MATERIALES BITUMINOSOS

1. FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
INFORME: LIGAMENTOS BITUMINOSOS
CURSO:
PAVIMENTO
Docente:
DIAZ GARCIA, Gonzalo Hugo
Alumna:
ESPINOZA VEGA, Beatriz Amavilia
Huaraz - Perú
2017

2. INDICE
I. MATERIALES BITUMINOSOS
1. Características los materialesbituminosos:
2. Desventajade los materiales
3. Tipos de materialesbituminosos
3.1 Betunes
3.1.2. Betunesnaturales
3.1.2. Betunesartificiales
3.1.3. Las propiedades
3.2 Alquitranes:
3.2.1 Obtencióndel alquitrán
3.2.2 Tipos
II. TIPOS DE PEN
III. CARACTERISTICA DE CARPETA ASFALTICA
1. compuestosde una carpeta asfáltica
2. Característica de carpeta asfáltica
IV. DISEÑO DE CARPETA ASFALTICA- METODO MARSHALL
CONCLUSION
BIBLIOGRAFIA

3. INTRODUCCION
En esta unidad hemos podido estudiar los diferentes tipos de materiales utilizados en la
construcción. Sus características, usos y, desde luego, su origen.
Es muyinteresante estudiareneste casoal ASFALTO. Productomilenarioyque graciasala
tecnología y al desarrollo de la humanidad ha variado su forma, su manejo, e, inclusive, sus
características,haciéndolomásmaleable parael hombre.Productoviscosocuyascaracterísticas
permitenutilizarloen diferentes ramas de la construcción, por su versatilidad y fácil manejo.
En vialidad es utilizadocomo lecho de las carreteras o de las vías por donde transitan los
vehículos,esperfectocomoaislanteenlasestructuras,noel asfaltoensí,perosi un derivadoo
compuestoabase de este material.Enlaimpermeabilizaciónde losasesmagnífico,ysuhistoria
y desarrollo comienza desde los principios de la vida cuando el asfalto era recuperado de las
lagunasnaturalesoconocidocomobreayvertidoalaslosascomoimpermeabilizante,quepara
aquel entonces eran más bien unas estructurasa base de ramas secas y otros elementos; hoy
en día este producto es aplicado en rollos compactos de asfalto y otros materiales que le dan
ciertaspropiedadesycaracterísticasque lohacenmuchomás versátil enla aplicación en obra.
El ligante bituminoso es un material que contiene betún y el alquitran son materiales
bituminosos asfalticos

4. I. MATERIALES BITUMINOSOS
Naturaleza: Los materialesbituminosossonmaterialesaglomerantesde naturalezaorgánica.
Mezclascomplejasde hidrocarburos.
Origen:Provienendel petróleocrudoodel carbón.
Utilización:
 En construccióny conservaciónde pavimentosde carreterasycalles,aeropuertos,
áreas industriales, aparcamientos, pistas deportivas, etc.
 Impermeabilizaciones.
1. Características los materialesbituminosos:
 Fácil puesta en obra.
 Buena adhesividad a los áridos con los que los vamos a unir.
 Buena cohesión entre las partículas, para que pueda soportar sin romperse a los
esfuerzos a los que le vamos a someter.
 Baja susceptibilidad térmica: esto significa que cuando se ponga en obra tenga
comportamiento plástico, ya que este material viscoso cuando se calienta puede
llegar a deformarse permanentemente está sometido a bajas temperaturas se
fragilaza pudiendo llegar a romperse.
 Envejecimientolento,paraque nopierdalascaracterísticasconel tiempoyque así
resulte más rentable el material.
 Elevada impermeabilidad.
2. Desventajade los materiales
 El envejecimiento (baja durabilidad) se altera fácilmente con las acciones
atmosféricas:
 Radiación solar
 Variaciones de temperatura, tanto diarias como estacionales.
 Heladas y las sales fundentes empleadas contra ellas.
 Causas de deterioro de los firmes:
 El tráfico.

