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II CONGRESO INFRAESTRUCTURA VIAL SUR
“Caracterización de Asfaltos con la Metodología
SUPERPAVE”
Msc. Ing. Clever Gómez Quispe
ANTECEDENTES
 En el sector de la construcción, la utilización más antigua se
remonta aproximadamente al año 3200 A.C
 Los asfaltos han sido típicamente caracterizados con
procedimientos empíricos de laboratorio, por penetración o
viscosidad.
 En 1678 Robert Hooke fue el primero que habló de la reología en
su libro “Verdadera Teoría de la Elasticidad”; posteriormente
Isaac Newton publica la Ley de Viscosidad de Newton.
 En 1987 el Strategic Highway Research Program (SHRP) fue
establecido en Estados Unidos, con un presupuesto de 150
millones de dólares en programas de investigación, a fin de
mejorar el desempeño y duración de las carreteras, producto del
programa se desarrolló un nuevo sistema para especificar asfaltos,
el producto final del programa es un nuevo sistema llamado
SUPERPAVE (Superior Performing Asphalt Pavement).
 En el Perú entre los primeros avances en SUPERPAVE, podemos
mencionar la investigación desarrollada por la Ing. Mercedes
Sancho /Laboratorio del MTC - Dirección de Estudios Especiales de
Provias Nacional, resultado del cual desarrolla un mapa zonificado
del Perú, para la selección de cementos asfálticos según
especificación SUPERPAVE (SHRP), seguidamente el Ing. Jorge
Escalante Zegarra y el Ing. José Leomar Fernándes Júnior,
presentaron en el XVII Congreso Ibero-Latinoamericano del Asfalto
CILA 2013 su investigación “Determinación del grado de
desempeño PG para las diferentes regiones del Perú”.
DESCRIPCION DE LA REALIDAD
Fisuramiento Térmico
DESCRIPCION DE LA REALIDAD
Ahuellamiento
DESCRIPCION DE LA REALIDAD
AGRIETAMIENTO POR FATIGA
ESTIMACION DEL EFECTO DEL ASFALTO (%)
AHUELLAMIENTO
FISURA POR FATIGA
FISURA TERMICA
CARACTERIZACION ACTUAL DE LOS ASFALTOS EN EL PERU.
Actualmente en el Perú, para caracterizar la consistencia de
los asfaltos se utiliza los ensayos de penetración o el ensayo
de viscosidad, ambos ensayos han sido empleados para medir
el efecto de la temperatura en el comportamiento de los
asfaltos. Ello se hace determinando la viscosidad o la
penetración a dos temperaturas diferentes y graficando los
resultados.
CARACTERIZACION ACTUAL DE LOS ASFALTOS EN EL PERU.
Penetración.
El ensayo de penetración determina la dureza o consistencia
relativa de un cemento asfáltico, midiendo la distancia que una
aguja normalizada penetra verticalmente en una muestra de
asfalto en condiciones especificadas de temperatura.
CARACTERIZACION ACTUAL DE LOS ASFALTOS EN EL PERU.
Punto de Reblandecimiento.
Los asfaltos de diferentes tipos reblandecen a temperaturas
diferentes. El punto de reblandecimiento se determina
usualmente por el método de ensayo de anillo y bola. métodos
AASHO T-53 y ASTM D-36.
CARACTERIZACION ACTUAL DE LOS ASFALTOS EN EL PERU.
Ductilidad.
La ductilidad es una característica de los asfaltos importante en
muchas aplicaciones. Los cementos asfálticos dúctiles tienen
normalmente mejores propiedades aglomerantes que aquellos a
los que les falta esta característica. Por otra parte, los cementos
asfálticos con una ductilidad muy elevada son usualmente más
susceptibles a los cambios de temperatura. métodos AASHO T53 y ASTM D-36.
