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MATERIAL AGLUTINANTE
MDULO IIMDULO II
TECNOLOGIA DEL ASFALTOTECNOLOGIA DEL ASFALTO
EXPOSITOR: M.Sc. Ing. NSTOR HUAMNGUERRERO
CURSO DE ESPECIALIZACIN PROFESIONAL
TECNOLOGA DE LOS PAVIMENTOS
ASFLTICOS=========================
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EL ASFALTO
LA IMPORTANCIA DE SU CONOCIMIENTO..!
CUALES SON SUS FORTALEZAS - OPORTUNIDAES -
DEBILIDADES - AMENAZAS.?
Por qu o o "r#"#$o% # "r#&% '( u FODA?
CONFERENCIA)CONFERENCIA) LOS PA*IMENTOS ASF+LTICOS , EL USO DELOS PA*IMENTOS ASF+LTICOS , EL USO DENUE*ASNUE*AS
TECNOLOGAS EN EL PERTECNOLOGAS EN EL PER=========================================================================================================
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EL SEOR ASFALTO
MUCHO GUSTO EN CONOCERLO
.!
CONFERENCIA)CONFERENCIA) LOS PA*IMENTOS ASF+LTICOS , EL USO DELOS PA*IMENTOS ASF+LTICOS , EL USO DENUE*ASNUE*AS
TECNOLOGAS EN EL PERTECNOLOGAS EN EL PER=========================================================================================================
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CEMENTO ASFALTICO DE PETROLEO
PRESENTACI/NMATERIAL AGLUTINANTE
CONSISTENCIA*ARIABLE
COLOR OSCURO
0SE ENCUENTRANATURALMENTE ,1O PORREFINACI/N DEPETR/LEOS.
EST+ CONSTITUIDO POR MEZCLA COMPLE2A DE 3IDROCARBUROS NO
*OL+TILES DE ELE*ADO PESO MOLECULAR
CONFERENCIA)CONFERENCIA) LOS PA*IMENTOS ASF+LTICOS , EL USO DELOS PA*IMENTOS ASF+LTICOS , EL USO DENUE*ASNUE*AS
TECNOLOGAS EN EL PERTECNOLOGAS EN EL PER=========================================================================================================
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PLANTA DE REFINERA DE PETR/LEO
NACIMIENTO DEL CEMENTOASFLTICO
CONFERENCIA)CONFERENCIA) LOS PA*IMENTOS ASF+LTICOS , EL USO DELOS PA*IMENTOS ASF+LTICOS , EL USO DENUE*ASNUE*AS
TECNOLOGAS EN EL PERTECNOLOGAS EN EL PER=========================================================================================================
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RECUPERACION , REFINADO DE PRODUCTOSASFALTICOS DEL PETROLEO
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TECNOLOGA DEL ASFALTO
LIGANTES ASFLTICOS
EXISTENTES EN EL MERCADO
PERUANO
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LIGANTES ASFLTICOS
CEMENTOS ASFLTICOS DE PETRLEO : CAP - PEN
ASFALTOS DILUIDOS, RECORTADOS O CUT ACS
EMULSIONES ASFLTICAS
ASFALTOS MODIFICADOS
GRAN PROBLEMA:
" LA SUSCEPTIILIDAD T#RMICA !
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Cada uno de stos tipos de ligantes presentan diferentes rangos deViscosidad Cinetica " Relati#a " Centisto$es %c&t'deterinada en funci"nde la cantidad del dilu(ente epleado en la e)cla*
&e de+ne coo la relaci"n entre la #iscosidad a,soluta ( la asa espec-+cadel .uido a la isa teperatura ( presi"n*
La #iscosidad se ide seg/n el tiepo 0ue deora en #aciarse la Botella&a(,ol 1urol % Boca'*
2nidades: Centisto$es %c&t' ( &a(,olt 1urol %&&1'3 utili)adas a di#ersasteperaturas *
En Per/ se producen:
RC45663 RC4756: El N8 indica su #iscosidad cinetica en &&1 %&egundos&a(,olt 1urol'
MC4963 MC46: El N8 indica su #iscosidad cinetica en &&1*
CLASIFICAIN DE LIGANTES ASFLTICOS
POR VISCOSIDAD Y POR PENETRACIN
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L$ VISCOSIDAD %& '( )&*&(+ $/0+1) & 1(2&3$*&(+& 4343)1($0 )( &02$03 %& 0$
PENETRACIN, 0 *1* 5'& & 1%&(+16)$( )* 17'&:
CAP.PEN 89;9: C&*&(+ A/0+1) %& P&+3
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.. tienen una gran debilidad
LA SUSCEPTIBILIDADTRMICA!