5.  Los factores ambientales.
3. Tipos de materialesbituminosos
3.1 Betún:
Producto sólido, o líquido viscoso mezcla de hidrocarburos naturales o pirogenados (o
combinaciones) solubles en sulfuro decarbono. Tiene propiedades de impermeabilidad, de
adhesividadycohesion, durabilidad,susceptible térmica. Tenemos dos tipos según su origen:
3.1.1. Betunesnaturales:
Proceden de la descomposición de organismosmarinos,aflorandoala superficie enlagos
de asfalto de asfalto o impregnados en las rocas. Destaca por su importancia el asfalto de
trinidad,que se extrae de un gran lago de asfaltoexistente enlaisladel mismonombre;posee
más de un 50% de betún natural y tiene excelentes propiedades plásticos, resistentes e
impermeabilizantes, por lo que se emplea en la pavimentación de vías.
3.1.2. Betunesartificiales:
Se obtienencomosubproductosdelpetróleo,unamezclade hidrocarburosconimpurezas.
Según sea la naturaleza del mismo se conseguirán betunes con impurezas. Según sea la
naturaleza del mismose conseguían betunes más o menos para su empleo para su empleoen
carreteras. Así, los crudos de base parafinica- constituidos por hidrocarburos saturados-
requieren un proceso de oxidación parcial para su refino.
3.1.3. Las propiedades
a) Adhesividad: facilidad que presenta el betún para adherirse a la superficie de una
partícula mineral. Esta característica es muy importante en mezclas asfálticas,
donde betún y áridos deben formar un conjunto homogéneo y continuo. Para
mejorarla, puede recurrirse al uso de activantes.
b) Viscosidad: se define como la resistencia que oponen las partículas a separarse,
debido a los rozamientos internos que ocurren en el seno del fluido. En el de los
betunesvariaconlatemperatura,loque daunaideade sususceptibilidadtérmica.
c) Susceptibilidadtérmica:indicalapropensiónque presentael betúnavariar ciertas
propiedades reologucas, especialmente la viscosidad, con la temperatura rotura.
Gracias a esta propiedad pueden manejarse con facilidad a altas temperaturas,
presentando, presentando una mayor estabilidad a temperatura ambiente.

6. d) Plasticidad:defineel comportamiento mecánicodel betúnante diferentesestados
físicosy temporalesde carga.Un betúnpoco plásticonosoportara deformaciones
excesivas sin que se produzcan grietas o desconchamientos.
e) Envejecimiento: fenómeno de degradación y transformación química de los
componentes del betún debido a la acción oxidante del aire y la presencia de
humedad y radiaciones solares, haciendo que el betún pierda sus propiedades
reologicas y adhesivas.
3.2 Alquitranes:
Conjunto de hidrocarburos,suorigen se obtienende ladestilacióndestructivadesustancias
que contienen materia orgánica como: hulla, turba, antracita, lignito, madera.
El construcción (en general) subproductos de obtener gas ciudad y coque metalúrgico. El
alquitrán bruto le somete a un proceso de destilación, donde vamos separando aceites de
distinta finura, y al final nos va a quedar sólo la brea. La brea unida a aceites de distintas
densidades nos va dar obtener el alquitrán con el que vamos a trabajar.
3.2.1 Obtencióndel alquitrán
Se obtienenpordestilación,enausenciade aire,de carbonesminerales(hullas,lignitosy
turbas) y de la madera.
3.2.2 Tipos
a) Carbón
El alquitrán elaborado a partir de carbón o petróleose considera tóxico y cancerígeno,
debido a su alto contenido enbenceno; sin embargo, alquitrán de hulla -en bajas
concentraciones- es utilizado como un tópico la medicina.
El alquitránelaboradoa partirde madera enépocas pasadas,se utilizabaa menudo como
un revestimientorepelente de aguapara embarcaciones,buquesytechos.Todavía esutilizado
como aditivo en el sabor de dulces, alcohol y otros alimentos. Los alquitranes de madera son
microbicidas y tienen un agradable olor.

