ASFALTO Y SUS ADITIVOSESTUDIO DE MERCADO1. ASPECTOS GENERALES1.1 AntecedentesEn el Per debido al clima en algunas zonas de su territorio y otras causas, existe la posibilidad que se presenten deterioros prematuros en sus pavimentos por efecto de la falla de deformacin permanente.Como es sabido, la degradacin de la calidad del pavimento asfltico, que se traduce por irregularidades en los perfiles longitudinales y transversales del pavimento, generalmente ocurre por los mecanismos que producen deformacin permanente tanto en la mezcla asfltica que conforma la carpeta de rodadura, as como tambin en las diferentes capas de la estructura del pavimento, e inclusive en la subrasante.1.2 Objetivos1.2.1 Objetivos GeneralesEfectuar un estudio bibliogrfico extensivo sobre los mecanismos que originan la deformacin permanente en los pavimentos asflticos, discutiendo las causas que las producen, y presentando los equipos de laboratorio y de campo especializados utilizados para evaluar este problema.1.2.2 Objetivos Especficosa) Presentar las caractersticas geogrficas y climatolgicas del territorio peruano y su influencia en la presencia de fallas por deformacin permanente en los pavimentos asflticos en el Per.b) Efectuar un estudio bibliogrfico extensivo sobre los factores relevantes y mecanismos que originan la deformacin permanente como es la reologa del asfalto, las caractersticas de la mezcla asfltica y agregados; el comportamiento estructural global del pavimento, procesos constructivos, entre otros.c) En funcin al logro de los dos objetivos especficos mencionados anteriormente, presentar conclusiones y recomendaciones para evitar el deterioro por deformacin permanente de los pavimentos asflticos en el Per.

1.3 JustificacinLas fallas por deformacin permanente pueden ser de tipo funcional como tambin estructural; por lo tanto son dainas para la durabilidad de los pavimentos asflticos.Por esto existe preocupacin en el mundo para prevenir su presencia prematura, tomndose en consideracin aspectos determinantes como son el diseo del pavimento, calidad de materiales, procesos constructivos, entre otros aspectos que aseguren un mejor comportamiento del pavimento antes esta posible falla. 1.4. IntroduccinComo es conocida, la deformacin permanente se presenta en las diferentes capas de la estructura del pavimento, la misma que tambin puede generarse a nivel de la subrasante por diferentes causas que sern analizadas a travs de este estudio. En la figura 2.1 se presenta la seccin tpica de un pavimento asfltico convencional. Por ello la elaboracin de un proyecto de pavimentos asflticos deber ser integral y muy cuidadoso en cuanto a la calidad y debida utilizacin de los materiales, diseos eficientes en todas sus especialidades como son el diseo de la mezcla asfltica, diseo de la estructura del pavimento en la que se deber realizar un estudio minucioso del trfico y el tipo de suelos que conformas la subrasante; asimismo del drenaje, clima, etc., as como procesos constructivos eficientes que aseguren la durabilidad de los pavimentos.