""
H$ 5'& *&@3$3 0$ 4341&%$%& V1) E0/+1)$ %&0 CAP PEN C(2&()1($0H$ 5'& *&@3$3 0$ 4341&%$%& V1) E0/+1)$ %&0 CAP PEN C(2&()1($0
)()1&(% &0 )*43+$*1&(+ 3&0
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SUSCEPTIBILIDAD TRMICA
LA SUSCEPTIBILIDAD TRMICA INDICA QUE TAN SENSIBLE ES UN
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USOS DE CEMENTOS ASFALTICOS GRADUADOS POR PENETRACION EN FUNCION AL CLIMA
PAVIMENTACION CLIMA
Muy Calido Clido Moderado Frio Friido
AEROPUERTOSPista de despegueCaminos AuxiliaresAparcamientos
40-5040-5060-70
40-5040-5060-70
60-7060-7060-70
85-10085-10085-100
120-150120-15085-100
CARRETERASTrafico pesado mu pesado
Trafico medio ligero
40-5040-50
40-5060-70
60-7060-70
85-10085-100
120-150120-150
CALLESTrafico pesado mu pesadoTrafico medio !igero
40-5040-50
40-5060-70
60-7060-70
85-10085-100
120-150120-150
CAMINOS PARTICULARES"ndustrialesComerciales# $stac# %er'esidenciales#
40-5040-5060-70
40-5060-7060-70
60-7060-70
85-100
85-10085-10085-100
120-15085-10085-100
APARCAMIENTOS"ndustrialesComerciales
40-5040-50
40-5060-70
60-7060-70
85-10085-100
120-15085-100
!ONA DE RECREOPistas de tenisTerrenos de (uego
60-7060-70
60-7060-70
85-10085-100
85-10085-100
85-10085-100
BORDILLOS 40-50 40-50 60-70 85-100 85-100
LOS ASFALTOS , EL CLIMALOS ASFALTOS , EL CLIMA
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RENDIMIENTO APRO4IMADO DE LOS ASFALTOS DERENDIMIENTO APRO4IMADO DE LOS ASFALTOS DEPA*IMENTACI/NPA*IMENTACI/N
CLASE DE ASFALTO USO RENDIMIENTO
CEMENTO ASFALTICO"#$%# PEN& '#$(# PEN& )%$*## PEN+ *,#$*%# PEN
)$*C!A $+ CA!"$+T$ ,0 glm, me.cla
C/+C'$T/ A%A!T"C/ 4 7 peso total de la me.cla
ASFALTO LIQUIDO RC $ ,%#
A3$%"/+ +$A CA'P$TAA%A!T"CA $"%T$+C"A
0#05 glm2
%$!!A3/ 0#, glm2
)$*C!A A%A!T"CA $+ '"/ 1#5 2#0 glm2
P"+T'A")P$')$A9"!"*A+T$
1 gl5 a 10 m2 :seg;n espesor depel
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INDICE DEPENETRACIN
TIPO S: D&+10$)1
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QU ES EL ASFALTO ? EL ASFALTO: MEZCLA COMPLEQA DE HIDROCARUROS
ANLISIS UMICO: SE REPORTA EN T#RMINOS DE B FRACCIONES PRINCIPALES
FRACCIN PESADA: ASFALTENOSDE ALTO CUO PESO MOLECULAR
FRACCIN LIGERA: MALTENOS DE AQO PESO MOLECULAR
LA PARTE MALT#NICA PUEDE SUDIVIDIRSE EN TRES FRACCIONES PRINCIPALES
PARAFINAS, RESINAS ACEITES AROMTICOS .
