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UNIVERSIDAD PRIVADA SAN PEDRO FILIAL SULLANA ESCUELA: INGENIERIA CIVIL TEMA: EMULSIONES ASFÁLTICAS ELECTIVO N° 01: PAVIMENTOS EMULSIÓN ASFÁLTICA “La emulsión bituminosa es un material constituido por un ligante hidrocarbonado, éste se ve sometido en el proceso de fabricación a esfuerzos de laminación y cizalla hasta conseguir que se establezca una dispersión del ligante en el medio acuoso”. Desde el punto de vista fisicoquímico, una emulsión es una dispersión de un líquido en otro no miscible con el primero, son en definitiva dispersiones de un ligante asfáltico en un medio acuoso. Constituyen la solución lógica y natural para poner en obra betunes a temperatura ambiente sin miedo a la presencia de humedad ni a los problemas que produce una mala adhesividad con los áridos. El betún es por su naturaleza hidrófobo (repulsión al agua) y en una emulsión al chocar las partículas de betún se unirán dando lugar a otras con tamaño más grande, lo que provocaría al final la separación del betún y del agua en dos fases. Para evitar la coalescencia de las partículas de betún y conseguir una buena estabilidad de la emulsión, es necesario que en la fabricación existan productos que eviten esto, para ello es que se adiciona lo que se denomina emulsionantes o emulsificantes. Enseguida veremos las propiedades, clasificación y la importancia de los mismos en la clasificación de las emulsiones asfálticas. Se conocen dos tipos de emulsiones: Directa e Inversa. a) Directa, en las cuales la fase dispersa (o interna) es hidrocarbonada y la dispersante (o externa) es agua. b) Inversa, en las cuales la fase dispersa es la acuosa. Las emulsiones utilizadas en carreteras son directas, es decir, dispersiones de betún en agua.

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UNIVERSIDAD PRIVADA SAN PEDROFILIAL SULLANA

ELECTIVO N 01: PAVIMENTOSESCUELA: INGENIERIA CIVILTEMA: EMULSIONES ASFLTICAS

EMULSIN ASFLTICALa emulsin bituminosa es un material constituido por un ligante hidrocarbonado, ste se ve sometido en el proceso de fabricacin a esfuerzos de laminacin y cizalla hasta conseguir que se establezca una dispersin del ligante en el medio acuoso.

Desde el punto de vista fisicoqumico, una emulsin es una dispersin de un lquido en otro no miscible con el primero, son en definitiva dispersiones de un ligante asfltico en un medio acuoso. Constituyen la solucin lgica y natural para poner en obra betunes a temperatura ambiente sin miedo a la presencia de humedad ni a los problemas que produce una mala adhesividad con los ridos.

El betn es por su naturaleza hidrfobo (repulsin al agua) y en una emulsin al chocar las partculas de betn se unirn dando lugar a otras con tamao ms grande, lo que provocara al final la separacin del betn y del agua en dos fases.

Para evitar la coalescencia de las partculas de betn y conseguir una buena estabilidad de la emulsin, es necesario que en la fabricacin existan productos que eviten esto, para ello es que se adiciona lo que se denomina emulsionantes o emulsificantes. Enseguida veremos las propiedades, clasificacin y la importancia de los mismos en la clasificacin de las emulsiones asflticas.Se conocen dos tipos de emulsiones: Directa e Inversa.a)Directa, en las cuales la fase dispersa (o interna) es hidrocarbonada y la dispersante (o externa) es agua.b)Inversa, en las cuales la fase dispersa es la acuosa.

Las emulsiones utilizadas en carreteras son directas, es decir, dispersiones de betn en agua.

CONSTITUYENTES Y CLASIFICACINPara poder clasificar a las emulsiones resulta conveniente dar a conocer las propiedades de sus constituyentes y su intervencin en la misma.Para que una emulsin posea una estabilidad mnima en el tiempo, lo que condiciona su empleo, es que contenga uno o varios tensioactivos o agentes tensioactivos, stos son: compuestos qumicos que presentan una actividad superficial que cuando se disuelven en un lquido, en particular en agua, reducen su tensin superficial.

La accin del emulsificante se puede interpretar teniendo en cuenta una caracterstica que es comn a todos los tensioactivos: Las molculas tienen un extremo que manifiesta afinidad por el agua, y una larga cadena hidrocarbonada que (por su naturaleza orgnica) es afn con el asfalto.

Al ponerse en ntimo contacto las fases agua y asfalto en el molino coloidal (donde se produce el efecto de cizalla para la mezcla) las molculas del emulsificante se orientan en la interfase, crendose una capa mono molecular orientada.

Si el emulsificante es de tipo inico (aninico o catinico), los glbulos estn cargados elctricamente en su superficie, siendo esta carga del mismo signo para todos los glbulos, la repulsin electrosttica constituye a impedir que los glbulos se unan entre s, la carga elctrica es entonces un factor adicional de estabilizacin.

Existen muchos compuestos naturales, sobre todo los que son productos de la sntesis qumica, que responden a estos criterios. A estos los denominaremos emulsionantes o emulsificantes y a continuacin los detallaremos.

Los ensayos que se realizan sobre las emulsiones asflticas son: 1) Viscosidad a 25C 2) Residuo asfltico por determinacin de agua3) Asentamiento a los 5 das4) Demulsibilidad con 0,02N de Cl2Ca5) Demulsibilidad con 0,01 N de Cl2Ca6) Miscibilidad con agua7) Miscibilidad modificada con agua8) Mezcla con cemento9) Recubrimiento10) Tamizado.

EmulsionantesTeniendo en cuenta la definicin de los emulsificantes los podemos clasificar y hacer referencia segn su carcter inico en: Emulsionantes aninicos Emulsionantes catinicos Emulsionantes no inicos

En la fabricacin de emulsiones asflticas los emulsionantes utilizados con los aninicos y los catinicos, describiremos a continuacin sus propiedades.

