Tecnologia Del Asfalto

INTRODUCCIÓN

A través de este semestre hemos podido estudiar los diferentes tipos de materiales utilizados en la construcción; sus características, usos y, desde luego, es muy interesante para nosotros estudiar en este caso el ASFALTO, producto milenario y que gracias a la tecnología y al desarrollo de la humanidad ha variado su forma, manejo e inclusive sus características, haciéndolo más maleable para el hombre.

El Asfalto, utilizado especialmente en la construcción de carreteras, es un producto viscoso cuyas características permiten utilizarlo en diferentes ramas de la construcción, por su versatilidad y fácil manejo. Por ejemplo; en vialidad es utilizado como lecho de las carreteras o de las vías por donde transitan los vehículos. Es perfecto como aislante en las estructuras, no el asfalto en sí, pero si un derivado o compuesto a base de este material. En la impermeabilización de losas es magnífico, y su historia y desarrollo comienza desde los principios de la vida cuando el asfalto era recuperado de las lagunas naturales o conocido como brea y vertido a las losas como impermeabilizante, que para aquel entonces eran más bien unas estructuras (las losas) a base de ramas secas y otros elementos; hoy en día este producto es aplicado en rollos compactos de asfalto y otros materiales que le dan ciertas propiedades y características haciéndolo mucho más versátil en la aplicación en obra.

En fin, es un material muy consumido en las construcciones de obras civiles y siempre debe ser tomado en cuenta, por tal motivo queremos incluir la tecnología del asfalto como eje primordial de nuestro trabajo, con el fin de visualizar mejor la situación damos el concepto del asfalto, en el diseño y conservación de pavimentos en donde entra a tener un papel importante para la sociedad.

ASFALTO

Es un constituyente del petróleo; en base a su proporción, los petróleos se clasifican por lo común en:

1. Petróleos crudos de base asfáltica

2. Petróleos crudos de base parafínica (Contienen parafina pero no asfalto)

3. Petróleos crudos de base mixta (Contienen parafina y asfalto)

El petróleo crudo; extraído de los pozos, es separado en sus constituyentes o fracciones en una refinería; este proceso se lleva a cabo por destilación, después los constituyentes son refinados más cuidadosamente o procesados en productos que cumplan requerimientos específicos. Debido a que el asfalto es la base o el constituyente del petróleo crudo, no se evapora o hierve cuando es destilado. En consecuencia, el asfalto es obtenido como producto residual y es valioso para una gran variedad de usos ingenieriles.

Refinación del petróleo crudo:

El petróleo crudo esta compuesto por distintos productos, incluyendo asfalto. La refinación permite separar estos productos y recuperar el asfalto. El diagrama del proceso para la extracción del asfalto del petróleo muestra la circulación del petróleo crudo a través de una refinería, destacándose la parte del proceso relativa a la refinación y producción del cemento asfáltico. Durante el proceso de refinación, el petróleo crudo es conducido a un calentador tubular donde se eleva rápidamente para la destilación, vaporizándose los componentes o fracciones más livianas (más volátiles) y se los separa para su posterior refinamiento en nafta, gasolina, kerosene y otros productos derivados del petróleo.

El residuo de este proceso de destilación es la fracción pesada del petróleo crudo, comúnmente llamado crudo reducido. Para separar la fracción asfalto del crudo reducido, se puede utilizar un proceso de extracción mediante solventes. Luego, se refina la mayor parte de esta fracción para obtener cemento asfaltico. Según el proceso de refinación utilizado, se obtienen cementos asfalticos de muy alta o de baja consistencia. Estos productos se mezclan después, en cantidades adecuadas, para obtener cementos asfálticos de la consistencia deseada.

Tecnología del Asfalto

Diseño y conservación de pavimentos

• Diseño Estructural

• Condición funcional y estructural

• Técnicas de Conservación y Rehabilitación

Diseño Estructural

Objetivos del diseño de pavimentos:

• Fuerte:

o Resistente Superficialmente

o Resistente a esfuerzos de cargas (Dinámicas y Estáticas)

o Que controle la humedad

• Suave

• Segura:

o Posee una fricción adecuada

o Diseño Geométrico adecuado

• Económica

Métodos de diseño estructural:

• Método Empírico (AASHTO): Correlación a variables y parámetros de diseño con el comportamiento del pavimento. Especialmente con servicialidad.

