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Emulsiones AsfálticasLas emulsiones son mezclas de cementos asfálticos con agua emulsificantes, a su vez, estos pueden también contener:
Tipos de Emulsiones Asfálticas:
Producto Especificaciones Técnicas
Emul sión Asfáltica Catiónica Emulsión Asfáltica Catiónica
Emulsión Asfáltica Polímeros Emulsión Asfáltica Polímeros
Aplicación de las Emulsiones> Riegos de Imprimación
Se aplica sobre superficies no asfálticas que deben prepararse para recibir otro riego asfáltico.
Ejecución de la imprimación> Riegos de Liga
Se aplica sobre un riego de imprimación sobre capas asfálticas, su función es vincular una capa con una mezcla asfáltica.
Ejecución del Riego de liga> Riego de imprimación reforzadaConsiste en una primera imprimación simple y una vez que ha secado se efectúa una segunda aplicación de material bituminoso.
Proceso constructivo de la imprimación reforzada
> Arena AsfaltoConsiste en el esparcimiento y compresión de arena de una granulometría predefifnida sobre una superficie imprimida. Espesores promedios de 2.5 mm.> Fijadores de polvo o antipolvoFijan el polvo suelto evitando las molestias que estos ocasionan.> Riego de SelladoConsiste en una aplicación de material bituminoso seguido de una distribución de arena, se emplea sobre superficies asfálticas (mezclas asfálticas o suelo arena o arena emulsión).> Tratamientos Superficial SimpleConsiste en una aplicación de material bituminoso seguido de una distribución de agregados pétreos.
> Tratamiento Superficial DobleConsiste en dos aplicaciones de material bituminoso, cada una de ellas seguida de una distribución del agregado pétreo, en general el tamaño nominal del primer agregado es el doble del segundo.
> Tratamiento Superficial MútlipleConsiste en tres o más aplicaciones de material bituminoso, cada una de ellas seguida de una distribución de agregado pétreo de menor tamaño.
> Slurry Seal o Lechadas
Son mezclas constituídas por áridos finos, filler, emulsión, agua y aditivos. Espesores promedios de tres a seis milímetros. Su objetivo es de impermeabilizar, tratamiento de terminado y superficial, antideslizante.
Ejecución del Slurry Seal Acabado final del Slurry Seal> Suelos estabilizados con emulsión asfálticaSe define como suelo estabilizado con un producto bituminoso, la mezcla íntima, convenientemente compacta, de suelo, agua, ligante bituminoso y eventualmente adiciones, cuyo fin es mejorar las características resistentes del suelo, disminuyendo su capacidad de absorción de agua y/o aumentando su cohesión, por efecto de la incorporación de ligante bituminoso.
Emulsiones Viales
¿Qué es una Emulsión Vial?
Las emulsiones asfálticas son la dispersión de pequeñas micro-partículas de asfalto dentro de una matriz acuosa. Por lo general son producidas utilizando molino coloidales.
El molino aplica la energía mecánica necesaria para dispersar el asfalto caliente en la fase acuosa, pero esta dispersión debe ser estabilizada para evitar la coalescencia de las partículas. Para ello se utilizan productos químicos denominados emulsificantes.
La utilización de emulsiones asfálticas para pavimentaciones tiene ventajas con respecto a otras formas de manejar asfalto, como habilidad de poder ser empleadas a temperaturas ambiente, el usar agregadores húmedos y la no emisión de contaminantes como, catiónicas, aniónicas o no-iónicas, según la carga superficial que posean las partículas de asfalto sea positiva, negativa o nula respectivamente.
El emulsificante utilizado en pequeñas dosificaciones es el ingrediente crítico en una emulsión. En Asfalkote Pennsylvania S.A. elaboramos emulsiones asfálticas catiónicas de rompimiento rápido, y lento adecuadas para la realización de todas las aplicaciones en el campo vial.
Nuestras emulsiones son elaboradas con formulaciones y emulsificantes provistos por la empresa AKZO NOBEL, líder en la fabricación de productos químicos para aplicaciones asfálticas. Esto nos permite asegurar homogeneidad en la calidad de nuestros productos.
En particular hemos desarrollado la modificación con polímeros, para la mejor performance de nuestros productos en contacto con los agregados.
