Mezclas en Frío

7/24/2019 Mezclas en Frío

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Dante Néstor Nardelli

Ingeniero Civil

MEZCLAS ASFÁLTICAS EN FRÍO

1.- INTRODUCCIÓN.

En la ejecución de mezclas asfálticas, las de uso intensivo son las realizadas en caliente, esdecir mezclas preparadas calentando y secando los áridos a temperaturas del orden de 160º Cy el cemento asfáltico a aproximadamente 155º C

Con ello se lo!ra "ue el asfalto recu#ra perfectamente las part$culas del a!re!ado y de#ido a lacasi nula existencia de %umedad, ad%iera correctamente con los áridos, !enerando as$ unproducto dura#le y resistente en el tiempo

Como variante suelen ejecutarse tam#i&n mezclas preparadas en fr$o, en donde se empleanáridos en su estado natural, es decir a'n conteniendo altos porcentajes de %umedad, utilizandoen este caso asfaltos emulsionados

(ur!e a"u$ la primera aparente incompati#ilidad y tam#i&n incon!ruencia en la realización demezclas en fr$o con emulsión asfáltica, ya "ue permanentemente se nos %a inculcado "ue elasfalto de#e aplicarse so#re superficies li#res de %umedad, para as$ !arantizar una correctaad%erencia

Cómo es posi#le entonces "ue utilicemos emulsión asfáltica para mezclas y a'n para rie!os,ya "ue este material es una dispersión del asfalto en a!ua, por lo "ue con su uso se estar$acontraviniendo el )axioma* anterior

+e#e recordarse "ue al ela#orar una emulsión el asfalto %a sido dispersado en a!ua, con la"ue no es misci#le, formando !ló#ulos o micelas de tamaos inferiores a -5 micrones, "ue son

mantenidas esta#les por la acción del emulsificante

En caso de emulsiones catiónicas el emulsificante tiene car!a el&ctrica positiva, caracter$stica"ue es transferida al !ló#ulo de asfalto

Es conocido asimismo "ue en la mayor$a de los áridos de uso vial %ay un predominio depart$culas con car!a el&ctrica ne!ativa .salvo el calcáreo puro/

ecordando tam#i&n la clásica frase de )polos opuestos se atraen y polos i!uales serec%azan*, inculcada %asta el cansancio por nuestros profesores en el secundario y a'n en laniversidad, de#emos admitir "ue un !ló#ulo de asfalto de una emulsión catiónica tendrá !ranafinidad para )atraerse o enamorarse* con casi todas las part$culas de áridos de uso vial

2 ra$z de esta )atracción* el emulsificante ad%iere primero con los áridos, arrastrando consi!o alos !ló#ulos de asfalto y expulsando a la vez el a!ua de la emulsión y de la %umedad dela!re!ado o superficie de aplicación, !enerando as$ una perfecta unión asfalto 3 a!re!ado, enuna acción "ue para al!unos podr$a merecer el calificativo de )contra natura*

+e#e admitirse tam#i&n "ue una mezcla en fr$o será, a i!ualdad de condiciones!ranulom&tricas y de contenido de asfalto, de inferior calidad a una mezcla realizada encaliente

Ello es as$ por la sencilla razón "ue la mezcla en caliente se dosifica y compacta en camino a

densidades e"uivalentes al 4ars%all de 5 !olpes por cara en cam#io una mezcla en fr$o sedosifica a 50 !olpes, ya "ue en camino no es posi#le conse!uir densidades mayores

Es decir en consecuencia "ue, por diferencia de densidades, la mezcla en fr$o tendrá menor esta#ilidad "ue la preparada en caliente

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7o o#stante ello de#e reconocerse tam#i&n "ue, a'n en caso de calidad inferior, el uso demezclas en fr$o es recomenda#le en una amplia !ama de situaciones, en donde la ma!nituddel tránsito y fundamentalmente las consideraciones económicas ameritan recurrir a suempleo

(alvo el caso de las mezclas drenantes o porosas, en donde el alto contenido de vac$os lasconvierte en permea#les o a#iertas, el resto de las mezclas en caliente son de caracter$sticasdensas o altamente impermea#les

En el caso de las mezclas en fr$o se pueden ejecutar tam#i&n este tipo de mezclas densas, esdecir con vac$os entre 8 y 5 9, pero ello si!nifica "ue la expulsión del a!ua lue!o de la roturade la emulsión pueda verse dificultada, a'n con una eficiente compactación

:or ello a veces se recurre a mezclas en fr$o con mayor porcentaje de vac$os, incorporando as$otro factor de reducción de calidad en comparación con las en caliente

2.- CARACTERÍSTICAS DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS EN FRÍO.

