Tecnología en caliente de asfaltos naturales, para pavimentación en vías de primer orden



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Tecnología en caliente de asfaltos naturales, para pavimentación en vías de primer orden
David González Herrera

Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos.
Carlos Jerónimo Segrera G.

Especialista en Ingeniería de vías terrestres

1.- RESUMEN
En la localidad de la Dorada en el departamento de Caldas, se ha venido empleando con éxito los asfaltos naturales de la mina ubicada en la vía a Norcasia, tanto para las obras de rehabilitación de la carretera Honda - Caño Ermitaño, como en la pavimentación de vías locales.
Este material que se lo conoce en la región como MAPIA (Material pétreo impregnado de asfalto) ha resultado ser una alternativa económicamente competitiva y técnicamente apta para su desempeño como material asfáltico en capas de base en la Troncal del Magdalena Medio, donde las condiciones de operación de la carretera exigen de muy buen comportamiento de los materiales.
Para fabricar las mezclas densas en caliente, el procedimiento empleado consiste en realizar en primer término un ajuste granulométrico al material, aportando la fracción gruesa necesaria, para posteriormente mediante un tratamiento térmico tanto a nivel de laboratorio, para diseño y control, como a nivel productivo, fabricar mezclas de muy buena calidad.
Los resultados del análisis convencional mediante el ensayo Marshall y la posterior comprobación de propiedades dinámicas, mediante la realización de pruebas de módulos dinámicos, pone en evidencia las buenas características de los productos asfálticos elaborados.
Dado que Colombia, es un país en el cual éste recurso natural es abundante, el presente documento muestra los resultados obtenidos, con el propósito de compartir estos avances, que de ser empleados de manera amplia ayudarán de forma efectiva a mejorar el estado de nuestra red de carreteras, tanto de primer orden como las de categoría inferior, con el consecuente beneficio para el país.
2.- ANTECEDENTES


De acuerdo con (2), “En Colombia se tienen noticias, desde hace mucho tiempo, sobre la utilización de asfaltos naturales en la construcción de pavimentos para carreteras y calles. En 1928, por encargo del gobierno nacional, el geólogo Emil Grosse realizó un estudio preliminar sobre los yacimientos de asfalto en la región central de Boyacá. En aquel entonces se explotó el asfalto con fines comerciales, aunque en forma muy rudimentaria. La explotación se hacía a tajo abierto o subterráneamente, mediante galerías o cruzadas, sistema que producía pérdidas hasta el 45%. En este estudio se encontraron porcentajes de asfaltos bajos y un comportamiento deficiente de los asfaltos en los pavimentos” en razón a la baja tecnología aplicada.


El mismo documento (2), menciona que “En el Departamento de Caldas, el hallazgo del asfalto natural se remonta a la época en la cual se construía la carretera Dorada – Sonson. Por la década de los 60’s se extrajeron areniscas asfálticas de los cortes para mejorar la vía de acceso de una finca perteneciente a un particular, obteniéndose resultados deficientes debido al desconocimiento sobre el adecuado manejo del material. En 1983 el antiguo Ministerio de Obras Públicas y Transporte visitó la zona con el fin de conocer el afloramiento ubicado en el kilómetro 28 de la vía Dorada – Norcasia. Después este asfalto natural se utilizó para mejorar los accesos viales del proyecto hidroeléctrico Miel I”



El Material Pétreo Impregnado de Asfalto, MAPIA, es un recurso natural disponible, que se ha ido formando por destilación natural de crudo de petróleo en las capas geológicas inferiores originado por las acciones volcánicas.

El texto de referencia (2), clasifica el asfalto natural por su contenido de asfalto, como un asfalto natural de bajo contenido de bitumen, en razón a que su contenido fluctúa entre (10% y 15%).



..

En la actualidad, y dados los buenos resultados preliminares se ha desarrollado una tecnología en caliente para emplear de forma masiva este material, con altas propiedades mecánicas y de durabilidad el cual se ha empleado en la repavimentación de un tramo de la troncal del Magdalena medio y en vías importantes de la localidad de La Dorada. También existen experiencias positivas en su empleo por tecnología en frío.
Este recurso natural es abundante en Colombia, donde se hallan documentadas experiencias positivas con minas ubicadas en los departamentos de Tolima, Caquetá, Cesar, Boyacá y Santander, en las cuales se aprecia un incremento en la calidad tecnológica, que puede llevar a que su masiva y económica aplicación propicie un mejoramiento sostenible de la red vial urbana y rural. Es de observar, que las características propias de cada yacimiento de asfalto natural obliga a una particular forma tecnológica de aplicación, que debe realizarse con base en las exigencias técnicas específicas de los proyectos.

