CONTENIDO DE ASFALTO
Por J. Don Brock, PhD., P.E.
INTRODUCCION
Hay diversos problemas que pueden causar variaciones en el contenido de asfalto
en la mezcla de asfalto caliente producida por una planta. Cuando se utilizan
extracciones para determinar el contenido de asfalto, se pueden producir
errores en el método de muestreo, en el procedimiento de extracción, o en la
planta misma. En general, los problemas de contenido de asfalto pueden
clasificarse en las tres categorías siguientes:
1. Consistentemente alto
2. Consistentemente bajo
3. Varía de bajo a alto
La tabla de diagnóstico que acompaña al presente boletín técnico se ha diseñado
para guiarle de la forma más rápida posible a la causa probable del error. Para
cada tipo de planta se ofrece una lista de causas posibles. Este boletín describe
las diversas causas posibles que se indican en la tabla.
Se espera que esta información permita reconocer, identificar y corregir problemas
de extracción con rapidez.
MUESTREO INCORRECTO
Es importante tomar las muestras en un punto que se encuentre a aproximadamente
un tercio de la longitud de la caja del camión. Las muestras tomadas del
centro de la caja del camión tienen mayor cantidad de materiales finos, por lo
cual exhiben un mayor contenido de asfalto. Las muestras tomadas de los bordes
de la caja del camión tienen materiales más gruesos y un menor contenido
de asfalto. Es sumamente importante tomar las muestras consistentemente de
un mismo lugar. El técnico debe utilizar una pala, a aproximadamente un tercio
de la longitud de la caja del camión para excavar un agujero de aproximadamente
30 cm de profundidad para luego tomar la muestra. Las muestras pueden tomarse
en la carretera, detrás de la pavimentadora, pero se debe tener cuidado de asegurarse
que las muestras sean representativas de la mezcla y que no sean aisladas.
Las muestras en la carretera deben tomarse en la parte central de la carga
descargada por el camión y no en la frontera entre una carga y la siguiente.
No se debe tomar muestras de puntos intermedios en el proceso de una planta.
En lugar de ello, tome las muestras del camión después que el mismo haya sido
cargado por la tolva de compensación o la tolva de almacenamiento y se haya
completado todo el proceso. El tomar muestras de la mezcla de asfalto caliente
descargada por el mezclador de tambor puede producir mezclas no representativas,
puesto que la mezcla se encuentra en un punto intermedio del proceso.
CUARTEADO INCORRECTO
Para reducir el volumen de la muestra a un tamaño adecuado para el procedimiento
de extracción, usualmente es necesario cuartear la muestra. Si durante
el proceso de cuarteado de mezclas con agregados gruesos la porción queda
con una cantidad excesiva de materiales de tamaño grande, la misma tendrá un
bajo contenido de asfalto. Una cantidad excesiva de materiales finos producirá
un alto contenido de asfalto. El Estado de Virginia, en los EE.UU., exige el uso
de un procedimiento que hace pasar la muestra por un tamiz que la separa en
materiales menores que 1/2 del diámetro medio y materiales mayores que 1/2
del diámetro medio. A partir de esta separación se determina la relación de
materiales menores que 1/2 del diámetro medio a materiales mayores que
1/2 del diámetro medio. La muestra entonces se divide en cuartas partes y se
añade una cantidad proporcional del agregado grueso con los materiales finos
para asegurar que el cuarteado produzca una muestra adecuada.
HUMEDAD
El material húmedo se pesa con balanzas de banda. El sistema de control por
computadoras toma en cuenta la humedad del mismo restando el peso correspondiente
al porcentaje de humedad que el operador ingresa manualmente en
la computadora. Si se ingresa un porcentaje de humedad incorrecto, se producirán
errores. Así, si se ingresa un porcentaje de humedad mayor que el real, el
contenido de asfalto será bajo. Por otro lado, si se ingresa un porcentaje de humedad
menor que el real, el contenido de asfalto será alto.
