Patent CO-2021009920-A1 (CO)
Title: Composicion de mezcla asfaltica tibia para pavimento basada en asfaltitas naturales (arenas bituminosas) modificadas con polimero natural nanocompuesto y proceso para la produccion de la mezcla asfaltica
Inventor: SANABRIA GRAJALES LUIS ENRIQUE
IPC: E01C7/18
Filed: 2021-07-27
Abstract: RESUMEN La presente invención se refiere a la adecuación y posterior modificación de las asfaltitas naturales, normalmente conocidas como arenas bituminosas, para fabricar mezclas asfálticas que pueden ser utilizadas en pavimentos para bajos y altos tráficos. La mezcla asfáltica natural nanocompuesta comprende una asfaltita natural, material pétreo de aporte (para ajustar la granulometría de la mezcla y reforzar el esqueleto mineral), ligante asfáltico adicional (para ajustar el contenido óptimo de asfalto cuando sea necesario) y modificadores de alto desempeño como: látex polimérico nanocompuesto, agente vulcanizador, activador de vulcanización, promotores de adherencia, agentes tensoactivos y cenizas volantes. El método de producción de la mezcla asfáltica natural se basa en la adición, a las arenas bituminosas, los minerales pétreos necesarios para cumplir la distribución y tamaño de partícula (esqueleto mineral), según diferentes especificaciones técnicas para mezclas densas o semidensas en cada aplicación a utilizar; los minerales pétreos de aporte se calientan a altas temperaturas (180 – 190°C) y se mezclan con las arenas bituminosas acondicionadas y a temperatura ambiente, produciendo una mezcla asfáltica homogenizada que saldría del mezclador a temperaturas entre 130ºC y 140ºC. El acondicionamiento de las arenas bituminosas consiste en el mezclado mecánico de éstas con una fracción de los agregados pétreos de 3/8 pulgada para evitar la aglomeración y coalescencia de las arenas impregnadas, junto con el azufre y activador, necesarios para la reacción de vulcanización, así como cenizas volantes, seguido de un proceso de homogenización dando vueltas a la mezcla hasta que se obtiene una asfaltita suelta que ya no coalesce y puede acopiarse y manejarse de manera similar al material pétreo granular. La modificación del bitumen, presente en las arenas bituminosas, se logra adicionándoles un látex o polímero natural mejorado con nano tubos de carbono de paredes múltiples y funcionalizados con grupos COOH, dispersos en él con la ayuda de un tensoactivo; el cual se adiciona a las arenas bituminosas previamente acondicionadas para evitar coalescencia. La adición del polímero puede realizarse, justo antes de que las arenas bituminosas acondicionadas ingresen al mezclador de alta temperatura, o directamente en el mezclador. Dentro del mezclador, el polímero se dispersa junto con los agregados pétreos de aporte, las arenas asfálticas, las cenizas volantes, el azufre y el activador, y se da inicio a una reacción de vulcanización entre los MWCNT-COOH, el polímero de caucho natural y el asfalto, creando una red entrecruzada que aumenta la cohesión de la mezcla asfáltica, al tiempo que las cenizas volantes fluidizan y dan manejabilidad a la mezcla. La mezcla asfáltica natural modificada y producida en caliente a temperaturas intermedias (tibias) presenta mejoras sustanciales en su desempeño dinámico a altas temperaturas; de manera que satisface los requerimientos de pavimentos flexibles para vías primarias, secundarias y/o terciarias, de acuerdo al nivel de modificación.