3.- UBICACIÓN GEOGRAFICA DE LA FUENTE DE M.A.P.I.A

“La mina de Material Pétreo Impregnado de Asfalto (M.A.P.I.A), se encuentra localizada en el Km. 28 de la carretera La Dorada – Norcasia, cerca de la población de Isaza, en el Departamento de Caldas. El material esta emplazado en el extremo sur del valle medio del río Magdalena, y esta asociado a la parte basal de la sucesión sedimentaria de edad terciaria denominada formación La Victoria, que comprende arenitas conglomeráticas y conglomerados arenosos”.(1)


La presentación del material en la mina, consiste en depósitos localizados a profundidades promedio de 7 m. del terreno natural, pudiendo encontrarse en algunos sitios muy superficialmente y dispuestos en terrazas definidas de explotación a cielo abierto. El proceso de explotación del material adecuado para la producción de mezcla asfáltica del tipo denso en caliente implica desechar las primeras capas del material explotado por contaminación con lentes de lutitas(1), que no superan el 10% del volumen total de la roca asfáltica, procedentes de hojas y maderas carbonizadas, de color verde amarillentas y gris, y de estratos superficiales, con materiales oxidados y endurecidos, no deseables, por bajos contenidos de asfalto, hasta encontrar la veta de asfalto no contaminada, y con un adecuado contenido del bitumen. El material una vez extraído se almacena en patios, que deben ser debidamente cubiertos, para proteger el material de la acción de la lluvias lo que además de su evaluación y caracterización, facilita el proceso de evaporación de materiales volátiles.
Es importante acotar aquí, que en el estudio elaborado por la Universidad de Caldas, de caracterización y evaluación de reservas del yacimiento de asfaltita en el sector de Isaza, municipio de Victoria concluyen “Las reservas probadas corresponden a 447.763 Metros cúbicos, las reservas probables a 537.498 metros cúbicos, y las Reservas posibles a 4’133.380 metros cúbicos”
4.- FORMAS DE APLICACION
El MAPIA puede ser utilizado de las siguientes maneras:


  • Directamente como sale de la mina, como una arena asfalto, en parcheos de poco espesor y en general en actividades de mantenimiento en vías secundarias.




  • Tecnología en frío mediante el aporte de áridos gruesos, con o sin impregnados de emulsión, siendo ésta necesaria cuando se fabrica un concreto asfáltico en frío, y sin impregnación para mantenimiento, construcciones, o reparaciones de vías de cualquier orden.




  • En estabilizaciones de mezclas con RAP, o con granulares nuevos para capas de bases en pavimentos para altos volúmenes de transito.




  • Fabricando concretos asfálticos en caliente, para bases asfálticas en vías de alto nivel de tránsito, o para capas de rodadura en vías de medio y bajo nivel de transito.


5.- CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL M.A.P.I.A




  1. Composición química del asfalto contenido:

Según ensayos recientes efectuados por Corasfaltos del asfalto contenido en el M.A.P.I.A. se presenta la composición química (análisis SARA) obtenida para el asfalto extraído(9) :




Fracción

Resultado (% peso)

Saturados

9.86

Aromáticos

29.71

Resinas

51.63

Asfáltenos

8.79

De acuerdo con el índice de solubilidad (Is), empleado por el Instituto Colombiano del petróleo, y que se define de la siguiente manera:




De acuerdo con los resultados de composición química obtenidos y el valor del Is = 8.88 el asfalto extraído es tipo sol-gel, siendo las categorías como siguen:
Is < 4 asfalto tipo gel

4< Is > 9 asfalto sol-gel

Is>9 asfalto sol
De acuerdo con lo anterior el asfalto contenido en el M.A.P.I.A. posee buenas características coloidales para su empleo en pavimentación.
Adicionalmente, estudios hechos en la Universidad Nacional de Manizales (2), indican que el material se clasifica además como un asfalto de buena susceptibilidad térmica correspondiendo a un asfalto de bajo contenido de parafina (tipo S).