7. La calefacción (destilación en seco) de pino de madera, causa que los alquitranes y breas
formen gases, que no serán retenidos en la madera, dejando solamente carbón de leña.
Las cortezas de algunas especies de árboles de las betuláceas como el abedul papiráceo o
el abedul gris, se usan para producir alquitrán. Los subproductos de alquitrán de madera
son trementinay carbón. Cuando los árboles de bosques caducifolios son sometidos a la
destilación destructiva (entiéndase incendios forestales), los subproductos de
la combustión son el metanol (alcohol de madera) y el carbón.
b) Usos
El alquitrán se utiliza en el tratamiento de la enfermedad de la piel psoriasis, donde
alquitránde hullaeslamáseficaz.Estambiénundesinfectante generalyenel antiguo Egiptoel
alquitránde petróleo también se utilizó en la momificación, aproximadamente en 1000 a.n.e
El alquitrán es un componente vital de la primera fase de sellados, o plataforma en las
carreteras. Las calles de Bagdad fueron las primeras en ser pavimentadas con alquitrán en
el siglo VIII. También se utilizó como sellopara el techado zóster y para sellar los cascos de los
barcos y buques. Durante milenios, alquitranes de madera se utilizaron para impermeabilizar
velas y botes; pero actualmente las velas son intrínsecamente resistentes al agua gracias a
sustancias sintéticas, por lo que se ha negado la necesidad de alquitrán.
Alquitranes de madera aún se utiliza para sellar los barcos tradicionales de madera y los
techos históricos de las iglesias, así como las paredes exteriores de edificios antiguos.
Los alquitranes de madera se utilizan en la medicina tradicional finlandesa, debido a sus
propiedades microbicidas. También están disponibles, diluidos como agua de alquitrán, que
tienen numerosos usos:
 Comosaborizante paradulces(porejemplo, TervaLeijona) yalcohol (TervaViina).
 Como una especia de alimentos, como la carne.
 Como un aroma para saunas.
 Como un anticaspa agente en champú.
 Como un componente de los cosméticos.
La mezcla de alquitrán con aceite de linaza barnizproduce pintura alquitranada. Esta
pintura tiene una tonalidad translúcida de color marrón y puede ser utilizada para saturar y
barnizar la madera y protegerla de la intemperie. También puede ser mezclada con diferentes
tonos de pigmentos,produciendocolores translúcidoscomométodopara preservarla textura
de madera.

8. Debidoasuspropiedadescomopintura,elalquitránhúmedonodebe sertocadoconlapiel
desnuda, ya que puede producir una mancha permanente. Sin embargo, en algunos casos, el
solvente conocido como thinner, se ha utilizado para eliminarlo.
II. TIPOS DE PEN
Se denominan por las letras CAP PEN, y se clasifican según su grado de dureza, el que se
mide según el ensayo de penetración.Podemos distinguir CAP PEN 40 – 50, CAP PEN 60 – 70,
etc.;CAP indicaque esun cementoasfálticoyPEN y losnúmerosel rango de penetración.Para
su aplicación debe estar libre de agua y tener características homogéneas.
En el Perú los CAP PEN más utilizados son:
- CAPPEN 60 – 70: enmezclaenplantaen caliente paralaconstrucciónde basesbinder
y carpetas de rodado.
- CAPPEN 85 – 100: enmezclaenplantaencaliente paralaconstrucciónde basesbinder
y carpetas de rodado.
- CAP PEN 100 – 120: usados en tratamientos superficiales.
- Su aplicaciónnodebe hacerse bajo amenazade lluvia,temperaturaambiente bajolos
10°C y en superficies húmedas, tampoco deben ser calentadas sobre los 170 °C.
III. CARACTERISTICA DE CARPETA ASFALTICA
1. COMPUESTOSDE UNA CARPETA ASFÁLTICA
Esta compuestade:
- Material asfáltico.Puedesercementoasfáltico(AC-2.5,AC-5,AC-10,AC-20,AC-30
y AC-40. los AC-5 normalmente son emulsiones.
- Emulsión asfáltica. Aniónicas (-), catiónicas (+) y de rompimiento rápido,medio y
lento.
Agregadospétreos.
Anteriormente loscementosasfálticosse clasificabanporsudurezaen:
- CA-0 para climas fríos.
- CA-6 para climas templados.
- CA-10 para climas cálidos.
El asfaltoesun material bituminoso,sólidoosemisólidoconpropiedadesaglutinantesyque se
licuagradualmente al calentarse,se obtiene de ladestilacióndel petróleo.EnMéxicoeste tipo
de producto se emplea para la construcción de carpetas desde aproximadamente 1920;
anteriormente se le clasificabade acuerdoa su dureza,siendoel cementoasfálticomásusado