En el Per, la deformacin permanente en sus diferentes formas es una de las fallas ms importantes e incidentes en el comportamiento de los pavimentos asflticos; motivo por cual se considera que es importante elaborar un estudio bibliogrfico dirigido a encontrar las principales causas que generan estas fallas; ya que su conocimiento permitir tratarlas mejor, ayudando de esta manera a solucionar por lo menos en parte el deterioro prematuro de los pavimentos en el Per que generan ingentes prdidas econmicas al pas.1.5. Geografa del Territorio Peruano La durabilidad de los pavimentos asflticos est relacionada directamente con el clima del lugar de ubicacin de estos, adems de otros parmetros como carga, suelo, humedad, proceso constructivo, entre otros; los que en su conjunto influyen para un determinado comportamiento del pavimento que traer como consecuencia fallas prematuras por deformacin permanente si se descuidan estas consideraciones de diseo. En este contexto es muy importante considerar que la Geografa del Per es una de las ms complejas y diversas. Per se encuentra situado en la parte central y occidental de Amrica del Sur; est conformado por un territorio de una superficie continental de 1.285.215,60 km de superficie, lo que representa el 0.87% del planeta, que se distribuyen en regin costea 136.232,85 km (10,6%), regin andina 404.842,91 km (31,5%) y regin amaznica 754.139,84 km (57,9%). El pico ms alto del Per es el Huascarn en la Cordillera Blanca, con una altura de 6.768 msnm; la zona ms profunda es el can de Cotahuasi, incluso superando al famoso Can del Colorado; el ro ms largo de Per es el ro Ucayali afluente del ro Amazonas con 1.771 km de longitud; el lago navegable ms alto del mundo es el Lago Titicaca en Puno/Bolivia con 8.380 km y la isla ms grande del litoral peruano es la Isla San Lorenzo en Callao con 16.48 km. Es el tercer pas ms grande de Sudamrica. 1.5 La Variedad de Climas en el PerEl hecho de estar el Per cerca de la lnea ecuatorial indicara que su clima debera ser eminentemente tropical, sin embargo dos factores alteran notablemente el clima. En primer lugar la existencia de la elevada Cordillera de los Andes paralela en Amrica del Sur al Ocano Pacfico y, en segundo lugar, la fra Corriente Peruana o de Humboldt que se manifiesta de sur a norte hasta la latitud 5 y que choca con la Corriente del Nio en las costas de Piura y Tumbes hasta la latitud 3.2, al sur de la lnea ecuatorial. Estos accidentes, ms el anticicln del Pacfico sur en esta parte del continente, originan una disminucin de las temperaturas promedio anuales de unos diez grados centgrados en la costa y una gran variedad de climas simultneos en todo el pas el cual ha situado al Per como el pas con mayor variedad de climas en el mundo, 28 de 32 posibles. Definitivamente esta caracterstica especial de variedad de climas que se generan en el Per hace ms compleja e interesante la correcta aplicacin de la tecnologa de los pavimentos asflticos; resultando un reto para los estudiosos de esta importante especialidad.Las ocho regiones naturales del Per y que inciden en sus diferentes climas son:a) Costa o chala: Se localiza entre el Ocano Pacfico hasta los 300m de altitud desde la frontera de Ecuador hasta la frontera con chile.b) Yunga: Corresponde desde los 500m de altitud hasta los 2 500 m sobre el nivel del mar.c) Quechua: Se extiende desde 2 500m hasta 3 500m de altitud sobre los dos flancos de la cordillerad) Suni: Se halla situado entre 3 500m y 4 100m sobre el nivel del mar. e) Puna: Se encuentra entre 4 100m y 4 800m de altitud ocupando el rea geogrfica de las altas mesetas andinasf) Jalca o Cordillera: Situados a ms de 4800m sobre el nivel del mar. g) Selva Alta o Regin Rupa Rupa: Se extiende entre 500m y 1 500m de altitud sobre el flanco oriental de la Cordillera de los Andes.h) Selva Baja o Regin Omagua: Comprende la gran llanura amaznica cuyo territorio est por debajo de los 500m.

1.6. Marco Conceptual:Se presentan algunas definiciones generales de lo que viene a ser la deformacin permanente de los materiales o cuerpos, como son:a) Cuando el material no recobra su forma anteriorb) Cuando un material pasa de su lmite elstico, o lo que es lo mismo, cuando un objeto no recupera su forma inicial una vez que desaparece la carga.c) Cambio en la longitud de un material plstico despus de retirar la fuerza que ha producido su deformacin.Es as que deformaciones permanentes, tales como pandeo o grietas, pueden darse debidas a estiramiento, flexin o torsin. Debido a que estas respuestas estructurales crticas van asociadas con fallas de diseo, la capacidad de obtener la deformacin final es especialmente valiosa; por ello se debe determinar causas de falla y entender los procesos de colapso. Una propiedad caracterstica de la deformacin permanente es que cuando un cuerpo est bajo la accin de una fuerza y esta cesa de actuar, la deformacin del material no vuelve a cero, tal como se puede apreciar en la figura 2.3. En el caso de los materiales viscoelsticos como es el asfalto, al aplicar la carga, el material sigue una trayectoria que es muy corta y elstica, seguida de una deformacin ms retardada. Al dejar de actuar la carga, se produce una recuperacin elstica, seguida de una recuperacin retardada y el material nunca recupera su longitud inicial, quedando con una deformacin permanente (figura 2.3).