PESAJE INCORRECTO CON BALANZA DE BANDA
Cuando el contenido de asfalto es bajo, es probable que la balanza de banda
se encuentre agarrotada. Las materias extrañas presentes pueden impedir que
el puente de pesaje funcione correctamente. Como resultado, se coloca más material
en la balanza que el que aparece indicado. Consulte el procedimiento recomendado
por el fabricante para asegurarse que la balanza de banda se encuentre
debidamente alineada y pueda moverse libremente.
CAPTADOR DE VELOCIDAD DE LA BANDA
Si el indicador de velocidad de la banda indica que la velocidad de la misma
disminuye cuando en realidad tal disminución no ha ocurrido, se produce un error
y el valor determinado de toneladas/hora será incorrecto. Esto puede deberse a
acumulación de materiales en la polea que tiene instalado el captador de velocidad
de la correa o en la banda misma. La acumulación de mezcla en poleas
macizas de las tolvas de reciclaje puede hacer que las mismas giren más lento.
El aumento en el diámetro de la polea hará que la velocidad indicada por el
captador sea menor que la real, por lo cual el valor de toneladas por hora será
menor que el real.
DESAJUSTE DEL SISTEMA DOSIFICADOR
El sistema dosificador debe recalibrarse haciendo pasar un volumen conocido
de material por el medidor hacia un distribuidor y pesándolo con una balanza. Si
el peso del material en el distribuidor o en el tanque de calibración no corresponde
al peso dosificado, efectúe el procedimiento recomendado por el fabricante
para ajustar el sistema.
SEGREGACION
La mezcla de asfalto y agregado, aunque esté debidamente mezclada, puede
ser propensa a la segregación al descargarla directamente en un camión o al
transportarla a través de una tolva de compensación hacia un camión. En tal caso,
si se toma una muestra de materiales finos, se puede obtener un contenido de
asfalto consistentemente alto. Si se toma una muestra de materiales gruesos, el
contenido de asfalto puede resultar bajo.
Típicamente, cuando se produce segregación, el contenido de asfalto varía porque
las muestras tomadas no son consistentes entre sí. Sin embargo, si la mezcla
tiene una discontinuidad pronunciada en su granulometría y los camiones se
cargan usando un mismo procedimiento, los agregados gruesos rodarán hacia
los bordes exteriores de la caja y los materiales finos permanecerán en la parte
central de la misma. Si el técnico toma las muestras cerca del centro, las mismas
consistentemente tendrán un exceso de materiales finos.
Cuando se produce segregación, es posible que se haya añadido la cantidad
debida de asfalto al agregado de modo uniforme. Sin embargo, durante el procesamiento
del material a través del transportador de arrastre hacia la tolva de
almacenamiento y hacia el camión, los materiales de la mezcla pueden haberse
separado por tamaño. Si la muestra tiene una cantidad excesiva de materiales
gruesos, el contenido de asfalto será bajo. En una muestra con un exceso de
materiales finos, se obtiene un alto contenido de asfalto.
ERRORES EN EL PROCEDIMIENTO DE EXTRACCION
(CAUSANTES DE ALTO CONTENIDO DE ASFALTO)
a) Obtenga una muestra de agregado combinado de la banda que alimenta la
planta. Séquela en un laboratorio y mézclele una cantidad “x” de asfalto. Luego,
extraiga el asfalto. Si la cantidad extraída de asfalto es mayor que “x”, efectúe
un procedimiento de compensación de ceniza. Utilice un factor de compensación
de polvo igual al factor de compensación de ceniza.
b) Si el agregado tiene humedad interna, es posible que toda la humedad no se
haya extraído antes de hacerse la mezcla. La humedad puede extraerse y considerarse
como asfalto líquido. Si se observan caídas de temperatura relativamente
abruptas en la temperatura del agregado directamente después de formarse
la mezcla (por ejemplo, una reducción de 11 a 17°C en la temperatura de
la mezcla al transportarla de la planta, por la tolva de compensación y hacia el
camión), ello indica que hay humedad interna. (Un uno por ciento de humedad
interna produce una caída de temperatura de 31°C en la mezcla.) Esta humedad
puede parecer parte del asfalto, lo cual hace que el contenido de asfalto
parezca ser alto. Para corregir esta condición, seque las muestras en un horno
por un lapso de una a dos horas antes de extraer el asfalto líquido.
