 |
| Fuente Imagen |
7.1 CEMENTOS ASFÁLTICOS
7.1.1 PENETRACIÓN.
El ensayo de penetración de materiales asfálticos se realizó a una temperatura de 25° C, se tomaron 3 muestras por tipo de asfalto y se realizaron 3 lecturas a cada una. Los resultados arrojados fueron los siguientes:
Gráfico 2. Resultados del ensayo de penetración del CA 60-70 y CA A20.
Fuente: Presentación propia de los autores.
Los resultados arrojan una mayor penetración en el asfalto Barrancabermeja 60-70 que en el Boscán A-20, lo cual refleja una mayor consistencia en el segundo, registrando un valor de 65,3 décimas de milímetro, a diferencia del primero que registró uno de 68,4 décimas de milímetro. De esta manera por norma siendo dos cementos asfálticos con los mismos rangos mínimos y máximos de penetración (60 y 70 respectivamente), evidencian diferencias en su composición química, contempladas desde el origen mismo de cada uno en yacimientos o por derivación del petróleo, y manifestadas en las características físico-químicas, en este caso la dureza, de los mismos.Además métodos de dosificación probados a diferentes temperaturas y con asfaltos de penetraciones distintas han demostrado que los asfaltos con penetraciones bajas presentan mayor fragilidad en condiciones térmicas bajas, mientras que a temperaturas altas presentan mayor consistencia; de acuerdo a esta afirmación ambos asfaltos tendrían comportamientos más adecuados a temperaturas altas, y mayor probabilidad de fisuramiento a condiciones más bajas.
7.1.2 PUNTO DE ABLANDAMIENTO
El ensayo de punto de ablandamiento por método de anillo y bola, se realizó de acuerdo a las especificaciones técnicas de la norma, para éste se hicieron 3 repeticiones para cada tipo de asfalto con el fin de obtener mayor veracidad y eficacia en la toma de los datos. Los resultados fueron los siguientes:
Gráfico 3. Resultados del ensayo de punto de ablandamiento del CA 60-70 y CA A20.
Fuente: Presentación propia de los autores.
Evidentemente el cemento asfáltico de Barrancabermeja 60-70 presentó un punto de ablandamiento menor al Boscán A20, con resultados de 45,3 grados centígrados para el primero, y 49,1 grados centígrados para el segundo respectivamente. La realización del ensayo no arrojó datos muy dispersos en cuanto a la repetitividad de sus datos, por ello basados su confiabilidad, se concluye que es más susceptible a la temperatura el de origen nacional, al fluir de a una temperatura más baja nos da una idea a priori que su comportamiento sin un respectivo aditivo en climas demasiados cálidos o a temperaturas altas posiblemente presentaría problemas de ahuellamiento, a diferencia del venezolano que en la mismas condiciones probablemente asumiría una resistencia mayor a estas condiciones. El asfalto 60-70 y A-20 se encuentran dentro de las temperaturas habituales de este ensayo, cumpliendo la especificación.
7.1.3 ÍNDICE DE PENETRACIÓN
El ensayo de índice de penetración de cementos asfálticos relaciona los valores de penetración a 25 °C y la temperatura de fluencia del punto de ablandamiento. De acuerdo a los resultados de los dos tipos de asfalto, el índice de penetración arrojó lo siguiente:
Gráfico 4.Resultados del ensayo de Índice de Penetración al CA 60-70 y CA A20.
Fuente: Presentación propia de los autores.
Este ensayo da un criterio de medida de la susceptibilidad térmica de los cementos asfálticos, para el caso particular se puede analizar que el asfalto Boscán A20 tiene índice de penetración igual 0.35, mientras el Barrancabermeja 60-70, presenta un dato inferior igual a 0.22; de esta manera en su puesta en obra se prevé un mejor comportamiento del primero ante diferentes cambios de temperatura con respecto al segundo. Dentro de la normatividad INVIAS el índice para el cemento asfáltico colombiano y el venezolano cumplen, al encontrarse entre los rangos específicos de -1 y +1.