Emulsificantes aninicosSe tratan de tensoactivos que se ionizan en solucin acuosa para dar origen a iones orgnicos cargados negativamente, que son los responsables de la actividad superficial. Entre ellos se encuentran:

Sales alcalinas de cidos grasos Sales Metlicas de cidos grasos Sales de base orgnica y de cidos grasos

Emulsificantes catinicosSon los tensoactivos que se ionizan en solucin acuosa y que originan los iones orgnicos cargados positivamente responsables de la actividad superficial. Los tensoactivos ms utilizados son:

Alquilaminas, Alquilamidoaminas, Hetericloclos nitrogenados de tipo imidazolina

Estos reaccionan solos o en asociacin y deben estar en forma de sales.Cuando el glbulo de asfalto, por la presencia del emulsificante en su superficie, adquiere carga positiva se dice que la emulsin es catinica (Por equipos de electrlisis), tenemos concentracin en el electrodo negativo CATODO.

Si la carga del glbulo es negativa, estaremos en presencia de una emulsin aninica, en el electrodo positivo ANODO.

Rotura de la emulsinEn forma simplificada y sencilla podemos agregar que una emulsin rompe, cuando esta se pone en contacto con un agregado ptreo, inicindose; la separacin del asfalto del agua y el recubrimiento del agregado ptreo con una pelcula del mismo. El agua debe entonces, liberarse y finalmente evaporarse.

Por todo lo expuesto se puede clasificar a las emulsiones de acuerdo al emulsificante en: ANINICAS Y CATINICAS y, de acuerdo al tipo de rotura en: RPIDAS, MEDIAS Y LENTAS, tanto las aninicas como las catinicas, pero a su vez estas ltimas cuentan con dos tipos de rotura ms que son las superestables y las denominadas de imprimacin.

En la sntesis siguiente, se ve en forma ms detallada lo anteriormente expresado: Emulsiones Aninicas de rotura Rpida Media Lenta

Emulsiones Catinicas de rotura Rpida Media Lenta Superestables ImprimacinExisten dos procesos fundamentales de corte o rotura de la emulsin sobre el material ptreo para que se produzca la separacin de fases y la formacin de la pelcula de cemento asfltico sobre el mineral:

La evaporacin de agua. La reaccin fisicoqumica entre el emulsificante y la superficie del ptreo.

Ambos procesos son simultneos en las emulsiones, pero, mientras que en las catinicas prevalece la reaccin fisicoqumica, en las aninicas el proceso principal es el de evaporacin de agua, a continuacin describiremos estos mecanismos:

Rotura por evaporacin: Esta forma de contribucin a la rotura es altamente dependiente de las condiciones atmosfricas; ser favorecida por altas temperaturas, vientos fuertes y bajos porcentajes de humedad ambiente. Por otro lado, la cada de una lluvia durante la ejecucin de una obra puede revertir este proceso, regenerando la emulsin directa (asfalto en agua) y lavando la mezcla.

Mecanismo fisicoqumico: Este proceso involucra una absorcin de los iones emulsificantes presentes en la fase acuosa sobre el rido. Esta absorcin tiene caractersticas qumicas ya que se forma un nuevo enlace. El proceso producido tiene dos importantes consecuencias:

1) La separacin de iones del tensioactivo de la fase dispersante desequilibra la emulsin al inducir a los iones presentes en la interfase asfalto-agua a pasar a la solucin para compensar a los que se han depositado.2) La superficie del agregado se tapiza de iones del emulsificante, orientados en su parte inica hacia el rido y la cadena orgnica hacia afuera. La superficie del rido pasa a ser muy a fin con el asfalto. Estos dos hechos producen un depsito de cemento asfltico sobre el granular, existiendo una ligazn real por la absorcin del emulsificante.

Por lo expresado el mecanismo fisicoqumico depende del clima en menor medida que de la evaporacin.

Los emulsificantes catinicos comunes tienen la propiedad de absorberse en los sitios activos de la mayora de los agregados ptreos, variando en todo caso la velocidad de ese proceso de un agregado a otro: ser ms rpido para un rido silicio (electronegativo) que para uno con predominio calcreo (electropositivo).

En las mezclas de agregados con emulsiones aninicas el mecanismo que genera la rotura de la emulsin es la evaporacin del agua. En este caso, las emulsiones aninicas exhiben comportamientos de rotura de notable lentitud, con fuerte dependencia de las condiciones climticas y baja adherencia. Solo en compuestos como calcitas, dolomitas, etc., se pueden producir reacciones qumicas entre el emulsificante y el agregado que justifiquen la adherencia. Por lo tanto las emulsiones asflticas aninicas tienen mayor afinidad con los agregados calcreos que los silceos.

Fabricacin

Las emulsiones bituminosas se fabrican en instalaciones o plantas las cuales constan del equipamiento necesario para producir la dispersin del ligante asfltico en el agua.

Las plantas pueden ser de volumen variable. La calidad del producto depende, sin embargo, de unos pocos elementos mecnicos que son relativamente independientes de las producciones de la planta. Estos elementos son:

Sistemas de almacenamiento de las materias primas (ligantes, fluidificantes, aditivos, etc.). Sistemas de calentamiento, alimentacin y transporte del ligante y el agua. Sistemas de fabricacin compuesto por homogeinizadores, difusores y molino coloidal.

La dispersin, en la prctica, se puede lograr por medio de dos procesos, que tienen como pieza fundamental un Molino Coloidal.

La norma IRAM 6691/01 Asfaltos para uso vial, emulsiones catinicas convencionales, clasificacin y requisitos

AlmacenamientoLas emulsiones asflticas a diferencia de otros ligantes, requieren de determinados cuidados en su etapa de almacenaje y durante su manipuleo. El no cumplimiento de los cuidados que se enumeraran a continuacin, dar como resultado una rotura prematura de la emulsin.El almacenaje de las emulsiones asflticas puede realizarse en tanques de hierro o cisternas con paredes de chapa. El sistema que ha demostrado ser el ms efectivo para el acopio es el tanque cilndrico en posicin vertical, ya que en este caso la nata de asfalto que se forma es mucho menor que si se tratase de tanque en posicin horizontal por tener mayor superficie.Esta nata o piel no es perjudicial ni tampoco indica que est en mal estado la emulsin, por el contrario ella misma protege al resto de la masa de la posterior evaporacin y de la entrada accidental de materiales extraos. Esta piel debe ser preservada por lo que el cao de alimentacin debe atravesarla y efectuar su descarga por la parte inferior del tanque. Para que la nata no sea excesiva se le agrega gasoil sobre la superficie de la emulsin a razn de 1 l/m2 de la misma, siempre que el tanque est lleno, por lo menos, en sus dos terceras partes. Dicha proporcin no altera las propiedades de la emulsin ni de su asfalto base.El cao de salida del tanque, tanto para carga de camiones como para recirculacin, estar ubicado cerca del fondo y en posicin diametralmente opuesta a la del cao de alimentacin.