ERRORES EN EL PROCEDIMIENTO DE EXTRACCION
(CAUSANTES DE BAJO CONTENIDO DE ASFALTO)
Si se inyecta aproximadamente 10% de alcohol por volumen en el solvente y se
extrae el agregado por segunda vez, es posible extraer asfalto adicional. Puede
ser necesario efectuar hasta tres extracciones para recuperar todo el asfalto. Para
eliminar los problemas relacionados con la absorción en los agregados gruesos,
puede ser necesario triturarlo hasta dejarlo en partículas con diámetros de menos
de 6,4 mm antes de efectuar la extracción para poder quitar todo el líquido.
Si no se observa evidencia de absorción al tomar una muestra de la banda, esto
no necesariamente significa que se ha eliminado la posibilidad de absorción como
causa de problemas. Durante los aproximadamente tres minutos que el material
permanece en el secador o en el tambor/mezclador, se elimina toda la humedad
de su superficie, pero si el material tiene humedad interna, ésta no necesariamente
se eliminará. Cuando el material tiene humedad interna, usualmente se
produce una caída rápida en la temperatura del mismo. En una planta mezcladora
de tambor, la caída de temperatura se produce entre el secador y la tolva
de compensación. En una planta dosificadora, la caída de temperatura se produce
entre el secador y el mezclador.
A medida que la humedad interna se evapora del agregado, se extrae calor de
la roca, lo cual reduce su temperatura. Cuando la humedad interna se evapora y
se difunde, se forma un vacío en el interior de la roca, lo cual hace que se aspire
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el asfalto líquido a través de sus poros. Esto puede observarse si se corta una
roca grande en dos y es posible ver que el asfalto se ha aspirado hacia el interior
del material. Como se mencionó anteriormente, el añadir alcohol ayuda a extraer
parte de este líquido de difícil acceso. Si esto no da resultados adecuados, se
recomienda triturar el agregado en tamaños más pequeños para dejar más superficies
expuestas. En los materiales difíciles de extraer, especialmente los de
reciclaje, puede ser necesario empapar las muestras en solvente por 24 horas,
o por lo menos de un día al siguiente.
Si se produce absorción en los agregados, esto no significa que los mismos sean
inútiles. Tampoco significa necesariamente que es necesario aplicar un contenido
más alto de asfalto para obtener el espesor adecuado en la película. Al reducir
la inclinación del secador y aumentar el tiempo de reposo, o si se aumenta la
cantidad de paletas o represas, o se usan otras técnicas para aumentar el tiempo
de reposo en el tambor, se puede eliminar la humedad interna. Si se elimina
la humedad interna antes de cubrir el material con asfalto, no se producirá absorción.
Una ventaja que la planta dosificadora tiene sobre el mezclador de tambor
es que luego que el material sale del secador, el mismo se transporta a tolvas
calientes en donde se almacena por un espacio de cinco a 30 minutos antes de
usarse. Usualmente, este tiempo es suficiente para eliminar la humedad interna.
De este modo, cuando el material se introduce en la tolva de pesaje y luego
en el mezclador, en donde es recubierto con asfalto, existe un bajo porcentaje
de humedad interna y por lo tanto se reduce la absorción.
El probador de contenido de asfalto de NCAT quema el asfalto líquido de la roca.
El usarlo elimina 90% de los problemas de extracción antes mencionados. También
elimina el problema del desecho de solventes. Cuando se usa este horno
con cal, es necesario utilizar un factor de compensación, porque cierta porción
de la cal se elimina por combustión. El procedimiento se incorpora en este tipo
de máquinas.