7.1.4 VISCOSIDAD ROTACIONAL
La viscosidad de ambos asfaltos presentó el comportamiento típico de un cemento convencional, una curva descendente respecto al valor arrojado por el viscosímetro rotacional y el aumento de temperatura del ensayo. A continuación se muestran los resultados del ensayo:
Gráfico 5. Resultados del ensayo de Índice de Penetración al CA 60-70 y CA A20.
Fuente: Presentación propia de los autores.
La gráfica nos muestra un comportamiento descendente en los dos tipos de asfalto, en el que alcanza un valor inicial máximo o viscosidad absoluta, y decrece conforme la temperatura va aumentando. El asfalto Boscán A20 presenta una mayor viscosidad en todos los rangos de temperatura evaluadas, alcanzando valores cercanos al doble de las viscosidades registrados en el Barrancabermeja 60-70. El asfalto nacional presenta un cambio considerable de viscosidad entre las temperaturas de 100°C y 120°C al disminuir cerca del 90% entre estos dos rangos; su comportamiento no fue netamente lineal a lo largo de la curva reológica, comportándose como un fluido newtoniano a temperaturas altas después de los 120°C. La curva reológica del asfalto venezolano tuvo un comportamiento un poco más lineal, obteniendo valores de cambio representativamente iguales a partir de 80°C entre las temperaturas evaluadas; de igual forma es importante destacar que junto con el colombiano el descenso entre las temperaturas de 60°C y 80°C fue más considerable, que el obtenido a temperaturas mayores, comportándose en este rango como un fluido no newtoniano, cuya viscosidad varía con las condiciones de temperatura a las cuales es sometido.
A partir de la curva reológica para ambos asfaltos se determinó la temperatura de los agregados, de mezcla y de compactación de los diseños con el asfalto colombiano y venezolano de la siguiente manera.
Tabla 8. Temperaturas aproximadas de ejecución para mezcla con CA 60-70.
Temperatura
|
°C
|
Agregado
|
160
|
Mezclado
|
150
|
Compactación
|
140
|
Fuente: Presentación propia de los autores
Tabla 9. Temperaturas aproximadas de ejecución para mezcla con CA A20
Temperatura
|
°C
|
Agregado
|
165
|
Mezclado
|
155
|
Compactación
|
145
|
Fuente: Presentación propia de los autores.
7.1.5 GRAVEDAD ESPECÍFICA
En este ensayo la gravedad específica se determinó comola relación entre el peso del volumen de asfalto a 25° C y la masa de un volumen igual de agua a la misma temperatura, consiguiendo los siguientes resultados:
Gráfico 6.Resultado del ensayo Gravedad Específica al CA 60-70 y CA A20.
Fuente: Presentación propia de los autores.
En los resultados se puede observar que el asfalto de referencia A20 presenta una gravedad o específico mayor al 60-70, con un valor de 0,99 g/cm3 para el colombiano y 1,02 g/cm3 para el venezolano, lo que hace levemente más pesado al material del vecino país.
7.1.6 S.A.R.A
En el ensayo S.A.R.A, se pudo determinar la composición química de los de los dos asfaltos; de esta manera para cada uno la fracción de asfaltenos, aromáticos, resinas, y saturados fue la siguiente:
Gráfico 7. Resultados del ensayo S.A.R.A al CA 60-70.
Fuente: Presentación propia de los autores.
Gráfico 8. Resultados del ensayo S.A.R.A al CA A-20
Fuente: Presentación propia de los autores.
