Introduccion a los cementos asfalticos

1.INTRODUCCIÓN
1.1 Definición del ligante asfáltico.
1.2 Propiedades generales del cemento asfáltico.
1.3 Usos comunes del cemento asfáltico.
1.4 Historia y origen del cemento asfáltico.
1.5 Historia cronológica del cemento asfáltico
2. INTRODUCCIÓN A LA REOLOGÍA DEL CEMENTO ASFÁLTICO
¿Qué es la reología?
2.1 Materiales viscoelásticos
2.1.1 Variación de la viscosidad con la velocidad de cizalla
2.1.1.1 Material newtoniano
2.1.1.2 Material plástico de Bingham
2.1.1.3 Material plástico
2.1.1.4 Material pseudoplástico
2.1.1.5 Material dilatante
2.1.2 Variación de la viscosidad con el tiempo de aplicación del esfuerzo
2.1.2.1 Material tixotrópico
2.1.2.2 Material reopéctico
2.2 Elementos de viscoelasticidad
2.2.1 Módulo de elasticidad
2.2.2 Módulo de cortante
2.2.3 Módulo complejo
2.2.4 Módulo de almacenamiento
2.3 Introducción a los modelos viscoelásticos
2.3.1 La carga
2.3.2 Elementos constitutivos de los modelos viscoelásticos
2.4. Deformaciones viscoelásticas
2.4.1 Aplicación de la carga
2.4.3 Flujo viscoelástico y relajación en el tiempo
2.4.4 Retiro de la carga
2.4.5 Recuperación elástica
2.4.6 Efecto del componente viscoso en la recuperación
2.5. Modelo de Maxwell
2.5.1 Bajo carga constante
2.5.1.1 Respuesta elástica inicial
2.5.2 Cesación de la carga
2.5.2.1 Respuesta elástica de recuperación
2.5.2.2 Deformación residual viscosa
2.6. Modelo de Kelvin-Voigt
2.6.1 Ecuación de la deformación elástica
2.6.2 Ecuación de la deformación viscosa
2.6.3 Bajo carga constante. Respuesta inicial
2.6.4 Cese de la carga
2.7. Diferencias entre el modelo Maxwell y el de Kelvin-Voigt
2.7.1 Estructura del modelo
2.7.2 Comportamiento frente a una carga instantánea
2.7.3 Respuesta a cargas periódicas
2.8. Modelo combinado de Maxwell y Kelvin-Voigt en serie
2.8.1 Aplicación de la carga constante
2.8.2 Cese de la carga
2.9. Introducción al desarrollo de la teoría matemática de la viscoelasticidad lineal
2.10. Principio de superposición Boltzmann
3. QUÍMICA DEL CEMENTO ASFÁLTICO
3.1 Análisis SARA
3.1.1 Fracción de saturados
3.1.2 Fracción de aromáticos
3.1.3 Fracción de resinas
3.1.4 Fracción de asfaltenos
3.2 Oxidación del cemento asfáltico
4. ESPECIFICACIONES PARA CEMENTOS Y LIGANTES ASFÁLTICOS
4.1 Especificaciones clásicas
4.1.1 Especificación por penetración
4.1.2 Especificación por viscosidad
4.2 Especificación Superpave por grado de desempeño [Performance Grade (PG)]
4.2.1 Nomenclatura de ligantes según el sistema Superpave PG
4.2.2 Protocolos de Envejecimiento del Ligante en el Laboratorio
4.2.2.1 Horno rotatorio de película delgada (RTFO)
4.2.2.2 Dispositivo de Envejecimiento Bajo Presión (PAV)
4.2.3.1 G*, δ
4.2.3.2 S(t), m(t)
4.2.3.3 εf
4.2.4 AASHTO M 320
4.2.4.1 Seguridad y trabajabilidad
4.2.4.2 Ahuellamiento
4.2.4.3 Fractura por fatiga (ligante envejecido en el RTFO y PAV)
4.2.4.4 Fractura térmica (ligante envejecido en el RTFO y PAV)
4.2.5 Recuperación elástica mediante esfuerzo repetido (MSCR)
5. SELECCIÓN DEL GRADO DE DESEMPEÑO (PG)
5.1 Método clásico – Transformación de temperaturas aire-pavimento.
5.1.2 Ajuste del PG alto por velocidad y tráfico (PG bumping)
5.1.3 Selección del PG correspondiente a la temperatura baja (PG bajo)
5.2 Método actual – Modelos de daño por ahuellamiento