LOS CONSTITUENTES DEL ASFALTO INTERACTAN ENTRE S FORMANDO UN FLUIDO DE
COMPORTAMIENTO VISCOELSTICO.
COMPORTAMIENTO REOLGICO DEPENDE :
COMPOSICIN UMICA:
FUNCIN DE FUENTE PROCEDENCIA PROCESO DE REFINACIN
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COMPOSICIN QUIMICA
ME=CLA COMPLE>A ;E ?@;ROCARB2RO&
+, -, , /, 0,
1,
2,
0,
3,
/, 0,
/,
,
-,
+,
5
67 89
ASFALTENOS : SATURADOSFRACCI/N PESADA
RESINAS
ARO
MATICOS
; ASFALTENOS ; *ISCOSIDAD
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INFLUENCIA DE LOS COMPONENTES QUIMICOSDEL ASFALTO EN SUS PROPIEDADES
ASFALTENOS:
- PROPORCIONAN LA DUREZA AL ALFALTO - NO INTERVIENEN DIRECTAM. EN LA ADHERENCIA DE LOS MATER. P#TREOS - SU PRESENCIA ES FUNDAMENTAL EN LAS PROP. MECNICAS DEL ASFALTO
RESINAS - DAN LAS CARACTERISTICAS CEMENTANTES O AGLUTINANTES
ACEITES - CONSISTENCIA NECESARIA PARA HACERLOS TARAAQALES - LUIDOS POCO VISCOSOS, COLOR CLARO, NO ADHERENTES, MU ESTALES - PERMITEN DESPLAZAMIENTO ENTRE COMPONENTES DE LA FASE DISPERSA
MICELAS
- GENERAN LA DEFORMALIDAD DEL ASFALTO - ASFALTO CON ALTO CONTENIDO DE ACIETE SE COMPORTA COMO UN FLUDO
VISCOSO
PROPIEDADES FSICAS DEL ASFALTO: SEGN PROPORCIN DE
ASFALTENOS, RESINAS ACEITES UE CONTIENEN - DETERMINAN LA CONSISTENCIA DEL ASFALTO
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FORTALEZAS Y DEBILIDADES
1ORALE=A&: propiedades
CONSISTENCIA, ADHESIVIDAD, IMPERMEAILIDAD, DURAILIDAD .. PERO.
DEILIDADES: MU SUSCEPTILE A LOS CAMIOS DE TEMPERATURA
SUFRE ENVEQECIMIENTO POR INTEMPERISMO AFECTADO POR LA OXIDACIN LA FOTODEGRADACIN PROPIEDADES MECNICAS SON MU PORES
UERADIZO A AQAS TEMPERATURAS
FLUE A TEMPERATURAS UN POCO ARRIA DE LA TEMPERATURA AMIENTE TIENE UNA AQA RECUPERACIN ELSTICA, UE LIMITA AMPLIAMENTE SU
RANGO DE UTILIDAD.
