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ES1260366U - Mezcla asfaltica perdurable aplicada en frio - Google Patents

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    • E01C7/00Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • C04B26/26Bituminous materials, e.g. tar, pitch
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2555/00Characteristics of bituminous mixtures
    • C08L2555/20Mixtures of bitumen and aggregate defined by their production temperatures, e.g. production of asphalt for road or pavement applications
    • C08L2555/22Asphalt produced above 140°C, e.g. hot melt asphalt

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Abstract

Mezcla asfáltica perdurable aplicada en frio caracterizada por estar su mezcla realizada en caliente y comprender un betún de penetración 35/50 y 50/70, áridos naturales y/o artificiales suministrados en fracciones granulométricas diferenciadas, de un agente modificador en una proporción de 20%-35% en peso con respecto al betún constituido por : agua en un porcentaje entre 30%-60%, de un compuesto de hidrocarburos aromáticos policíclico 10%-40%, Queroseno 8%-20%, PP Atáctico 5%-18% y Ciclohexamina 5%-25%.

Description

DESCRIPCIÓN
MEZCLA ASFÁLTICA PERDURABLE APLICADA EN FRIO
Objeto
Obtener una mezcla asfáltica perdurable y fabricada en caliente con las características técnicas requeridas en la pavimentación nueva y en trabajos de reparación que pueda ser almacenada, transportada y aplicada en frío. Permitir una aplicación y compactación incluso en condiciones meteorológicas adversas como la lluvia. Prolongar la vida útil de su almacenaje hasta un periodo próximo a los 36 meses.
Antecedentes
El perfeccionamiento en las mezclas asfálticas ha sido recogido por la industria introduciendo tanto procedimientos como nuevas formulaciones destinadas a mejorar las propiedades mecánicas, prolongar su vida y mejorar los costes económicos y medioambientales, en estas líneas muchos documentos describen la adición de diferentes sustancias como ligantes para mejorar la adhesión de los áridos al bitumen o breas, u otros aditivos que mejoran su plasticidad, compactación o resistencia a los rayos ultravioleta.
La mezcla asfáltica (AC) procede de una planta en donde es procesado en caliente y transportado al punto de destino, este transporte, aplicación y compactación debe hacerse también en caliente lo que determina los tiempos máximos en los que éste puede ser empleado ya que si baja demasiado su temperatura tendrá que desecharse por haber perdido su elasticidad y adherencia, y de ser aplicado éste se disgregará en poco tiempo. Esto genera numerosos problemas entre los que se encuentran la remoción del asfalto en mal estado y su reposición, o la eliminación del asfalto fuera de especificaciones a planta o vertedero, de otro lado es complejo para el aplicador estimar la cantidad exacta que se precisa para realizar un trabajo con lo cual se tiende a pedir en exceso con la consiguiente merma no recuperable.
De esta forma como se expone sería deseable obtener mezclas cuyas propiedades permitieran prolongar la vida útil entre su procesado en planta y su aplicación final y mayormente aquellas que permitieran su aplicación en frío, el estado de la técnica recoge una solución que comprende un agente ruptor de la emulsión encapsulado cuya ruptura se produce como resultado de un efecto mecánico recogida en el documento de patente europea con número de solicitud EP98400561 A1 del solicitante COLAS. Se conoce también un procedimiento, ES2123627 del que es titular CECA S.A. para la confección de un revestimiento bituminoso en frío caracterizado por ser el recubrimiento una emulsión catiónica mixta de ligante duro. Otro enfoque plantea previa a la mezcla de una emulsión de betún en fase acuosa con los granulados (gravas de sílice o calcáreas principalmente) un procedimiento que contempla darles un tratamiento hidrófobo a estos últimos, actuando de esta forma sobre la velocidad de rotura de la emulsión, puede verse en la patente europea con número de solicitud EP01980637 A1 del titular Total Fina Elf France.
El solicitante no conoce soluciones técnicas como la preconizada que permitan obtener una mezcla no emulsionada fabricada en caliente para aplicar en frío que ofrezcan calidades óptimas y puedan ser conservados por una plazo de tiempo próximo a los tres años.