Como es sabido el asfalto es un material que puede ser considerado elstico - lineal a temperaturas bajas y frecuencias de carga altas, pero muestra propiedades viscosas y plsticas a temperaturas mayores. Debido a este comportamiento, las cargas repetidas del trnsito generan deformaciones permanentes en las capas asflticas, especialmente durante el periodo de temperaturas altas.El comportamiento de las mezclas asflticas con respecto a las deformaciones permanentes depende fuertemente del tipo de ligante utilizado, as como de la composicin de la mezcla, forma y tamao de las partculas, calidad de los agregados y aditivos, cuando stos son empleados. Todas las mezclas asflticas presentan distintas propiedades reolgicas, dependiendo de las propiedades del ligante en s, la proporcin de los diferentes componentes, la distribucin de tamao de partculas, la angularidad de los agregados y la densidad. Las propiedades de estas mezclas asflticas tambin variarn con el tiempo debido al envejecimiento del ligante.El conocimiento del ndice de Susceptibilidad Trmica es muy importante ya que se obtiene de 4 ensayos que miden el comportamiento reolgico del asfalto y que permite obtener informacin sobre el origen y tratamiento de stos. Estos ensayos son el de penetracin, punto de ablandamiento o anillo y bola, punto de fragilidad fraass y medidas de viscosidad.La deformacin permanente se caracteriza por una seccin de superficie cruzada que ya no se encuentra en su posicin de diseo. Se le llama permanente porque representa una acumulacin de pequeas cantidades de deformacin irrecuperable que ocurre cada vez que se le aplica la carga.2. PLAN DE INVESTIGACIN 2.1. Formulacin del Problema.2.1.1. Realidad Problemtica: Fundamentacin EmpricaLas carreteras son muy importantes para la infraestructura de un pas ya que ayudan al desarrollo econmico y cultural, pero dentro del pas en su gran mayora, se encuentran deterioradas, presentando un bajo rendimiento y respuesta inadecuada ante las cargas vehiculares, las temperaturas y el ambiente. Por este motivo se busca la forma como mejorar estas caractersticas y lograr un mayor tiempo de vida. Hoy en da los productos asfalticos han tenido un gran desarrollo y se cuenta con nuevas emulsiones asflticas, producto del desarrollo obtenido de la realizacin de distintas pruebas en los diferentes materiales que conforman un asfalto.Las caractersticas de estas nuevas emulsiones permiten el empleo de casi todos los tipos de materiales ptreos, cualquiera que sea su composicin qumica y su empleo para trabajar en condiciones atmosfricas anteriormente imposibles. En nuestra regin nortea de Arequi pa, puede observarse fcilmente un creciente aumento en el volumen de trnsito as como el hecho de que los pavimentos flexibles, por un inadecuado clculo en el diseo o por el uso de materiales de una calidad menor a la requerida, presentan fallas y deficiencias estructurales en muchas de sus vas en un periodo de tiempo menor al de su vida til, adems los agentes del intemperismo como las ocasionales lluvias y la falta de compromiso y buen manejo de recursos por parte del Gobierno regional crean un serio problema para la durabilidad de los pavimentos flexibles. Ante esta situacin, en la gran mayora de los casos las autoridades optan por la utilizacin de tratamientos superficiales, que de ser correctamente aplicados rehabilitaran los daos del pavimento, sin embargo generalmente se realiza un simple parcheo de espesor insuficiente que genera que a los pocos meses los daos vuelvan a surgir, asimismo en casos en el que el pavimento ya presenta fallas en su estructura y por lo cual necesitara un rehabilitacin completa se aplica mayormente medidas temporales en vez de una rehabilitacin a partir de un nuevo diseo. Adems las dificultades que se presentan son de orden econmico y administrativo. Las dificultades econmicas se pueden observar en que la eleccin de un diseo se basa en el de menor costo y las dificultades de orden administrativo se observan en la falta de compromiso para la adecuada eleccin del diseo de un pavimento as como la supervisin en su ejecucin y cumplimiento. De seguir mantenindose esta situacin en el pavimento tal y como se observa actualmente, es decir utilizando diseos escogidos por su bajo costo y sin una adecuada supervisin, entonces las fallas estructurales y deficiencias que se encuentran en los pavimentos seguirn existiendo ya que su comportamiento estructural no ser el adecuado para resistir los daos, adems como todos los fenmenos relativos a una va est relacionado con el desarrollo y progreso de la comunidad en su entorno en consecuencia cuando el pavimento requiera obligatoriamente una reconstruccin completa por los deterioros, esto generar insatisfaccin por la falta de la movilidad de personas y bienes as como efectos negativos en la promocin y ejecucin de actividades econmicas, la cultura y comunicacin. Finalmente nos proponemos poner en prctica la aplicacin de un diseo de pavimento flexible convencional de base granular teniendo en consideracin un exhaustivo estudio de los factores de diseo para que el diseo sea el correcto y a su vez se obtenga como resultado un comportamiento estructural ptimo para que la va sea resistente y duradera. 2.1.2. Enunciado del problema:De qu manera el uso de polmeros en el asfalto y su influencia en la variacin de un pavimento, analizado en el laboratorio de suelos y pavimentos de la UNAS en la ciudad de Arequipa , en el ao 2015?2.1.3 Antecedentes de estudioNacional: Marn Hernndez, Alberto. (2008) con la tesis titulada: Asfaltos modificados y pruebas de laboratorio para caracterizarlos, para obtener el ttulo de Ingeniero Civil, Universidad Nacional de Ingeniera, en la ciudad de Lima Per, concluye lo siguiente: Aqu, se dieron a conocer los materiales que se pueden usar, para modificar los asfaltos convencionales. Como se hizo notar, estos materiales nombrados, logran un cambio significativo en el comportamiento mecnico de las mezclas asflticas. El uso de cualquiera de estos depende en gran medida del juicio del proyectista, el cual debe basarse en un criterio objetivo, desde la perspectiva tcnica. Internacional: Rodrguez Valdivia, Fernando Andrs. (2010) con la tesis titulada: Anlisis de pavimento asfaltico modificado con polmero, para obtener el ttulo de Ingeniero Civil, Universidad Austral de Chile, en la ciudad de Valdivia Chile, concluye lo siguiente: Al analizar los resultados obtenidos de estabilidad y fluencia queda demostrado que las mezclas asflticas elaboradas con asfaltos modificados posee un mejor comportamiento que las mezclas elaboradas con asfalto convencional, tal como se esperaba, ya que la finalidad de modificar los asfalto es mejorar sus propiedades.2.1.4 Justificacin e ImportanciaLas carreteras ocupan un lugar muy importante dentro de la infraestructura debido a que contribuyen al desarrollo del pas, por ello es necesario darles el mantenimiento adecuado para alargar su vida til, utilizando como muestra las vas de la ciudad de Arequipa. Cada polmero aadir una propiedad diferente al asfalto de acuerdo a la finalidad del pavimento ya que la eleccin del polmero depende de las circunstancias tales como trfico, temperatura, tipo de terreno, etc. El uso de estos polmeros en el asfalto tiene como fin mejorar las caractersticas mecnicas de estos; es decir, su resistencia a las deformaciones por factores climatolgicos y del trnsito. Estas mezclas aumentan la resistencia a la deformacin, a los esfuerzos de tensin repetida y, por lo tanto a la fatiga, reducen el agrietamiento, as como la susceptibilidad de las capas asflticas a las variaciones de temperatura. El presente trabajo de investigacin se realiz con el fin de evaluar las caractersticas fsico-mecnicas de los asfaltos modificados con polmeros. Se realiz tomando en cuenta las Especificaciones Generales para Construccin de Carreteras y Puentes XXII ao 2001 de la Direccin General de Caminos, especficamente la seccin 411 (Asfaltos modificados).3. Hiptesis y Variables 3.1. Hiptesis El uso de polmeros influye significativamente en la variacin de un pavimento, analizado en el laboratorio de suelos y pavimentos de SENCICO en la ciudad de Trujillo, en el ao 2013.