CONCEPTOS
Asfalto:
El asfalto es una mezcla químicamente compleja constituida por
hidrocarburos alifático y aromáticos pesados, dada su
complejidad, además del análisis elemental, los asfaltos
generalmente se identifican de acuerdo a su solubilidad frente a
diferentes solventes, para ellos se separan de acuerdo con el
método estándar SARA.
III. CONCEPTOS
Envejecimiento del Asfalto:
El término envejecimiento se refiere al fenómeno global de
evolución lenta e irreversible de la alteración de las propiedades
físico-químicas de los materiales.
En el envejecimiento del asfalto se pueden distinguir dos tipos
de mecanismos; el mecanismo principal está relacionado con
cambios químicos en el asfalto, el mismo afecta directamente las
propiedades reológicas del asfalto.
 Oxidación
 Volatilización
 Polimerización
 Sinéresis, entre otros
III. CONCEPTOS
Etapas del envejecimiento del Asfalto:
(Tomado de Read & Whiteoak, 2003)
III. CONCEPTOS
Comportamiento del Asfalto:
III. CONCEPTOS
Comportamiento del Asfalto:
III. CONCEPTOS
Respuesta Viscoelástica en el Tiempo:
III. CONCEPTOS
Comportamiento del asfalto en base a la temperatura:
CLASIFICACIÓN DE ASFALTOS POR GRADO DE DESEMPEÑO
SUPERPAVE.
El tipo de clasificación por grado de desempeño PG por sus siglas
en ingles Performance Grade es el resultado del Programa
Estratégico de Investigación de Carreteras, esta clasificación que
forma parte de SUPERPAVE permite obtener una clasificación de
los asfaltos en función de las temperaturas, el nivel de tránsito y el
envejecimiento al que se encontrara sometido
El grado asfáltico se designa como PG XX -YY, donde:
PG: Performance Grade o Grado de Desempeño.
XX: Temperatura máxima promedio del pavimento (medida a 20
mm de profundidad).
YY: Temperatura mínima superficial del pavimento.
Los valores de XX e YY se determinan en base a registros históricos
de temperatura considerando un factor de confiabilidad
 Región de la Sierra: necesita
de un ligante asfáltico con
PG 58 -22
Región de la Costa y Selva:
necesita de un ligante asfáltico
con PG 70 -10
 Sin considerar la velocidad y
el volumen de transito
Por recomendación del CSHRP el PG mas critico para
las condiciones climáticas y de
transito
del
Perú
fue
determinado como PG 76 -22
Autores:
Jorge R. Escalante Zegarra
José Leomar Fernandes Junior
METODOS DE ENVEJECIMIENTO DE LIGANTES - SUPERPAVE
Ensayo de Película delgada en Horno Rotatorio (RTFO)
METODOS DE ENVEJECIMIENTO DE LIGANTES - SUPERPAVE
Cámara de envejecimiento a presión (PAV).
CARACTERIZACION DE PEN 120/150 - SUPERPAVE
Criterio SUPERPAVE para deformación permanente:
CARACTERIZACION DE PEN 120/150 - SUPERPAVE
Criterio SUPERPAVE para agrietamiento por fatiga:
CARACTERIZACION DE PEN 120/150 - SUPERPAVE
Criterio SUPERPAVE para agrietamiento por Térmico:
CARACTERIZACION DE PEN 120/150 - SUPERPAVE
Resultados de Modulo de Rigidez y valor estimado de “m” del
PEN 120/150 con envejecimiento PAV.
NO CUMPLE
Resultados de Modulo de Rigidez y valor estimado de “m” del
PEN 120/150 con envejecimiento PAV.
Según el análisis del criterio SUPERPAVE mostrado en la tabla, el
cemento asfáltico PEN 120/150 cumple las especificaciones hasta
una temperatura mínima de -18 °C, sin embargo la metodología
establece que a este resultado se le adicione 10 °C , siendo el
resultado final -28 °C.
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
Msc. Ing. Clever Gómez Quispe
GRACIAS POR SU ATENCION