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TECNOLOGA DEL ASFALTO
LOS ENSAOS EN CAMPO EN
LAORATORIO SON MU
IMPORTANTES
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LOS ENSAYOS SON MUY IMPORTANTES
PENETRACI/N
DUCTILIDAD
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E($ %& P'(+ %&
A0$(%$*1&(+
E($ %& E+$101%$% $0A0*$)&($*1&(+
%& A$0+ M%16)$%
E($ %&
R&)'4&3$)1
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TECNOLOGA DEL ASFALTO
EMULSIONES ASFLTICAS EN
AM#RICA LATINA
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E'45#i"n$# #6758ic#.9 D$6inicin
Di#$*#in d$ 'ic*"9*8;c45# d$ c$'$n8" #6758ic"$n 4n '8*i< c4"# $#8=i5i
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Eulsion aceite en agua
asfalto
agua
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C5#i6icci"n d$ $'45#i"n$# d$ c4$*d"
#4 *484* > c*g d$ *8;c45G3$% %&&*'01(&
C$+1(1)$ A(1(1)$ A401)$)1(&
Rapida 431&7 CR& && rataientossuper+ciales
MediaCM& M& Me)clas a,iertas
LentaC&& && Me)clas densas
Rapida - *&)0$C& 4
Mortero asfalticoMicro4pa#iento
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EMULSION ASFALTICAEMULSION ASFALTICA
CEMENTOCEMENTOASFALTASFALTICICOO
AGUAAGUA AGENTEAGENTEEMULSIVOEMULSIVO
$n algunas ocasiones> la emulsi?n puede contener otros aditi&os>como [email protected]> me(oradores de recu@rimiento> me(oradores
de aderencia o agentes de control de rotura#
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COMPONENTES DE LA EMULSIONCOMPONENTES DE LA EMULSION
CEMENTOCEMENTO ASFALTASFALTICICOO
$l cemento asfBltico es el elemento @Bsico de la emulsi?n
asfBltica en la maor constitue entre un 50
un 75 de la emulsi?n#%i @ien la dure.a de la @ase de cemento asfBltico puede &ariar> la
maor las condiciones climBticas
pueden reuerir una @ase asfBltica mBs dura o mBs @landa# $ncualuier caso> la compati@ilidad u
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B.: ASFALTOS DILUIDOS CON AGUA
EMULSIONES ASFALTICAS
;ispersiones CAP en fase acuosa3 con tiepo de ruptura#aria,le3 el cual depende entre otros factores de la cantidad deAgente Eulsi+canteF3 la #iscosidad depende de la ligaci"n delresidual asfltico*
La cantidad de eulsi+cante #aria entre 6*7 a
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AGUAAGUA
$l segundo componente en una emulsi?n asfBltica es el agua# %u
contri@uci?n a las propiedades deseadas en el producto final nopuede ser minimi.ada# $l agua puede contener minerales u otros
elementos ue afectan la producci?n de emulsiones asfBlticas
esta@les# Consecuentemente> el agua pota@le puede no ser
adecuada para las emulsiones asfBlticas#$l agua encontrada en la naturale.a puede ser inadecuada de@ido a
las impure.as> sea en soluci?n o en suspensi?n coloidal# Preocupa
particularmente la presencia de iones de calcio de magnesio#
$stos iones fa&orecen la formaci?n de una emulsi?n cati?nicaesta@le# 3e eco> frecuentemente se adiciona cloruro de calcio a
las emulsiones cationicas> con el o@(eti&o de aumentar la
esta@ilidad durante el almacenamiento#
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AGENTES EMULSIVOSAGENTES EMULSIVOS
!as propiedades de las emulsiones asfBlticas dependen en gran
medida en los agente u cati?nicas o no-ionicas#
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$n el caso de emulsiones -o i.-i/a0-o i.-i/a0> las part
esto es> se (untan restaurando el &olumen de cemento asfBltico#
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!a tendencia a coalescer estB
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Fi-al4e-5e& la0 e4ul0io-e0 0e ide-5i6i/a- /o- u-a 0erie deFi-al4e-5e& la0 e4ul0io-e0 0e ide-5i6i/a- /o- u-a 0erie de-74ero0 y le5ra0-74ero0 y le5ra0ue aluden a la &iscosidad de las emulsiones a
la consistencia de la @ase de cemento asfBltico#
!a letra HCI [email protected] el tipo de emulsiones> identifica
a una emulsi?n cati?nica#
!a ausencia de la letra HCI identifica a las emulsiones
ani?nicas> seg;n las especificaciones de A%T) de
AA%T/#
Por e(emplo> '% a :'' 1= es una emulsi?n ani?nica C'% 1:C'' 1= es una emulsi?n cati?nica#
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!os n;meros en la clasificaci?n indican la &iscosidad relati&a de
la emulsi?n#
Por e(emplo> una emulsi?n )% 2 :')-2= es mBs
&iscosa ue una emulsi?n )% 1 :')-2=#
!a HI incluida en algunos grados significa simplemente
ue la @ase asfBltica es mBs consistente : o dura> @ard=#
!a HsI significa ue la @ase asfBltica es mBs @landa
:solft=#
!as letras HI ue preceden a algunos de los grados deemulsiones ani?nicas indican alta flotaci?n :ig float=>
medida con el ensao de flotaci?n#
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E'45#i:n A#6758ic Ani:nic E'45#i:n A#6758ic C8i:nic
(ASTM D?22@ AASHTO M+/,! (ASTM D-.?2@ AASHTO M-,1!RS + (RR +! CRS + (CRR +!
