Boletin 29 amaac

No. 29 / 2014

Asfaltos modificados con ceras naturales.

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Mezcla asf谩ltica modificada con azufre.

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transformaci贸n en movimiento... vive el asfalto!

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Asfaltos modificados con ceras naturales.

La elaboración de mezclas asfálticas en caliente es costosa debido a que se utiliza una mayor cantidad de combustible para lograr la temperatura adecuada (150°C-180°C), esto ha generado que la industria opte por nuevas técnicas para lograr una mezcla asfáltica de alto rendimiento a un costo menor.

Una de esas técnicas son las mezclas tibias, que permiten la elaboración, tendido y compactación a una temperatura menor. Para lograr que la temperatura inferior a la de mezclas asfálticas en caliente no afecte las propiedades mecánicas y dinámicas, es necesario agregar un modificador al asfalto entre los cuales se encuentran las ceras y tenso-activos, que dadas sus características modifican la curva de viscosidad del cemento asfáltico y permiten reducir las temperaturas de fabricación y compactación de la mezcla asfáltica.

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En una investigación de Colombia del año 2009 establecieron que existe un comportamiento de las mezclas asfálticas modificadas similar al de las mezclas convencionales, en cuanto a resistencia a la tracción directa, módulo dinámico y leyes de fatiga. En 2010, investigaron las mezclas tibias mediante la modificación del asfalto por medio de la adición de cera cruda de caña.

El estudio se fundamentó en la variación del porcentaje de ceras (1% y 4%) en el asfalto y el ensayo de viscosidad rotacional a temperaturas de 100°, 135° y 160°C. Analizando los resultados de viscosidad, los investigadores determinaron que un contenido óptimo del 1% al 2% de ceras ayudan a disminuir de entre 5 y 9 °C la temperatura de fabricación de la mezcla asfáltica. También se analizó la variación de las propiedades reológicas del asfalto modificado mediante envejecimiento por acción del aire temperatura, estableciendo a partir de los ensayos de penetración, ductilidad, índice de penetración y punto de ablandamiento. A partir de de dichos estudios, podemos decir que la cera adicionada por peso al 2% en el asfalto, modifica su viscosidad y permite reducir las temperaturas de fabricación y compactación, así mismo, reduce la temperatura de fabricación y compactación entre 20 y 40°C, disminuyendo el consumo de energía y gases de efecto invernadero en la producción de mezclas asfálticas.

“un contenido óptimo del 1% al 2% de ceras ayudan a disminuir de entre 5 y 9 °C la temperatura de fabricación de la mezcla asfáltica”

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Mezcla asfáltica modificada con azufre.

En la década de los años 1970, debido a los efectos de la crisis petrolera por la decisión de la OPEP (organización de Países Exportadores de Petróleo) de no exportar petróleo, EUA y Canadá tuvieron que investigar nuevas formas de pavimentación. En esa década se investigó el uso de azufre como producto sustituto en ambos países con diferentes proyectos construidos en estas dos naciones. A pesar del éxito demostrado, no existió mayor interés en usar mezclas asfálticas extendidas con azufre después de los ochentas porque los factores económicos cambiaron a favor del uso de las mezclas asfálticas tradicionales.

El azufre se introduce a la mezcla asfáltica a una temperatura similar a una mezcla tibia permitiendo al azufre reemplazar aproximadamente un 20% del volumen de asfalto en la mezcla. Al modificar una mezcla asfáltica con azufre (AEA, por sus siglas en inglés) se minimiza el riesgo de problemas ambientales y se reduce la sensibilidad del pavimento a cambios de temperaturas, mejorando su resistencia a las deformaciones permanentes, aumentando su rigidez a temperaturas altas bajo cargas pesadas/lentas y aumentando su resistencia al derrame de combustible.

Otras aplicaciones de los AEA documentadas en esa etapa incluyeron mezclas para bacheo y arenas asfalto para bases, las cuales presentaron muy buen comportamiento, comparadas con las convencionales.

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Debido a que un material visco elástico como el asfalto está siendo parcialmente reemplazado por un ligante cristalino, es lógico pensar que la mezcla sería más sensible a niveles de alta tensión, que una mezcla convencional. Sin embargo, la carpeta de rodamiento de una sección evaluada en la pista de la NCAT, (National Center for Asphalt Technology) no se fisuró después de 5 millones de ejes equivalentes (ESAL), mientras que la mezcla de control que se comportó mejor en el laboratorio, presentó fisuración después de aproximadamente 2,9 millones ESAL. Con buen comportamiento del modelo de diseño estructural empíricomecanicista que permite la consideración de las propiedades ingenieriles de los materiales de las capas de pavimento, es posible desarrollar un diseño de mezcla asfáltica que, teniendo en cuenta las propiedades del AEA, permita optimizar el diseño.

Mezclas tibias modificadas con azufre. CILA 2013.

Molécula de azufre

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