Si una emulsin se encontrase varios das en stock, hay que re circularla previamente durante un tiempo tal que pase un 50 % del contenido total, lo cual se calcula conociendo el volumen de emulsin y el caudal de la bomba.Sobre la bomba, podemos decir que: deber ser hermtica para evitar que la aspiracin de aire produzca espuma, cuyos efectos nocivos son entre otros incrementar innecesariamente la magnitud de la capa e inestabilizar la emulsin. Las revoluciones no deben superar las 1400 rpm ya que si superasen este valor provocaran la rotura de la emulsin y el consiguiente atascamiento de la bomba por la separacin de asfalto.Reglas para el almacenaje:1. Almacenarlas como si fueran fluidos, entre 10 y 85 C, dependiendo el rango de temperaturas correcto, del tipo de rotura de la emulsin.Rpidas50-85 C

Medias50-85 C

Lentas10-60 C

2. Usar agua caliente, vapor de baja o vapor exhausto como elemento calefaccionante del tanque de almacenamiento, cuidando que la temperatura de la pared del serpentn o camisa no exceda los 85 C.

3. No permitir que las emulsiones sean calentadas a ms de 85 C porque a esa temperatura comienza a evaporarse el agua, resultando un incremento en la viscosidad y hasta puede aparecer una fase de asfalto decantada, generando dificultades en la limpieza.

4. No dejar que la emulsin se congele, deber estar almacenada a las temperaturas especificadas an en perodos invernales. Cuando una emulsin se congela aparecen 2 fases depositndose el asfalto.

5. No dejar que la temperatura del sistema de calefaccin, supere los 100 C, ya que se provocara la rotura de la emulsin que est en contacto con la superficie caliente.

6. No usar aire comprimido para agitar la emulsin, puede causar la rotura.

7. Que los tanques NO contengan remanente de otros productos.

8. Transportar las emulsiones en tanques que contengan baffles, para evitar que por agitacin se genere la rotura.

9. Para el caso de dosificaciones de mezclas en plantas elaboradoras, en donde se trabaja con caudales definidos de emulsiones, se utilizarn bombas rotativas tipo Vicking o las de engranajes. Estas debern tener una luz adecuada, pues en el caso de ser demasiado pequeas, pueden producirse empastes y hasta interrumpirse el flujo.

10. Para emplearlas sin inconvenientes ser necesario practicar las siguientes modificaciones:A (mm)B(mm)C(mm)D(mm) E (mm)

1570.430.30103

Las modificaciones producidas no alteran el caudal de la bomba.

Reglas para el manipuleo:1. Al calentar la emulsin se deber agitar suavemente para reducir o eliminar la formacin de pelcula superficial que normalmente se forma.2. Proteger en pocas de clima fro, vlvulas, bombas y lneas en general.3. Dejar abiertas las vlvulas de purga o tapones de drenaje de las lneas de entrada y salida mientras estn fuera de servicio, recordar cerrarlas cuando comience la operacin.4. Usar bombas con adecuado ajuste (luz) entre impulsor y cuerpo, bombas con mucho ajuste pueden atascarse.5. Usar algn sistema de calentamiento en el sello y cuerpo de la bomba para liberar el movimiento, pueden emplearse sopletes de gas licuado. Aproximadamente calentar a 65C para facilitar el arranque.6. Cuando la bomba no est en funcionamiento durante algn tiempo, puede llenarse con combustible (gasoil o fueloil).7. Cuando se proceda a la dilucin de una emulsin, chequear la calidad y temperatura del agua, siempre aadir agua a la emulsin y no a la inversa.8. Evitar repetidas recirculaciones o sucesivos bombeos, la viscosidad puede decrecer e incorporar aire aumentando la inestabilidad de la emulsin.9. Colocar tanto en la entrada como en el reciclo tubos que lleguen al fondo del tanque para prevenir la formacin de espuma.10. Bombear desde el fondo del tanque para reducir la contaminacin con la pelcula superficial que pueda haberse formado en la parte superior.

Extraccin de muestras de asfaltos, emulsiones asflticas, alquitranes y breas (IRAM 6599).

Cuando sea posible, se deben muestrear los materiales en el punto de produccin o almacenamiento, y con tiempo suficiente como para realizar los ensayos requeridos, antes de realizar la distribucin del producto.

Para el caso de emulsiones la muestra ser de 4 lts y se utilizan como recipientes para almacenar la muestra frascos de boca ancha, botellas de plstico, latas recubiertas de plstico interiormente o latas con tapa a friccin con triple sellado recubiertas de plstico. Las muestras deben protegerse del congelamiento y los recipientes para muestras deben estar limpios y secos. Preferentemente se deben utilizar recipientes nuevos. La tapa y el envase se deben ajustar hermticamente.

Muestreo

Mtodo de la vlvula de muestreo:

Las vlvulas, provistas de acceso fcil y seguro, deben estar ubicadas al costado del tanque, la primera en el tercio superior del tanque, pero no ms all de un metro de distancia de la parte superior; la segunda vlvula, en el tercio medio y la tercera, en el tercio inferior del tanque, pero a 1 m del fondo como mnimo. En la figura se representa un diseo recomendado. Se deben extraer de 1 L a 4 L del producto de cada vlvula de muestreo, y descartar antes de tomar la muestra para ensayo. Se deben extraer de 1 L a 4 L del producto de cada vlvula de muestreo para el ensayo.

Mtodo del saca muestra robador (para emulsiones asflticas y asfaltos diluidos).