Por J. Don Brock, PhD., P.E.
INTRODUCCION
Hay diversos problemas que pueden causar variaciones en el contenido de asfalto
en la mezcla de asfalto caliente producida por una planta. Cuando se utilizan
extracciones para determinar el contenido de asfalto, se pueden producir
errores en el método de muestreo, en el procedimiento de extracción, o en la
planta misma. En general, los problemas de contenido de asfalto pueden
clasificarse en las tres categorías siguientes:
1. Consistentemente alto
2. Consistentemente bajo
3. Varía de bajo a alto
La tabla de diagnóstico que acompaña al presente boletín técnico se ha diseñado
para guiarle de la forma más rápida posible a la causa probable del error. Para
cada tipo de planta se ofrece una lista de causas posibles. Este boletín describe
las diversas causas posibles que se indican en la tabla.
Se espera que esta información permita reconocer, identificar y corregir problemas
de extracción con rapidez.
MUESTREO INCORRECTO
Es importante tomar las muestras en un punto que se encuentre a aproximadamente
un tercio de la longitud de la caja del camión. Las muestras tomadas del
centro de la caja del camión tienen mayor cantidad de materiales finos, por lo
cual exhiben un mayor contenido de asfalto. Las muestras tomadas de los bordes
de la caja del camión tienen materiales más gruesos y un menor contenido
de asfalto. Es sumamente importante tomar las muestras consistentemente de
un mismo lugar. El técnico debe utilizar una pala, a aproximadamente un tercio
de la longitud de la caja del camión para excavar un agujero de aproximadamente
30 cm de profundidad para luego tomar la muestra. Las muestras pueden tomarse
en la carretera, detrás de la pavimentadora, pero se debe tener cuidado de asegurarse
que las muestras sean representativas de la mezcla y que no sean aisladas.
Las muestras en la carretera deben tomarse en la parte central de la carga
descargada por el camión y no en la frontera entre una carga y la siguiente.
No se debe tomar muestras de puntos intermedios en el proceso de una planta.
En lugar de ello, tome las muestras del camión después que el mismo haya sido
cargado por la tolva de compensación o la tolva de almacenamiento y se haya
completado todo el proceso. El tomar muestras de la mezcla de asfalto caliente
descargada por el mezclador de tambor puede producir mezclas no representativas,
puesto que la mezcla se encuentra en un punto intermedio del proceso.
CUARTEADO INCORRECTO
Para reducir el volumen de la muestra a un tamaño adecuado para el procedimiento
de extracción, usualmente es necesario cuartear la muestra. Si durante
el proceso de cuarteado de mezclas con agregados gruesos la porción queda
con una cantidad excesiva de materiales de tamaño grande, la misma tendrá un
bajo contenido de asfalto. Una cantidad excesiva de materiales finos producirá
un alto contenido de asfalto. El Estado de Virginia, en los EE.UU., exige el uso
de un procedimiento que hace pasar la muestra por un tamiz que la separa en
materiales menores que 1/2 del diámetro medio y materiales mayores que 1/2
del diámetro medio. A partir de esta separación se determina la relación de
materiales menores que 1/2 del diámetro medio a materiales mayores que
1/2 del diámetro medio. La muestra entonces se divide en cuartas partes y se
añade una cantidad proporcional del agregado grueso con los materiales finos
para asegurar que el cuarteado produzca una muestra adecuada.
HUMEDAD
El material húmedo se pesa con balanzas de banda. El sistema de control por
computadoras toma en cuenta la humedad del mismo restando el peso correspondiente
al porcentaje de humedad que el operador ingresa manualmente en
la computadora. Si se ingresa un porcentaje de humedad incorrecto, se producirán
errores. Así, si se ingresa un porcentaje de humedad mayor que el real, el
contenido de asfalto será bajo. Por otro lado, si se ingresa un porcentaje de humedad
menor que el real, el contenido de asfalto será alto.
