VISCOSIDAD EN LA MEZCLA ASFÁLTICA

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VISCOSIDAD 
 
Viscosidad, propiedad de un fluido que tiende a oponerse a 
su flujo cuando se le aplica una fuerza. 
 
 Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia 
a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad. 
 
 La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento 
arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina 
su viscosidad. 
 
VISCOSIDAD EN LOS ASFALTOS: 
 Los ensayos de viscosidad , resultan ser una valiosa herramienta 
para estudiar las propiedades reológicas (deformación y fluencia) de los 
asfaltos. Esto es de importancia para el empleo de los cementos 
asfálticos en las carreteras, tanto desde el punto de vista de su correcta 
manipulación y puesta en obra como para valorar el comportamiento en 
servicio. 
 
 El comportamiento reológico del asfalto, depende de la 
temperatura, las cargas y el tiempo de aplicación de éstas. Su rigidez 
depende de las condiciones de carga y temperatura. 
 
 Bajo la acción de altas temperaturas, por encima de los 60º C y 
largos tiempos de aplicación de las cargas, el material asfaltico se 
comporta como un líquido viscoso, cuya viscosidad varía con las 
condiciones específicas de carga y temperatura. 
 
 
 
 
 
 
 IMPORTANCIA: 
 Las determinaciones de la viscosidad en los cementos asfálticos, 
ofrece una serie de beneficios en relación con el conocimiento de las 
propiedades fundamentales, que tienen que estar presentes en los 
asfaltos destinados a la construcción de carreteras. 
 
 Conocer la viscosidad de los asfaltos permite adecuar las condiciones 
de su empleo en relación a las necesidades de su manipulación, 
aplicación en obra y comportamiento en el campo. 
 
 
Equipo para medición de viscosidad 
 Para la determinación de la viscosidad en los asfaltos pueden utilizarse 
distintos tipos de viscosímetros según la temperatura a la que se realice 
la medición y en función de los intervalos de viscosidad que pueden 
presentar los asfaltos. En general se usan: 
 
 Viscosímetros capilares. 
 Rotacionales de cono y plato. 
 Cilindros coaxiales. 
 Viscosímetros de placas paralelas. 
 
 En los viscosímetros capilares la viscosidad se obtiene del producto 
entre, la constante del viscosímetro y el tiempo en el cual el asfalto 
atraviesa dos marcas. 
 
 En los viscosímetros rotacionales el parámetro de viscosidad se 
obtiene a partir de la resistencia al giro que el asfalto le ofrece a un rotor 
(spindle), en condiciones prefijadas de temperatura y velocidad de giro 
del spindle 
 
 
ASFALTOS MODIFICADOS CON POLIMEROS 
 
 Los asfaltos modificados son la consecuencia de la 
interacción físico-químico de los polímeros con un cemento 
asfáltico, con la finalidad de mejorar su reología. 
 
 El efecto principal de añadir polímeros al cemento asfáltico, 
es el cambio obtenido en la relación viscosidad-temperatura, 
sobre todo el rango de temperaturas de servicio de las 
mezclas asfálticas, permitiendo mejorar el comportamiento 
tanto a altas como a bajas temperaturas del ligante. 
 
 La situación ideal es aquella de aquel asfalto que mantiene 
su consistencia en un amplio intervalo de temperatura. 
 La figura 2, ilustra este efecto para un tipo de asfalto 
modificado 
 
 
 
 
 VENTAJAS DE MODIFICAR EL CEMENTO ASFALTICO CON 
POLIMEROS 
 
 
 1.- Disminuye la susceptibilidad térmica. 
- Se obtienen mezclas más rígidas a altas temperaturas de 
servicio reduciendo el ahuellamiento. 
- Se obtienen mezclas más dúctiles a bajas temperaturas de 
servicio reduciendo el fisuramiento. 
2.- Disminuye la exudación del asfalto: por la mayor viscosidad 
de la mezcla, su menor tendencia a fluir y su mayor elasticidad. 
3.- Mayor elasticidad 
4.- Mayor adherencia 
5.- Mayor cohesión: el polímero refuerza la cohesión de la 
mezcla. 
6.- Mejora la trabajabilidad y la compactación 
 
Ensayo de viscosidad 
 
Las especificaciones de los cementos asfálticos clasificados 
según su viscosidad se basan por lo común en los rangos de 
viscosidad a 60ºC (140ºF). 
También se especifica generalmente una viscosidad mínima a 
135ºC (275ºF). El propósito es dar valores límites de 
consistencia a estas dos temperaturas. 
Se eligió la temperatura de 60ºC (140ºF) porque se 
aproxima a la máxima temperatura superficial de las calzadas 
en servicio pavimentadas con mezclas asfálticas en los Estados 
Unidos y en cualquier otra parte del mundo, y la de 135ºC 
(275ºF), porque se aproxima a la de mezclado y distribución de 
mezclas asfálticas en caliente para pavimentación. 
Para el ensayo de viscosidad a 60ºC (140ºF) se emplea un 
viscosímetro de tubo capilar. Los dos tipos más comunes en uso 
son: el viscosímetro de vacío del Asphalt Institute (Fig. 3) y el 
viscosímetro de vacío de Cannon-Manning (Fig.4). 
Fig. 3. Viscosímetro de vacío del Asphalt 
Institute 
 