ENTAJAS TÉCNICAS DE LA APLICACIÓN DE EMULSIONES ASFÁLTICAS
VENTAJAS ECOLÓGICAS, TÉCNICAS Y ECONOMICAS DEL USO DE EMULSIONES ASFALTICAS CATIONICAS EN PAVIMENTOS DE ASFALTO
El uso de emulsiones asfálticas, ofrece enormes ventajas ambientales, técnicas y económicas
respecto a los ligantes asfálticos convencionales.
1. Es una tecnología bastante versátil y sencilla pero rigurosa en todas las fases de su
aplicación como diseño, aceptación de materiales, producción de la mezclas y control de
calidad de la misma.
El diseño de las emulsiones, obedece a un estudio riguroso del agregado para el cual se debe
diseñar el tipo de emulsificante más apropiado y el diseño de mezclas debe realizarse por el
método Marshall Modificado siguiendo estrictamente las especificaciones técnicas para el
diseño de laboratorio.
2. Es una tecnología que disminuye la contaminación del medio ambiente y promueve el
ahorro de energía y combustibles.
En efecto, las fórmulas de las emulsiones asfálticas no contienen ningún contaminante, no
emiten vapores tóxicos, no dejan residuos líquidos tóxicos y además no consumen energía que
pueda contaminar el medio ambiente siendo totalmente compatibles con los mismos.
3. Se aplican a temperatura ambiente y no requiere de grandes instalaciones para la
producción de la mezcla asfáltica.
La aplicación de la emulsión se realiza a temperatura ambiente. Por otra parte todo el módulo
de producción puede ser fácilmente transportable cerca de la zona de aplicación, es decir no se
requiere montar complejas instalaciones para su calentamiento y mezclado. Se simplifica así el
proceso constructivo, eliminando costos de movilización y desmovilización
4. se disminuyen los accidentes por quemaduras y otros.
Al no ser necesario calentar la emulsión asfáltica, la posibilidad de accidentes en la
manipulación producción y colocación se reducen al mínimo.
5. el costo de la mezcla se optimiza y el transporte de la planta a la obra se reduce al
mínimo.
La producción de la mezcla no requiere calentar los agregados ni el asfalto y las instalaciones
para su producción son fácilmente transportables muy cerca de la zona de colocación de la
misma, esto incide significativamente en la disminución de los costos para la carpeta asfáltica.
6. se disminuye el envejecimiento prematuro de la mezcla asfáltica durante el proceso de
producción, transporte, colocación y compactado que se generan en las mezclas
asfálticas en caliente.
El envejecimiento prematuro del asfalto se acelera a mayor temperatura, en el proceso en
caliente la producción de la mezcla, el transporte, la colocación así como la compactación de la
misma se realiza en caliente y el endurecimiento de la carpeta se produce una vez que esta
enfría, por lo tanto el envejecimiento prematuro de la mezcla se acelera durante esta fase de
aplicación.
Por otro lado en la mezcla con emulsiones asfálticas todo el proceso anterior se realiza a
temperatura ambiente, es por ello que se disminuye el envejecimiento prematuro de la mezcla
asfáltica.
7. Mejoran la adherencia entre el asfalto y el árido.
Las emulsiones asfálticas contienen agentes mejorados de adherencia esto permite un enlace
químico entre el asfalto y la superficie del agregado obteniéndose un cubrimiento del agregado
con adhesión resistente al agua es decir una adhesión activa que se traduce en mayor
resistencia al desprendimiento de la mezcla durante la puesta en servicio del pavimento.
Como las emulsiones asfálticas catiónicas están cargadas electropositivamente y la mayoría de
los agregados pétreos son de naturaleza silícea (con carga superficial electronegativa); la
atracción electroquímica entre los mismos produce una unión inmediata y permanente, los
resultados obtenidos son altamente satisfactorios.
8. Eliminan el peligro de lavado del asfalto debido a lluvias imprevistas.
La emulsión catiónica ha demostrado una extraordinaria capacidad para resistir los efectos
perjudiciales de las lluvias que, imprevistamente, pueden producirse a poco de terminar la
ejecución de una sección de tratamiento superficial.
Una vez ejecutada como mezcla, la unión emulsión agregado queda permanentemente
adherida, eliminando el desplazamiento posterior del agregado, esto se debe a que por la gran
cantidad de finos que contienen se obtiene una mezcla más densa mejorando la capacidad de
resistencia al desgaste.
LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS
Ing. Iván Chávez Roldán.
