Manual Básico de Emulsiones Asfálticas
Manual Series No. 19
~AEMA~ ASPHALT EMULSION MANUFACTURERS ASSOCIATION
ASPHALT INSTlTUTE
III Asphalt lnstirute y la Asphah IOtnulsiun .vlanu[:It.1urers Assocíauon no se hacen responsables por el uso inapropiado de este manual, Debe apelarse al criterio ingenieril y a la experiencia para aplicar correctamente los principios )( pautas contenidos en este manual, teniendo en cuenta el equipo disponible, los materiales )' la, condiciones locales, El máximo razonable cuidado se ha puesto en la preparación de este manual; si" embargo, el Asphal; Inslil ute y la Asphalt Emulsión _vlanufacrtll'ers Associatíon no se hacen responsables por las consccucndas debidas a cualquier inexactitud que aquel pudiera contener, las fotografías } díbujo» de equipos utilizados en este manual tienen corno único propósito ilustrar el texto, y no implican preferencia alguna, de parte <.lid Asphah Insuune y la Asphah Emulsión Manufacturers Associarton, por cua lquier marca o modelo en particular:
LIBRARY UF CUNGRESS CATALOG CARO NUMBER: (old=86- 72240)
Printed in the USA
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El objetivo principal de este manual es impartir una comprensión básica de las emulsiones asfálricas a aquellos que trabajan con el producto. Además, se ha preteudido que 'ca íuil en la selección de I¡¡emulsión que mejor se;;adapta a las condiciones específicas de un proyecto. Y debería ser muy útil en la evaluacíón de Sistemas de pavímenros para construcción y mantenimiento. el manual no ha sido escrito con el detalle suficiente para que pueda ser empleado para la producción de emulsiones asfálticas. Tampoco apunta a las características específicas de los productos de un fabricante en particular. Más bien, explica las propiedades generales de Ills emulsiones ...sfálucas y sus usos. En uempos pasados, la falla de información ele este tipo pudo, hasta cieno grado, haber impedido la materialízación de iodo el potencial de las emulsione •. Un estudio completo ele este manual debería permitirnos recomendar dónde, cuándo ~. CÓmo las emulsiones asfálucas deben usarse. Debiera también ayudarnos ¡( resolver los problemas que pueden presentarse en aquellos proyectos en los que se emplean emulsiones. El Insututo del Asfalto (Aspbal! Insutute y la Asociación de Fabricante, de Emulsiones Asfálucas tAspbalt Emulsion ,~TaIlUfac{Llr"r:;Assoctation) han publicado en forma conjunta esta edición del "J\1anual Básico de Emulsiones Asfálticas" ( .\4 Baste Asphal! emul
ASPHAl.T INSTlTUTE Research Park Onve P.O. Box 14052 lexington, Kentucky 40512-4052 (606) 288-4960 Fax (606) 288·4999
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ASPHALT EMULSION MANUFACTURERS ASSOCIATlON #3 Church Circle, Suite 250 Annapolis, Maryland 21401
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Historia de las Ernulsioncs Futuro de las Emulsiones
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Asfálríca Asf¡ilti<:':ls
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Clasificación de la, Emulsiones sfáltícas Variables que .Afectan la Calidad y la 1't:donnanct: Componentes de la Emulsión Asfalto ,
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Manipulación
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la Rotura y el Curado
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Asfálticas de EmulSione.' A.~fálrk"l;' de Emulsiones
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de las Muestras
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Capacidad de Recubruuíeruo y Resistencia al Agua
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Ensayos sobre Emulsiones Asfálticas , ,.., , Ensayo de Carga de las Partículas Víscosidad de la Emulsión Ensayo de Desemulsión Ensayo de ldenriflcación de Emulsiones Catiónicas de Roru ra Rápida Idenriñcacíón de Emulsiones Catíónícas de Rotura Lenta Ensayos de Sedimenmción y de Estabilidad para Almacenamiento Ensayo de ,vlezda con Cemento
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Ensayo de Recubrímleruu en el Campo Peso de la Unidad de Volumen de la Emulsión Asfáltica Residuo de A:.f:II\\} y Destilado de Petróleo por Destilación Residuo por Evaporación.
