Tesis profesional presentada por Esperanza Rodríguez Muñoz

Licenciatura en Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos. Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Vocal y Director: Dr. René Reyes Mazzoco

Cholula, Puebla, México a 11 de mayo de 2006.

Resumen

Los riegos de sello son tratamientos superficiales que requieren la adherencia completa de un ligante asfáltico a una gravilla que es aplicada posteriormente.

Entre los ligantes asfálticos para la aplicación de riegos de sello se encuentran las emulsiones modificadas con polímero de rompimiento rápido. Estas emulsiones son las más recomendadas para esta aplicación ya que presentan buenas propiedades de elasticidad, ductilidad, buena adherencia y una velocidad de rompimiento rápido. Sin embargo, su comportamiento se ve afectado por las condiciones climatológicas de la zona en que quiera hacerse esta aplicación; usualmente cuando la temperatura del pavimento y la temperatura ambiente disminuyen en la época de invierno, el asfalto se comporta como un sólido-elástico y tiende a ser muy quebradizo y provoca el desprendimiento de la gravilla. Otro problema se debe a que las temperaturas bajas desaceleran el rompimiento de la emulsión debido a que retardan la evaporación del agua, atrapándola en la interfase agregado-asfalto que a su vez evita el contacto entre los estos materiales y ocasiona el desprendimiento del sello.

Por todo esto, mediante este proyecto se buscó una formulación de una emulsión que presentara un rompimiento rápido a bajas temperaturas (10 a 20°C), para ello la emulsión debió presentar alta demulsibilidad (arriba de 80%), además de que el asfalto presentara buena ductilidad y adherencia. El asfalto resultante al eliminarse el agua de la emulsión debe ser dúctil y no rígido a bajas temperaturas, que sea también resistente y no se deforme plásticamente a temperaturas intermedias y que logre recuperar su forma ante una deformación.

Se produjeron un total de 12 emulsiones, divididas en 4 etapas de evaluación. Se emplearon diferentes emulsificantes a 2 diferentes concentraciones, con el objetivo de encontrar el que diera mejores resultados. La base asfáltica también tuvo variaciones en concentración y tipo de aditivos utilizados. El polímero también se empleó a 2 concentraciones con el propósito de determinar la cantidad necesaria para cumplir con las especificaciones.

Las temperaturas de emulsificación del asfalto fue de 120°C y la de la solución jabonosa 40°C.

Las variables críticas en la caracterización de las emulsiones fueron la demulsibilidad y la ductilidad a 4°C, ya que en base a los resultados de estas se fueron generando las formulaciones de las siguientes etapas de evaluación. Sin embargo, también se determinaron otras propiedades como retenido en malla No. 20, asentamiento, residuo asfáltico y viscosidad Saybolt Furol para las emulsiones; y para el residuo asfáltico se determinó penetración a 25°C, recuperación elástica a 10°C y recuperación torsional a 25°C.

Además de estas pruebas, se hicieron pequeñas aplicaciones de estas emulsiones en campo mediante mosaicos, para evaluar el comportamiento de las emulsiones, observando el tiempo de ruptura en una zona con clima frío y la adherencia de dichas emulsiones. Para las últimas emulsiones debido a que ya había terminado la temporada de invierno y las temperaturas ya eran mayores, esta evaluación se realizó mediante una prueba de laboratorio bajo condiciones de temperatura frías para simular la aplicación en campo.

Rodríguez Muñoz, E. 2006. Formulación de la emulsión tipo ECR-2P para su aplicación en riegos de sello a baja temperatura. Tesis Licenciatura. Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2006.