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ENVEJECIMIENTO DEL ASFALTO Y MEZCLAS ASFÁLTICAS: NECESIDADES Y RETOS DE ESTUDIO, Y EFECTOS EN LA DURABILIDAD DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL SAIETH BAUDILIO CHÁVES PABÓN Ingeniero Civil, Esp., Ph. D. Universidad Militar Nueva Granada HUGO ALEXANDER RONDÓN QUINTANA Ingeniero Civil, M. Sc., Ph. D. Universidad Distrital Francisco José de Caldas JUAN GABRIEL BASTÍDAS MARTÍNEZ Ingeniero Civil, M. Sc., Ph. D. Universidad Piloto de Colombia
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ENVEJECIMIENTO DEL ASFALTO Y MEZCLAS ASFÁLTICAS:
NECESIDADES Y RETOS DE ESTUDIO, Y EFECTOS EN LA DURABILIDAD
DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL
SAIETH BAUDILIO CHÁVES PABÓN
Ingeniero Civil, Esp., Ph. D.
Universidad Militar Nueva Granada
HUGO ALEXANDER RONDÓN QUINTANA
Ingeniero Civil, M. Sc., Ph. D.
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
JUAN GABRIEL BASTÍDAS MARTÍNEZ
Ingeniero Civil, M. Sc., Ph. D.
Universidad Piloto de Colombia
CONTENIDO
1. Definiciones
2. Métodos de simulación del envejecimiento
3. Evolución de las propiedades físico-químicas
4. Mecanismos de daño
Algunos asfaltos:
– Cemento asfáltico.
– Emulsiones asfálticas.
– Asfaltos rebajados.
– Asfaltos modificados y multigrados.
– Asfaltos espumados.
– Crudos pesados.
– Asfaltitas o asfaltos naturales.
Mezclas asfálticas
• Mezclas abiertas en frío.
• Mezclas abiertas en caliente.
• Mezclas densas en frío.
• Concreto asfáltico.
• Mezclas asfálticas drenantes.
• Sello de arena – asfalto.
• Tratamientos superficiales.
• Lechadas (Slurry and Seal).
• Mezclas discontinuas en caliente.
• Recicladas (RAP) en frio o en caliente.
• Mezclas modificadas.
• Granulares estabilizados.
Moghaddam et al. (2016)
Envejecimiento a corto y largo plazo
CONTENIDO
1. Definiciones
2. Métodos de simulación del envejecimiento
3. Evolución de las propiedades físico-químicas
4. Mecanismos de daño
RTFOT – Rolling Thin Film
Oven Test
PAV – Pressure Aging
Vessel
Equipos para envejecer asfaltos a corto y largo plazo.
Cámara UV
Simulación del envejecimiento de mezclas asfálticas:
•STOA (Short Term Oven Aging): Mezclas sueltas, temperatura
en horno de135 °C, durante 2-4 horas.
•LTOA (Long Term Oven Aging): Después de STOA, la mezcla
se compacta, temperatura en horno de 85 °C durante 120 horas.
•Radicación UV: Luego de STOA+LTOA, la mezcla compacta se
irradia con radicación UV.
•Mezclas expuestas a la interperie.
•Escala real y extracción de núcleos.
•Otros combinan efectos del agua, desgaste por abrasión, etc.
CONTENIDO
1. Definiciones
2. Métodos de simulación del envejecimiento
3. Evolución de las propiedades físico-químicas
4. Mecanismos de daño
Estructura físico-química del asfalto. Esquema coloidal de Pfeifer
(Arenas, 2006)
Asfaltenos (A): rigidez.
Resinas: (R) características cementantes, adherencia.
Aceites (Aromáticos - Ar y Saturados - S): manejabilidad y protección
al envejecimiento.
Ensayo Método Unidad CA 40-50 CA 60-70 CA 80-100
Ensayos sobre el asfalto original (sin someter a procesos de envejecimiento)
Penetración (25°C, 100 g, 5 s) ASTM D-5 0.1 mm 40-50 60-70 80-100
Punto de ablandamiento ASTM D-36-95 ° C 52 - 58 48 - 54 45 - 52
Índice de penetración NLT 181 - -1.2 a +0.6 -1.2 a +0.6 -1.2 a +0.6
Viscosidad absoluta (60°C) ASTM D-4402 P 2000 mín. 1500 mín. 1000 mín.
Ductilidad (25°C, 5cm/min) ASTM D-113 cm 80 mín. 100 mín. 100 mín.
Solubilidad en Tricloroetileno ASTM D-2042 % 99 mín. 99 mín. 99 mín.
Contenido de agua ASTM D-95 % 0.2 máx. 0.2 máx. 0.2 máx.
Punto de inflamación ASTM D-92 °C 240 mín. 230 mín. 230 mín.
Contenido de parafinas UNE-EN-12606 % 3 máx. 3 máx. 3 máx.
Pruebas sobre el residuo después de ensayo de película delgada en horno rotatorio (RTFOT)
Pérdida de masa ASTM D-2872 % 0.8 máx. 0.8 máx. 1.0 máx.
Penetración al residuo en % de
la penetración originalASTM D-5 % 55 mín. 50 mín. 46 mín.
Incremento en el punto de
ablandamientoASTM D 36-95 °C 8 máx. 9 máx. 9 máx.
Índice de envejecimiento
(relación de viscosidad a 60°C
después y antes de RTFOT)
ASTM D-4402 °C 4 máx. 4 máx. 4 máx.
INVIAS (2013)
CONTENIDO
1. Definiciones
2. Métodos de simulación del envejecimiento
3. Evolución de las propiedades físico-químicas
4. Mecanismos de daño
Agrietamientos por fatiga por carga, por bajas
temperaturas y del tipo TDC (Top-Down Cracking)
Ahuellamiento
Baches, Stripping, daño por humedad, descascaramientos, peladuras, entre otros