9. el que tenía una durezamedia(CA-6).Conlaentradade Méxicoal TLC se tuvieronque adecuar
las normas Mexicanas a las de la ACTM y a las especificaciones del SEP ( Programa Estratégico
de investigaciónde Carreteras.) de laASTM(AmericanStandardTestMaterials.) de ese tiempo
a la fecha, los materiales asfálticosse clasifican de acuerdo a la viscosidad que presentan. A
continuación se anotarán las recomendaciones generales para cada uno de los productos
asfálticos con la finalidad de darles un mejor uso.
ASFALTO REGION RECOMENDADA
AC-5
Sirve para elaboraremulsionesyconcretos
asfálticosque se utilicenenlazonade lasierra
madre occidental,enDurangoo Chihuahua,y
enalgunasregionesaltasde losestadosde
México,MorelosyPuebla.
AC-10
Se recomiendaparala regióncentral yel
altiplanode larepúblicamexicana.
AC-20
Para el sureste de larepúblicaylasregiones
costerasdel golfoyel pacífico, pasandopor
Sinaloae inclusive hastaBajaCalifornia.
AC-30
Norte y noreste del país,excluidoel estadode
Tamaulipas.
Esta distribuciónse basaencondicionesclimáticasynoincluye otrasvariablesimportantes
como el tipode agregadopétreo,laintensidaddel tránsitoyotrosfactorescomo el NAF.Porlo
que para realizar un concreto asfáltico de calidad deberán tomarse en cuenta las siguientes
características:
a) enviar pétreos sanos, limpios y bien graduados.
b) utilizar procedimientos constructivos adecuados.
c) aplicar las temperaturas recomendadas. En algunas ocasionesserá necesario adicionar
algún aditivo.
Característica de carpeta asfáltica
La carpetaasfálticaeslaparte superiordelpavimentoflexibleque proporcionalasuperficie
de rodamiento, es elaborada con material pétreo seleccionado y un producto asfáltico
dependiendodel tipo de camino que se va a construir, las principales características que debe
cumplir el pétreo son las siguientes: a) un diámetro menor de una pulgada y tener una
granulometríaadecuada,b) deberátenerciertadurezaparalocual se le efectuaránlosensayes
de desgaste los angeles, intemperismo acelerado, densidad y durabilidad. C) la forma de la
partícula deberáser lo más cúbica posible,recomendamosnousar material enforma de lajao

10. aguja puesse rompencon facilidadalterandolagranulometríaypudiendoprovocarfallasenla
carpeta, se efectuarán pruebas de equivalente de arena ya que los materiales finos en
determinados porcentajes no resultan adecuados.
En las mezclas asfálticas, es de gran importancia conocer la cantidad de asfalto por
emplearse,debiéndose buscaruncontenidoóptimo;yaqueenunamezclaesteelementoforma
una membranaalrededorde laspartículas de un espesortal que sea suficiente pararesistirlos
efectos del tránsito y de la intemperie, pero no debe resultar muy gruesa ya que además de
resultarantieconómicapuede provocarunapérdidade laestabilidadenlacarpeta,ademáseste
exceso de asfalto puede hacer resbalosa la superficie, para calcular este óptimo se tienen las
pruebas de compresión simple para mezclas en frío, la prueba Marshall para muestras en
caliente ylapruebade Hveem.Paraconocerlaadherenciaentreel pétreoyel asfaltose pueden
utilizarpruebasde desprendimientoporfricción,pérdidade estabilidadobien,cubrimientopor
el método inglés; en caso de que las características del pétreo no sean aceptables, se pueden
lavar o bien usar un estabilizante para cambiar la tensión superficial de los poros.
El tipo y espesor de una carpeta asfáltica se elige de acuerdo con el tránsito:
Intensidad del tránsito pesado en un solo
sentido
Tipo de carpeta
Mayor de 2000 vehi/día Mezcla en planta de 7.5cm de espesor mínimo
1000 a 2000 Mezcla en planta con un espesor mínimo de
5cm
500 a 1000 Mezcla en el lugar o planta de 5cm como
mínimo
Menos de 500 Tratamiento superficial simple o múltiple.
Esta distribuciónse basaencondicionesclimáticasynoincluye otrasvariablesimportantes
como el tipode agregadopétreo,laintensidaddel tránsitoyotrosfactorescomo el NAF.Porlo
que para realizar un concreto asfáltico de calidad deberán tomarse en cuenta las siguientes
características:
a) enviar pétreos sanos, limpios y bien graduados.
b) utilizar procedimientos constructivos adecuados.
c) aplicar las temperaturas recomendadas. En algunas ocasionesserá necesario adicionar
algún aditivo.
IV. DISEÑO DE CARPETA ASFALTICA- METODO MARSHALL