  1. Propiedades físicas del asfalto contenido :-

En muestreos realizados en el frente de explotación a diferentes profundidades, se obtuvieron valores de penetración a una temperatura de 25ºC fluctuando en el intervalo comprendido entre 40 y 190 décimas de milímetro, siendo el valor más pequeño el correspondiente a los estratos más superficiales, en los cuales por efecto de volatilización y oxidación, el asfalto se rigidiza. Esta circunstancia de variabilidad obliga a que el procedimiento productivo requiera que en el sitio de extracción se realice una homogenización previa del material, obteniendo valores promedios de penetración del orden de 50 décimas de milímetro a una temperatura de 25º C. Algunas de las propiedades físicas del material se describen en la siguiente tabla:

CARACTERISTICA



Penetración (25ºC, 100 g, 5 s)

50 – 60
Viscosidad absoluta (60° C)
3.000

Viscosidad a 135º C

100

Punto de reblandecimiento ºC


50º C

Densidad gr/Cm3

1,028

Temperatura de fragilidad o fractura ºC


-2 a –3


  1. Grado de desempeño (PG) por tecnología SHRP:

En la tabla 4 se muestran los valores de las propiedades mencionadas como resultados de ensayos recientes de Corasfaltos.(9)

Tabla 4. Grado de desempeño (PG) del asfalto extraído

CLASIFICACIÓN PG: 52 – 16
ASFALTO ORIGINAL



1.00

kPa



5000



kPa

S



300



MPa

m



0,300



2.20

kPa
Reómetro de Corte Dinámico (DSR)
46°C

52°C


58°C
3.74

1.50


0.65

ENVEJECIDO EN PELICULA DELGADA (TFOT)


Reómetro de Corte Dinámico (DSR)
52°C

58°C


64°C
9.054

3.530


1.464

ENVEJECIMIENTO A PRESION (PAV)


Reómetro de Corte Dinámico (DSR)
31°C

28°C


25°C
2210.98

4105.00


7120.28
Reómetro de Viga de Deflexión (BBR), “S” rigidez y “m” valor
- 16°C

- 22ºC


- 28°C
S = 174 MPa

m = 0.507

S = 424 MPa

m = 0.380

S = 1100 MPa

m = 0.213

No obstante lo anterior, en la troncal del Magdalena medio se colocaron mezclas, en condiciones de tránsito pesado y temperaturas ligeramente superiores a las reportadas en el PG, del orden de los 55 grados Celsius, sin que se hubiera presentado señales de deformaciones plásticas en el material, por lo que se puede pensar que para la inmensa mayoría de zonas del país este material puede emplearse sin riesgo de que el ligante desarrolle problemas de baja resistencia a la deformación plástica.


  1. Granulometría de los pétreos contenidos en el M.A.P.I.A. :-

Dado que el material es homogenizado en la fuente, previo transporte a la planta productora de mezclas, donde se procede a hacer la evaluación de las propiedades del material para realizar el diseño respectivo, se ha comprobado una importante regularidad en la granulometría del material., la cual se ilustra en la tabla 1. Como se observa, se trata de una arena-asfalto natural, pues mínimo el 80% pasa tamiz No 4.


Tabla 1

HUSO GRANULOMETRICO DE LOS PÉTREOS CONTENIDOS EN EL MAPIA



Tamiz

PORCENTAJE QUE PASA

Milímetros

Pulgadas
25.40 mm

1

95 - 100



19.05mm

3/4


95 - 100

12.70mm


1/2

90 - 100


9.53mm

3/8


85 - 100

6.35mm


No 4

80 - 95


3.18mm

No 8


75 - 90

1.59mm

No 16


65 - 80

0.847mm


No 30

50 - 60


0.508mm

No 50


20 - 30

0.254mm


No 100

10 - 12


0.127mm

No 200


3 - 5

Para la tecnología en caliente, se han hecho evaluaciones de diferentes combinaciones para aportes de gruesos, con el fin de configurar un concreto asfáltico, habiéndose llegado a la franja granulométrica descrita en la tabla 2, como la mas conveniente para la mezcla de materiales nuevos o de aporte con el M.A.P.I.A.. Este material se adiciona para mejorar la fricción interna del conjunto y de esta manera incrementar la resistencia al corte de la mezcla. Para efectos de control de obras, a esta franja granulométrica se le aplican las tolerancias establecidas por el artículo 450 de las Especificaciones Técnicas Generales de Construcción del Invias.