Las muestras se deben tomar de la parte superior, media e inferior del tanque, haciendo descender el saca muestra robador en el material. En la figura se representa un tipo satisfactorio de saca muestra robador.Se sumerge el saca muestra en el tanque con la vlvula inferior abierta (no hay cierre superior). Cuando se alcanza la profundidad deseada, se le da un tirn a la cadena para cerrar la vlvula. Se extrae el saca muestra del tanque y se transfiere el contenido al recipiente de muestreo.

Este saca muestra se puede emplear para muestreo repetitivo en el mismo tanque, debido a que se evita la contaminacin significativa del contenido anterior con el flujo del material ya que el saca muestra robador tiene forma de tubo y es abierto en ambos extremos. Se recomienda subir y bajar de 3 a 4 veces el saca muestra en una distancia de 1 m, a la profundidad de muestreo.

Mtodo del recipiente lastrado

Las muestras deben extraerse de los niveles superior, medio e inferior, sumergiendo en el material un envase con dispositivo de lastre apropiado.

Esencialmente, el mtodo consiste en emplear un envase limpio para extraer la muestra, verter sta en otro envase limpio, y cambiar el recipiente utilizado para extraer la muestra del tanque. En la figura se da un ejemplo de ste tipo de saca muestra.

Para efectuar la toma de muestra se sumerge el saca muestra en el tanque con el tapn en su lugar. Cuando se alcanza la profundidad deseada, se saca el tapn por medio de un alambre, de una cuerda o de una cadena que lo sujeta, y se deja llenar el envase. Cuando cesa la aparicin de burbujas de aire en la superficie del lquido, significa que se complet el llenado del envase. Se extrae el saca muestra del tanque y se vierte su contenido en un recipiente limpio. Se debe emplear una lata o botella limpia para cada extraccin.

Las tres muestras extradas por cualquiera de los mtodos de la parte superior, media e inferior del tanque de almacenaje, se pueden ensayar en forma separada para detectar la estratificacin. Pueden combinarse, mezclndolas completamente, y se puede extraer de 1 L a 4 L para otros ensayos.

Las muestras de emulsiones deben protegerse del congelamiento envasndolas y almacenndolas correctamente. Para un correcto almacenamiento y manejo de las emulsiones asflticas, se deben contemplar las recomendaciones dadas en la IRAM 6691.

Inmediatamente despus de haberse llenado con las muestras, los recipientes debern cerrarse bien y se identifican en el propio recipiente o en una etiqueta pegada a l, incluyendo, adems de cualquier otro dato que pudiera interesar.

Se realizan a continuacin la batera de ensayos especificados:

Determinacin del residuo sobre tamiz (Retenido sobre el tamiz IRAM 850m - N 20, IRAM 6717-00)Es el primer ensayo que se lleva a cabo sobre la emulsin, puesto que los restantes se efectan sobre la muestra tamizada.

Para el mismo se toma una muestra de 1000 grs., se la lleva a 25 C 5 C y se hacen pasar a travs del tamiz IRAM 850 m (Tamiz N 20), lavando el envase que la contena y el residuo sobre el tamiz, hasta que la solucin de lavado sea limpia. El tamiz con el residuo es llevado a estufa hasta peso constante (Aprox. 100 C), para realizar posteriormente el siguiente clculo:

R = ((A - B) / m) *100

R: Residuo sobre tamiz, en gramos por 100 gramos de emulsin.A: La masa total del tamiz con el residuo (grs).B: La masa del tamiz (grs).m: Masa de la muestra de emulsin (grs).

La Norma establece para este ensayo, independiente del tipo de emulsin un mximo de 0,1 gr/100grs.

Con este ensayo se tiene una idea de la homogeneidad de una emulsin al establecer un porcentaje mximo de partculas de tamao indeseable, las cuales, pueden producir taponamientos de filtros o picos regadores y, por otro, conspirar con un recubrimiento fino y uniforme de la superficie de los agregados ptreos.

Asentamiento (IRAM 6716-89)

Definicin: Diferencia entre el contenido de asfalto de la fraccin del fondo y de la superior de la emulsin, producida luego de un reposo de 5 das.

El ensayo se realiza por duplicado. Para la realizacin del mismo, tomamos 500 cm3, del material pasante por el IRAM 850 m (Tamiz N 20), se colocan en el tubo de ensayo y se deja reposar a temperatura ambiente durante 5 das.

Transcurrido el perodo de reposo, se toman 55 cm3 de la parte superior en un vaso de precipitado, a este material convenientemente homogeneizado se le determina el residuo asfltico, segn IRAM 6715-Determinacin del residuo asfltico por determinacin de agua.

A continuacin drenamos 390 cm3 y se desechan.

Se toma el residuo remanente en el tubo y se procede, como se mencion anteriormente, a determinar el residuo, segn IRAM 6715-Determinacin del residuo asfltico por determinacin de agua. Se calcula el asentamiento con la frmula:

A = B C

A: El asentamiento, en gramos por 100 gramos, a los 5 das.B: El residuo de la parte superior, en gramos por 100 gramosC: El residuo en la parte inferior, en gramos por 100 gramos.

Si A es mayor que cero, tenemos concentracin en la parte inferior, si A es menor que cero, tenemos concentracin de residuo en la parte superior.

Se establece un mximo de 5% para dicha diferencia en el caso de las emulsiones de rotura rpida, lenta, superestable y en el caso de las media, la de nomenclatura CRM - 1.

Para el caso de la media, CRM - 2 el mximo es de 12 % y en la de Imprimacin 15 %.

Este ensayo refleja la estabilidad de la emulsin en el almacenaje. Las variables que influyen son, fundamentalmente la calidad de emulsificacin, la temperatura ambiente y la diferencia de densidades entre la fase dispersa (asfalto) y la dispersante (solucin acuosa).

Residuo asfltico: Para la determinacin del mismo se puede optar por los tres siguientes mtodos. A nuestro entender el tercero de ellos sera apto para la utilizacin en obra ya que es rpido, sencillo y el resultado no escapa de los valores obtenidos en los otros mtodos.