PESAJE INCORRECTO CON BALANZA DE BANDA
Cuando el contenido de asfalto es bajo, es probable que la balanza de banda
se encuentre agarrotada. Las materias extrañas presentes pueden impedir que
el puente de pesaje funcione correctamente. Como resultado, se coloca más material
en la balanza que el que aparece indicado. Consulte el procedimiento recomendado
por el fabricante para asegurarse que la balanza de banda se encuentre
debidamente alineada y pueda moverse libremente.
CAPTADOR DE VELOCIDAD DE LA BANDA
Si el indicador de velocidad de la banda indica que la velocidad de la misma
disminuye cuando en realidad tal disminución no ha ocurrido, se produce un error
y el valor determinado de toneladas/hora será incorrecto. Esto puede deberse a
acumulación de materiales en la polea que tiene instalado el captador de velocidad
de la correa o en la banda misma. La acumulación de mezcla en poleas
macizas de las tolvas de reciclaje puede hacer que las mismas giren más lento.
El aumento en el diámetro de la polea hará que la velocidad indicada por el
captador sea menor que la real, por lo cual el valor de toneladas por hora será
menor que el real.
DESAJUSTE DEL SISTEMA DOSIFICADOR
El sistema dosificador debe recalibrarse haciendo pasar un volumen conocido
de material por el medidor hacia un distribuidor y pesándolo con una balanza. Si
el peso del material en el distribuidor o en el tanque de calibración no corresponde
al peso dosificado, efectúe el procedimiento recomendado por el fabricante
para ajustar el sistema.
SEGREGACION
La mezcla de asfalto y agregado, aunque esté debidamente mezclada, puede
ser propensa a la segregación al descargarla directamente en un camión o al
transportarla a través de una tolva de compensación hacia un camión. En tal caso,
si se toma una muestra de materiales finos, se puede obtener un contenido de
asfalto consistentemente alto. Si se toma una muestra de materiales gruesos, el
contenido de asfalto puede resultar bajo.
Típicamente, cuando se produce segregación, el contenido de asfalto varía porque
las muestras tomadas no son consistentes entre sí. Sin embargo, si la mezcla
tiene una discontinuidad pronunciada en su granulometría y los camiones se
cargan usando un mismo procedimiento, los agregados gruesos rodarán hacia
los bordes exteriores de la caja y los materiales finos permanecerán en la parte
central de la misma. Si el técnico toma las muestras cerca del centro, las mismas
consistentemente tendrán un exceso de materiales finos.
Cuando se produce segregación, es posible que se haya añadido la cantidad
debida de asfalto al agregado de modo uniforme. Sin embargo, durante el procesamiento
del material a través del transportador de arrastre hacia la tolva de
almacenamiento y hacia el camión, los materiales de la mezcla pueden haberse
separado por tamaño. Si la muestra tiene una cantidad excesiva de materiales
gruesos, el contenido de asfalto será bajo. En una muestra con un exceso de
materiales finos, se obtiene un alto contenido de asfalto.
ERRORES EN EL PROCEDIMIENTO DE EXTRACCION
(CAUSANTES DE ALTO CONTENIDO DE ASFALTO)
a) Obtenga una muestra de agregado combinado de la banda que alimenta la
planta. Séquela en un laboratorio y mézclele una cantidad “x” de asfalto. Luego,
extraiga el asfalto. Si la cantidad extraída de asfalto es mayor que “x”, efectúe
un procedimiento de compensación de ceniza. Utilice un factor de compensación
de polvo igual al factor de compensación de ceniza.
b) Si el agregado tiene humedad interna, es posible que toda la humedad no se
haya extraído antes de hacerse la mezcla. La humedad puede extraerse y considerarse
como asfalto líquido. Si se observan caídas de temperatura relativamente
abruptas en la temperatura del agregado directamente después de formarse
la mezcla (por ejemplo, una reducción de 11 a 17°C en la temperatura de
la mezcla al transportarla de la planta, por la tolva de compensación y hacia el
camión), ello indica que hay humedad interna. (Un uno por ciento de humedad
interna produce una caída de temperatura de 31°C en la mezcla.) Esta humedad
puede parecer parte del asfalto, lo cual hace que el contenido de asfalto
parezca ser alto. Para corregir esta condición, seque las muestras en un horno
por un lapso de una a dos horas antes de extraer el asfalto líquido.