Como se observa esta granulometría no corresponde a ninguna de las definidas en las Especificaciones antes referidas, pues éstas se han concebido para mezclas asfálticas en las cuales se suministra la totalidad del material pétreo incluyendo el llenante mineral. En el caso de el asfalto natural objeto de este estudio, él se beneficia de una matriz de materiales granulares de tamaño fino, para el cual se ha comprobado que con el aporte de material granular grueso, se obtienen buenas propiedades mecánicas en la franja recomendada, pues en el caso en el que se desea forzar que se cumpla con alguna de las franjas habituales para mezclas densas en caliente, el resultado no es suficientemente bueno. De acuerdo con esto lo interesante es observar que para estos materiales, la distribución de tamaños de partícula que propicia los mejores resultados mecánicos es particular, no debiendo ser aplicados los husos habituales.

Tabla 2


GRANULOMETRIA DE LA MEZCLA


TAMIZ

TAMIZ

PORCENTAJE QUE PASA

Norma

Alterno

MDC

25.0 mm

1

100

19.0mm

¾

90 – 100

12.5mm

½

75 – 95

9.5mm

3/8

65 – 85

4.75mm

No 4

55 – 70

2.00mm

No 10

45 – 60

425um

No 40

25 – 35

180um

No 80

9 – 18

75um

No 200

6 – 11


6.- TECNOLOGÍA EN CALIENTE
Dado que en nuestro país existe la tendencia a emplear primordialmente las mezclas densas en caliente, se presentaron algunas solicitudes para la fabricación de una mezcla de esta tipología utilizando MAPIA. Esta situación relacionada a las leyes de oferta y demanda, sumado al conocimiento que se ha tenido sobre el material no sólo a partir de experiencias productivas, si no de algunos estudios teóricos como los referidos en la bibliografía adjunta, han dado pie al desarrollo de esta tecnología, la cual consiste en aplicar un tratamiento térmico al asfalto presente en el MAPIA para que éste se reblandezca, logrando una viscosidad adecuada para recubrir los pétreos previamente adicionados, logrando de esta manera que todo el conjunto mineral este homogéneamente cubierto y exista buena cohesión en la mezcla. El proceso que se desarrolla es el siguiente:


  • Análisis granulométrico del MAPIA, cuyo resultado encaja en lo definido en la tabla 1




  • Determinación del contenido del ligante del MAPIA, normalmente en el intervalo (10-15%)




  • Ajuste granulométrico preliminar según la franja descrita en la tabla 2, mediante el aporte de nuevos pétreos.




  • Diseño de la mezcla en laboratorio de acuerdo a criterios Marshall con la variante de procedimiento adecuada a este material.




  • En la fase de construcción se dosifica en frío las proporciones de diseño, luego de lo cual se procede a someter la mezcla a un tratamiento térmico en el tambor homogenizador.


6.1- DISEÑO DE LA MEZCLA
Los criterios de diseño Marshall que se siguen en la planta de producción de la mezcla son los que rigen para mezclas densas en caliente y que se describen en el artículo 450 de las Especificaciones Técnicas Generales de Construcción de Carreteras del Instituto Nacional de Vías.
La principal variante del método tiene que ver con la dosificación de las proporciones de MAPIA, para la determinación de los contenidos de ligante. Esta condición obliga a modificar los contenidos de los dos tipos de materiales, las gravas de aporte y el MAPIA conservando como punto de referencia la proporción de material de aporte realizado con la perspectiva granulométrica.
Con base en el proporcionamiento logrado en el ajuste a la franja granulométrica, se hacen variaciones adecuadas en la dosificación y que conservándose dentro de la franja proporcionen contenidos de asfalto en la mezcla que fluctúen entre 4,5% y 6,5% del peso total de la mezcla. De esta manera se fabrican probetas con pesos cercanos a los 1200g., con dichas mezclas, las cuales se evalúan con criterios mecánicos y volumétricos Marshall para definir la mejor dosificación.
Eventualmente se han efectuado comprobaciones de diseño mediante (8) ensayos de módulos dinámicos por tracción indirecta a 20ºC y 10 Hertz arrojando valores entre 2.800 y 3.800 MPa., situación ésta que coloca las mezclas en condiciones muy competitivas con relación a la tecnología tradicional de fabricación de mezclas densas en caliente, en cuanto a resistencia a la deformación y a la capacidad de absorber las cargas habituales en un pavimento sometido incluso a tránsito pesado.
6.2- FABRICACIÓN DE LA MEZCLA
El proceso de fabricación de la mezcla en caliente, implica entre otros, los siguientes pasos:


  1. Explotación y acopio del M.A.P.I.A

El proceso de explotación del material se hace a tajo abierto utilizando para esto una retroexcavadora. El material se obtiene por estratos separados, de acuerdo con su contenido de asfalto que aumentan a medida que se profundiza en la explotación; en la mina se acopia el material explotado obteniéndose con esto un curado previo además de un mejoramiento de la calidad del material, por la evaporación de algunos volátiles presentes. Este proceso de obtención facilita la evaluación y caracterización, pues los materiales extraídos son permanentemente amasados y homogeneizados, con lo cual se tiene un material uniforme.




  1. Dosificación y mezclado del MAPIA y los materiales de aporte

Los áridos de aporte se suministran y se manejan por separados, la operación de mezclado se inicia mezclando primero todos los aportes, los cuales poseen la fracción triturada conveniente para suministrar una buena fricción interna en el material, y una vez homogenizados se les agrega la MAPIA. El árido fino está constituido por una mezcla de arena natural y proveniente de trituración, combinada con el que posee el MAPIA o materia prima para este concreto asfáltico. Los granos del árido fino de aporte se escogen para que sean duros, limpios y de superficie rugosa y angular. Se observa que el material este libre de cualquier sustancia que impida la adhesión y combinación del asfalto natural MAPIA. El árido grueso procede de la trituración de material de río y sus fragmentos son limpios, resistentes y durables, sin excesos de partículas planas, alargadas, blandas o desintegrables. Se cuida que esté exento de polvo, tierra, terrones de arcilla u otras sustancias objetables que puedan impedir la adhesión del asfalto;


El material utilizado cumple con los requisitos de los áridos para tratamientos y mezclas bituminosas, establecido en las Especificaciones Técnicas del Instituto Nacional de vías, en su artículo 400.(13)
La dosificación definitiva de los materiales pétreos se realiza en frío, el sistema de dosificación de los agregados es de tipo volumétrico, y se tiene en cuenta la humedad para corregir la dosificación en función de ella.
Con la mezcla en frío así fabricada, se hace un acopio en forma de terraza para evitar segregaciones posteriores y se verifica que cumpla con las tolerancias en la granulometría de la mezcla, de tal manera que al hacerle el tratamiento térmico correspondiente, cumpla con las propiedades físico-mecánicas de la mezcla; los acopios se construyen sobre un patio de mezclado, adecuado para tal propósito, por capas de espesores no superiores a 1,5m., y debidamente protegidos de la intemperie.


  1. Calentamiento de la mezcla

La mezcla en frío es suministrada a la planta de calentamiento y homogenización, mediante un cargador a la tolva de carga, que esta provista de unos deflectores de carga; de ahí mediante un tornillo alimentador colocado en el fondo de la tolva, la mezcla pasa a un tambor donde se somete al proceso de calentamiento y homogenización; este proceso termodinámico dura cerca de 1,5 minutos y la temperatura esta habitualmente esta en el intervalo entre 150 y 160 grados Celsius, dependiendo de la humedad que el material pueda haber adquirido en el patio de acopio.




6.1.1- Planta de calentamiento de la mezcla.
La mezcla de concreto asfáltico, se fabrica en una planta diseñada especialmente para este tipo de material, es de tipo continuo, capaz de manejar la mezcla en frío que exige la fórmula de trabajo adoptada. La planta cumple con lo establecido en la reglamentación vigente sobre control y protección de la calidad del aire.
La planta consta básicamente de tres cuerpos:


  • Sistema de alimentación, compuesto básicamente por una tolva alimentadora y un tornillo sin fin, se encarga básicamente de recibir la mezcla de materiales en frío y transportarla al cilindro calentador homogenizador de la mezcla.

  • Unidad de calentamiento y homogenización, compuesta básicamente por un cilindro de baja inclinación sobre la horizontal y que gira sobre su eje longitudinal, provisto de un sistema de calentamiento que incluye termómetros y termostatos para control y estabilización de temperaturas, un quemador, y un tablero de controles automatizado, desde donde se maneja el proceso de calentamiento de la mezcla.