La composición química de los dos asfaltos muestra una clara diferencia, teniendo en cuenta que el porcentaje de pérdidas fue del 2.45% para el asfalto 60-70 y de 2.78% para el A-20, durante la realización de las fases del ensayo. La mayor presencia de asfaltenos en el asfalto A-20 indica que es un cemento con mayor dureza y resistencia, con gran presencia de fracciones pesadas con altos pesos moleculares, en comparación con el 60-70 que se muestra como un cemento asfáltico con una dureza menor. La presencia de saturados en la composición química de un asfalto disminuye su viscosidad, con esta directriz es lógico afirmar que el asfalto venezolano es en gran proporción más viscoso con respecto al colombiano, de acuerdo a los resultados. Las resinas presentan valores parecidos en ambos asfaltos, por lo cual su función peptizante sobre los asfaltenos generan una buena estabilidad en cada uno de ellos, puntos de ablandamiento aceptables y buena ductilidad.
Los aromáticos constituyen gran parte de la composición total de los asfaltos, contribuyen en las propiedades físicas del asfalto aumentando la viscosidad y susceptibilidad térmica, desde esta pauta se define el asfalto 60-70 como un asfalto menos viscoso y con menor susceptibilidad a los cambios de temperatura, en comparación con el asfalto A-20, el cual al tener mayor porcentaje de aromáticos mantiene una tendencia a una mayor viscosidad y más vulnerabilidad a cambios de temperatura.
7.2 DISEÑO DE MEZCLA DRENANTE
7.2.1 CANTABRO
Este ensayo permite establecer a partir de las pérdidas de peso por disgregación, la cohesión y la adhesividad de la mezcla asfáltica, en función de las temperaturas de ensayo, el acondicionamiento seco y húmedo, y su granulometría. Para este caso se acondicionaron las briquetas en seco a 25°C por 24 horas, y en húmedo, sumergidas a 60°C durante por 24 horas, y acondicionadas posteriormente 24 horas a una temperatura de 25°C, para ser luego ser falladas dentro de las especificaciones de la norma española NLT 352 y NLT 362. Los resultados fueron los siguientes.
A continuación se presentan los resultados de este ensayo para los dos tipos de asfalto.
Tabla 10. Resultados del ensayo Cántabro en condición seca y húmeda con CA 60-70.
CÁNTABRO DISEÑO DE MEZCLA CON ASFALTO BARRANCABERMEJA 60-70
| ||||||||
Condiciones
|
Briqueta
|
Altura
|
Diámetro
|
Peso Seco de Briqueta (g)
|
Peso Seco Después de Inmersión (g)
|
Peso Final de Briqueta(g)
|
Desgaste %
|
Promedio
|
CANTABRO SECO 4,5% DE ASFALTO
|
1
|
6,00
|