ERRORES EN EL PROCEDIMIENTO DE EXTRACCION
(CAUSANTES DE BAJO CONTENIDO DE ASFALTO)
Si se inyecta aproximadamente 10% de alcohol por volumen en el solvente y se
extrae el agregado por segunda vez, es posible extraer asfalto adicional. Puede
ser necesario efectuar hasta tres extracciones para recuperar todo el asfalto. Para
eliminar los problemas relacionados con la absorción en los agregados gruesos,
puede ser necesario triturarlo hasta dejarlo en partículas con diámetros de menos
de 6,4 mm antes de efectuar la extracción para poder quitar todo el líquido.
Si no se observa evidencia de absorción al tomar una muestra de la banda, esto
no necesariamente significa que se ha eliminado la posibilidad de absorción como
causa de problemas. Durante los aproximadamente tres minutos que el material
permanece en el secador o en el tambor/mezclador, se elimina toda la humedad
de su superficie, pero si el material tiene humedad interna, ésta no necesariamente
se eliminará. Cuando el material tiene humedad interna, usualmente se
produce una caída rápida en la temperatura del mismo. En una planta mezcladora
de tambor, la caída de temperatura se produce entre el secador y la tolva
de compensación. En una planta dosificadora, la caída de temperatura se produce
entre el secador y el mezclador.
A medida que la humedad interna se evapora del agregado, se extrae calor de
la roca, lo cual reduce su temperatura. Cuando la humedad interna se evapora y
se difunde, se forma un vacío en el interior de la roca, lo cual hace que se aspire
6
el asfalto líquido a través de sus poros. Esto puede observarse si se corta una
roca grande en dos y es posible ver que el asfalto se ha aspirado hacia el interior
del material. Como se mencionó anteriormente, el añadir alcohol ayuda a extraer
parte de este líquido de difícil acceso. Si esto no da resultados adecuados, se
recomienda triturar el agregado en tamaños más pequeños para dejar más superficies
expuestas. En los materiales difíciles de extraer, especialmente los de
reciclaje, puede ser necesario empapar las muestras en solvente por 24 horas,
o por lo menos de un día al siguiente.
Si se produce absorción en los agregados, esto no significa que los mismos sean
inútiles. Tampoco significa necesariamente que es necesario aplicar un contenido
más alto de asfalto para obtener el espesor adecuado en la película. Al reducir
la inclinación del secador y aumentar el tiempo de reposo, o si se aumenta la
cantidad de paletas o represas, o se usan otras técnicas para aumentar el tiempo
de reposo en el tambor, se puede eliminar la humedad interna. Si se elimina
la humedad interna antes de cubrir el material con asfalto, no se producirá absorción.
Una ventaja que la planta dosificadora tiene sobre el mezclador de tambor
es que luego que el material sale del secador, el mismo se transporta a tolvas
calientes en donde se almacena por un espacio de cinco a 30 minutos antes de
usarse. Usualmente, este tiempo es suficiente para eliminar la humedad interna.
De este modo, cuando el material se introduce en la tolva de pesaje y luego
en el mezclador, en donde es recubierto con asfalto, existe un bajo porcentaje
de humedad interna y por lo tanto se reduce la absorción.
El probador de contenido de asfalto de NCAT quema el asfalto líquido de la roca.
El usarlo elimina 90% de los problemas de extracción antes mencionados. También
elimina el problema del desecho de solventes. Cuando se usa este horno
con cal, es necesario utilizar un factor de compensación, porque cierta porción
de la cal se elimina por combustión. El procedimiento se incorpora en este tipo
de máquinas.
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