RS - CRS -HFRS - 99999
MS + (RM +! 99999
MS - CMS - (CRM -!MS -B CMS -BHFMS + 99999HFMS - 99999HFMS -B 99999HFMS -# 99999
SS + (RL +! CSS + (CRL +!SS +B CSS +B
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APLICACIONES GENERALES DE LAS EMULSIONES ASF8LTICASAPLICACIONES GENERALES DE LAS EMULSIONES ASF8LTICAS
M(># '( A%@#"o A=r(=#'o%M$
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A#o(% '( A%@#"o A=r(=#'oT*8'i$n8"# S4$*6ici5$# (Si'5$# > M58.! X X X X XS$55d" c"n A*$n (Snd S$5! X X X X X X
L$cBd A#6758ic (S54**> S$5! X X X X XMic*" 9 g5"'$*d" (Mic*" 9 #46cing! XES$55d" D"=5$ (SndicB S$5! X X XC$ S$5 X X
A#o(% A%@"#%Ri$g" P45$*i
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VARIABLES QUE AFECTAN LA CALIDAD + EL RENDIMIENTOVARIABLES QUE AFECTAN LA CALIDAD + EL RENDIMIENTO
DE LAS EMULSIONES ASF8LTICASDE LAS EMULSIONES ASF8LTICAS
Propiedades u presi?n>
esfuer.o para separar las part
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O*d$n $n 4$ #$ g*$gn 5"# $5$'$n8"#
Ti" d$ $4i" $'5$d" $n 5 $5="*cin d$ 5 $'45#inPropiedades del agente emulsi&o
Adici?n de modificadores u
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TECNOLOGA DEL ASFALTO
REOLOGA DEL ASFALTO
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REOLOGA DEL ASFALTO PROPIEDADES REOLGICAS DE LOS MATERIALES ASFLTICOS
REOLOGA: CIENCIA UE ESTUDIA LADEFORMACIN FLUENCIA DE LAMATERIA.
MIDE LA DEFORMACIN DE LOS CUERPOS UE NO SON NI SLIDOS NI LUIDOS
O SEA LOS CUERPOS INTERMEDIOS ENTRE SLIDO ELSTICO LUIDO
VISCOSO V1)&0/+1)
COMPRENDE:
- LA TEORA DE LA ELASTICIDAD RESISTENCIA DE LOS MATERIALES
- LA PLASTICIDAD - LA VISCOSIDAD - LA HIDRAULICA
PRINCIPIO: - LOS MATERIALES NO SON PURAMENTE ELSTICOS NI VISCOSOS,
EQEMPLO LOS MATERIALES PLSTICOS, EL CONCRETO ASFLTICO, ENTRE OTROS
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EN RESUMEN
LA REOLGA DEL ASFALTO ES NOS SIRVE ..
REOLOGA: CIENCIA DE LA DEFORMACIN EL FLUQO DE MATERIALES AQO UNA FUERZA
EXTERNA
DESCRIE CARACTERIZA LAS PROPIEDADES VISCOELSTICAS DEL ASFALTOEN FUNCIN DE LA TEMPERATURA EL TIEMPO DE CARGA.
LUEGO.VISCOSIDAD PENETRACIN NO SON SUFICIENTES.
" CUANDO HASTA DONDE SE DEFORMA !
" CUANDO EN UE MOMENTO FLUE !
INFORMACIN OTENIDA A TRAV#S DEL REMETRO DE CORTE DINMICO.AARCA LAS PROPIEDADES VISCOELSTICAS DEL ASFALTO.
PARMETROS REOLGICOS: MDULO COMPLEQO G EL ANGULO DE FASE W .
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LOS CUERPOS REOLGICOS SON INTERMEDIOS ENTRE EL SLIDO DE HOOE &0/+1) ELLUIDO DE NETON 21), POR LO UE SE LLAMAN CUERPOS VISCOELSTICOS.