10,24
|
1039,7
|
-
|
903,2
|
13,1
|
13,1
|
2
|
6,30
|
10,25
|
1030
|
-
|
911,9
|
11,5
| ||
3
|
6,10
|
10,2
|
1030,8
|
-
|
909,4
|
11,8
| ||
4
|
6,15
|
10,23
|
1035,2
|
-
|
870,4
|
15,9
| ||
CANTABRO HÚMEDO 4,5 % DE ASFALTO
|
5
|
6,20
|
10,2
|
1040,1
|
1058,2
|
263,7
|
72,9
|
75,1
|
6
|
6,20
|
10,2
|
1035
|
1050,6
|
236,5
|
75,6
| ||
7
|
6,15
|
10,2
|
1037,5
|
1051,5
|
250,4
|
74,5
| ||
8
|
6,17
|
10,20
|
1036,4
|
1048,1
|
222,7
|
77,4
| ||
CANTABRO SECO 5% DE ASFALTO
|
9
|
6,15
|
10,3
|
1031
|
-
|
921,7
|
10,6
|
9,3
|
10
|
6,40
|
10,26
|
1038,2
|
-
|
940
|
9,5
| ||
11
|
6,40
|
10,2
|
1036
|
-
|
961,3
|
7,2
| ||
12
|
6,35
|
10,27
|
1039,1
|
-
|
935,6
|
10,0
| ||
CANTABRO HÚMEDO 5 % DE ASFALTO
|
13
|
6,40
|
10,2
|
1042,2
|
1051,7
|
460
|
55,0
|
53,9
|
14
|
6,20
|
10,25
|
1037
|
1149,7
|
422,7
|
48,4
| ||
15
|
6,15
|
10,2
|
1031
|
1044,4
|
445,3
|
55,5
| ||
16
|
6,22
|
10,22
|
1031,4
|
1046,1
|
432,2
|
56,7
| ||
CANTABRO SECO 5,5% DE ASFALTO
|
17
|
6,20
|
10,25
|
1042
|
-
|
988
|
5,2
|
7,1
|
18
|
6,20
|
10,3
|
1055,5
|
-
|
977,4
|
7,4
| ||
19
|
6,20
|
10,3
|
1070,5
|
-
|
998,3
|
6,7
| ||
20
|
6,16
|
10,20
|
1065,0
|
-
|
968,8
|
9,0
| ||
CANTABRO HÚMEDO 5,5 % DE ASFALTO
|
21
|
6,10
|
10,3
|
1041,1
|
1057,2
|
468,7
|
53,4
|
51,8
|
22
|
6,20
|
10,3
|
1051
|
1066,6
|
489,5
|
51,9
| ||
23
|
6,30
|
10,,25
|
1048,9
|
1062
|
524,9
|
48,7
| ||
24
|
6,25
|
10,20
|
1042,7
|
1059,1
|
470,9
|
53,3
| ||
CANTABRO SECO 6% DE ASFALTO
|
25
|
6,20
|
10,3
|
1045
|
-
|
997,2
|
4,6
|
3,5
|
26
|
6,30
|
10,3
|
1049
|
-
|
1018,2
|
2,9
| ||
27
|
6,10
|
10,25
|
1057,2
|
-
|
1023,2
|
3,2
| ||
28
|
6,12
|
10,20
|
1056,3
|
-
|
1022,2
|
3,2
| ||
CANTABRO HÚMEDO 6 % DE ASFALTO
|
29
|
6,10
|
10,2
|
1030,4
|
1053,2
|
740,9
|
25,9
|
25,2
|
30
|
6,30
|
10,2
|
1054,2
|
1075,4
|
718,3
|
29,9
| ||
31
|
6,15
|
10,3
|
1035,8
|
1056
|
806,6
|
20,2
| ||
32
|
6,20
|
10,20
|
1036,4
|
1050,1
|
764,4
|
24,9
| ||
Fuente: Presentación propia de los autores.
Tabla
11. Resultados del ensayo Cántabro en condición seca y
húmeda con CA A-20
|
CÁNTABRO DISEÑO DE MEZCLA CON
ASFALTO BOSCÁN A-20
|
|||||||||
|
CONDICIONES
|
Briqueta
|
Altura
|
Diámetro
|
Peso Seco de Briqueta (g)
|
Peso Seco Después de Inmersión (g)
|
Peso Final de Briqueta(g)
|
Desgaste %
|
Promedio
|
|
|
CANTABRO SECO 4,5% DE ASFALTO
|
1
|
6,33
|
10,23
|
1093,1
|
-
|
974,9
|
10,8
|
11,4
|
|
|
2
|
6,4
|
10,3
|
1035,7
|
-
|
926,7
|
10,5
|
|||
|
3
|
6,2
|
10,3
|
1038,3
|
-
|
912,2
|
12,1
|
|||
|
4
|
6,1
|
10,36
|
1070,3
|
-
|
941,5
|
12,0
|
|||
|
CANTABRO HÚMEDO 4,5 % DE ASFALTO