Determinacin del residuo asfltico por determinacin de agua (IRAM 6715-86)Consiste en una destilacin en presencia de Xileno, recogindose el agua y el solvente en una trampa graduada y determinndose el contenido de asfalto en forma indirecta. Para la determinacin del mismo nos basamos en las siguientes expresiones: A = V*p*100Donde:V es el volumen de agua contenido en la trampa, en cm3p es la densidad del agua que, a los efectos de este clculo, se considera igual a 1 gr/cm3 m es la masa de la muestra, en gr A es el contenido de agua, en gr * 100 gr90R = 100 A

Donde: R es el residuo asfltico, en gr * 100 grA es el contenido de agua determinado en la ecuacin anterior, en gr * 100 gr

Determinacin por destilacin del residuo asfltico y de los hidrocarburos destilables (IRAM 6719-88)

El ensayo de destilacin se usa para determinar las proporciones relativas de cemento asfltico y agua presentes en la emulsin. Algunos grados de asfalto emulsificado, tambin contienen aceites; la destilacin entrega informacin acerca de la cantidad de este material en la emulsin. Tambin este ensayo permite analizar el residuo mediante ensayos adicionales como, penetracin, solubilidad y ductilidad, que son descritos en los cementos asflticos. El procedimiento de ensayo es muy similar al de asfaltos diluidos. Una muestra de 200 gr de emulsin se destila a 260C.

La diferencia al destilar una emulsin es que se usa un recipiente de hierro y anillos quemadores en vez de un matraz de vidrio y mechero Bunsen. El equipo esta diseado para evitar los problemas que pueden originarse con la formacin de espuma al calentar la emulsin. La temperatura final de destilacin de 260C se mantiene durante 15 min. Con el objeto de obtener un residuo homogneo.

Los grados medio y rpido de lasEnsayo de destilacin para emulsiones catinicas pueden incluir aceite en el destilado, cuya cantidad mxima est limitada por especificaciones. El material destilado, se recibe en una probeta graduada, incluye tanto el agua como el aceite presentes en la emulsin. Ya que estos dos materiales se separan, las cantidades de cada uno de ellos pueden determinarse directamente en la probeta graduada.

Determinacin del residuo por evaporacin (IRAM 6720-86)

Consiste en evaporar el agua por calentamiento de la emulsin, mezclada previamente con arena, a razn de 4 partes de arena por cada parte de emulsin. La evaporacin se realiza sobre mechero en recipientes de hojalata y por duplicado, como se mencion, es utilizable en obra y en los casos en los cuales no se tengan en Laboratorio los elementos para realizar el ensayo descrito en Determinacin del residuo asfltico por determinacin de agua (IRAM 6715-86).

La siguiente expresin nos permite determinar el residuo asfltico:R =(m3 - m1) *100 m2 - m1

Donde: R es el residuo asfltico por evaporacin, en gr * 100grm1 es la masa del recipiente con la varilla y la arena, en grm2 es la masa del recipiente con la varilla, la arena y la emulsin incorporada, en grm3 es la masa del recipiente con la varilla, la arena y el residuo de la evaporacin, en gr

Identificacin del signo de la carga de los glbulos asflticos (IRAM 6690-74) emulsin aninica.

Una muestra de emulsin es sometida a una electrlisis entre dos electrodos de acero inoxidable, identificndose el signo de la carga elctrica por la polaridad del electrodo donde se produce el depsito de asfalto. Si se verifica en el electrodo negativo (ctodo) un depsito, la emulsin es catinica. Si por el contrario, el asfalto migra hacia el nodo (electrodo positivo) se trata de emulsin aninica.

Determinacin de la superficie recubierta del agregado ptreo y de la resistencia al agua de la pelcula (IRAM 6679-74)

Aqu se determina la capacidad de las emulsiones de rotura rpida para cubrir los agregados ptreos. La norma nos define como Superficie Recubierta, a toda superficie del agregado que, despus del tratamiento efectuado en condiciones normalizadas, presente color negro o castao oscuro, que tape la textura propia del agregado y92 Resistencia al Agua, al porcentaje del agregado que permanece recubierto con asfalto despus del lavado con agua. Estas emulsiones producen un recubrimiento capaz de tolerar un lavado con agua corriente luego de 30 minutos de curado al aire. Se emplea como agregado ptreo de referencia la fraccin 3/8 y de piedra grantica triturada de una cantera de Olavarra (Bs. As). Se trata de un agregado estndar de alta calidad, cuyo recubrimiento con la emulsin en ensayo se efecta previo lavado, secado y posterior adicin de una cantidad establecida de agua para su uniforme humectacin. Dado que las emulsiones de corte rpido son utilizadas casi exclusivamente para efectuar riegos, este ensayo no reproduce las condiciones reales de trabajo en una obra. Por ello, se debe verificar la afinidad de un agregado para un tratamiento con las emulsiones catinicas disponibles. Es frecuente observar que si el agregado a emplear es polvoriento y no va a ser lavado en obra para eliminar dicho polvo, se hace necesario emplear una emulsin de corte medio, y a veces una superestable, pues de lo contrario, el recubrimiento ser pobre y la adherencia prcticamente nula.

Mezcla con cemento Prtland (IRAM 6718-89)

Es el ensayo que permite definir a una emulsin como de rotura lenta, en funcin de su compatibilidad con un material fino normalizado, como es el cemento Prtland de alta resistencia inicial (ARI). El porcentaje de emulsin que coagula al ponerse en contacto con el cemento permite darnos una idea de la estabilidad de la emulsin. Consiste en mezclar emulsin asfltica y cemento (ARI), en determinadas condiciones, agregando al final una cantidad de agua y pasando la suspensin por el tamiz N 14 con ayuda de agua destilada. El retenido seco no debe superar el 2% de la emulsin para que sta sea considerada lenta.