3.2. Variables VI: Polmeros. o VD: Variacin del asfalto en un pavimento.4. Ventajas del Uso de Polmeros en el Asfalto. Ficha Tcnica (2004),Asfalto Modificado con Polmeros:Ya que se conocen las diferencias ms destacadas entre los asfaltos convencionales y los modificados con polmeros; se pueden deducir las ventajas y desventajas de aadir polmeros en los asfaltos. A continuacin se clasifican las ventajas de los asfaltos modificados: MCANICAS: Disminuyen la susceptibilidad a los tiempos de aplicacin de carga. Aumentan la resistencia a la deformacin permanente y a la rotura en un rango ms amplio de temperaturas, tensiones y tiempo de carga. Tienen una elevada resistencia mecnica, gran resistencia a la traccin, buen poder humectante y adhesin los agregados. Los asfaltos modificados con ltex, hule natural, SBS y SBR son ms duros pero siguen siendo elsticos lo que evita la formacin de roderas y agrietamiento de los mismos. El polmero elastmero se comprime al aplicar un esfuerzo, pero recobran su forma original al ser retirado. Se obtienen mezclas ms flexibles a bajas temperaturas de servicio reduciendo el fisuramiento. Disminuye la exudacin del asfalto: por la mayor viscosidad de la mezcla, su menor tendencia a fluir y su mayor elasticidad. TRMICAS Disminuyen la susceptibilidad trmica. Disminuyen la fragilidad en climas y aumentan la cohesin en tiempos de calor. Vara su comportamiento de acuerdo a la temperatura en que se encuentren. Los elastmeros son deformables a temperatura ambiente.ECONMICAS El costo, depende bsicamente de su proceso de polimerizacin y la disponibilidad de los monmeros. Fcilmente disponible en el mercado. TIEMPO DE VIDA Los asfaltos modificados con elastmeros se deteriora por la trituracin o abrasin del agregado antes que por la falla del ligante (asfalto). El polmero elastmero proporciona una excelente resistencia al envejecimiento. Mejora la vida til de las mezclas: menos trabajos de conservacin. La rigidez de los asfaltos compuestos de ltex, hule natural, SBS y SBR ayudan a soportar los largos tiempos de carga sin deformaciones. 5. Desventajas del Uso de Polmeros en el Asfalto: Alto costo del polmero. Dificultades del mezclado: no todos los polmeros son compatibles con el asfalto base (existen aditivos correctores). Deben extremarse los cuidados en el momento de la elaboracin de la mezcla. Los agregados no deben estar hmedos ni sucios. La temperatura mnima de distribucin es de 145C por su rpido endurecimiento. En la siguiente grafica se muestra la diferencia econmica entre los asfaltos convencional y modificado con polmeros:

Otras propiedades que el asfalto modificado mejora respecto del asfalto convencional son: Mayor intervalo de plasticidad(diferencia entre el punto de ablandamiento y el Fraass) Mayor cohesin. Mejora de la respuesta elstica. Mayor resistencia a la accin del agua. Mayor resistencia al envejecimiento. Las propiedades que estos imparten dependen de los siguientes factores: Tipo y composicin del polmero incorporado. Caracterstica y estructura coloidal del asfalto base. Proporcin relativa de asfalto y polmero.