Las Emulsiones asfálticas se empezaron a usar desde el año 1,920. Primero fueron las de tipo
aniónico, que permitían un resultado satisfactorio con áridos calizos, y desde hace mas de
medio siglo, las de tipo catiónico, que amplían el campo de aplicación a todo tipo de áridos.
Actualmente las emulsiones se diseñan, es decir, se produce una emulsión adecuada para un
árido determinado, unas condiciones climatológicas y un sistema de puesta en obra. Esto ha
hecho posible, que en la actualidad el Ingeniero disponga de un ligante perfeccionado a tal
punto, que no requerirá de mejoradores de adherencia y tendrá una emulsión de características
siempre diferentes y específicamente diseñadas para su obra
En América es notable el incremento de interés y consumo a partir de la crisis de 1974. En los
EE.UU. se ha creado la asociación AEMA (Asphalt Emulsion Manufacturers Association) que
realiza una importante labor de coordinación y divulgación. En Latinoamérica hay que destacar
el desarrollo de México, Brasil, Colombia, y Argentina, entre otros países, con unas industrias
dinámicas en el desarrollo de las emulsiones
Existen diversas aplicaciones de las emulsiones, que esquemáticamente son las siguientes:
Tratamientos superficiales con riego.
Riegos de penetración.
Mezclas asfálticas abiertas.
Estabilización de suelos.
Mezclas asfálticas densas.
Lechadas asfálticas (Slurry Seal).
Bacheos.
Riegos solo de ligante.
Versatilidad Ante Climas y Materiales.
Anteriormente el uso de ligantes asfálticos, exigía áridos calientes para los sistemas en caliente
y áridos secos para las técnicas en frío. En la actualidad con las emulsiones asfálticas los
áridos se utilizan húmedos.
El empleo de activantes (mejoradores de adherencia) mejoraba la adhesividad, incluso en
presencia de humedad, y permitía el uso de áridos silicios que, por otro lado, son los de mejor
comportamiento mecánico, con el uso de las emulsiones no se requieren de dichos
mejoradores.
Las emulsiones aniónicas permitió el uso de áridos básicos en épocas húmedas e incluso el
empleo de agua para lavarlos previamente. En la actualidad con la amplia gama disponibles de
emulsiones catiónicas, puede trabajarse de forma análoga con todo tipo de áridos. Esta ventaja
es esencial en las operaciones de conservación, que forzosamente son más perentorias en
invierno y en las zonas con climas húmedos.
Por otro lado, al poder variar los numerosos componentes que intervienen en una emulsión,
pueden ajustarse las características de la misma para solucionar adecuadamente cada
problema concreto. Por ejemplo, para un riego con gravilla en época desfavorable, puede
acortarse el tiempo de rotura y aumentar la viscosidad. Por el contrario, en tiempo muy cálido
puede aumentarse la estabilidad.
La misma versatilidad de formulación permite adaptar la emulsión a características específicas
o marginales de áridos diseñándola, quiere decir, que las emulsiones asfálticas usadas en
Lima, no pueden ser las mismas que utilizan en Ica, Huaraz, Huanuco, Pucallpa, Iquitos,
porque sus áridos no son los mismos.
Ahorro Energético.
El ahorro energético es una preocupación dominante en los últimos años. En la construcción de
pavimentos flexibles se han analizado los componentes energéticos debido tanto a los
materiales en sí, como a las operaciones de transporte y puesta en obra. En el caso de las
técnicas en frío, el gran ahorro energético se consigue evitando el uso de asfaltos diluidos (MC
y RC); y eliminando los procesos de calentamiento de los áridos como en las tecnologías en
caliente. En una planta, la energía usada en secar y calentar áridos es la siguiente:
Porciento de humedad del árido
3% 5% 7%
Consumo de fuel (Kg/ton) 6.5 8.5 10
Como se puede apreciar, se trata de valores muy importantes, a los que habría que añadir un
mayor consumo energético en el transporte, mayores distancias, manipulación, compactación,
etc., que en el caso de que la mezcla se realice en frío. La energía consumida en la fabricación
de emulsiones es muy pequeña y, en todo caso, comparable a la empleada para calentar el
ligante de
Las mezclas asfálticas en caliente.
En el caso de los riegos superficiales, bien en negro (liga, imprimación), o bien con gravilla, el
consumo energético por unidad de superficie es superior, en mas del doble, cuando se usan
asfaltos diluidos que cuando se emplean emulsiones.