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Recuperación Elástica en el Ensayo de Ductíltdad Fuerza Aplicada en el Ensayo ele Duculldad Punto ele Ablandamiento (Anillo )' Esfera) Resistencia a Tracción (Tensión) Recuperación Torsional ., " " , " ..,,~ ",
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Diseno del Cape Seal Sellado Doble Sellado de Arena ,
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Salvaguardia" de los Tratamientos de Superficie
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Mezclas para Manteninuento '''lezdas para Mantenhnícnto Mantennnieruo
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Mezclas con I::01ul.,io"es en Planta (en Caliente)
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Tabla U-l: Correcciones Temperatura- volumen pa ra EmulSione., Asfálticas ..., Tabla 6-2: Capacidad Parcial (.:11 Función de la Prolundidad, en Tanques Cilíndricos en POSición Horizontal
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Figura 2.1 Diagrama de una Planta de Elaboración de Emulsión ,\S[;íltica Figura 2.2 Tamaños Relativos}' Disuíbución ele las Partículas de Asfalto en UIl:! Emulstón
Figura 1,1 Ensayo 0(' Carga de I ~ Partículas
".,,, ..,,,, Pigura 4.2 Ensayo de Viscosidad Saybolt-Furol., Figura 4.3 Ensayo de Destilación pura Emulsiones Asf¡jhi~s
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Figura 61 l3S Parttcutas Plana" Quedan SU111(;rgid,,~ Cuando se Emplea el Asfalto Necesario para Retener a I~l~Partículas Cúbicas. ·,.t •. ' .•.,f 'I ;.••" ' ,••••••• " •.••..•• " ,..37 Figura 6.2 Equipo pHf11 Lechas Asfáluca ~ "" , " 42 Figura 1'i,3 Diagr:U113 de una Típic~ Mezcladora para Lechadas Asfálticas , '12 Figura 6,4 L'nidad Continua para Micro-aglomerados " ·,6 ~t •••• , •• ~•••••
figura 6.5 Dísrributdor de Asfalto. ~ figura 6.6 Angulo Correcto de tnclinación de los Picos Figura 6.7 La Altura ele la Barra de Riego debe Ajustarse para una Adecuada Cobertura Flgura <1.8Dlstríbuidor de Agregados ,.." Figuna 6.9 Distribuidor Adosado a la Parte Trasera del Camión (Tipo Tolva) ¡
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Figura 6.10 Dlstribuidor Acoplado a LaParte Trasera del Camión Pigura 6. I 1 Distribuidor
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Mecánico AI.II(JPn:lf>ta!;,\aO() ..
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6.1.':; Barredora l'vlecáni<.:3 , Figura 6.J'I Operación Constructiva de un Tratamiento de Superficie Figura 6.15 Estrías Longitudinales f'igur~ 6.J6 Exudación de Asfalto , figura 6.17 Pérdida ele Agregado de Cubrimiento Figura 7.1 Dinler'lSIOnes de1 Caballete '1' . d e ReCliper:.:'\C.l0n ":1 Le .._1TU1T)OS r-. . P·IgtJC3 -'.- ; l~'aqtlina ,
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Figura 7.'5 Planta Conrlnua en Frío
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Figura 7.(; Acoplo de Mezd" de Emulsión A~f{Jltic,,- RAl' para Mantenimiento FiglJrd 11.1Apltcaríón del Riego dr- Lig: Fi~u d 8.2 Empleo de Emulsión f\sf{Jltic:a en una Protección de Asfalto I'ijad
, ,