6. Definicin de trminos 6.1. Modificacin de asfaltosGarca Martnez, Alberto (1990), Modificacin de Cementos Asfalticos: Los objetivos que persiguen con la modificacin de los asfaltos con polmeros, es contar con ligantes mas viscosos a temperaturas elevadas para reducir las deformaciones permanentes, de las mezclas que componen las capas o superficie de rodamiento, aumentando la rigidez. Por otro lado disminuir el fisuramiento por efecto trmico a bajas temperaturas y por fatiga, aumentando su elasticidad.6.2. Periodo de Diseo: Crdenas Grisales, James (2002), Diseo Geomtrico de Carreteras: Generalmente el periodo de diseo ser mayor al de la vida til del pavimento, porque incluye en el anlisis al menos una rehabilitacin o recrecimiento, por lo tanto ste ser superior a 20 aos. Los periodos de diseo recomendados por la AASHTO y varan de acuerdo al tipo de carretera. 6.3. Resistencia ante cargas vehicularesCrdenas Grisales, James (2002), Diseo Geomtrico de Carreteras: El trnsito tiene una gran influencia en la aplicacin de las cargas en un pavimento y su caracterizacin es bastante compleja debido no solo a la variabilidad de los distintos vehculos existentes, sino tambin a las interacciones vehculo-pavimento que producen fenmenos con solicitaciones adicionales a las propias cargas estticas del trnsito. 7. Metodologa Mtodo7.1. Mtodo: Para el presente estudio se emplear el Mtodo inductivo analtico; es decir, describir y analizar sistemticamente lo que existe con respecto a las variaciones o las condiciones de la situacin 7.2. Tipo de investigacin7.2.1. De acuerdo al fin que persigue: Aplicada7.2.2. De acuerdo a la tcnica de contrastacin: Experimental 7.3. Unidad de ObservacinLos pavimentos asfalticos modificados usados para la construccin de vas en la ciudad de Trujillo por Ingeniero Civiles y Tcnicos Especializados en Pavimentos.

7.4. Unidad de AnlisisLos pavimentos modificados con polmeros que modifiquen su respuesta a la fatiga y a las cargas vehiculares analizadas en el laboratorio para anlisis de suelos y pavimentos de SENCICO.7.5. Diseo de contrastacinGE: O1X O2Dnde: GE : Grupo ExperimentalO1 O2 : Pruebas a realizarseX : Mdulo a desarrollarse.7.6. Procedimiento de investigacin7.6.1. Plan a seguir Acopio de bibliografa Elaboracin del mdulo Aplicacin del inicio, avance y final Evaluacin y procesamiento de datos. 7.6.2. Procedimiento estadsticoElaboracin de cuadros estadsticosConstruccin de grficos estadsticos Determinacin de medidas estadsticas: de posesin X, de dispersin, varianza, desviacin estndar. 7.7. Tcnicas: Cuestionarios:

Se realiz un cuestionario de 20 preguntas a tcnicos e ingenieros civiles sobre el uso de polmeros en el asfalto y su influencia en la variacin de un pavimento.

Entrevistas:

Se entrevist a ingenieros y tcnicos civiles, para recolectar informacin sobre polmeros en el asfalto. 7.8. Validez y confiabilidad del instrumento7.8.1. Confiabilidad1. Se aplicara el instrumento elaborado para el estudio a una muestra piloto de 10 unidades mustrales.2. Para consolidar los datos obtenidos se asignara valores de S=1 y NO=0.3. Se aplicara el instrumento elaborado para el estudio a una muestra piloto de 10 unidades mustrales.4. Para consolidar los datos obtenidos se asignara valores de S=1 y NO=0.5. Se construir un cuadro de doble entrada, registrando en la horizontal las preguntas que contenga el instrumento (1 al 20), en la vertical el nmero de cuestionados (1 al 10). 6. Se trasladara los valores de S y NO a la matriz visualizando si es pregunta par o impar. 7. Se ampliara la matriz 6 columnas a la derecha agregando X, X2, Y, Y2, XY, X + Y. Siendo X=Impares y Y =Pares. Se calcul todas las columnas y se realiz sus sumatorias. 8. Se calculara el rip y rxx con la frmula de PEARSON.

7.8.2. Validez

1. Se construir un cuadro similar al anterior, pero reducido a 6 casilleros horizontales y 7 filas verticales. 2. Se recoger los datos de X+Y de los 10 cuestionados del paso anterior y se dividir en mitades (SPEARMAN-BROWN) 5 arriba y 5, los valores de arriba son X y los de abajo son Y ubicndolos de forma ascendente. 3. Con X y Y se calcula X2, Y2 y XY y todas las sumatorias de columnas que se aplicaran en la frmula de PEARSON del rip. Se Obtuvo rip = 0.935. 20

8. Materia Prima para la obtencin del asfaltoEl crudo de petrleo es una mezcla de distintos hidrocarburos que incluyen desde gases muy livianos como el metano hasta compuestos semislidos muy complejos, los componentes del asfalto. Para obtener este debe separarse las distintas fracciones del crudo de petrleo por destilaciones que se realizan en las refineras de petrleo.