Sin embargo, un estudio energético efectivo no solamente tropieza con el problema de la
naturaleza energética del cemento asfáltico, sino también con el hecho de que, por motivos
políticos, no existe una correspondencia entre el precio de los productos y su contenido
energético, ya que aquel obedece a criterios fiscales y sociales, independientes de su
procedencia o valor intrínseco.
Otro factor importante en el uso de emulsión, en operaciones tendentes a ahorrar energía, es el
reciclado de pavimentos asfálticos en frío. La técnica de reciclado se emplea hoy en día
profusamente para aprovechar los ligantes y pavimentos antiguos que se han degradado o
agrietado. Suelen usarse sistemas de reciclado in situ mediante máquinas complejas que
escarifican, disgregan, añaden ligante nuevo, mezclan y extienden. También se usan sistemas
de remezclado en plantas fijas. Se han realizado numerosos trabajos usando emulsiones de
rotura lenta, y modificadas con polímeros para la regeneración de la mezcla antigua. El
procedimiento es el más económico, tanto desde el punto de vista económico como desde el
energético.
Las Emulsiones Asfálticas y el Medio Ambiente.
Las publicaciones aparecidas en los últimos años sobre las técnicas de asfaltado y sus
incidencias ecológicas, es por la agresión sobre los operarios en los trabajos de carreteras o
bien, al daño causado a los seres vivos o cosas en las inmediaciones de las zonas de trabajo.
Respecto al tipo de técnica empleada, hay que destacar los siguientes problemas:
Humus debido al calentamiento de ligante y áridos mediante quemadores de fuel o
petróleo (planta de asfalto en caliente).
Gases de los cementos asfálticos emanados de los tanques de almacenamiento y
calefacción, de las cisternas de transporte y los producidos durante la extensión y
compactación de las mezclas (mezcla en caliente).
Polvo debido al manejo de áridos y, muy especialmente al funcionamiento de los
secadores en las plantas asfálticas en caliente que no tengan dispositivos adecuados para
evitar su lanzamiento a la atmósfera.
Evaporación de solventes cuando se emplea mezclas en frío con asfaltos diluidos
como el RC-250.
Respecto a la comunidad, se ha conseguido mediante una serie de medidas, paliar el efecto
del polvo de las plantas asfálticas en caliente, que tradicionalmente es pernicioso para las
personas y animales, así como para la vida vegetal. En zonas poco aireadas y pobladas, el
empleo de asfaltos diluidos, especialmente aquellos que contienen alto porcentaje en
componentes ligeros, como son el MC y RC, contaminan seriamente al evaporarse dichos
componentes, produciendo una contaminación mas importante que la que puede atribuirse a un
tráfico intenso. El caso puede ser especialmente grave si se usan en imprimaciones o riegos
similares, u otros tratamientos derivados del alquitrán u otros productos agresivos. También
hay que mencionar las notables molestias que producen los actuales sistemas de reciclado en
caliente en zonas urbanas en donde se unen los gases emitidos por los quemadores a los
humos de la combustión de residuos de los pavimentos antiguos.
El problema es mas grave desde el punto de vista de los operarios. Recientes estudios de
distintos organismos americanos han puesto de manifiesto que los maquinistas de
extendedoras y de tanques regadores, así como los reglistas y el personal que está en las
inmediaciones de la obra, están sometidos a la agresión de una serie de compuestos nocivos
muy superior a la que toleran las autoridades sanitarias y laborales. No hay que olvidar que
este personal permanece durante muchas horas al día sometido a acciones perniciosas. Para
terminar, parece imprescindible y obvio decir que el empleo de emulsiones, elimina casi por
completo los riesgos indicados en los párrafos anteriores. Las razones son tan evidentes que
no es necesario insistir en ellas.
Dosificación y Proyecto.
Con la finalidad, que su proveedor diseñe la emulsión específica para su obra, deberá
proporcionarle los siguientes materiales e informaciones:
Muestras de 25 Kg de material pétreo de cada tipo en sacos, con su respectiva
identificación. Las muestras servirán para los diseños de la emulsión, mezclas y/o
tratamientos superficiales. La empresa ASFALTOS ESPECIALES DEL PERU S.R.L.,
cuenta con un laboratorio exclusivo en el país con el equipo y técnicos idóneos para la
realización de los diseños y es importante recalcar que es el único proveedor que diseña la
emulsión.
Se deberán realizar los ensayos de control de calidad de los materiales pétreos, en un
laboratorio especializado de suelos. Este ensayo es importante para la seguridad de los
trabajos. De nada servirá usar un ligante de calidad, si los áridos están en proceso de
degradación.
