DISEÑO DE PAVIMENTOS II: MEZCLAS ASFÁLTICAS
Definición
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Las mezclas asfálticas son empleadas en la construcción de pavimentos, bien sea en capas de rodadura o en capas inferiores, y cumplen la función de proporcionar una superficie cómoda, económica y segura a los usuarios. Éstas son el resultado de unir en condiciones y normas establecidas un ligante hidrocarbonato y agregados pétreos; su función radica en aportarle rigidez y resistencia a la estructura del pavimento, dependiendo de las propiedades individuales de los materiales, la carga de soporte de vial y las condiciones del medio ambiente; de esta manera la granulometría que se quiere implementar debe diseñarse de acuerdo a las solicitaciones de la vía y al análisis de las propiedades mecánicas y dinámicas que pueda requerir.
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Éstas mezclas en función de la temperatura y del tiempo de aplicación de la carga pueden tener un comportamiento elástico lineal, no lineal o viscoso; de esta manera a temperaturas bajas se comportan como un material elástico lineal, y con un aumento gradual van cambiando su comportamiento a elástico no lineal, registrándose menos viscosas a medida que va subiendo la temperatura. De esta manera se hacen importantes las condiciones ambientales de trabajo del pavimento, dado que a diferencia de los climas cálidos y temperaturas elevadas donde se producen pérdidas de cohesión de la mezcla y ahuellamientos, en los climas fríos no se presentan deformaciones plásticas y el pavimento presenta un comportamiento elástico; esto para resaltar la manera como se debe prever muy bien en la temperatura y el tráfico al cual se va a someter un vez puesta en obra.
Composición
Las mezclas asfálticas como se mencionó anteriormente están conformadas de un agregado pétreo, un ligante hidrocarbonado y en ocasiones aditivos, sin embargo es importante analizar sus propiedades ya que cada uno de ellos es parte fundamental en el diseño y la función para la cual se quiera implementar.
Agregado Pétreo
Los agregados son partículas de minerales de diferentes tamaños, obtenidos de la fragmentación natural o la trituración artificial de las rocas; su importancia radica en la actividad química y superficial frente al agua y los ligantes, y por ende las propiedades físicas y químicas que éstos puedan tener.
Dentro de las propiedades físicas se pueden encontrar, la porosidad (que influye en la permeabilidad, absorción, textura superficial, resistencia a la abrasión, peso específico), la textura superficial (determinada por las irregularidades superficiales de las partículas, importante en la resistencia al deslizamiento en la capa de rodadura),la dureza (dependiente de la petrografía del agregado, importante en la absorción y la resistencia al desgaste), la forma (incidente en la resistencia mecánica), entre otras.
Las características químicas son más variadas y difíciles de sintetizar, van asociadas especialmente a la reacción físico-química que producen con el ligante, y que se ven reflejadas en la correcta o mala adhesión entre estos dos, por factores además como la textura, la porosidad, la viscosidad, y en el caso del asfalto la tensión superficial y el espesor de la película.
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Ligantes Hidrocarbonados
Los ligantes hidrocarbonados son aglomerantes conformados por mezclas complejas de hidrocarburos; su consistencia depende de las temperaturas de trabajo y se comportan como un fluido newtoniano a altas temperaturas. Tienen un sistema coloidal tipo gel que se comporta como un sólido o semisólido a temperatura ambiente, por lo cual su manejabilidad se hace más fácil calentándolo previamente.
En la clasificación de estos ligantes podemos encontrar los ligantes asfálticos, emulsiones (dispersiones coloidales del asfalto en agua), ligantes fluidificados y ligantes modificados (ligantes hidrocarbonados con aditivos). El ligante asfáltico, usado más frecuentemente en mezclas asfálticas, es un material resistente, adhesivo, aglomerante, impermeable y duradero, con capacidad de resistir esfuerzos y fluir bajo la acción de calor o cargas permanentes.
Mas adelante hablaremos de la clasificación de las mezclas asfálticas.
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