MEZCLAS ASFALTICAS

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5.  CONCRETO ASFALTICO

Considerando que el concreto asfáltico es el más apropiado para vías de tránsito intenso, se hará especial énfasis a este tipo de mezcla.  Un pavimento de concreto asfáltico debe cumplir los siguientes objetivos principales:

1. Suficiente estabilidad en la mezcla como para satisfacer las exigencias del servicio y las demandas del tránsito sin distorsiones o desplazamientos.
2. Suficiente asfalto para asegurar la obtención de un pavimento durable, que resulte del recubrimiento completo de las partículas de agregado pétreo, impermeabilizando y ligando las mismas entre sí, bajo una compactación adecuada.
3. Suficiente trabajabilidad como para permitir una eficiente operación constructiva en la elaboración de la mezcla con que se procederá a la pavimentación.
4. Suficientes vacíos en la mezcla compactada, para proveer una reserva que impida, al producirse una pequeña compactación adicional bajo las cargas del tránsito, afloramientos de asfalto y pérdidas de estabilidad.

Las proporciones de agregados y asfalto en la mezcla, deben seleccionarse de manera que esta cumpla, tanto los requisitos de gradación dados por las especificaciones, como los de calidad de la mezcla exigidos por los procedimientos corrientes del diseño.  Además, la mezcla debe tener la fluidez necesaria para que pueda compactarse a la densidad exigida y producir una textura superficial adecuada.  Generalmente no es posible fijar la fórmula de trabajo hasta que haya comenzado la producción, por cuanto los materiales que pasan por la planta no son idénticos a las mezclas utilizadas en el laboratorio.  La manufactura de las mezclas se hace en plantas especiales a altas temperaturas y con sistemas de control muy precisos que permiten asegurar la correcta dosificación de los materiales.

Su colocación en obra se hace por medio de máquinas terminadoras, construidas para tal efecto y la compactación posterior debe ser suficiente para alcanzar las densidades y estabilidades exigidas.

5.1   INFLUENCIA     DEL     ASFALTO     (LIGANTE)      Y      AGREGADOS MINERALES EN UN CONCRETO ASFALTICO.

La influencia relativa del asfalto y del agregado mineral, en las características del concreto asfáltico.  El objetivo principal es demostrar que la calidad del revestimiento asfáltico depende de un gran número de factores relacionados entre sí, por lo cual no se puede evaluar considerando separadamente las propiedades del asfalto, y las del agregado.  Para poder determinar la calidad del pavimento, es necesario estudiar la mezcla misma compactada, por las razones que se dan a continuación:

Primero – Con respecto al asfalto.

Es un pavimento asfáltico del tipo de mezcla en caliente, el asfalto está en forma de películas muy delgadas que se han obtenido mediante la aplicación de calor.  

Por consiguiente, las propiedades del asfalto en película delgada podrían ser diferentes de aquellas del producto a granel, y además podrían alterarse con la aplicación del calor.  También debe tenerse en cuenta que el asfalto es sólo uno de los componentes del pavimento.  Él cumplirá apropiadamente sus funciones solamente si se emplea en la cantidad correcta, con un agregado mineral adecuado, y bajo condiciones apropiadas.

Segundo – Respecto al agregado mineral.

Una vez que el agregado mineral ha sido cubierto con asfalto, adquiere características diferentes.  Por ejemplo, la facilidad con la cual puede compactarse es enteramente diferente.  La tendencia a repelar el agua depende del espesor de la película asfáltica.  En consecuencia, hay solamente una forma segura de diseñar un pavimento asfáltico y ésta es la de preparar las mezclas asfálticas en el laboratorio y verificar que las mezclas tengan las características físicas requeridas para garantizar el comportamiento del pavimento.  Para hacer esto, deben definirse muy claramente cuáles son las características requeridas de una buena mezcla asfáltica.  Y considerando que el concreto asfáltico es el tipo más comúnmente usado se limitará la discusión a este tipo de pavimento.

En el capítulo anterior se hizo un recuento de las principales propiedades de los concretos asfálticos y en le presente se hará un análisis de ellas, indicando por separado la influencia relativa del asfalto y del agregado mineral.