Previo al ensayo, las emulsiones son diluidas con agua hasta 55% de residuo, esto se debe a que originalmente el ensayo se aplicaba a las emulsiones aninicas y luego fue necesario adaptarlo a las catinicas, cuyo residuo es superior a 60%. La siguiente expresin nos determina la cantidad de emulsin coagulada:

E = (mf - mi) * 100 V

Donde: E es la porcin de emulsin coagulada, en gr * 100 cm3mi es la masa del tamiz, recipiente y varilla, antes del ensayo, en gr mf es la masa del tamiz, recipiente y varilla con el residuo, en grV es el volumen de emulsin empleado, en cm3

Mezcla con arena silcea y agua (Apartado 6.3 de la norma IRAM 6691/01)

La norma recientemente actualizada nos recomienda efectuar este ensayo con los agregados de obra y en condiciones similares a las que existirn en ella en cuanto a las condiciones climticas y de mezclado, cuando se proyecten tratamientos superficiales y estabilizacin de arena. Este ensayo establece el mtodo para determinar la capacidad de las emulsiones asflticas de rotura media para recubrir los agregados ptreos y la resistencia al agua de la pelcula media. Se define Superficie Recubierta y Resistencia al agua igual al visto en la norma 6679/74.

Mezcla de lechada asfltica en clima clido (Apartado 6.4 de la norma IRAM 6691/01)

Este ensayo se realiza para diferenciar una emulsin lenta de una superestable. En esta ltima la exigencia es que permanezca 4 horas en condiciones de trabajabilidad, realizando una lechada. Si realizsemos una lechada con emulsin lenta esto no se cumple.

El ensayo consiste en mezclar durante un tiempo de 5 minutos en promedio, una porcin de arena grantica, arena fina (normalizada y zarandeada), la muestra de emulsin en estudio y una determinada cantidad de agua destilada. Se observa si se obtiene una mezcla fluida (lechada) que permanezca estable durante 4 h. En condiciones de trabajabilidad en ambiente de laboratorio.

Ensayos sobre el residuo

A continuacin se describen los cuatro ensayos que se le debe realizar al residuo de destilacin obtenido del ensayo de destilacin e hidrocarburos destilable (IRAM 6719), recordemos que es el nico que est apto para realizarle estas determinaciones.

En conclusin, el orden para caracterizar una emulsin asfltica catinica, cualquiera sea su tipo de rotura, podra ser el siguiente:

Muestreo Carga de partculas Tamizado Residuo asfltico e hidrocarburos destilables Asentamiento Viscosidad Saybolt Furol

Para las de rotura rpida restara realizar: Recubrimiento y Resistencia al Agua. Para los de rotura media: Recubrimiento y Resistencia al Agua y Mezcla con Arena Silcea y Agua.

Para las de rotura lenta: solo Mezcla con Cemento.

Para las superestables: Mezcla con Cemento y el ensayo de Mezcla de lechada Asfltica en Clima Clido.

RIEGOS ASFLTICOS

Los Riegos asflticos, en sus distintas tipologas, cumplen funciones especficas en la estructura de un camino, durante su etapa de construccin o colaborando con su vida en servicio.

Esta situacin nos pone ante la necesidad de ser efectivos al momento de realizar la ejecucin de cada uno de ellos, cumplan la funcin que cumplan y abstrayendo nos del grado de importancia.

Los distintos tipos de riego podemos agruparlos en las siguientes categoras: Riegos Antipolvo (Dust Palliative). Riegos de Imprimacin (Prime Coat). Riegos de Liga (Tack Coat). Riegos de Curado (Seal Cure). Riegos Negros (Fog Seal). Riegos de Sellado (Seal Coat). Impregnado de geotextiles (Seal Satrate).Riego Antipolvo (Dust Palliative). Aplicacin de un Riego de Emulsin sobre una superficie de rodamiento no tratada.

El objeto de estos riegos, es minimizar el polvo originado por la circulacin vehicular. La aplicacin del producto puede ser semanal o dependiendo de las condiciones climticas.

Las Emulsiones recomendadas para estas aplicaciones son las lentas o superestables, diluidas con agua en relaciones que van de 1:3 a 1:5 (Recordar la forma de diluir una Emulsin).

La cantidad de producto a aplicar depender de las caractersticas de la superficie; stas a su vez, del tipo de material usado en la base y de las tareas de mantenimiento programadas que se realicen. Las dotaciones orientativas: 0,7 a 2 l/m2.

Temperaturas ambientes de trabajo

Temperaturas de trabajo

Riego de Imprimacin

Aplicacin de un material asfltico de baja viscosidad sobre una superficie absorbente, diseado para penetrar, establecer vnculos de continuidad, estabilizar la superficie y promover la adherencia entre ella y la construccin que sigue.

Las distintas funciones atribuibles a estos riegos y por las cuales se hacen insustituibles son:1. Ennegrecer la superficie a travs de la penetracin por gravedad de la Emulsin, generando una superficie impermeable continua y uniforme.2. Anclar las partculas en superficie, eliminando el polvo y las partculas sueltas.3. Obturacin de los vacos capilares superficiales.4. Generar una interfase, para que de esta forma el riego de liga sea colocado sobre una superficie afn que asegure el anclaje con la capa siguiente.5. Colaborar en el mecanismo resistente de adhesin, entre la capa de base y la siguiente capa.

Las Emulsiones usadas en estas aplicaciones son especiales para imprimaciones, a consecuencia de las caractersticas de la aplicacin.

La cantidad de producto es muy variable y, como en lodos los riegos. Depende del estado de la superficie.

En este caso en particular, previo al pedido del producto es recomendable realizar investigaciones sobre la base misma en las condiciones en las que sta se presentar terminada y lista para recibir al riego. Las dotaciones orientativas variarn de acuerdo a las caractersticas de la superficie a tratar. Orientativo: 0,8 a 1,2 l/m2.

Tareas previas a la aplicacin

Se deber cuidar que la superficie a ser regada no presente material suelto. Tratar la superficie. Se recomiendan los tramos de prueba.

Temperaturas ambientes de trabajo

Temperaturas de trabajo

Riego de liga

Aplicacin de un riego de Emulsin sobre una superficie asfltica de cualquier tipo, previo a la extensin de otra capa asfltica.

La funcin primordial es actuar de anclaje y garantizar el funcionamiento monoltico de la porcin de la estructura conformada por dos o ms capas asflticas.

Se usan Emulsiones de corte rpido.

En particular en el caso de carpetas delgadas (micropavimentos) o mezclas drenantes, deben usarse Emulsiones modificadas, del tipo CRR Om y CRR 1m como aconsejables y la CRR 2m como posible.