11. El Métodode dosificaciónMarshall desarrolladoporelIng.Bruce Marshall,inicialmente fue
utilizado por el Cuerpo de Ingenieros del Ejercito Norteamericano, actualmente es el método
más utilizado para la elaboración de fórmulas de mezcla.
El criterio para conseguir una mezcla satisfactoria está basada en requisitos mínimos de
estabilidad, fluencia, densidad y porcentaje de vacíos.
Este métododeterminael procedimientopararealizarlosensayosde estabilidadyfluencia
de mezclas asfalticas preparadas en caliente, utilizando el equipo Marshall determina
característicasfísicasde lasmezclasyanalizalosparámetrosquedefinenel contenidode asfalto.
La estabilidad de determina empleando el principio de corte en comprensión semi-confinada,
sometiendoalamuestraa fuerzasde comprensióndiametral auna temperatura de 60 ºC (140
ºF). La aplicación de esfuerzos y la rotura de las muestras se consiguen con un dispositivo
especialmente proyectado para las pruebas de estabilidad.
El valor de estabilidad representa la resistencia estructural de la mezcla compactada y está
afectadaprincipalmente porel contenidode asfalto,lacomposicióngranulométricayel tipode
agregado. El valor de estabilidad es un indice de la calidad del agregado.
Además, la mezcla debe tener la fluidez necesaria para que pueda compactarse a la densidad
exigidayproducirunatexturasuperficial adecuada.El valordel Flujorepresentaladeformación
producidaenel sentidodel diámetrodel espécimenantesde que se produzcasu fractura. Este
valores un indicadorde la tendenciaparaalcanzaruna condiciónplásticayconsecuentemente
de la resistenciaque ofrecerálacarpeta asfálticaa deformarse bajola acción de las cargas que
por ella transmiten.
El contenido óptimo de asfalto se determina, de acuerdo a recomendación del Instituto del
Asfalto (Manual MS - 2), a través de la media aritmética de los porcentajes que llevan a:
 La máxima estabilidad
 La máxima densidad de la mezcla.
 El volumen de vacios de aire especificado.
Esta media debe ser verificada en relación al valor de la Fluencia y a los vacíos del agregado
mineral (VAM),afinde asegurarque la mezcla contengaun volumende asfalto(Vb)suficiente,
sinque el volumende vacíosde aire (Vv) seareducidoa unvalorinaceptable.Si nose cumplen
Las especificaciones, la granulometría del agregado debe ser modificada.
Diseño de mezclas asfálticas en caliente-Método Marshall
La tablaestácompuestaporlas siguientescolumnas:

12. - Composiciónde lamezcla(Grava,Gravilla,ArenaChancada,ArenaNatura,Cemento asfáltico)
- Dosificación(Porcentajesde losagregados)
- Pesoespecífico de losagregados
- Volumende losagregados
- Pesoespecífico máximo
- Númerode briqueta
- Alturade la briqueta
- Factor de correcciónde labriqueta
- Pesosde laprobeta(secoal aire,canastillo,sumergidaconcanastillo)
- Volumende lamuestra
- Porcentaje de asfalto
- Estabilidad(real,corregida)
- Flujo

13. Los gráficos que la planilla genera a partir de las tablas son los siguientes:
 Peso especifico vs. % Cemento Asfáltico
 % de vacíos de mezcla vs. % Cemento Asfáltico
 estabilidad vs. % Cemento Asfáltico
 % de vacíos con asfalto vs. % Cemento Asfáltico
 Fluencia vs. % Cemento Asfáltico
 VAMvs. % Cemento Asfáltico.

14. CONCLUSION
El presente trabajo se hace una revisióndel tema de losmaterialesbituminosos,tipos de
PEN, diseño asfaltico de carpeta asfáltica y diseño de carpeta asfáltica por el método de
Marshall. Haciendo énfasis en la importancia que estas tienen en la moderna tecnología del
proceso de asfaltado de carreteras. Esta tienen un sin numero de ventajas sobre el asfalto
caliente oel rebajado,porloque es importanye extenderel empleode este tipode tecnología.
La utilización de esta tecnología proporciona un ahorro en el proceso de asfaltado de las
carreteras,revestimientode muros,techos,etc.Proporcionandounamayorseguridady mejor
calidad de vida.
El criterio para conseguir una mezcla satisfactoria está basada en requisitos mínimos de
estabilidad, fluencia, densidad y porcentaje de vacíos.
RFEFERENCIA BIBLIOGRAFICA
 ORIDOÑEZ HUAMAN, Abel. Diseño moderno de pavimentos ASFALTICOS. Lima(2006)
 CANOVAS FERNANDEZ, Manuel. Materiales bituminosos. Ccolegio de
ingenieroscaminos canalespuert:1990. Rustica.ISBN: 9788474931327
 http://ocw.usal.es/ensenanzas-tecnicas/ciencia-y-tecnologia-de-los-
materiales/contenido/TEMA%207-%20MATERIALES%20BITUMINOSOS.pdf