

del asfalto.

!ctualmente no e)isten pruebas para *uzgar la te)tura, pero su influencia se puede estimar mediantepruebas de resistencia.

- A,!o(%"0&+a absorcin de un agregado est( relacionada con su porosidad, que indica la cantidad deagua que absorbe cuando se le satura. %iempre es deseable un cierto grado de porosidad, puesto que estopermite que el agregado absorba asfalto form(ndose de esta manera un cierto ancla*e entre el agregado yla pelcula de asfalto. Por otro lado, si la porosidad es e)cesia, se requerir( una mayor cantidad de

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asfalto, lo cual no es muy recomendable, porque elea el costo de la mezcla y adem(s el asfalto podraNllorarseO, es decir, salir a la superficie con temperaturas eleadas.

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