5.2.1 Selección del PG correspondiente a la temperatura alta (PG alto)
5.2.1.1 Ajuste del PG alto por velocidad y tráfico (PG bumping).
5.2.1.2 Ajuste del PG alto por profundidad de la capa asfáltica.
5.3 Ejemplo de selección de PG
5.3.1 Pasos para descargar la data climática de temperaturas.
5.3.2 Cálculos para la selección del PG
6. RHEO + LA HERRAMIENTA QUE RELACIONA LAS PROPIEDADES REOLÓGICAS Y
QUÍMICAS DEL CEMENTO ASFÁLTICO A OXIDACIÓN
6.1 Introducción
6.2 Metodología
6.2.1 Materiales
6.2.2 Oxidación de las muestras
6.2.3 Caracterización del cemento asfáltico
6.3 Resultados y discusión
6.3.1 Respuesta viscoelástica del cemento asfáltico oxidado
6.3.2 Relación entre la química y la temperatura de crossover
6.4 Relación entre PG y Cruce (“Crossover”)
6.5 La herramienta RHEO+
7. PARÁMETROS DE GLOVER-ROWE Y EL ENSAYO DE LINEAR AMPLITUDE SWEEP
(LAS) DE ASFALTOS MODIFICADOS PARA DETERMINAR LA FATIGA DE LIGANTES
ASFÁLTICOS MODIFICADOS
7.1 El Parámetro de Glover-Rowe
7.2 Barrido lineal de frecuencia o el Linear Amplitude Sweep (LAS)
7.3 Procedimiento de ensayo y parámetros
7.4 Barrido de frecuencia para determinar propiedades de daño viscoelástico continuo (VECD)
8. TIPOS DE MODIFICADORES
8.1 Clasificación
8.1.1 Polímeros
8.1.1.1 SBS
8.1.1.2 SBR
8.1.2.1 EVA
8.1.2.2 Terpolímeros
8.1.2.3 Caucho granulado (GCR/NFU)
8.1.3 Bioligantes
8.1.4 Otros modificadores no bituminosos
8.1.4.1 Antioxidantes
8.1.4.2 Mejoradores de adherencia
8.1.4.3 Agentes endurecedores
8.2 Formulaciones
9. PRODUCTOS ESPECIALES A PARTIR DE CEMENTOS ASFÁLTICOS MODIFICADOS
9.1 Sellos de grietas
9.1.1 Prevención de la infiltración de agua
9.1.2 Ralentizar la propagación de daños estructurales
9.1.3 La seguridad vial
9.2 Mastic
9.3 Emulsiones modificadas
9.4 Mezcla en frío con asfalto modificado
9.5 HIMA
10. TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE CEMENTO Y LIGANTE ASFÁLTICO
10.1 Factores de transporte y almacenamiento que afectan la calidad del cemento y el
ligante asfáltico.
10.2 Sistemas de transporte empleados en la actualidad.
10.2.1 Transporte en frío.
10.3 Sistemas de calentamiento para el almacenamiento y transporte de cemento y
ligante asfáltico.
10.4 Tanques de almacenamiento.
10.5 Separación de partículas en tanques.
11. PROCESOS DE MODIFICACIÓN
11.1 Métodos de modificación
11.1.1 Método de fabricación de asfalto modificado con terpolímeros
11.1.2 Método de fabricación de asfaltos modificados con SBS
11.1.3 Método de fabricación de asfaltos modificados con SBR
11.1.4 Método de fabricación de asfaltos modificados con GCR o NFU
11.1.5 Método de fabricación de asfaltos modificados mediante concentrados
11.2 Pruebas de campo
11.3 Asfaltos modificados prefabricados
11.4 Molinos de laboratorio
12. GUÍA DE DISEÑO PARA LA SELECCIÓN Y ELABORACIÓN DE ASFALTOS
MODIFICADOS
12.1 Evaluación del asfalto base
12.1.1 Parámetros físicos del cemento asfáltico
12.1.2 PG continuo o temperatura crítica
12.1.4 Ángulo de fase
12.1.5 Componentes viscoso y elástico
12.1.6 Variabilidad de las fuentes de cementos asfálticos
12.1.7 Parámetros químicos del asfalto base
12.2 Selección del polímero
12.3 Determinación de la dosificación
12.4 Evaluación PG
12.5 Análisis de la estabilidad al almacenamiento
12.6 Evaluación MSCR