Informar al proveedor de las características climatológicas, topográficas y sistema
constructivo que se dará en la puesta en obra, que será indispensable para el diseño de la
mejor emulsión.
Las dosificaciones de los insumos como la emulsión, áridos, filler, agua y aditivos
propuestos en los diseños deberán respetarse estrictamente, excepto el agua, que podrá
corregirse en campo dependiendo de la temperatura del medio ambiente, si la arena y el
pavimento están caliente o húmedo, etc. La empresa CARLOS AMOROS HECK
CONTRATISTAS GENERALES S.A., le dará el asesoramiento técnico en su obra mediante
sus ingenieros especialistas.
Puesto en Obra.
La emulsión se puede almacenar en tanques verticales, horizontales, posas o cilindros,
cuidando que esté bien tapado para evitar su contaminación y recircularlo cada vez que
sea usado o cada 5 días para homogenizarlo.
Como las emulsiones son específicas para cada obra, de nada sirve un certificado de
una emulsión que no fue diseñada para esa obra. El proveedor le proporcionará el
certificado de calidad de la emulsión especialmente diseñada para su obra, y de ser
necesario se hará el muestreo en obra del ligante para ser analizado por cualquier
laboratorio especializado. Además de la remesa enviada a obra, lo acompañará un balde
sellado conteniendo la misma emulsión para algún análisis posterior.
Las mezclas con emulsión son almacenables, y se podrá usar después de 24 hrs. de
producido. Cuidar que no se contamine la mezcla con polvo, agua, etc., almacenándolo en
alto para evitar que se contamine con alguna inundación, y taparlo con plástico para
mantener su humedad y obtener mejor trabajabilidad.
Se debe realizar el control de calidad de las mezclas que se producen con una
periodicidad de por lo menos 1 muestra por día, con la finalidad de comparar con el diseño
hecho en laboratorio. CARLOS AMOROS HECK CONTRATISTAS GENERALES S.A.,
pone a disposición del cliente su laboratorio de control de calidad sin costo alguno.
En la colocación, se puede controlar el grado de compactación de la mezcla por medio
de la prueba del anillo. Este consiste en colocar un anillo en la mezcla en el momento de la
compactación y retirarlo después de terminado el rodillado para compararlo con la
densidad de diseño. Es importante recalcar, que las mezclas con emulsión a diferencia de
las mezclas en caliente, no se compactan en caliente, por lo que se puede almacenar. Se
compacta en frío, y el tráfico es primordial para que la mezcla alcance la estabilidad de
diseño que se logra alcanzar después de varios días de servicio del pavimento.
Clasificación de las Emulsiones Asfálticas.
Las Emulsiones Asfálticas se dividen en tres categorías:
Aniónicas
Catiónicas
No Iónicas
Las dos primeras se utilizan en la construcción y mantenimiento de carreteras. Las del tipo
aniónico fueron las primeras emulsiones creadas por 1920. Las catiónicas son las emulsiones
"modernas" que se utilizan actualmente con excelentes resultados en todo el mundo.
En la presente información técnica nos referiremos únicamente a las emulsiones del tipo
catiónico, las cuales se utilizan con prácticamente cualquier tipo de agregado.
Las emulsiones asfálticas se clasifican de acuerdo a la rapidez en que el asfalto se separe del
agua (coalescencia o rotura; cambio de color de marrón a negro):
Catiónica de Rotura Rápida CRR
Catiónica de Rotura Media CRM
Catiónica de Rotura Lenta CRL
Catiónica de Rotura Lenta del tipo Super Estable CSE
Especificaciones Técnicas de las Emulsiones Asfálticas.
* Puede obviarse el requisito de sedimentación si se usa emulsión en menos de 5 días; o el
comprador puede exigir q se corra la prueba desde el tiempo de recepción hasta el de uso, si el
periodo transcurrido es menor de 5 días.
** Puede usarse la prueba de almacenamiento a 24 h en lugar de la de sedimentación a 5 días.
*** Pueden aceptarse materiales que fallan clasificación si pasan demulsibilidad.
**** Estas aplicaciones típicas son para usar solamente como guía para la selección y uso de
emulsiones para fabricación y mantenimiento de pavimentos.
Las normas para los asfaltos emulsificados llevan las designaciones AASHTO M140 y M208 y
las designaciones ASTM D977 y D2397.(Ver Tabla No.1)