Fig. 48 Viscosímetro de vacío de Cannon-Manning
 
 
Fig. 5 Viscosímetro en el 
“baño” 
 
MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR 
LA VISCOSIDAD ABSOLUTA 
EQUIPOS 
REGULADOR DE PRESION 
BOMBA DE VACIO 
VISCOSIMETRO DE VACIO 
EQUIPOS 
VISCOSIMETRO 
CALENTAR EL VISCOSIMETRO DE 
VACÍO EN EL HORNO A 135 ºC 
CALENTAR EL CEMENTO 
ASFÁLTICO A 135 ºC 
VACIAR EL CEMENTO ASFÁLTICO HASTA 
LA MARCA DEL VISCOSIMETRO, SIN 
LLENAR LAS PAREDES. 
VISCOSIMETRO 
LLENO 
COLOCAR EL VISCOSIMETRO 
CON LA MUESTRA, A 135 ºC 
POR 10 Min 
COLOCAR EL 
VISCOSIMETRO CON LA 
MUESTRA EN EL BAÑO 
A 60 ºC POR 30 MIN 
INTRODUCIR EL 
VISCOSIMETRO CON LA 
MUESTRA EN UN BAÑO DE 
TEMPERATURA CONSTANTE 
(60ºC) 
PRESION 
REGULADA A 30 
cm DE Hg. 
MUESTRA 
HASTA EL NIVEL 
COLOCAR LA 
BOMBA DE 
VACIOEL AL 
EXTREMO DE LA 
BOCA DEL 
VISCOSIMETRO 
PRENDER EL REGULADOR 
Y LA BOMBA, PARA 
COMENZAR HACER 
VACIO 
AL HACER VACÍO SE 
OBSERVA EL 
DEZPLAZAMIENTO DE 
LA MUESTRA POR LAS 
DIFERENTES MARCAS 
DEL VISCOSIMETRO. 
MARCAS DEL 
VISCOSIMETRO. 
INICIAR EL ENSAYO CUANDO LA 
MUESTRA ESTE EN UNA MARCA. 
ACCIONAR EL CRONOMETRO UNA 
VEZ QUE LA MUESTRA ESTE EN 
EL BORDE DE LA MARCA. 
 EL ENSAYO CULMINA AL TOMAR EL 
TIEMPO MAYOR DE 60 SEG QUE TARDA 
LA MUES TRA EN PASAR DE UNA MARCA 
A LA OTRA. 
 
 EL TIEMPO EXPRESADO EN SEGUNDOS, 
SE MULTIPLICA POR LA CONSTANTE DEL 
VISCOSIMETRO UTILIZADO, QUE ESTA 
EXPRESADA EN POISES/SEG. 
 
MÉTODO DE ENSAYO PARA 
DETERMINAR 
LA VISCOSIDAD CINEMATICA DE LOS 
ASFALTOS LIQUIDOS. 
EQUIPOS 
VISCOSIMETRO DE BRAZOS 
CRUZADOS 
BOMBA DE SUCCION Y 
CRONOMETRO 
BAÑO DE MARIA Y BEAKER 
BULBO A LA DERECHA 
VISCOSIMETRO DE 
BRAZOS CRUZADOS 
BAÑO DE 
TEMPERATURA 
CONSTANTE (60ºC) 
COLOCAR EL VISCOSIMETRO DE BRAZOS 
CRUZADOS, EN EL BAÑO A 60 ºC. 
CALENTAR LA MUESTRA EN BAÑO 
MARIA A 60ºC POR MEDIA HORA. 
VACIAR EL CEMENTO ASFÁLTICO HASTA LA MARCA DEL 
VISCOSIMETRO, SIN LLENAR LAS PAREDES. 
COLOCAR LA BOMBA DE SUCCION 
POR EL EXTREMO, UNA VEZ 
PASADO LOS 30 min. 
VISCOSIMETRO LLENO HASTA 
LA MARCA, DEJARLO REPOSAR 
POR MEDIA HORA A 60 ºC 
DESCENSO DE LA 
MUESTRA. 
REALIZAR UNA PEQUEÑA SUCCION A 
LA MUESTRA, PARA QUE COMIENCE EL 
DESCENSO POR GRAVEDAD. 
COMENTARIOS 
 EL ENSAYO CULMINA AL TOMAR EL 
TIEMPO QUE TARDA LA MUESTRA EN 
TRASPASAR LA MARCA DEL BULBO. 
 
 EL TIEMPO EXPRESADO EN SEGUNDOS, 
SE MULTIPLICA POR LA CONSTANTE DEL 
VISCOSIMETRO UTILIZADO, QUE ESTA 
EXPRESADA EN STOKE/SEG. 
 
Es necesario destacar que las medidas de viscosidad para 
135ºC (275ºF) se expresan en centistokes y para 60ºC (140°F), 
en poises. En el ensayo de viscosidad cinemática, la gravedad 
induce el flujo (resultados en centistokes) y la cantidad de flujo a 
través del tubo capilar depende de la densidad del material. En el 
ensayo de viscosidad absoluta, los resultados se dan en poises, y 
el flujo a través del tubo capilar se induce por medio de un vacío 
parcial, siendo los efectos gravitacionales despreciables. Estas 
unidades poises y stokes o centipoises y centistokes - pueden ser 
convertidas unasen otras aplicando, simplemente, un factor 
debido a la densidad