Los Betunes Modificados y sus aplicaciones en las capas de rodadura de convencionales y de tipo SMA (Stone Mastic Asphalt)

Requirimientos

Resistencia a las roderas

Resistencia a la fatiga

Resistencia a la fisuración

Durabilidad

Flexibilidad

Facilidad de fabricación y extendido

Rentabilidad coste/beneficio

Mezclas de rodadura convencionales

Uso extendido en todo el mundo

Aceptables en la mayor parte de las situaciones

Granulometría continua de áridos

Diversos tipos de mezclas (de densas a abiertas)

Mezclas estables

Diseñadas de acuerdo al ensayo Marshall (normalmente)

Comportamiento de las mezclas densas

Fisuración a bajas temperaturas

Fisuración por fatiga

RuttingRoderas Mezcla/extendido

Papel del ligante

Contenido de ligante

Tipo de ligante

Adhesividad del ligante

Viscosidad del ligante

Elasticidad del ligante

Estabilidad del ligante

TODOS estos factores contribuyen al comportamiento de la mezcla

Comportamiento del ligante (1)

Mayor punto de reblandecimiento y menor punto de Fraass

=

Mayor rango de plasticidad (rango de eficacia del betún)

Comportamiento del ligante (1)

80°C

-20°CBM´s Betún

convencional

Rango de plasticidad

Comportamiento del ligante (2)Viscosidad vs Temperatura

1.00E+02

1.00E+03

1.00E+04

1.00E+05

1.00E+06

1.00E+07

1.00E+08

1.00E+09

-10 0 10 20 30 40 50 60

Temperatura (°C)

Vis

cosi

dad

(P

a.s)

Betún modificado

Betún Convencional

El Problema

• Volumen de tráfico creciente

• Tráfico estacionario y en movimiento lento

• Incremento de las cargas por eje

• Mayores expectativas

• Búsqueda de vida útil más larga

iiiNecesitamos productos mejores!!!

Historia de las SMA (1)

Desde los años 60 – para reducir el desgaste originado por los neumáticos con clavos

Características:Alta cohesión de áridos formando un másticoAlto contenido en Filler y liganteAditivos estabilizantes para evitar la segregación

Historia de las SMA (2)

SMA

Alto grado de áridos de calidad

Betún BM

Alto contenido en liganteEstabilizador

Diseño de SMA (1)

Fundamentalmente un solo tamaño (0/11, 0/8, 0/5)

Contenido en huecos 3-5%

Contenido en Filler (~9.0%)

Contenido de ligante (6.5-7.5, 7.0-7.5, 7.2-8.0)

Diseño de SMA (2)

71 62

1311

3Air

8.3

15.7

100%

80%

0%

60%

40%

20%

Por peso

Por volumen

Árido grueso

Finos de machaqueo

Filler

Ligante

Mezclas convencionales y SMA (esquema)

MC

SMA

M. convencionales y SMA (Curvas granulométricas)

100%

0%

0.075mm 11mmTamaño del tamiz

% P

asa

100%

% P

asa

0%

0.075mmTamaño del tamiz

11mm

MC SMA

Comportamiento de las mezclas SMA (1)

Resistencia a roderas: <1.0mm/hr

Resistencia a la fatiga: muy buena

Rigidez (ITS): hasta 5 GPa

Durabilidad: >15 años

Resistencia al

desgaste/impacto: muy buena

Resistencia al deslizam.: buena

Emisión acústica: 2-3 dB(A) menos que MC

Contribución estructural: buena

Comportamiento de las mezclas SMA (2)

Con Betunes Modificados:

• Mejor resistencia a fisuración

• Mejor comportamiento a bajas temperaturas

• Incremento de la resistencia a las roderas

• Mejor flexibilidad

• Mejores adhesividad y cohesión

• Buen comportamiento frente al envejecimiento

Aplicaciones de las mezclas SMA

Amplio rango de grosores (20mm - 70mm)

Puede usarse para regularización superficial

Zonas sometidas a altos esfuerzos

Carreteras de tráfico elevado

Carreteras de nueva construcción y mantenimiento

Puede usarse sobre hormigón

Tableros de puentes

Fabricación y Compactación de SMA (1)

Tiempo de mezcla ligeramente superior (aprox. 30 segundos)

Mezclado a 170-190°C; Compactación a 140°C

Plantas convencionales

Fabricación y Compactación de SMA (2)

Si se usan Betunes Modificados:

No existe segregación durante todo el proceso

No hay escurrimiento del ligante (mezcla homogénea)

No hay necesidad de usar fibras

No hay costes añadidos de elaboración

Ejemplos de aplicación de SMA

Alemania (uso extendido y multitud de ensayos)

Suecia

Australia (Ensayos generales)

Polonia (tableros de puentes)

Reino Unido (ensayos de comportamiento)

Turquía (ensayos)

España (aplicaciones esporádicas y ensayos)

CONCLUSIONES

Rendimiento comprobado

Años de experiencia

Creciente interés internacional

Uso de la tecnología de Betunes Modificados

(Apoyo técnico de BP Bitumen)