Figura: Obtencin del asfalto

9. Crudo de petrleoEs una mezcla homognea de compuestos orgnicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua.Se produce en el interior de laTierra, por transformacin de la materia orgnica acumulada ensedimentosdelpasado geolgicoy puede acumularse entrampas geolgicas naturales, de donde se extrae mediante la perforacin de pozos.Encondiciones normales de presin y temperaturaes unlquidobituminoso que puede presentar gran variacin en diversos parmetros comocoloryviscosidad(desde amarillentos y poco viscosos como la gasolina hasta lquidos negros tan viscosos que apenas fluyen),densidad(entre 0,66g/mly 0,9785g/ml),capacidad calorfica, etc. Estas variaciones se deben a la diversidad deconcentracionesde loshidrocarburosque componen la mezcla. Es unrecurso natural no renovabley actualmente tambin es la principalfuente de energaen lospases desarrollados. El petrleo lquido puede presentarse asociado a capas degas natural, enyacimientosque han estado enterrados durante millones de aos, cubiertos por losestratossuperiores de lacorteza terrestre.9.1 Composicin El petrleo est formado principalmente porhidrocarburos, que son compuestos dehidrgenoycarbono, en su mayoraparafinas,naftenosyaromticos. Junto con cantidades variables de derivados saturados homlogos delmetano(CH4). Su frmula general es CnH2n+2. Cicloalcanoso cicloparafinas-naftenos: hidrocarburos cclicossaturados, derivados delciclopropano(C3H6) y delciclohexano(C6H12). Muchos de estos hidrocarburos contienengrupos metiloen contacto con cadenas parafnicas ramificadas. Su frmula general es CnH2n.

Hidrocarburos aromticos: hidrocarburos cclicosinsaturadosconstituidos por elbenceno(C6H6) y sus homlogos. Su frmula general es CnHn.

Alquenosuolefinas: molculas lineales o ramificadas que contienen un enlace doble de carbono (-C=C-). Su frmula general es CnH2n. Tienen terminacin -"eno"

Dienos: Son molculas lineales o ramificadas que contienen dos enlaces dobles de carbono. Su frmula general es CnH2n-2.

Alquinos: molculas lineales o ramificadas que contienen un enlace triple de carbono. Su frmula general es: CnH2n-2. Tienen terminacin -"ino".

Adems de hidrocarburos, el petrleo contiene otros compuestos que se encuentran dentro del grupo de orgnicos, entre los que destacansulfurosorgnicos, compuestos denitrgenoy deoxgeno. Tambin hay trazas de compuestos metlicos, tales comosodio(Na),hierro(Fe),nquel(Ni),vanadio(V) oplomo(Pb). Asimismo, se pueden encontrar trazas deporfirinas.

10. ASFALTOS MODIFICADOS CON POLMEROS TIPO PLASTMEROSSon materiales polimricos slidos a temperatura ambiente. Existen dos tipos: Termoplsticos Termorgidos: A este grupo pertenecen los plastmeros, al estirarlos se sobrepasa la tensin de fluencia, no volviendo a su longitud original al cesar la solicitacin. Tienen deformaciones pseudoplsticas con poca elasticidad y variedad de unidades estructurales distintas Los plastmeros tienen una red resistente, rgida, de tres dimensiones que es resistente a la deformacin. Estos polmeros presentan una resistencia inicial rpida de la carga, pero pueden fracturarse bajo presin.Debido a la forma en que estos polmeros se incorporan al asfalto aumentan de forma considerable su viscosidad, incluso en bajas dosificaciones. Si se aumenta la concentracin del polmero, se llega a un punto en el cual la mayora de los aceites estn asociados con el polmero y se produce un cambio drstico en las propiedades fsicas del asfalto. Estas se acercan ms a las propiedades del polmero que a las del asfalto.Dentro de estos tenemos:

EVA: etileno-acetato de vinilo. EMA: Etileno-acrilato de metilo PE: (polietileno) tiene buena resistencia a la traccin y buena resistencia trmica, como tambin buen comportamiento a bajas temperaturas. PP: (Polipropileno). Poliestireno: no son casi usados. Figura: Los Plastomeros en Asfaltosa) EVA (Etileno Acetato de Vinilo)Los polmeros o resinas Etilo-Vinil - Acetato son relativamente nuevos en la modificacin de asfaltos, son muy compatibles con estos. La relacin acetato de vinilo/ etileno es muy importante, pudindose variar el contenido de acetato de vinilo de algn % hasta 50% o incluso ms.