Los componentes habituales de las mezclas asfálticas son los áridos, el polvo mineral y un ligante hidrocarbonado. Las distintas combinaciones de estos componentes hacen que exista una infinidad de tipos de mezclas, óptimas en cada caso para unas determinadas aplicaciones. Los asfaltos en frio se han incorporado dentro de la industria por sus ventajas como se ha referido, introduciéndose importantes avances en lo que se refiere a especificaciones de ligante bituminoso y mezclas bituminosas modificadas. Las especificaciones que recoge la normativa deben de ser satisfechas atendiendo a la superación técnica de suspropiedades exigidas: penetración, punto de reblandecimiento anillo y bola, punto de fragilidad Fraass, recuperación elástica, estabilidad de almacenamiento, solubilidad o punto de inflamación. Estas naturales exigencias evidencian la complejidad de obtener un asfalto en frio que cumpla adecuadamente y que además satisfaga las diferentes normas de aplicación, entre las que podemos citar la UNE-EN 933-2 (mm) que establece el tamaño de los áridos en función del tipo de mezcla, subdividiéndola en densa, semidensa y gruesa o el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes (PG-3) que establece entre numerosos puntos las característica de los betunes asfálticos a la penetración a 25 °C bajo la norma UNE-EN 1426.
La presente invención define un modificador de las propiedades de las mezclas bituminosas que altera la reología de los ligantes asfálticos, la incorporación de este modificador o aditivo es realizada mediante la técnica de vía húmeda, esta técnica consiste en un mezclado enérgico del betún y aditivo modificador a una temperatura del betún entre 130°C y 160°C en la que el aditivo en frio se agrega en primer lugar, durante un período de tiempo que garantice la digestión (aproximadamente 120 minutos). Los factores más importantes que gobiernan este proceso son la energía y el tiempo de mezclado, el contenido de aromáticos en el betún y el tamaño de partículas. Mejorando la adición del aditivo notablemente su reología, disminuyendo su susceptibilidad a la temperatura e incrementando su elasticidad, el aditivo puede emplearse como único modificador.
La mezcla asfáltica perdurable proporcionada por la invención preconizadano introduce complejidad en los procesos de fabricación y se fabrica en plantas de mezclado en caliente con medios similares a los utilizados para las mezclas convencionales los cuales se describen para aportar claridad acerca de la mezcla reivindicada.
Los materiales que se emplean son los siguientes:
-áridos: se utilizan los áridos disponibles en la zona y acopiados en la planta, de tipo calizo, sílice o pórfidos.
-ligante: el ligante es un betún de penetración 35/50 y 50/70 correspondiente a lo establecido en el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes (PG-3) del tipo 50/70, y debe mantenerse a una temperatura de 130 °C a 160°C para el correcto mezclado con el aditivo.
-aditivo: el aditivo que se incorpora en frio a la mezcla, es un compuesto de hidrocarburos aromáticos policídico insoluble en agua cuyos porcentajes y elementos que lo componen se describen en la presente invención.
El aditivo de forma habitual es suministrado en su totalidad en contenedor de transporte de mercancías a granel de los denominados GRG o IBC {Intermedíate Bulk Container) y con un peso aproximado de 900kg. Cada GRG de producto modificador ocupa una superficie de 1,2 m2 aproximadamente. En cuanto a las características del espacio destinado a almacenamiento de aditivo, sería preferible que estuviese bajo techo para protegerse de la lluvia ya que si el aditivo coge humedad durante su almacenamiento, en el momento de utilizarse genera vapor de agua y espumas al entrar en contacto con el betún a alta temperatura lo que se traduce en una disminución de la producción horaria, rebosamientos en el mezclador e incluso la posibilidad de accidentes que afecten a los operarios de la unidad del aditivo en planta.
El aditivo modificador entra en la boca superior del tanque de betún elegido, levantando con una manipuladora telescópica en las proporciones alrededor del 20%-35% en peso con respecto al betún,para lo cual se debe asegurar que en el interior del mismo se dispone exactamente de esa cantidad de betún. Se realiza un mezclado por movimiento del ligante en planta durante 120 minutos, manteniendo el producto final a una temperatura de 130°C durante un tiempo máximo de dos {2) semanas.
La mezcla asfáltica perdurable se fabrica en planta con el mismasinstalaciones requeridas para una mezcla en caliente convencional, manteniendo las temperaturas de mezclado entre 130°C y 160°C grados centígrados. Se incrementará un 20 % el tiempo de mezclado respecto de una mezcla convencional, verificando la homogeneidad y completa envuelta del ligante y los áridos a la salida del mezclador.
La mezcla se debe acopiar en una zona lisa, con superficie de hormigón o asfalto, evitando contaminaciones con otros materiales, como son tierras o áridos, facilitando la carga en el medio de transporte o recipiente de entrega elegido.
Se debe vigilar la ausencia de lixiviados de la mezcla en el acopio.