“AASHTO (American Association of State Highways and Transportation Officials), fue la primera en sistematizar un procedimiento objetivo para establecer el nivel de deterioro de los pavimentos, procurando relacionar la condición funcional con la estructural. Introdujo para ello el concepto de serviciabilidad, derivado de una encuesta efectuada en la década del 60 entre usuarios de carreteras en los Estados Unidos. La serviciabilidad fue definida como la capacidad de un pavimento para servir al tránsito para el cual fue diseñado. Los pavimentos fueron calificados con notas cuyos valores extremos variaban desde 0, para un camino intransitable, hasta 5 para una superficie en perfectas condiciones. Los resultados de la encuesta fueron luego correlacionados con el estado real de deterioro que presentaban los pavimentos evaluados, ligando de esta manera la condición funcional con la estructural y convirtiéndolo así en un indicador objetivo, el Índice de Serviciabilidad de un pavimento. ”

http://carreterasyvias.blogspot.com/2007/05/serviciabilidad.html)

Etapas de la mezcla asfáltica:

Diseño → Coeficiente Estructural

Construcción → Estabilidad Marshall

Recepción → Densidad

Factor de Confiabilidad, FR: El comportamiento futuro del pavimento esta condicionado a una serie de variables de diseño, sobre la que tiene un cierto grado de incertidumbre. La cual ha sido tomada en cuenta a través del uso de coeficientes de seguridad surgidos en base a la experiencia. A mayor incertidumbre, mayores coeficientes de seguridad, lo que se traduce en muchos casos en diseños inadecuados (sobre o subdimensionados)

Índice de serviciabilidad: Serviciabilidad de un pavimento es la habilidad de este de proveer una superficie suave, confortable, que permita conducir con seguridad, manteniendo su estructura íntegra

• Método Analítico (Modelos Mecanicistas): Determina tensiones y deformaciones y verifica el comportamiento a la fatiga. Modelos de desempeño basados en las propiedades mecánicas de los materiales.

• Condición del pavimento:

o Estructural

Supra estructura

Subrasante

o Funcional

Serviciabilidad

Regularidad

Resistencia a la fricción

Spray

Ruido

Apariencia

• Técnicas de conservación:

o Funcional:

Sello Neblina

Sello de Agregados

Lechadas

Microsuperficie

Cepillado

Recapado funcional

o Estructural:

Reciclado

Recapado directo

Recapado con malla de refuerzo

Reconstrucción

http://146.83.190.52/docpublic/ApuntesCC/Invacion%20Tecnologica%20en%20Asfalto/Apunte_Ligante_Shell_Bitumen.pdf

MAQUINAS QUE SE HAN CREADO PARA UN MEJOR MANEJO DEL ASFALTO:

PAVIMENTADORAS: Plancha Principal de Asfaltado (Screed Plate), Planchas de Extensión (Floor Plate), Paletas (Paddle), Cadena y Barras para Transportador, Catalinas (Sproket), Almohadillas de Rodamientos (Chanclas) (Track Pads), Gusano Transportador de Asfalto (Auger)

RECICLADORAS: Punteras (Tool Bits)

AMASADEROS PUGMILL: Punteras de Paletas (Paddle Tips)

PLANTAS DE ASFALTO: Manifold, Bomba, Thermocouple/Termo posos, Polea de Motor (Motor Sheave), Polea de Abanico (Fan Sheave), Paletas del Transportador (Flights), Cadenas, Rolos.

REPUESTOS ELECTRONICOS: Tarjeta Controladora de Velocidad, Timer, Manual Backup Units para Tolvas, Tacómetro para Tolva (Encoder), Sensor de Movimiento, Sensor de Inclinación (Slope Sensor), Controlador de Temperatura, Variador de Voltaje

TRANSPORTADORES / CONVEYORS: Correa, Rolos, Poleas

OTRAS PARTES: Bomba de Guía, Gusano (Dynex, Sundstrand, Commercial), Gomas Lisas, Mangueras Metálicas de 500oF+ de Resistencia. Reductores de Velocidad.

Apisonadora: Es una máquina pesada que consta de un tractor y de un cilindro de gran peso que va delante y funciona a modo de rueda delantera; se utilizan en la construcción para compactar materiales; son necesarias durante la construcción de carreteras, tanto en la sub-base como en las mezclas asfálticas, siendo utilizadas también para alisar superficies u otro tipo de tareas en obras diversas. Para la compactación de materiales tales como arcilla se utilizan apisonadoras con elementos salientes en la superficie del cilindro, siendo usual denominarlas "pata de cabra".

Actualmente es normal que la compactación se logre mediante un elemento

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