  • Sistema de depuración de partículas sólidas y residuos de la combustión, compuesto por un ciclón que decanta partículas sólidas y contribuye a bajar primariamente la contaminación producto de la combustión, y un filtro húmedo que hace un tratamiento final de los desechos mediante humidificación de los mismos.

La planta tiene capacidad de producción de 20 toneladas hora y garantiza el calentamiento de la mezcla hasta una temperatura de 160ºC.


6.2- ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
La instalación y terminación de la mezcla densa en caliente producida con MAPIA se hace con pavimentadoras autopropulsadas y con equipos de las mismas características a los utilizados para las mezclas convencionales, características que se describen en el aparte 440.3.4 del Articulo 440 del INVIAS. Los procedimientos de control de obra son exactamente los mismos que se cumplen para la colocación de una mezcla densa en caliente convencional, pues una vez que la mezcla es elaborada ésta se comporta de manera similar.
El único aspecto digno de ser mencionado, es que las mezclas producidas con MAPIA, tienen menor inercia térmica que las convencionales, razón por la cual no es conveniente hacer el venteo habitual, o de ser necesario debe eliminarse toda la fracción gruesa, pues se ha observado que ésta luego no se integra en el conjunto de la mezcla propiciando zonas de fallo prematuro.
7.- EXPERIENCIAS RECIENTES
La mezcla densa en caliente fabricada con MAPIA, ha sido aplicada en la troncal del Magdalena medio en el tramo comprendido entre La Dorada y Río Ermitaño, mas exactamente entre el PR 49+000 al PR50+000; y entre el PR99+0000 a PR100+0000. En estos sitios se aplicó como base asfáltica, en un espesor de 0,10m. Por razones constructivas, la mezcla estuvo expuesta a la acción directa del tránsito, muy pesado del sector, por un período cercano a las tres semanas, sin haber presentado ninguna señal de deterioro tales como deformaciones o fisuras.
Las características Marshall de las mezclas colocadas son las siguientes:





























DISEÑO DE MEZCLA METODO MARSHALL MEZCLA ASFALTICA DENSA EN CALIENTE ELABORADA CON MAPIA


































% de Asfalto

Estabilidad Kg.

Flujo mm.

Vacios en agregados %

Vacios mezcla total %

Densidad maxima Lbs/Pie3













4,5

664

2,5

17,9

7,9

139,4







5,0

1324

3

17,3

6,0

141,2







5,5

1212

3,5

17,0

4,6

142,4







6,0

868

4

17,6

4,1

142,1







6,5

668

4,4

18,6

3,9

141,3






































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































RESUMEN DE FORMULA DE TRABAJO




PORCENTAJE DE ASFALTO 5,4%







ESTABILIDAD 1220 Kg.







DENSIDAD 142 Lbs/pie3







FLUJO 3,4 mm







VACIOS 4,70%




























Mezclas de condiciones similares a las descritas anteriormente se han colocado en el municipio de La Dorada la mezcla se ha aplicado en vías urbanas como capa de rodadura en espesores de 3” en el mantenimiento de la malla vial, sin que de momento se presente ninguna dificultad.
Se aplicó también, en la troncal del Magdalena medio, en el sector entre Puerto Boyacá y Puerto Serviez, como mezcla asfáltica para bacheos entre los PR108+0000 a PR110+0000, con espesores variables entre 0,10 y 0,20m, sin que se hayan presentado a la fecha daños en los parcheos efectuados.
En la misma troncal del Magdalena medio, se instaló debajo del viaducto de Puerto Salgar en el sentido hacia la Dorada, presentando luego de un año un comportamiento muy superior con relación a la mezcla convencional, colocada en el carril contrario. La mezcla con MAPIA, no presenta deformaciones plásticas importantes, ni fisuras a pesar del alto nivel de exigencia a que es sometida por la acción combinada de las altas temperaturas y cargas prevalecientes en el sector.