La pelcula ser uniforme. El asfalto residual tendr buena adherencia. Producir una capa de asfalto residual muy delgada. Se recomienda la realizacin de tramos de prueba previos.

Las dotaciones de Emulsin sugeridas rondan entre 0,4 a 0,8 l/m2.

Tareas previas a la aplicacin:

Barrido y soplado con equipo adecuado. Cuando fuese necesario, se emplear el cepillo manual o la escoba mecnica. Especial cuidado con las superficies desgastadas.

Temperaturas ambientes de trabajo

Temperaturas de la Emulsin para el trabajo

Otros ejemplos de dotaciones: Sobre bases imprimadas: 0,5 a 0,8 l/m2. Sobre carpetas asflticas: 0,4 a 0,6 l/m2. Sobre pavimentos de hormign: 0,4 a 0,6 l/m2. Sobre granitullo o adoquines: 0,4 a 0,6 l/m2. Riegos de Curado

Aplicacin de un riego de Emulsin sobre una capa de sub-base o base tratada hidrulicamente.

El objeto es evitar la evaporacin para favorecer la reaccin interna de hidratacin, y que la capa desarrolle las caractersticas de calidad para las cuales fue concebida.

Se los debera aplicar entre 12 y 24 hs. de terminada la capa. Prohibir la circulacin por un mnimo de 3 das.

La cantidad de producto a aplicar ser dentro de un rango de 1 a 1,2 l/m2.

La aplicacin del riego se efectuar de manera uniforme evitando duplicarla en las juntas transversales de trabajo. Cuando sea preciso regar por franjas se procurar una ligera superposicin del riego en la unin de dos contiguas.

Tareas previas a la aplicacin

Barrido y soplado con equipo adecuado.

Temperaturas ambientes de trabajo

Temperaturas de la Emulsin para el trabajo

Transcurrido el plazo de curado fijado por el Pliego de Especificaciones Tcnicas Particulares se eliminar el riego de curado por barrido enrgico seguido de soplado con aire comprimido u otro medio aprobado, previamente a la ejecucin de un Riego de Liga.

Riegos Negros

Aplicacin de una pelcula de Emulsin Asfltica sobre la superficie de pavimentos asflticos, gastados o no.

Su funcin es impermeabilizar, colorear y/o renovar, superficies con caractersticas en proceso de deterioro.

Si bien su utilizacin no es muy difundida, el usarlos promueve una mejor vida til del pavimento a la vez que rejuvenece la superficie del mismo.

Se usan Emulsiones de corte rpido CRR 0 y CRR 1.

Dotaciones sugeridas que van de 0,3 a 1 l/m2.

Tareas previas a la aplicacin

Mejorar la superficie de considerarse necesario. Eliminar materiales extraos usando cepillos y posteriormente aire a presin. Aplicacin de la Emulsin.

Temperaturas ambientes de trabajo

Temperaturas de la Emulsin para el trabajo

Riegos de Sellado

Su funcin es impermeabilizar, sellar fisuras, colorear y/o renovar, superficies con caractersticas en proceso de deterioro; presenta como ventaja extra la renovacin de la Macrotextura.

Se usan Emulsiones de corte rpido, particularmente las de mayor cantidad de residuo asfltico CRR 1 m y CRR 2m, con muy buena fluidez.

Dotaciones de Emulsin que van de 0,6 a 1 l/m2.

La cantidad de agregado mineral puede variar entre 4 y 6 kg/m2 y el mismo debe rodillarse. Tramos de prueba.

Tareas previas a la aplicacin.

Mejorar la superficie de ser necesario. Eliminar materiales extraos usando cepillos y posteriormente aire a presin. Tareas de mejor calidad se consiguen usando barredoras. Aplicacin de la Emulsin. Colocacin de la arena.

Temperaturas ambientes de trabajo

Temperaturas de la Emulsin para el trabajo

Riegos para impregnacin de geotextiles

Consiste en un Riego de Emulsin y una membrana geotextil, que se interponen entre la capa fisurada y la nueva capa.

Se usan como elemento para la disipacin de fisuras en los tratamientos antirreflexin de fisuras y grietas.

El geotextil, conformar una membrana visco-elasto-plstica, logrando una interfase impermeable y retardando la reflexin de fisuras y/o grietas.

La membrana descrita se obtiene mediante la saturacin con asfalto de la manta geotextil que ser colocada sobre la superficie existente, previa preparacin de sta, para luego colocar la nueva capa de concreto asfltico.

Se usan Emulsiones de corte rpido y modificado C RR - 2 p.

La dotacin normalmente ronda entre 1,6 y 1,7 l/m2, dependiendo del nivel de fisuracin y de la capacidad de absorber asfalto del geo textil. Este valor lo dan los fabricantes de los geo textiles y ronda los 0,9 l/m2.

Tareas previas a la aplicacin

Para garantizar, que la adhesin del geotextil a la capa asfltica antigua sea la adecuada, deber preverse que la superficie sobre la cual se colocarn los rollos de geotextil est libre de elementos tales como: polvo, agua, vegetacin y escombros que pudiesen entorpecer el contacto entre el asfalto y la carpeta vieja. Los equipos recomendables utilizados en este tipo de operaciones son compresores neumticos con boquillas adecuadas para limpieza o incluso es posible usar escobas, como tambin equipos de barrido mecnico.

La cantidad de Emulsin Asfltica a utilizar depende de la porosidad relativa de la capa antigua y del geotextil a utilizar (de su grado de retencin de asfalto) en el proceso de repavimentacin, para garantizar el desempeo de la membrana visco-elasto-plstica lograda con la saturacin del geotextil (valor que ronda los 0.9 l/m2).

Adicionalmente, se debe incluir la cantidad necesaria para adherir la nueva capa asfltica a la superficie del geotextil (dotacin entre 0.4 y 0.6 l/m2, valor ste que debe ser ajustado en obra en funcin de las caractersticas finales de la aplicacin anterior).