Figura: EVAUn polmero EVA con un contenido del 18% de acetato de vinilo es el ms adecuado para ser usado en la construccin de carreteras. Cuando se aumenta la concentracin de acetato de vinilo en el polmero (15 a 30%), adquiere un excelente poder adherente. Los asfaltos modificados con EVA poseen las siguientes caractersticas: Buena estabilidad trmica a un costo razonable. Las dosificaciones de polmero oscilan entre el 2 hasta un 10% dependiendo de las propiedades que se pretende obtener. La temperatura de ablandamiento aumenta entre 6 y 12C. Excelente resistencia al resquebrajamiento en flexin es decir a las fatigas provocadas por las flexiones o vibraciones repetidas. Aumentan la cohesin de las mezclas a medida que se aumenta el contenido del polmero.

b) EMA (Etileno-acrilato de metilo)Estos acrilatos de etileno no son corrosivos y por su poco olor, representan una excelente alternativa como modificadores para mejorar la resistencia al impacto y aumentar la flexibilidad en los polmeros tcnicos, cuando se busca conseguir un nivel de dureza de moderado a intermedio a un coste razonable. Resultan muy indicados para la fabricacin de concentrados plsticos de uso universal. Otros usos de EMA son las extrusiones industriales, el moldeo por soplado y los recubrimientos por extrusin, la sustitucin de PVC, aplicaciones de tacto suave y tambin para extrusiones de pelculas sopladas y por hilera plana.c) PE (Polietileno)Debido a la forma en que estos polmeros se incorporan al asfalto aumentan de forma considerable su viscosidad, incluso en bajas dosificaciones. Si se aumenta la concentracin del polmero, se llega a un punto en el cual la mayora de los aceites estn asociados con el polmero y se produce un cambio drstico en las propiedades fsicas del asfalto. Estas se acercan ms a las propiedades del polmero que a las del asfalto.Tiene buena resistencia a la traccin y buena resistencia trmica, como tambin buen comportamiento a bajas temperaturas.Los asfaltos modificados con este tipo de polmero termoplstico cuando son aadidos en bajas proporciones, poseen las siguientes propiedades: Buena resistencia al calor. Buena resistencia al envejecimiento. Baja viscosidad. En el plano mecnico: Buena flexibilidad a baja temperatura. Cuando es utilizado en concentraciones de 7% aumenta la rigidez del asfalto a temperaturas elevadas. Buena resistencia a deformaciones permanentes.

Figura: Polietileno

d) PP (Polipropileno)Como conclusin los investigadores constatan que la utilizacin de tapones de prolipropileno es asfalto no slo cumple con los requisitos para la construccin de carreteras sino que, adems, logra una mejora notable en la resistencia a las deformaciones plsticas con respecto a la mezcla asfltica convencional. Tambin permite un mejor rendimiento frente a la aparicin de roderas en la calzada, especialmente frecuentes cuando se dan altas temperaturas o el trfico es lento.11. ASFALTOS MODIFICADOS CON POLMEROS TIPO ELASTMEROSElastmeros: Son deformables a temperatura ambiente, al aplicarle un esfuerzo son comprimibles, pero recobran su forma original al ser retirado este. La flexibilidad de los elastmeros se debe a cadenas flexibles, las cuales se amarran unas con otras. Entre las principales propiedades de los elastmeros se pueden mencionar: Aceptan grandes deformaciones, manteniendo su modulo de elasticidad y resistencia mecnica una vez deformados. Una vez retirado el esfuerzo, se recuperan totalmente de la deformacin.Dentro de estos tenemos: Natural:cauchonatural,celulosa,glucosa, sacarosa, ceras y arcillas son ejemplos de polmeros orgnicos e inorgnicos naturales SBS:(estireno-butadieno-estireno) o caucho termoplstico. Este es el ms utilizado de los polmeros para la modificacin de los asfaltos, ya que este es el que mejor comportamiento tiene durante la vida til de la mezcla asfltica. SBR: Cauchos sintticos del 25% de Estireno y 75% de butadieno; para mejorar su adhesividad se le incorpora cido acrlico EPDM: (polipropileno atctico) es muy flexible y resistente alcalory a los agentes qumicos.

Figura: Elastmero

Para producir estos asfaltos, se requiere mezclar tres componentes: asfalto, resina base y un endurecedor, lo que complica la modificacin ya que debe existir compatibilidad entre estos.Los asfaltos modificados tienen una elevada resistencia mecnica, gran resistencia a la traccin, buen poder humectante y adhesin a los agregados. Si el trabajo con este tipo de asfalto es realizado dentro de los parmetros correctos, su tiempo de vida est condicionado por la vida del agregado, no por el asfalto; en otras palabras el pavimento se deteriora por trituracin o abrasin del agregado antes que por la falla del ligante (asfalto). Su resistencia al envejecimiento es excelente.

Son empleados para casos especficos como: Zonas de frenado intenso, donde se requiere una gran resistencia al derrapaje. Zonas donde se requiere resistir a las maniobras o a los agentes qumicos. Zonas donde se requiere mantener una buena rugosidad durante largos periodos de tiempo.

a) Latex, hule natural, SBS, SBR:

Este tipo de polmero es el ms utilizado en la modificacin del asfalto, el efecto de la adicin de estos al asfalto es aumentar su intervalo de plasticidad y disminuir la susceptibilidad trmica. El punto de ablandamiento puede aumentar hasta 20C, a temperaturas inferiores a 70C los asfaltos tienen menor penetracin, esto es interesante ya que a estas temperaturas se dan deformaciones en las superficies de rodamiento.