8.- ASPECTOS ECONOMICOS
Análisis de costos realizados con materiales y precios vigentes en la zona de La Dorada, indican que las mezclas densas en caliente fabricadas con MAPIA, tienen por metro cúbico de mezcla elaborada un costo inferior en un 36 por ciento con relación a mezclas del tipo MDC-1, siendo el ahorro ocasionado en sus menores costos de obtención y en la necesidad de sólo hacer aportes de gravas trituradas. Adicionalmente, el consumo de combustibles en la planta es sensiblemente inferior.
Con base en estos análisis se puede considerar que para un mismo presupuesto disponible, se podría tener un área intervenida con MAPIA, mayor en un importante porcentaje con lo cual el beneficio global para la comunidad y la administración resulta evidente.
9.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES



  1. Las experiencias reunidas en torno de estos materiales denominados asfaltos naturales, indican que éstos tiene un gran potencial de uso, pues se pueden aplicar exitosamente tanto en tecnología en frío como en caliente, cuestión que serviría de manera muy importante al mejoramiento de la red vial urbana y rural, no sólo de segundo o tercer orden, si no en las aquellas de mayor nivel de exigencia. En este sentido se debe tener presente que las reservas existentes en nuestro país son enormes y que si se estudia el procedimiento tecnológico mas adecuado para cada material y proyecto, se podrá tener vías de muy buena calidad a un costo muy razonable.




  1. Con relación al proceso en caliente implementado específicamente para el asfalto natural de la mina descrita en el presente documento, los resultados son realmente estimulantes, pues las propiedades observadas bajo los preceptos del ensayo Marshall, las hacen aptas para desempeñarse de buena manera en condiciones incluso de tránsito pesado, como de hecho ha ocurrido.




  1. El MAPIA, es un material que al tener integrado una porción importante de áridos finos, no puede ser evaluado con los husos granulométricos definidos en las especificaciones del INV, pues su naturaleza es distinta, al haber sido concebidos éstos para mezclas donde se debe hacer un aporte del 100 por ciento de los pétreos y del llenante mineral, cuestión que no ocurre en este caso. Lo anterior lleva a definir una franja granulométrica distinta en la que se ha observado que el material tiene buen desempeño.




  1. La caracterización química del asfalto extraído y de acuerdo a la fórmula de referencia, lo define como un material de tipo sol-gel, adecuado para su aplicación en vialidad.




  1. La determinación del PG del asfalto extraído establece que se trata de un 52-16, no obstante lo cual las mezclas colocadas en la Troncal del Magdalena Medio, tuvieron muy buen comportamiento en condiciones de temperaturas cercanas e incluso puntualmente superiores a los 52 grados Celsius, con lo cual se ratifica sus buenas propiedades cohesivas en condiciones críticas.




  1. En el aspecto constructivo, lo único diferente, es la condición del venteo de la mezcla, pues la experiencia con esta técnica muestra que el material se enfría más rápidamente que los asfaltos convencionales, y que por ello se debe cuidar de eliminar la fracción gruesa, pues ésta luego no logra integrarse de manera plena en la mezcla.




  1. Una importante conclusión, es la necesidad de hacer ajustes tecnológicos de acuerdo a las condiciones concretas de cada proyecto y material, siendo las especificaciones generales, un marco de referencia sobre el cual se debe actuar de manera inicial, pero que en muchos casos no satisface los requerimientos propios de materiales, condiciones de obra y desempeño.




  1. Como recomendación, se debe continuar con el estudio del comportamiento de la mezcla, siendo deseable la evaluación de leyes de fatiga, pues en cuanto a módulos las pruebas realizadas arrojan valores comparables con las mezclas densas convencionales.



9.- BIBLIOGRAFÍA


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HIDROMIEL S.A. - E.S.P. Manizales.


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11. DOWLING, FRANCO, RUSELL 1.974 “Asfaltos Naturales su ocurrencia propiedades y usos en la construcción de carreteras en Colombia” II Simposio Colombiano de Geotecnia e Ingeniera Geológica, Bogota 1.974
12. FERNÁNDEZ ROSALBA, BETANCUR LUIS, MURGUEITIO ALFONSO 1.995 “Estudio sobre los asfaltos naturales Colombianos” X Simposio Colombiano sobre Ingeniería de Pavimentos.
13. NORMAS DE CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS Instituto Nacional de Vías, Ministerio de Transito y Transporte de Colombia
14. VÁSQUEZ TORRES, LUIS CARLOS, 2002 “Evaluación en laboratorio del comportamiento de un asfalto natural con la adición de gravas trituradas, Universidad Nacional, Manizales

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