|
5
|
6,22
|
10,32
|
1055,7
|
1074,2
|
200
|
79,3
|
74,5
|
|
|
6
|
6,3
|
10,36
|
1034,2
|
1047,3
|
311,4
|
68,6
|
|||
|
7
|
6,12
|
10,28
|
1016,6
|
1031,6
|
208
|
78,1
|
|||
|
8
|
6,15
|
10,35
|
1045,2
|
1062,6
|
273,4
|
72,2
|
|||
|
CANTABRO SECO 5% DE ASFALTO
|
9
|
6,2
|
10.25
|
1021,4
|
-
|
915,5
|
10,4
|
9,9
|
|
|
10
|
6,14
|
10,22
|
1036,8
|
-
|
930
|
10,3
|
|||
|
11
|
6,11
|
10,58
|
1020,8
|
-
|
927,3
|
9,2
|
|||
|
12
|
6,22
|
10,3
|
1043,7
|
-
|
913,5
|
12,5
|
|||
|
CANTABRO HÚMEDO 5 % DE ASFALTO
|
13
|
6,22
|
10,4
|
1036
|
1051,2
|
393,1
|
60,6
|
55,2
|
|
|
14
|
6,05
|
10,23
|
1104,1
|
1119,8
|
536,6
|
50,0
|
|||
|
15
|
6,61
|
10,27
|
1119,5
|
1139,4
|
484,5
|
54,9
|
|||
|
16
|
6,41
|
10,35
|
1055,6
|
1070,2
|
455,3
|
55,5
|
|||
|
CANTABRO SECO 5,5% DE ASFALTO
|
17
|
6,22
|
10,34
|
1060,7
|
-
|
975,5
|
8,0
|
7,7
|
|
|
18
|
6,16
|
10,4
|
1040
|
-
|
951
|
8,6
|
|||
|
19
|
6,27
|
10,35
|
1043,9
|
-
|
976,2
|
6,5
|
|||
|
20
|
6,09
|
10,43
|
1017,6
|
-
|
890,5
|
12,5
|
|||
|
CANTABRO HÚMEDO 5,5% % DE ASFALTO
|
21
|
6,08
|
10,38
|
1046,8
|
1060,4
|
513,8
|
49,6
|
44,3
|
|
|
22
|
6,22
|
10,2
|
1046,3
|
1059,8
|
642,5
|
37,3
|
|||
|
23
|
6,3
|
10,42
|
1043,7
|
1058,1
|
578,2
|
43,2
|
|||
|
24
|
6,22
|
10,31
|
1059,1
|
1074,5
|
544,8
|
47,1
|
|||
|
CANTABRO SECO 6% DE ASFALTO
|
25
|
6,1
|
10,36
|
1047,3
|
-
|
969,3
|
7,4
|
6,0
|
|
|
26
|
6,4
|
10,42
|
1048
|
-
|
988,4
|
5,7
|
|||
|
27
|
6,32
|
10,32
|
1044,7
|
-
|
982
|
6,0
|
|||
|
28
|
6,25
|
10,42
|
1035
|
-
|
968,2
|
6,5
|
|||
|
CANTABRO HÚMEDO 6 % DE ASFALTO
|
29
|
6,3
|
10,36
|
1058
|
1073,5
|
792,5
|
23,6
|
21,5
|
|
|
30
|
6,36
|
10,43
|
1059,5
|
1077,6
|
823,7
|
20,5
|
|||
|
31
|
6,2
|
10,41
|
1055,3
|
1065,5
|
880,4
|
15,6
|
|||
|
32
|
6,4
|
10,4
|
1114,5
|
1134,5
|
801,4
|
26,3
|
|||
.Fuente: Presentación propia de los autores.
Grafico
9.Diagrama de dispersión de pérdidas en seco de las
briquetas del CA 60-70.
Fuente: Presentación propia de los autores.
Las briquetas tuvieron en todos los porcentajes un comportamiento lineal, no se evidencian datos con mucha dispersión.
Fuente: Presentación propia de los autores.
Las cuatro briquetas se comportaron de una forma similar, no arrojaron datos aislados, siendo la mayor diferencia porcentual entre la más baja y la más alta por porcentaje de 4,5% para el 4.5. El valor máximo de perdidas fue de 15.9% y el valor mínimo de 2.9%.
Grafico 11.Diagrama de dispersión de pérdidas en inmersión de las briquetas del CA 60-70.
Fuente: Presentación propia de los autores.