Figura: SBR Figura: SBS procesado

Los asfaltos son ms duros pero siguen siendo elsticos lo que evita la formacin de roderas y el agrietamiento de las mismas. La rigidez de estos asfaltos ayuda a soportar los largos tiempos de carga sin deformaciones. Entre -10C y + 10C el elastmero proporciona al asfalto mayor elasticidad sin aumentar la rigidez.

El proceso apropiado de modificacin es variable de acuerdo al tipo de polmero. Se menciona de manera general las etapas importantes del proceso de modificacin.

Para SBS

Etapa I: Evaluar el asfalto base.Etapa II: Incrementar la temperatura de asfalto.Etapa III: Proceso de molienda y/o homogenizacin asfalto - polmero. Se requiere de un molido de alto corte.Etapa IV: Controlar la calidad a travs de microscopia ptica.Etapa V: Finalizacin de la reaccin. Control de calidad realizando corrida de pruebas fsicas para asfaltos modificados despus de 24 horas de reaccin.

La temperatura de mezclado oscilan entre 180 C y 190 C. Y el tiempo de mezclado vara dependiendo de la dispersin del polmero. Para Ltex, SBR

La operacin de modificacin se lleva a cabo a una temperatura de 160 - 170 C. La adicin del ltex se realiza mediante una bomba de diafragma que puede ser adicionada mediante aire o motor elctrico. El tiempo de agitacin depende del equipo empleado. Los tiempo normales para todo el proceso del ltex y mezclado oscilan entre 1.5 y 2 horas.El objetivo de adicionar Elastmeros del tipo SBR (estireno-butadieno) en el proceso de produccin de las Emulsiones Asflticas Catinicas es el de modificar la reologa del ligante, buscando:I. Disminuir la susceptibilidad trmica, esto es, disminuir la fragilidad en tiempo fro y aumentar la cohesin en tiempo clido.II. Disminuir la susceptibilidad a los tiempos de aplicacin de la carga.III. Aumentar la resistencia a la deformacin permanente y a la rotura en un campo ms amplio de temperaturas, tensiones y tiempos de carga.IV. Mejorar la adhesividad de los ridos, la cohesividad y la resistencia al envejecimiento.V. Mezclas abiertas con superficies drenantes.VI. Microsuperficies.

b) Hule de llanta:

Las propiedades que adquiere el asfalto al aadirle este tipo de hule son similares a las que se obtienen con el polmero SBR o SBS aunque, se deben utilizar dosificaciones ms elevadas. Las llantas para ser utilizadas como agentes modificadores de asfalto requieren de un proceso fsico para reducir sus dimensiones, el cual suele ser complejo.

Estos asfaltos modificados presentan altas viscosidades por lo que se requiere el empleo de algn fluidificante, alrededor del 6% de queroseno. Son usados principalmente en riegos de sello destinados a absorber las grietas debidas a contracciones y dilataciones, estos riegos son llamados SAM (membranas de absorcin de tensiones).

Figura: Hule de llanta triturado

12. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS 1. Garnica, P.A. y Gmez, L.J., (2001). Publicacin Tcnica No 176: Deformaciones permanentes en Materiales Granulares para la seccin estructural de carreteras. Secretara de Comunicaciones y Transportes (SCT). Instituto Mexicano de Transporte (IMT).Mxico. 2. Lora Guillermo (2009). Evaluacin de asfaltos modificados en laboratorio con distintos polmeros. Costa Rica. Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales (Lanamme UCR). 3. Angelone S, Martnez F, Cauhap M, y Andreoni R (2008). Artculo Tcnico: Influencia de los Factores de Carga y de Servicio en el Ensayo de la Rueda Cargada. Argentina. 4. Angelone S, Martnez F (2007). Reporte Tcnico RT-ID-06/02: Deformacin Permanente de Mezclas Asflticas. Argentina. 5. De Luca, Petersen (2000). Factores intrnsecos y extrnsecos del envejecimiento de las mezclas asflticas. Argentina 6. Cordo O, Bustos M (2008). Artculo: Metodologa Emprico - Mecanstica para el Diseo Estructural de Pavimentos (MEPDG). Experiencias de Calibracin. Argentina.Pginas Web visitadas: Trabajos de Investigacin presentados en Congresos Internacionales, Artculos Tcnicos publicados en revistas especializadas (2003 - 2011) Wikipedia, la enciclopedia libre (2011). www.wikipedia.org/wiki/Per Asociacin Espaola de la Carretera: www.aecarretera.com Asociacin Mejicana del Asfalto: www.amaac.org.mx Comisin Permanente del Asfalto - argentina: www.cpasfalto.org Instituto Chileno del Asfalto: www.ichasfalto.com Instituto Brasileo de Petrleo: www.ibp.org.br Ministerio de Transportes y Comunicaciones: www.mtc.gob.pe

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