:ara las mezclas asfálticas en fr$o, son de aplicación los mismos conceptos empleados en elDiseño de mez!"s "s#$!%i"s e& "!ie&%e, salvo en lo referente al contenido de vac$os, "uetal como ya fuera expresado, suele admitir un porcentaje un poco mayor, a efectos de facilitar la expulsión del a!ua de la emulsión y de la incorporada en el mezclado

na correcta mezcla en fr$o re"uiere "ue previo a la incorporación de la emulsión, los áridosde#en ser %umectados convenientemente con una determinada cantidad de a!ua,indispensa#le para evitar el rompimiento prematuro de la emulsión y permitir as$ unrecu#rimiento completo del a!re!ado y una #uena uniformidad en la mezcla

El a!ua a emplear de#erá ser l$mpida, li#re de materias nocivas como ser; sulfatos, az'cares,sustancias %'micas o cual"uier otra reconocida como tal

En cuanto a la emulsión, de#e recurrirse a las catiónicas lentas o superesta#les '.- DOSIFICACIÓN DE MEZCLAS EN FRÍO.

Con relación al m&todo de dosificación, se destaca "ue en nuestro medio se emplea la t&cnica4ars%all .<7=E>=?6 o 2(@4 +=155>/ modificada por la +irección :rovincial de <ialidad de(anta Ae .2r!entina/

@al modificación al 4ars%all %a sido suficientemente corro#orada en la :rovincia en un !rann'mero de o#ras realizadas con mezclas en fr$o

Bas variantes introducidas al m&todo sur!ieron de la necesidad de repetir en la#oratorio lamecánica de eliminación del a!ua de la mezcla, tal como ocurre en camino durante el procesode compactación

:ara ello se pensó "ue as$ como el a!ua es expulsada !radualmente en el camino, a medida"ue avanza la compactación de la mezcla, en la#oratorio de#$a #uscarse un procedimientosimilar

En tal sentido se realizaron perforaciones en el molde 4ars%all, de manera "ue al aplicar una!radual car!a estática, el a!ua pudiera drenar li#remente al exterior, como en el camino

Esto es posi#le con el empleo de emulsiones catiónicas, por el mecanismo f$sico 3 "u$mico derotura, "ue permite el drenaje de a!ua limpia por los orificios

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En cam#io en el caso de las emulsiones aniónicas, cuya rotura se produce por evaporación dela!ua, esta t&cnica no es aplica#le ya "ue por los orificios saldrá emulsión, al no %a#erseproducido todav$a la evaporación re"uerida para el corte

El ensayo se realiza con las mismas t&cnicas, elementos y e"uipos del ensayo 4ars%allnormalizado, con las variantes "ue se indican .<er detalles al final/;

4olde de compactación; Es el mismo del m&todo ori!inal al "ue se le practican

perforaciones laterales cónicas de 1 mm de diámetro interior y - mm de diámetroexterior, distri#uidas sim&tricamente en cinco .5/ %ileras de doce .1-/ orificios cada unaBa forma de las perforaciones evita el rein!reso del a!ua al "uitar la compresión

:rensa de compactación; :ara la preparación de las pro#etas se aplica compactación

estática en lu!ar de dinámica, para lo cual se reemplaza el pisón por una prensa deaccionamiento el&ctrico o manual, "ue permita aplicar car!as de %asta 185 !Dcm- .11

ton aproximadamente/, con una velocidad constante de 5 mm por minuto

+eterminación del porcentaje de asfalto de la mezcla; Ba cantidad de asfalto puede

fijarse con el m&todo de las áreas superficiales, pero vale la pena aclarar "ue tal valor podrá fijarse directamente en función a la experiencia ad"uirida con el diseo demezclas similares, tanto sea en caliente como en fr$o

:reparación de las mezclas;

(e mezclan los áridos secos, y el filler si %iciera falta, a temperatura am#iente

(e adiciona la cantidad de a!ua de pre%umectación tratando "ue se distri#uya

uniformemente en la mezcla de a!re!ados

(e incorpora la cantidad la cantidad necesaria de emulsión catiónica y se mezcla%asta o#tener una distri#ución %omo!&nea (e deja en reposo la mezcla durante 80 a 60 minutos, al ca#o de los cuales se

%a#rá desarrollado el proceso de rotura de la emulsión (i ello no ocurriera, locual se pondrá en evidencia al moldear la pro#eta, por el drenaje de emulsión enlu!ar de a!ua, se de#erá dejar más tiempo la mezcla en reposo o eventualmenteutilizar una emulsión de velocidad de rotura al!o menor .rotura controlada/