ES AUEL MATERIAL UE PRESENTA COMPORTAMIENTO ELSTICO VISCOSO AL MISMOTIEMPO.
UNA PROPIEDAD CARACTERSTICA, ES UE CUANDO AQA LA ACCIN DE UNA FUERZA ESTACESA DE ACTUAR, LA DEFORMACIN DEL MATERIAL NO VUELVE A CERO.
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CUERPOS VISCOELASTICOS
EFECTO DE LA *ELOCIDAD DE DEFORMACI/N EN FUNCI/N DEL TIEMPO< EN UNMATERIAL *ISCOEL+STICO< AL TENER APLICADA UNA FUERZA DURANTE CIERTO
TIEMPO , DESPUS DE2A DE ACTUAR
AL APLICAR LAAL APLICAR LACARGA< EL MATERIALCARGA< EL MATERIALSIGUE UNASIGUE UNATRA,ECTORIA AB UETRA,ECTORIA AB UE
ES MU, CORTA ,ES MU, CORTA ,EL+STICA< SEGUIDAEL+STICA< SEGUIDADE UNADE UNADEFORMACI/N MASDEFORMACI/N MASRETARDADA< COMO LARETARDADA< COMO LACUR*A BC.CUR*A BC.
..
AL DE2AR DE ACTUAR LA CARGA< SE PRODUCE UNA RECUPERACI/N EL+STICA COMO CD COMO LOS COMPONENTES DELDESPLAZAMIENTO DURANTE UN TIEMPO '" DE LA PARTCULA CU,ASCOORDENADAS SON EL INSTANTE ") < < >.
MECNICA DEL MEDIO CONTINUO
LA LE, FUNDAMENTAL DE LA MEC+NICA9
$[
EXPERIENCIAS.-
Y en el Per qu???
COMPORTAMIENTO DEL ASFALTO DE ACUERDO AL CLI
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Especi+caciones &?RP del prograa&2PERPAVE desde Kace
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definitivamente...
C &A&1AL@CA&
EN CAL@ENE
CONVIENE MODIIC!"#!$???
$I
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MEQORALASPROPIEDADES
DELCEMENTOASFALTICO
C%mo la& me'ora?
Porque(
UTILICEMOS ASFALTOS MODIFICADOS CON
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POLMEROS O CAUC3O
CMO MEORAR
MECLA MS ESTALEQ
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QUE SON POLIMEROS ?
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QUE SON POLIMEROS ?2n copol-ero es un pol-ero forado por dos
diferentes on"eros*
S QButadieno
Estireno
S S S
&&&&&BBBBBBB&&&&& P0*&3 S
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MECANISMOS DE MODIFICACION ....
PRIMERA ETAPA: E5 P"5;'$*" $#87 c"'5$8'$n8$ $nc"gid".
1racci"n deButadieno
1racci"n de
Estireno
F17'3$: POLIMERO ENCOMPLETO ESTADO DE REPOSO
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MECANISMOS DE MODIFICACION ....
SEGUNDA ETAPA: E5 P"5;'$*" c"'i$n
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LA COMPATIILIDAD.ES MU
IMPORTANTE.!
CEMENTO ASFALTICO VSPOLIMEROFACTOR
DETERMINANTE
ES NECESARIO COMPROAR A TRAV#S DE ENSAOS DE
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PROLONGANDO LA DURABILIDAD DE LOSPROLONGANDO LA DURABILIDAD DE LOSPAVIMENTOS ASFALTICOS PAVIMENTOS ASFALTICOS
M&@3$ S')&4+1101%$% T3*1)$ %&0 C&*&(+A/0+1)
E21+$3 D&3*$)1(& $ $0+$
+&*4&3$+'3$ E21+$3 F3$)+'3$*1&(+ $ $@$+&*4&3$+'3$
R&4'&+$ $23$0& $0 %&+&313 43 $+17$
R&%')& )+ %& *$(+&(1*1&(+
R&%')& )+ 6($0& %&0 4$21*&(+
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MUCHAS
GRACIAS