5.1.1 ESTABILIDAD

Estabilidad puede definirse como la resistencia al desplazamiento.  No hay una prueba aceptada universalmente para determinar la resistencia de una mezcla para pavimentos, y todas las que se usan son más o menos empíricas.  Ciertas pruebas de estabilidad manifiestan más la influencia del aglutinante asfáltico que la del agregado mineral o viceversa, como puede apreciarse en las pruebas Marshall y Hveem.  Debe observarse que las pruebas de estabilidad deben suplementarse con otras.  En la prueba Marshall, la deformación de la briqueta de ensayo se considera también para estimar la resistencia, y en la prueba Hveem los resultados del cohesiómetro suplementan los valores de estabilidad.  El motivo de que en ambas pruebas, Marshall y Hveem, se hayan hecho una tentativa para presentar la influencia relativa del asfalto y del agregado, es una indicación de tal necesidad.

-  EFECTO DEL ASFALTO EN LA ESTABILIDAD 

Cantidad de Asfalto

Dependiendo de su cantidad en la mezcla, el asfalto puede actuar como un ligante o como un lubricante.  Por lo tanto, la estabilidad de una mezcla aumenta con un incremento en el porcentaje de asfalto hasta que se alcanza un máximo, después del cual disminuye.  Si un agregado se ensaya con varios porcentajes de asfalto por medios de diferentes pruebas de estabilidad, la estabilidad máxima no siempre ocurrirá exactamente en el mismo porcentaje de asfalto, ni la forma de las curvas será la misma ya que algunas pueden ser menos pronunciadas que otras.  La explicación está en el método de compactación, la rata de carga, y las dimensiones relativas de las briquetas.  Considerando que todas estas pruebas son empíricas, sus interpretaciones tienen que basarse en la correlación con su comportamiento en el terreno.  Es evidente que hay necesidad de una prueba que determine la estabilidad de una mezcla en términos de la carga por unidad de área en ratas prácticas de carga, pero independiente de la densidad original de las briquetas.

-  CARACTERISTICAS DEL ASFALTO

Las características del asfalto, especialmente su consistencia, afectan los resultados de las pruebas de estabilidad.  La viscosidad del asfalto entra en juego cuando la rata de carga es muy rápida.  En la prueba Marshall, el grado del asfalto, tiene un gran efecto en la estabilidad pero muy poco en el índice de flujo.  En este caso particular, la estabilidad es casi el doble cuando un asfalto de penetración 85/100 sustituye el asfalto de penetración 150/200.  Sin embargo, con asfaltos de fuentes diferentes o producidos por distintos métodos de refinación, las diferencias entre el mismo grado de asfalto no son apreciables.

-  EFECTO DEL AGREGADO MINERAL EN LA ESTABILIDAD

Tamaño Máximo de los Agregados

En general, a medida que el tamaño del agregado aumenta, la estabilidad aumenta.  Por razones de trabajabilidad y apariencia superficial, el tamaño máximo es generalmente limitado a ¾ pulgada, para concreto asfáltico.  Cuando el tamaño máximo del agregado grueso se aumenta, generalmente su cantidad también aumenta, afectando la estabilidad en la misma tendencia.  Cuando el porcentaje de agregado grueso es menor de 25%, el tamaño máximo tiene poca influencia en la estabilidad.

-  EFECTO DE LA DENSIDAD DE LA MEZCLA EN LA ESTABILIDAD

La densidad de una mezcla afecta la mayoría de las pruebas de estabilidad de que disponemos, pero la estabilidad máxima no ocurre siempre a la densidad máxima determinada antes de la prueba.  Un estado más denso puede ocurrir durante la aplicación de la carga, o el porcentaje de asfalto que produce densidad máxima puede tener un gran efecto lubricante.  Además, la temperatura en la cual se determinan la densidad y la estabilidad no es generalmente la misma.

5.2  DURABILIDAD

La durabilidad comprende todas las características que conducen a la larga vida.  Ellas son: resistencia del asfalto a endurecerse durante la operación de mezcla, resistencia al efecto abrasivo del tránsito, resistencia del pavimento a la acción destructiva del aire, agua y a los cambios de temperatura.  El término también implica flexibilidad suficiente para resistir roturas bajo las aplicaciones de carga y sus repeticiones.

- EFECTO DEL ASFALTO EN LA DURABILIDAD

El asfalto ejerce quizás, más influencias en la durabilidad que en cualquier otra característica del pavimento.  El asfalto no es solamente el agente ligante, sino también el impermeabilizador y cumplirá sus funciones durante el tiempo que tenga y conserve sus correctas propiedades.  Cuando un asfalto se calienta para cubrir con una delgada película el agregado mineral, ocurre oxidación y el asfalto se endurece.  El endurecimiento total se mide, generalmente, por la pérdida en penetración.

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