Figura 8.3 Sección de Carretera lnl<;r<;,I11I"1con Protección <.1<: Asfalto Fijada (FOIO General y Det:,I1(') " , Figura 8.4 Sellado el", un>! Fisura ('011 Ernulslón Asl'{lllica "'-ru ego a P"resion ~ F·igura o.) ~ ~ ~~ , ,., , , , figura 9.1 Pavimenro A,fálli<;o Deteriorado. Indicado para Reciclado Figura 9.2 Pérdida ti" AI¡LU"d de Cordón y P';rdlda dt: Capacidad de Drenaje ,. Figura 9.3 Máquina de Cepillado/ Fresado en Frío Removiendo el Pavirnento Asfálríco Ftglln19"1 Planta Central! Fija con Llnidad de Control de Tamaño del RAP
F19l1l"a (1 '.1 .. I ~ "'1'" , S· v.>- II ruuac ..tu np Ie o "Tren .., para R'ecrc Ia do Frí 110 tul ttu Figura 9.6 Máquinu de Reciclado Agregando la Emulsión Asfáltica Figura 10.1 Selcccrón (Id Contenido de Emulsión Oprimo paJ:·j 1Ir\~ Mezcla Abierta de Agregado y Emulsión
Asfáltica
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T~blll 3.1 Temperaunas de Alrnacenaruíeruo para Emulsiones Asf;lllicas Tdbb ;.2 Guía de las Condiclones I!xigidas en Tanques Desagoiados An!es de 18 Carga con Emulsión
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COC'iTEj\flIJO
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Lists- de rabias Ta.I)la
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3.33 Vehículos v Transportistas
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CONTENIDO
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CAPITULO 7
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El Transportation Research Board (nU1) define cstabíllzactón como 'la rnndift<·:·l<:ioll de suelos O ~srt:gac.1()~mcdiuntc la incorporación tic materiaks. íncrcmemando la '"'pi¡cid;¡d portante. la firmeza y la resistencia al dezplazamieruo por la acción del clima", la estabilización con crnulstón asfáltica es muy adaptable a la construccíón por etapas, en la que nuevas trochas o capas se agregan" medida que- .,1 ¡df,cO aumenta. Debido 3 sus propiedades cerucntantcs e impel1l1cahili/,al)re,<, la emulsión
asfáltica puede ser excelente para estabilizaciones, Los progresos en la tecnología lit: emulsiones asfálticas haccn posible el empleo {le mezclas con emulstones con una amplia variedad (It: aplícacíones en consrrucclón, rehabilitación y mantenimiento de pavimentos La tabla 7 '1 enumera los principales lISOS de- I:·JS 111e7cl
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Tabla 7.1 Usos Principales de ,Mezclas con Emulsiones Asfálticas Uso de la Mezcla
Propósito del Tratamiento con Emulsi6n
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Como una ayuda constructiva
Facllilar la construcción del pavimento y en algunos casos proveer una plataforma de trabajo
Mejoramiento del comportamiento de agregados marginales
Melorar el agregado, alcanzando la calidad de una buena base granular sin tratar
Como una superficie de rodamiento temporaria
Proveer una superficie que puede ser utilizada hasta Que se coloca, con carácter de pavimento permanente. una mezcla asfáltica en caliente o una mezcla con emulsión de alta calidad.
Reducir el espesor total del pavimenlo
PrOdUCIruna mezcla de alta calidad para trañeo muy Intenso. Estas mezclas tienen buenas flexibilidad y resistencia a la deformacI6n permanente.