En los porcentajes de 5% y 5,5% se produjeron leves dispersiones con respecto a la tendencia lineal de la gráfica, en los restante se mantuvo la correlación.
Gráfico 12.Diagrama de barras de pérdidas en inmersión de las briquetas del CA 60-70.
Fuente: Presentación propia de los autores.
Las cuatro briquetas tuvieron un comportamiento similar para cada porcentaje, se observan valores muy parecidos para 4,5% y 5,5%, un valor máximo de pérdida de 77.4%, un valor mínimo de 20.2%, y una diferencia porcentual máxima entre briquetas de mismo porcentaje de 9.7% para el 6%.
Gráfico 13. Diagrama de dispersión de pérdidas en seco de las briquetas del CA A-20.
Fuente: Presentación propia de los autores.
El comportamiento tiene una tendencia lineal, con datos dispersos levemente marcados en los limites inferiores y superiores de los porcentajes de 5% y 5.5%,
Gráfico 14.Diagrama de barras de pérdidas en seco de las briquetas del CA A-20.
Fuente: Presentación propia de los autores.
Las briquetas presentaron un patrón común, importante resaltar que la briqueta 4 de 5% y 5.5%, y la briqueta 1 de 6%, no fueron tenidas en cuenta para los porcentajes debido a que presentaban datos muy dispersos con respecto a las del grupo. La perdida mayor fue de 12.1% y la menor de 5.7%, la mayor diferencia entre el valor mayor y menor de perdidas en un porcentaje fue de 3% para el 4.5.
Gráfico 15.Diagrama de dispersión de pérdidas en inmersión de las briquetas del CA A-20.
Fuente: Presentación propia de los autores.
Se observa un comportamiento lineal, con una correlación indicada entre los datos del mismo porcentaje.
Gráfico 16.Diagrama de barras de pérdidas en inmersión de las briquetas del CA A-20.
Fuente: Presentación propia de los autores.
El comportamiento que se observa entre briquetas es uniforme, registrándose la mayor pérdida de 79.3% y la menor de 15.6%, la diferencia máxima entre las pérdidas de una briqueta con respecto a otra por porcentaje fue de 10.7% para el 4.5.
Gráfico 17.Diagrama de pérdidas en seco y en inmersión del CA 60-70.
Fuente: Presentación propia de los autores.
En este diagrama se aprecia la relación de las perdidas por desgaste del cántabro seco con respecto a las perdidas del húmedo. La tendencia para el seco es lineal, teniendo su máximo en 13.1% y su mínimo en 3.5%, demostrando así perdidas menores a medida que va aumentando el porcentaje de asfalto. La línea de tendencia para el cántabro húmedo es más pronunciada y presenta un comportamiento curvilíneo entre los porcentajes de 5% y 5.5% donde las perdidas no varían mucho de uno con respecto al otro 53.9% y 51.8%; en la parte inicial y final si se observa ya una conducta lineal, con valores más representativos entre un porcentaje y otro. El asfalto 60-70, presenta mayor susceptibilidad al agua y a la temperatura en el 4.5% con una diferencia de pérdidas de húmedo con respecto a seco de 62%, los dos siguientes de 5% y 5.5% tuvieron diferencias similares de 44.6% y 44.7% respectivamente, y el 6% fue el que menor susceptibilidad presento a la acción del agua y la temperatura con un valor de 21.7%. Dentro de las exigencias de la norma en condiciones secas está cumpliendo holgadamente al estar muy inferior de 25% de perdidas en todos los porcentajes, mientras que en el húmedo sólo está cumpliendo el 6% con un dato de 25.2% muy cercano a la resistencia en seco, e inferior en gran proporción con referencia a la norma para condiciones húmedas, que registra un valor máximo del 40%.
Gráfico 18.Diagrama de pérdidas en seco y en inmersión del C A-20.
Fuente: Presentación propia de los autores.