Temperaturas ambientes de trabajo

Temperaturas de la Emulsin para el trabajo

Tratamiento superficial

Consiste en la aplicacin de una pelcula continua de Emulsin Asfltica, seguida por la distribucin y compactacin de una capa de ridos. La secuencia puede ser repetida varias veces generndose as los distintos tipos de tratamiento, desde monocapa hasta las mltiples (dobles, triples, etc.).

Emulsiones usadas

Deben tener buena fluidez inicial y adhesividad, para facilitar el mojado y pegado de los ridos.

Deben ser de rotura rpida para que desarrolle cohesin velozmente. Deben tener viscosidad apropiada en relacin al tamao del agregado y las caractersticas del trazado para evitar escurrimientos.

Tareas previas Superficies Asflticas Bacheo. Tomado de fisuras. Tratado de todas las imperfecciones. Barrido y soplado final. Riego ligero de agua. Superficies No Asflticas Correcciones de imperfecciones. Perfilado y limpieza.

Construccin1. Primer Riego.2. A distancia prudencial esparcir agregados.3. La compactacion debe comenzar al inicio del corte de la Emulsin. Se usan rodillos neumticos o lisos metlicos. El nmero de pasadas suficientes para formar el mosaico suele ser de 3 a 5, debiendo ser las primeras dos a baja velocidad (2-3 km/h).4. Correccin de deficiencias en forma manual o con rastra.

Contemplar

1. Comprobar la altura de la rampa en funcin de la separacin de picos.

2. Control dotacin de Emulsin.3. Dosificacin de ridos.

4. Realizar tramo de prueba.5. Usar elementos en las juntas para limitar.

Mezclas en fro

Material constituido por la combinacin de agregados ptreos y eventualmente relleno mineral; bien graduados granulomtricamente; usan como aglomerante Emulsin Asfltica; se los puede extender y compactar a temperatura ambiente.

Los agregados son granulomtricamente equiparables a los de las mezclas en caliente, dando lugar a mezclas similares por su estructura, encontrndose su diferencia en la mezcla y puesta en obra, ya que en este caso nos encontramos con tiempos de trabajos acotados (muchas veces manejados con la Emulsin) entre; el mezclado, la extensin y la compactacin.

Los materiales

Materiales granulares

Agregado gruesoMaterial con partculas sanas y duras

Agregado finoGranos limpios y duros sin material perjudicial.Mezcla de grantico de trituracin, que otorga trabazn, y arena silcea de ro en menos del 10%, que le da trabajabilidad:

Emulsin Asfltica Lentas o superestables. Convencionales o modificadas. Dependen del tipo de mezcla a elaborar. Dependen de factores climticos. Dependen de los equipos usados en la elaboracin. Dependen de la idoneidad del personal.

Lechada asfltica

Mezcla en fro de baja consistencia, elaborada con Emulsiones Asflticas, ridos finos bien graduados (de trituracin y/o naturales), agua y eventualmente adicin de filiar minerales.

Mezcla fluida, homognea y cremosa. Evaporada el agua, el producto es denso, impermeable y resistente al deslizamiento. Los mcroaglomerados, usan agregados de trituracin y Emulsiones modificadas, diferencindose adems en la posibilidad de usar mayores tamaos de ridos.

Funciones

Impermeabiliza la superficie, protegiendo las capas inferiores del pavimento. Permite retardar el deterioro de la carpeta asfltica sellando grietas superficiales y rejuveneciendo.

Permite corregir la textura superficial de! pavimento cuando ste presenta baja resistencia al deslizamiento.

ridos La calidad de la lechada depende de la calidad de los ridos. Limpieza - Abrasin Forma Adhesividad

Emulsin Asfltica

Las Emulsiones pueden ser: Superestables (convencionales o modificadas) De rotura lenta De rotura controlada (convencionales o modificadas)

Estabilizado

Se conocen con este nombre, a las mezclas ntimas entre Emulsin y materiales minerales, naturales o con pequeos aportes de otros con el objeto de conformar la capa de base o sub-base de la futura estructura de un camino o bien conformando la capa de rodamiento de un camino secundario de bajo trnsito.

Es una Mezcla en fro ms, pero a diferencia de la anterior, se trata de un producto con poco o nulo material de aporte y usado a los efectos de lograr una capa, de ciertas caractersticas, resistente usando suelo natural del lugar. Esta situacin nos pone ante un panorama de ingeniera muy alentador y que los proyectistas deben evaluar a la hora de analizar qu materiales se usan en las capas de un camino. Por qu? Muy simple: podemos prescindir de suelos seleccionados o granulares de alta calidad, slo debe readecuarse el material del lugar.

Cuando las caractersticas del suelo lo permitan, ste estabilizado bituminoso es considerado como un SE (Suelo Emulsin), es decir, el suelo del lugar podr entregarnos las cualidades friccinales tales que la Emulsin cumpla su rol impermeabilizante y de material cohesivo (suelos arenosos o arcillo-arenosos).

En los casos en los que se est en presencia de suelos plsticos, nos veremos forzados a incorporar un material con el que se mejora la capacidad friccional y se da origen a los SAE (Suelo Arena Emulsin).

Es una tcnica de bajo costo; se usa por lo general el suelo del lugar. No es necesario proveerse de suelos seleccionados (ahorro en transporte). Se usan equipos de uso corriente. No se necesita personal altamente especializado. El suelo aporta cohesin a la mezcla. La arena aporta sus propiedades friccinales. El asfalto es el que hace la mezcla insensible al agua. Se usan Emulsiones de tipo lentas o superestables; las dotaciones dependern del diseo y la cantidad de fino.

Suelo

Para la obtencin de estos valores suele incorporarse cal y trabajar en la cancha en tareas de desmenuzado y/o trituracin eficaz, para facilitar a posteriori la distribucin homognea de la Emulsin.

Arena

Natural o de trituracin que satisfaga las caractersticas finales de resistencia exigidas o esperadas para una determinada capa.

Emulsin

Lentas, superestables o de rotura controlada.

Para la eleccin del tipo de Emulsin se deber tener presente: 1. Tipo de clima.2. Caractersticas del suelo (de la mezcla final que satisfaga las condiciones de resistencia para la capa).3. Presencia de cal.4. Equipos disponibles. Energa de mezclado del sistema.