Superficie de rodamiento de granulometría cerrada
ProdUCIr una mezcla para carpetas estables que no sufrirán ahuellamiento ni desplazamientos
Sub-base de pavimentos
Permitir el uso de agregados de menor calidad para la elaboración de sub-bases aceptables. Para esta aplicación. se pueden usar arenas, arenas limosas y arenas y gravas de pobre graduación,
Mezclas de mantenimiento de uso Inmediato y para acopio
Proveer mezcias de bacheo trabajables que pueden ser diseñadas para uso inmediato o para almacenamiento a largo plazo,
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Incrementar la resistencia de los materiales del pavImento y reducir si espesor necesario de la estructura con respecto al espesor correspondíente a materiales sin tratar,
Mezclas abiertas para carpetas y bases
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[ M~J:lascon Emulsiones-Asfálticas
Hay 3 tipos de mezclas de emulsión :Io;f:íhic;¡y :lgTegad()~: UC g-r..lnUI()ITIl.'tn3 cerrada. con
arenn )' de ¡¡"tnl1l()m"Lr¡~ abicna Las mezclas de gr.mulomerría cerrada eSI;" cou'l'u~,!a' de agrl'g:ldl'~ ytrd(I~ladl)';: cle-:-i(.ic: el n¡jxi''llfl rall'~.I~l() hasra, in('hlSi\'t', 111t1leri¡d pasante el tamiz 7"5 mm f ,,'e-l ¿(I()). 11"\,lllyt:rl una amplia \.'ÜI'fe-lla{1 de- tip(,.,)r gl;ln~JI(IJ)\(!1tL..l:; ll ....· ;'l1--,'T\'g;J(lc)"i, }' rlH'(h;n ser empleadas 11tlr:l todo Lofo, tilJrJ& de aplicaciones en p.rvímcntos l.... is mezclas ;lrl'Jl~'-(_"llll¡Jsi()'l!o;~eh.l,tl('l'JI1 tnllllnll(). con eruulsiones ~tsf~üUt..as, ~l!'(.'11~1~ de: río, arenas \ gr:i\'~,O;¡pobremcruc gr..l(lUi.il!;\:' )' ;lrt"O¡l(, (1,: dunas, I...IS fllt:¡.l.'I::t~ l~0J'.irena estan generalmenre hmttadas a ..tl"~llaSr'Tl;_¡~ luupi.tv ) arenas liJ,10S ..1F conterudu de Jrt'iJJJ. r:J..d1clrn\W;o, ron t{}"i a(le('ll:l(l(l~ gra()t). ...
de emulsiones. las n1t"7(·I}I" ('(\0 arena han tcnklo un buen comportanuento ('~)11"IO ;;'l.il'l-l)í.i~t:~) bases, l)ar._t <::.,,(34.W~',ll;l'i. hJ~ t!nll1Isi~)nt'''_li¡)it·;J1l1I.;'nle eITlfll~a(l:l~son de rotura h:nl;.J }r tilo' rotura 11leuj~llle alta nl)r.Jl.'i~'Jl,lif'ef'C:ll:J1telllcllte con gr..tLl().~ de mayor durvza o '-)1" Con g:1.lnlJI(')~1L:'lrí'_i ""t')iL'Jla~ L'1¿tL)()t'311l0S mezclas de nlro 11'-ll'Cellrrljt.' (le" "\'U({C}S. ti 1J';.I':{·'j lll' Itl...c unle- .... dJ'L'Jl!J el agua. r,SI':'IS JIIl:¿(.:lat. han S.UJII uulízndas muy exhosnmente- (.'lot() p:ll:1 l-.a"t:'l> como p:.JrJ carpetas de rodamiento Deludo ,1 b relativa ;""'1(111.,7.d .. 1 eqllipo d,' planl" neresano r :l lo, ahos volúmenes de producción 1)()~i'')lc~. eSf;I!oI Illt'7(.!I~....&011 t'{"()nr'II)lit::Jnl(+nt(' ~Jlr}I(·lj\:~:s <'_"II:lnt.h, :-;1;' re-quie-re una mezt'I~1 <.I~ alt:.t (:;dicJ~I(1i1;11':1 11:ifil:() J)e"':ld()- En +--tlAull()l\ casos, La ~')(:'rr()1n'~llC'e a l::tr!-!() ,J):,Q{) J(; lllt'Zt.·I~:<-. JIJlt:ltlS lhl ...¡(Ir} comparable- con h. lit.! Illt:ttlu..'- ;i"iI.c\IU~as 1;'11 ldliL"f\l~. El'olU~mezclav han evídeucíado buena resísrencía .-1 1.,1 r3!i~:l," la ,hurJn(>n rellcju JJ ahuellunuento v 3 lu> despl.izauiienros.