En este diagrama lineal observamos el porcentaje de perdidas por el método Cántabro, de las briquetas acondicionadas en estado húmedo con respecto a las acondicionadas en estado seco. La tendencia del estado seco es lineal con un valor máximo de 11.4%, y un mínimo de 6%, para el 4.5 y 6, respectivamente; tiene un comportamiento descendente que indica una relación de perdidas menores al aumentar gradualmente los porcentajes de asfalto. La línea de directriz del cántabro húmedo es descendente de igual manera pero más pronunciada, encontrando su máximo en 74.5% y su mínimo en 21.5%, con una diferencia importante del 53% entre ambos límites; los comportamientos que más se asemejan son los del 5% y el 5.5% con valores cercanos de pérdidas de 55.2% y 44.3% respectivamente. El asfalto Boscán A-20 tiene una correlación similar al Barrancabermeja A-20 en las dos condiciones evaluadas, para este caso se presenta menor susceptibilidad en el 4.5, con un diferencia de 63.6% entre el seco y el húmedo, valores de 45.3% y 36.6% para el 5% y 5.5%, y una marcada susceptibilidad térmica y al agua relativamente baja en el 6% con apenas una diferencia de 15.5%; siendo el que mejor comportamiento tuvo ante los condicionamientos. En el estado seco todos los porcentajes se encuentran muy por debajo del límite superior de perdidas por desgaste, 25%; en el estado húmedo siendo la tolerancia máxima de 40%, nuevamente solo cumplió holgadamente el de 6% con un valor de 21.5%, incluso inferior al exigido en estado seco.
Gráfico 19.Diagrama comparativo de pérdidas en seco entre el CA 60-70 y el CA A-20.
Fuente: Presentación propia de los autores.
Las tendencias de los asfaltos 60-70 y A-20, son evidentemente descendentes, más acentuada en el colombiano al tener valores máximos y mínimos sobre los límites de la gráfica. El comportamiento en 4.5% es mejor en el Boscán al presentar perdidas 1.7% menores que el Barrancabermeja; en el 5% presenta datos similares, lo que denota un actuar similar entre ambos con una diferencia apenas de 0,6% de uno al otro; en 5.5% tiene mayor resistencia el colombiano un poco mas significativamente con respecto al del vecino país, con pérdidas de 7.1% y 7.1% respectivamente. El porcentaje más favorable es por lógica el de 6% para ambos tipos de asfalto, y más significativo para el 60-70, al registrar tan solo un 6% de pérdidas al desgaste, por lo cual el fenómeno de stripping no fue tan marcado como en las otras dosificaciones de asfalto.
La cohesión en una mezcla asfáltica está condicionada por la viscosidad del asfalto, desde esta perspectiva sólo en el menor porcentaje evaluado no se cumple este concepto, el asfalto Boscán A-20 al ser notablemente más viscoso que el Barrancabermeja 60-70, proporciona mejores propiedades mecánicas a la mezcla, haciéndola más resistente a la abrasión por el desgaste de las partículas internas. Además es importante destacar que propiedades como la afinidad del agregado con la mezcla, la elevada proporción de caras fracturadas, la limpieza y la resistencia en los agregados pétreos determinan de cierta manera el comportamiento de la mezcla, aun cuando cumplan en todas las especificaciones la adherencia con el asfalto usado es un factor determinante. Además al presentar esta curva descendente, se interpreta que la película del asfalto que rodea el agregado tiende a aumentar a medida que se incrementa su dosificación, lo cual mantiene más unida la mezcla, le da mas cohesión y lo hace mas resistente a la disgregación.En la puesta el comportamiento de estas mezclas drenantes a la resistencia al desgaste, es quizás la propiedad que más preocupa debido entre otras cosas a que el asfalto queda expuesto a las condiciones ambientales y atmosféricas, como el agua, los rayos ultravioleta, el polvo, solventes arrojados por los carros, entre otros.