4oldeo de las pro#etas;

Cumplido el tiempo de reposo, la mezcla se coloca en el molde perforado, en

cuya #ase se puso previamente un disco de papel de filtro u otro papela#sor#ente, y se le aplica 80 !olpes con una espátula o varilla, a fin de

acomodar las part$culas Ba superficie de la pro#eta, ya nivelada, se cu#re con otro disco de papel, se

apoya so#re la misma la zapata del pistón de compactación y el conjunto seacomoda en la prensa, aplicándose una car!a creciente a una velocidad de 5mmDminuto %asta completar 11=1- toneladas, lo "ue representa una presión de185 !Dcm- (e de#e mantener esta car!a durante 5 minutos

+esde el inicio de este procedimiento se podrá o#servar el drenaje de a!ua

l$mpida por los orificios del molde 4ars%all @erminada la compactación se extrae la pro#eta del molde

+e acuerdo al tipo de mezcla y a sus caracter$sticas, se podrá aplicar más de

una compresión, con el fin de lo!rar la máxima eliminación del a!ua li#re y

alcanzar as$ una densificación, "ue a su vez resulte posi#le o#tener en elproceso de compactación en camino Bue!o de extra$das, las pro#etas se someten a un periodo de curado en estufa a

60º C, por un lapso no menor a - %oras %asta peso constante, dejándolas lue!oen reposo por 1- %oras a temperatura am#iente

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Ensayo de las pro#etas Bas pro#etas se ensayan si!uiendo las indicaciones del

m&todo 4ars%all .<7=E>=?6 o 2(@4 +=155>/

(e o#tendrá asimismo la esta#ilidad residual por efecto del a!ua .- %oras de inmersióna 60F C/

(.- )RE)ARACIÓN * TRANS)ORTE DE LA MEZCLA.

Ba mezcla puede prepararse con las %ormi!oneras %a#ituales en cual"uier o#ra .Aoto 1/ Esfacti#le tam#i&n utilizar las plantas asfálticas en caliente, a las "ue se les elimina el %ornosecador .Aoto - y 8/

El transporte, en caso de ser necesario, se realiza con los mismos camiones empleados en lasmezclas en caliente

+.- DISTRI,UCIÓN * COM)ACTACIÓN DE LA MEZCLA EN CAMINO.

Ba distri#ución puede realizarse con las terminadoras %a#ituales en las mezclas en caliente.Aoto y 5/, pero tam#i&n es facti#le %acerlo con motoniveladoras u otros elementos, pudiendocolocarse en los #ordes listones de madera para fijar el espesor suelto de la mezcla .Aoto 6/

Ba compactación de la mezcla no difiere del proceso llevado a ca#o en las mezclas en caliente,pero en este caso conviene utilizar en forma casi !eneralizada el rodillo neumático, por sueficiente acción de amasado y expulsión del a!ua li#re .Aoto /

Como terminación y a efectos de #orrar las %uellas del neumático, es conveniente el empleodel rodillo metálico liso .utilizado tam#i&n para la compactación del eje .Aoto //, pero se

advierte "ue su uso puede producir el )sellado* superficial y o#staculizar la expulsión del a!uali#re .Aoto 6/

En tra#ajos de poca importancia es facti#le la utilización de rodillos neumáticos de arrastre Eneste caso las cu#iertas del tractor de#en estar lisas para no daar la superficie .Aoto /

El peso de los e"uipos y la presión unitaria de aplicación de car!a, de#erán !raduarse enfunción de las caracter$sticas de la mezcla

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Fo%o 1. E!"o"i/& de 0&" mez!" de "e&" em0!si/& o& omio&e"

Fo%o 2. E!"o"i/& de 0& o&e%o "s#$!%io e& #3o4 0%i!iz"&do 0&" 5!"&%" "s#$!%i" si& !"

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Ingeniero Civil

Fo%o '. De Fo%o "&%eio4 de%"!!e de! e!e7"do " "&i!o&es4 mez!"do 6 des"" e&"mi/&

Fo%o (. Dis%i0i/& de mez!" e& #3o o& %emi&"do" "s#$!%i"

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Ingeniero Civil

Fo%o +. De%"!!e de !" mez!" e& #3o de%$s de !" %emi&"do" "s#$!%i"

Fo%o 8. Dis%i0i/& m"&0"! de mez!" e& #3o e!"o"d" o& omio&e". Se "5ei"&!os !is%o&es de m"de" 5"" #i9" e! es5eso s0e!%o

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Ingeniero Civil

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