El resultado final es una fórmula de trabajo que contiene tanto la proporción óptima de cada componente como datos relevantes sobre la temperatura de fabricación y compactación, y las características de la mezcla asfáltica: densidad, huecos en la mezcla, resistencia a la acción del agua y a la deformación plástica, u otras que resulten de interés por el tipo de mezcla de que se trate. Hay que entender que las prestaciones de los asfaltos varían según su aplicación, de esta forma las exigencias de una mezcla destinada a la rodadura difiere si lo que se proyecta es una capacidad de drenaje mayor, o si éstos van a ocupar una banda interna de componente puramente estructural; se indica esta circunstancia para comprender la complejidad que entraña el diseño de una formulación que supere los ensayos y normativa de aplicación, debiendo proporcionar los asfaltos en frio el mismo comportamiento que un asfalto tradicional.La mezcla asfáltica perdurable puede ser suministrada a granel directamente en camiones de caja lisa o también en sacas.
Posteriormente, durante la puesta en obra, y en particular, mediante el proceso de compactación el aditivo cambia de estado y hace que el betún adquiera la viscosidad adecuada para recuperar gran parte de las propiedades mecánicas iniciales de la mezcla asfáltica original.
Mostrando lo anteriormente descrito la gran aportación de esta mezcla asfáltica no solo en su aplicación, sinoque el hecho que no suponga especial modificación en una planta convencional,aumenta su viabilidad en los mercados.
De esta forma la mezcla asfáltica perdurablemodificada por vía húmeda comprendede áridos naturales y/o artificiales suministrados en fracciones granulométricas diferenciadas; y en una proporción de 20%-35% en peso con respecto al betún de penetración 35/50y 50/70 del agente modificador el cual comprende : agua en un porcentaje entre 30%-60% , de un compuesto de hidrocarburos aromáticos policíclico 10%-40%, Queroseno 8%-20%, PP Atáctico 5%-18% y Ciclohexamina 5%-25%, el aditivose aporta en frio y su integración con el ligante se realiza a una temperatura entre 130°C y 160°C, temperatura que se mantiene durante un tiempo próximo a 120 minutos para asegurar la digestión, como puede apreciarse la mezcla perdurable objeto de estas memoria se produce en caliente.
Descripción de un modo de realización preferente
Se cita a modo de ejemplo una forma de realización preferida siendo independiente del objeto de la invención los materiales empleados en su fabricación, así como los métodos de aplicación y todos los detalles accesorios que puedan presentarse, siempre y cuando no afecten a su esencialidad.
El modo de realización preferente describe la mezcla asfáltica perdurablela cualpuede ser almacenada hasta un periodo de tres años, trasportada y aplicada en frio adquiriendo tras su compactación las propiedades de un asfalto convencional. Comprende en esta realización de un betún asfáltico de los denominados 50/70 en concordancia a lo establecido en el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes (PG-3) cuyas propiedades de reflejan en la tabla 1, de áridos naturales con tamaño correspondiente a un tipo de mezcla de las clasificadas como semidensa según la norma UNE-En 933-2 (mm), tabla 2; comprende en una proporción de 30% en peso con respecto al betúndel agente modificador cuyas participaciones son:agua en un 40% , de un compuesto de hidrocarburos aromáticos policíclico 19%,Queroseno 10%, PP Atáctico 7% y Ciclohexamina 24%.La adición del aditivo se realiza en frio por vía húmeda realizándose el mezclado con el betún y áridos para su integración con una temperatura entre 130°C y 160°C, está temperatura se mantiene por un tiempo aproximado de 120 minutos.
La mezcla asfáltica perdurable puede ser suministrada a granel directamente en camiones de caja lisa o también en sacas.
Su compactación incide sobre la acción del aditivo reivindicado y la mezcla asfáltica, proporcionando la plasticidad suficiente para su aplicación, perdurando éste desde que fue fabricado en planta hasta un periodo de tres años.
Se aportan dos tablas, de un lado la tabla de datos 1 que recoge la tabla 2 11.2.a de los requerimientos que establece la norma UNE-EN 1426 de los que se ha citado la Penetración a 25 °C.La tabla 2 recoge los tipos de mezcla según UNE-EN 932-2 (mm) y su relación con el tamaño de los tamices.
Tab
Figure imgf000008_0001

Claims (2)

REIVINDICACIONES
1. Mezcla asfáltica perdurable aplicada en frio caracterizada por estar su mezcla realizada en caliente y comprender un betún de penetración 35/50 y 50/70, áridos naturales y/o artificiales suministrados en fracciones granulométricas diferenciadas, de un agente modificador en una proporción de 20%-35% en peso con respecto al betún constituido por : agua en un porcentaje entre 30%-60% , de un compuesto de hidrocarburos aromáticos policíclico 10%-40%, Queroseno 8%-20%, PP Atáctico 5%-18% y Ciclohexamina 5%-25%.
2. Mezcla asfáltica perdurable de acuerdo a la reivindicación primera caracterizada por estar comprendida la temperatura de procesado en caliente entre 130°C y 160°C durante un tiempo de 120 minutos.
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