Además estudios realizados en este país, este tipo de mezclas con granulometría abierta son más susceptibles a las deformación plásticas,y aun más vulnerables al ahuellamiento en condiciones altas de temperatura, más aun para la deformación plástica con excesivo contenido de vacíos como es el caso, baja viscosidad del cementos asfaltico (parámetro a favor para el Boscán A-20), inestabilidad del material, bajo contenido de filler (para este caso no lo fue, se utilizó un 5% para todos los diseños), existencia de demasiadas partículas redondas (para este proyecto el porcentaje de caras fracturadas fue de 85%, apenas en el rango mínimo por norma), entre otras, que se puede resolver también cambiando la granulometría y la composición de las mezclas, como se hizo en España en los años 80, raíz de las frecuentes deformaciones plásticas presentados en los pavimentos en los 60 y 70.
Gráfico 20.Diagrama comparativo de pérdidas en húmedo entre el CA 60-70 y el CA A-20.
Fuente: Presentación propia de los autores.
Se observa un comportamiento curvilíneo para en el asfalto Boscán A-20, con una tendencia más asociada a un comportamiento lineal, debido a que las perdidas descienden gradualmente aproximadamente del 20% de un porcentaje al otro; el Barrancabermeja por el contrario presenta dos pendientes marcadas de 4.5% a 5% y de 5.5% a 6%, asociada más la primera al comportamiento del A-20 que la segunda. Para los valores de 4.5% y 5.5% el fenómeno del stripping se vio claramente acentuado en los dos tipos de cemento asfáltico, registrando valores similares altos superiores a los exigidos por la norma, siendo en el primero levemente superior el colombiano y en el segundo el venezolano. Para 5.5% ya se marco una diferencia, el asfalto nacional siguió por encima de la norma casi en 15%, mientras que el del vecino país con unas pérdidas del 44.3% se acercó más a las exigencias mencionadas. En 6% se mantuvo el mismo lineamiento con perdidas menores para el A-20, pero con la atenuante que en este caso si están dentro del rango máximo incluso de lo exigido en el seco al presentar perdidas tan solo de 25.2% y 25.1%. El proceso de inmersión sirve para detectar problemas de mala adhesividad, mala calidad de filler, problemas de cohesión en la mezcla, entre otros factores, que nos da alguna manera una garantía sobre el comportamiento de la mezcla puesta en obra, así es importante analizar que si bien en cada asfalto hubo dos datos que cumplieron muy por debajo del porcentaje máximo de desgaste, la mezcla drenante en general para ambos diseños evidencia problemas en las propiedades mencionadas, que pueden limitarse solo a las características del asfalto, al comportamiento de los agregados o a relaciones que en ocasiones no se toman en cuenta como la de filler-asfalto, entiendo que el filler o fondo le brinda a la mezcla mejor estabilidad y resistencia.
Este patrón de comportamiento evidencia que el fenómeno de stripping se hace más crítico en mezclas asfálticas con menor porcentaje de asfalto, posiblemente porque actúan mejor sus características de adhesividad y de cohesión sobre el agregado pétreo, en cantidades mayores de cemento asfáltico. Además como bien lo mencionan algunos estudios realizados en condiciones de inmersión con asfaltos convencionales colombianos, la conexión asfalto ligante puede romperse debido a que el éste se rigidiza en presencia de agua, y conlleva a una contracción del ligante sin cambio de volumen, y a una posterior separación con el agregado; es decir el cemento asfáltico pierde ductilidad, se rigidiza y se comporta de manera indiferente al agregado, deja de funciones como un conjunto o mezcla y separa del material, ayudado también por la mayor afinidad que existe entre los materiales pétreos y el agua. Además si bien la cohesión es importante en las mezclas, para diseños drenantes es claro que en obra la resistencia de la mezcla no va estar ligada directamente a ésta propiedad, más bien va estar sujeta al rozamiento interno de sus partículas, que la va a hacer crítica ante elevados esfuerzos de tráfico.
Continuaremos este tema en el siguiente articulo.
O a nuestra pagina de Internet www.parisingenieros.com y veras todos los demás artículos en nuestra sección noticias: www.parisingenieros.com/noticias/
Entradas
