EMULSIONES ASFALTICAS

 

La emulsión asfáltica es una mezcla estable de dos sustancias liquidas inmiscibles, denominadas maltenos y asfaltenos.

Los maltenos constituyen la fase continua y confieren a la mezcla las características de viscosidad y fluidez, dependiendo de las cantidades de agua y aceites que contengan.

Los asfáltenos conforman la fase discontinua y están constituidos principalmente por hidrocarburos sólidos que confieren a la mezcla su adhesividad y ductilidad.

La parte activa principal de los asfáltenos es el cemento asfáltico y constituyen mas del 60% de la emulsión resultante. Sin embargo, el cemento asfáltico y el emulsificante deben visualizarse como un sistema que en conjunto funcionan como agente ligante.

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PROPIEDAD ADHESIVA

La adhesividad de la emulsión con la superficie de aplicación se logra de dos formas: por fricción o interacción mecánica y por reacción química.

La primera es la que resulta de la penetración intersticial del asfalto en la superficie de aplicación y la resistencia adquirida a solidificarse, en tanto que la segunda, depende del enlace químico que resulte al interactuar electrostáticamente los átomos del asfalto con la superficie.

 

CLASIFICACIÓN

Dependiendo del emulsificante, las emulsiones se clasifican en catiónicas y aniónicas, correspondiendo a su capacidad de interactuar molecularmente con la superficie cubierta, con cargas positivas o negativas.

Esta reacción química se conoce comúnmente como rompimiento de la emulsión y ocurre normalmente al contacto de ésta con la superficie de aplicación o por la evaporación del agua, ligando el asfalto fuertemente a la superficie por medio del puente químico que forma el agente emulsificante entre el asfalto y la superficie.

Dependiendo de la velocidad de reacción o la resistencia a la coagulación de las emulsiones, también se pueden clasificar en los siguientes tipos:

  • Emulsiones de rompimiento rápido
  • Emulsiones de rompimiento medio
  • Emulsiones de rompimiento lento y
  • Emulsiones superestables.

 

CONTROL DE CALIDAD

Para asegurar su calidad, normalmente se le aplican las siguientes pruebas a la emulsión:

  1. Tamaño del glóbulo de asfalto.
  2. Carga de la partícula.
  3. Tiempo de rompimiento.
  4. Residuo asfáltico.
  5. sentamiento a 5 días.
  6. Penetración al residuo.
  7. Solubilidad al residuo.
  8. Ductilidad del residuo.

De las pruebas arriba mencionada, quizá la mas recurrida es la de residuo asfáltico, la cual es útil inclusive en el diseño y revisión de mezclas asfálticas.

 

USOS

Las emulsiones pueden ser empleadas en mezclas con agregados pétreos y en tratamientos superficiales con o sin agregados.

Dentro de los tratamientos superficiales podemos mencionar de manera principal al:

  1. Riego de impregnación.
  2. Riego de liga.
  3. Riego de sello.

Y como mezclas con agregados pétreos tenemos:

  1. Mortero asfáltico.
  2. Base negra.
  3. Mezcla para carpeta asfáltica.

 

RIEGO DE IMPREGNACION

Se le denomina de esta forma a la aplicación de un ligante asfáltico sobre una superficie pétrea con la finalidad de prepararla y protegerla para recibir otro tratamiento asfáltico de mayor durabilidad.

 

Características del ligante

Viscosidad: debe presentar baja viscosidad para facilitar su aplicación uniforme y penetración por gravedad.

Ruptura: se prefiere un rompimiento lento para permitir la penetración antes de la reacción.

Dosificación: el asfalto absorbido durante las primeras 24 hrs, puede variar dependiendo de la superficie en que se aplique siendo entre 1.0 a 1.2 litros por metro cuadrado en bases cerradas y de 1.4 a 1.8 y 2.0 inclusive en bases abiertas.

La norma SCT 3.01.03.078-f .07 sugiere que la dosificación deberá ser aquella que garantice un aspecto uniforme, una fuerte adherencia y una penetración mínima de 4.0  milímetros, para lo cual se recomienda realizar superficies de prueba con diferentes dosificaciones,  a fin de garantizar esta norma.

 

RIEGO DE LIGA

Se le denomina de esta forma a la aplicación de un ligante asfáltico entre dos capas bituminosas, con la finalidad de adherirlas para que trabajen conjuntamente.

 

Características del ligante

Viscosidad: baja para permitir su aplicación uniforme.

Rompimiento: preferentemente rápido, para permitir trabajar inmediatamente sobre ella.

Dosificación:  se recomienda entre 0.50 a 1.00 lts por metro cuadrado.

 

RIEGO DE SELLO

Se le denomina asi a la aplicación de un ligante asfáltico sobre una superficie de rodamiento, que será mejorada y sellada mediante el empleo de granzón o gravilla.

Dosificación: se recomienda emplear de 0.80 a 1.80 litros de emulsión por metro cuadrado y de 8 a 12 litros de material pétreo por metro cuadrado.

La norma SCT  3.01.03.082-f.02 sugiere la aprobación de las dosificaciones por medio de la secretaria y comprendida entre los 0.70 a 1.0 lts de cemento asfáltico por metro cuadrado ( 1.1 a 1.7 de emulsión)  y 9 a 10 litros de material pétreo por metro cuadrado.

 

MEZCLAS PARA CARPETA EN FRIO

Se denomina de esta manera a la incorporación de material pétreo con una graduación adecuada y un ligante asfáltico, resultando después de la combinación, tendido y compactación, una superficie de rodamiento cómoda y con  resistencia  estructural.

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Características de los materiales

El material pétreo debe cumplir con las características de graduación y uniformidad que dictan las normas de la SCT.  asi como de resistencia suficiente para soportar el continuo desgaste que le producirá el transito de diseño (norma 3.01.03.075-d y 6.01.03.010-d a la o).

El material asfáltico, se seleccionará y dosificará en base a las características del material pétreo y tratándose de emulsiones se realizan las siguientes observaciones:

Se podrá seleccionar emulsiones de rompimiento medio en materiales limpios (pocos finos) con un equivalente de arena superior al 80%.

Con materiales parcialmente limpios o con equivalentes de arena mayores al 50%, se podrá usar emulsiones de rompimiento lento.

En tanto que con materiales sucios, o sea con equivalentes de arena menores al 75% se recomienda el uso de emulsiones superestables.

En tanto a la polaridad de la emulsión, se prefieren las catiónicas debido a que la mayoría de los materiales al reaccionar con la humedad óptima, presentan afinidad electrónica con la emulsión.

 

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ENSAYO ELABORADO POR EL ING. JUAN ALBERTO SÁNCHEZ HERNÁNDEZ EN DICIEMBRE DEL 2001, CONSTITUIDO POR INFORMACIÓN RECOLECTADA DE EXPERIENCIAS Y MANUALES.

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