Diseño de la Mezcla
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lu....111<:"Z<.:Ia." de .lJ~,regJJI,)-L'ff!ul~()r, es nvccsauo un diseño. Es c,'t;n\Í.d pl'c'pilr:lr en d l"hl'I.'Lorio mczvlas el" prueba para deterl'OfJ
minar el gr~d<) v porrcnraic el" cmulsíón ~ k" I'r"picd:¡d.:s de !r:lhninhilidacl, ,'~I"bllkbd)' r.. sist .. nci'l del "Slellla. Ddx:ria dcrcmunarsc lu suscepubílídad de la 1111:'7.' lo COl) emul.,¡ún "1 daño pOI <1l!Ua. gl diseno de la mezdu ti" emulsión astálrlca-agregado s(, d,',crib<: en d C';lpil\lln 10 Si bien ",n d Capíl1llo S se h"n pr",('nll1<1" p"LlI,,~ j('ncr:des pam lo s,,!t-cdon dI.' IJ (,luub,ón ,,,r,iltica,
puco" ,~r
n(;(;~"ario "plit~lr ~I ,nlcrio p<:rsonal. En 1" t1có"ión p;.u-:\ $\.·Icctioo:lr \lI1 [ll)r> ~ gr,.d" Je <"11".1 ,¡ón dehen conside,':tffiL no sólo las l1tr:tCt<.:Mstic,,' dd agregadQ, sioo también 1:,< ,11:1 rt'~itlllo tle ,,,"all" -h:\lfl' .:tu.':) n hbncb. contenido de ,oh ente, modiJIc;1clon con rnlíl11t'r",~ j' I~ vl'!O<.-Klael de curado dt, b t'111UI..¡i\)o (r\ ltl,ril J1'tl·ur..-l '1
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leota)
iI.' ,
"¡¡nI Illgrar. en ,'ualquie!' ¡ne¿da con enl\llsllll1, bU"'l1~Spropiedel p"~()..k un:' mCGcla C'on t:',\\tdsi6n, L'na "''l1pha variedad de tipos r granulometfios de ;¡sregados puede ;,el' lI.lIda t'xilo...anlt'nle con Olezdos con elllulslont'5. UIS T"bl,~, 7.2, 7.3 Y 7.'1 mUl',U>1l1 algum,$ de bs gfanl1lol1lerrí~ls típk;as y 0lJ~'" prL)pi~lhld~scl,' 1,,, ¡¡gre¡rJtll>s paJa mezclas cerr'Jd3~. ahien;¡, y dc 3rcna-emul~lón, re'pectivamt'nl<.:. En lo que .'t:speC1:t " la calkL1c1 (1", lo'i agrq:~ado,. Cl<:rl'» f<:querilltientos deben J11Mlenerse. induyendo el porI.'cnmje de matl'n:u menor de"'5 mnl (tamIz j\" 200l , '" ('Hnlid,,<.l C!" nnf)~ pl:í¡;linJ" y la t1l1r:lhilídad, Los agregudos mint'ralt,s dé'\.¡erinn ensa~."r"l' <,on lo, m~l()do" listado., en la I'abla 75 t" c:ol1lparibilitbd tld agl'I::S'dOO (on la emll1sión ~sfi'iJtiat es ímpor"lnlc. y ddx:rí" dt.'l..:nninar,«:, la l'oll1po~,ción mu,eral del "grcg¡ltlo puede tt:n.;r ~ign;ncali\'a influt:nda en la ¡léffonl1ance de la mezcla ror lo "'"10, como ya se l11entiono, es n~c.,s't1;O preparar l11"zda~ el... prud,," <:nel laboratr)rio. [:n" "valu. ación en 13hc)("At()rj() n(J~ rx."llI1ite delerl11lI1:11' si es neccsari~l la íncorporacióll lle ll!} (l-gregado no 1(.)(<<.1.
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Aditivos'
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O'\'S r,;sistt::nclas a
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El ccm"n!O I'ortland y la cal hidrntada
elnllb¡one~, parricultllllleote aqueUas dabc)l'f,d", con ~rcnas y arenas)' graV;lS, Típicamenl<.:, hl C'3111itltldde "colcn!(J y d" cal hIdratada utiliZlldos h" ,ido de I " 20/,.en pt'so dc ag!egado seco. Si bien el\ el principio se agregaban en ¡oona se<:;J, f;:;I(>Sm"tcnak, SI' inc,)rpl)mn ahora en forma de let'h~d't () ('0010 mezdas cemento-agua (.)cal-u¡''lIa. Es lleCeslIri" un~ evalutlción en laboratorio par:1 determinar si los benefil~lt)S:1porrndos p
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Mi3ZCLAS CON AGRE(;AJ)05
