Fundamentos Del Reciclado de Mezclas Asfálticas

7/25/2019 Fundamentos Del Reciclado de Mezclas Asflticas

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FUNDAMENTOS DEL RECICLADODE MEZCLAS ASFLTICAS

Dr. Pedro Limn Covarrubias

10 DE ABRIL DE 2015GOBIERNO DEL ESTADO DE MXICO


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INDICE

1. Generalidades

2. Historia

3. Estudios del proyecto4. Ventajas del reciclado

5. Diagnstico del material a reciclar

6. Tipos de reciclado7. Conclusiones


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Generalidades

El pavimento de una carretera estasujeto a los factores de deterioropasivo y activo, que junto con el

envejecimiento del asfalto sereducen los niveles de seguridad y deconfort de un pavimento.


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Generalidades

Lo cual hacen necesaria una operacinde conservacin.


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GeneralidadesPero en los ltimos aos, un mundo

ms contaminado hace que lapreservacin de recursos naturales seauna preocupacin general.


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Generalidades

Ante este reto la industria de laconstruccin ha sido pionera en eldesarrollo de tcnicas para la

reutilizacin de materiales, esto por lagran cantidad de materiales dedesecho que se generan y porque

estos pueden ser reutilizables como esel caso de los pavimentos asflticos.


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INDICE

1. Generalidades

2. Historia

3. Estudios del proyecto4. Ventajas del reciclado




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Historia del reciclado

RECICLADO: Es un mtodo que se basa en lareutilizacin de materiales del pavimentodeteriorado. A estos materiales generalmente

se les aade nuevo elementos como sonagentes rejuvenecedores, agregado ptreo,mezcla asfltica nueva, etc..


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Se puede decir que el 100% de los materialesrecuperados de un pavimento asflticopueden ser reutilizados o reciclados, ya sea

en la misma obra en la que son generados oen otro pavimento en la que se vaya a utilizarel reciclado como mtodo de conservacin.


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La historia del pavimento asfltico recicladose remonta a principios del siglo pasado(1915). No fue sino hasta el embargo del

petrleo de los aos 70s cuando se difundiest tcnica.


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Fue en 1956 que en Estados Unidos fueconcebida esta tcnica y en Europa en losaos setenta.

En esos aos haba poca experiencia entecnologa de colocacin y sobretodo diseo.


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Historia del recicladoLa evolucin de los mtodos de construccin se

dio entre 1978 y 1980. Desde entonces elreciclado se ha convertido en algo comn.

Fuente: North Central Superpave Center


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En 2001 Superpave fue modificado paraconsiderar las mezclas con reciclado (Fuente:McDaniel y Anderson).

Se mejora la tcnica de fresado, las plantascontinuas y discontinuas ya contemplan eluso de este material.


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Fuente: Asociacin Espaola de la Carretera


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Las empresas productoras de mezcla en el2006, se encontraron una situacin similarque en los aos 70s. Ya que hubo aumento

de los costos de energa y del asfalto.


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En estados Unidos son muy pocos los estadosque no han permitido el uso de materialreciclado.

AASHTO permite un reciclado de mezclaasfltica hasta un 25%.

Actualmente es una tcnica muy importante

en todo el mundo y, redituable desde elpunto de vista econmico como ambiental.


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El Asphalt Institute menciona un recicladobajo cuando este es menor al 15%, y unreciclado alto cuando este es mayor al 15%.

Limitando siempre el porcentaje de recicladoa 30%.

De acuerdo al Asphalt Institute los

parmetros ms comunes de reciclado sonentre 15 y 25%.


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INDICE

1. Generalidades

2. Historia

3. Estudios del proyecto

4. Ventajas del reciclado




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Estudios del proyecto


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Las preguntas obligadas al momento de unarehabilitacin o conservacin son:

1.Qu ha fallado en el pavimento?

2.Qu es lo que busca que cumpla el pavimento?


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Estudios del proyectoDEFLEXIN

Cadenamiento

Desplazamientovertical(m

m)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700


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250.00

350.00

450.00

550.00

650.00

750.00

850.00

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

ESTRUTURA Y SUB RASANTERESISTENTE

ESTRUCTURA RESISTENTE SUBRASANTE DEBIL

ESTRUCTURA DEBIL Y SUBRASANTE RESISTENTE

ESTRUCTURA Y SUB RASANTEDEBIL

Deformacin

mxima

rea normalizada


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0.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

427+0

428+0

429+0

430+0

431+0

432+0

433+0

434+0

435+0

436+0

437+0

438+0

439+0

NmeroEstructural(S

N)

NMERO ESTRUCTURAL (SN)

0

100

200

300

400

427+000

428+000

429+000

430+000

431+000

432+000

433+000

434+000

435+000

436+000

437+000

438+000

439+000

Mdu

los(MPa)

MDULOS (MPa)

SUBRASANTE


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Mdulo resilente de suelos Mdulo de carpeta asfltica


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Determinar los materiales a utilizar y mtodos depavimentacin.


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INDICE

1. Generalidades

2. Historia






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Ventajas del recicladoEconmicas

REDUCCIN DE COSTOS

Fuente: North Central Superpave Center


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AHORRO DE MATERIALES

Al utilizar aproximadamente el 30% de material reciclado se tiene un ahorro

en costo de materiales y su acarreo.


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AHORRO EN TIEMPO

Al reducir tiempo en la pavimentacin, se tienen menos molestias a losusuarios y sobretodo ahorro en los gastos de operacin de conductoresy pasajeros de los vehculos.


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Ventajas del recicladoEcolgicas

MENOR EXPLOTACIN BANCOS

Al tener material reciclado, se reduce la cantidad de material nuevo autilizar. Por lo tanto, la explotacin de bancos es menor.


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MAYOR APROVECHAMIENTO DEL ASFALTO EXISTENTE

Al utilizar el pavimento existente, el consumo de asfalto ser menor queel que se consume en una mezcla asfltica nueva.Esto ayuda a cuidados medioambientales y es una gran ventaja antela posible escases de asfalto.


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Emisin de gases

Al producir menos volumen de mezcla nueva, la emisin de gasespor la fabricacin de la mezcla asfltica sern menores.


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Contaminacin por fresado

El material fresado si no es bien utilizado, puede convertirse en unmaterial de contaminacin, como en muchos casos sucede ocasionandouna degradacin del medio ambiente.


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INDICE

1. Generalidades

2. Historia





Diagnstico del material a


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1. Se obtiene una muestra de campo para susrespectivos anlisis

Diagnstico del material areciclar



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2. Se obtiene granulometra y contenido deasfalto del RAP.


Diagn stico de materia a


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3. Se realizan las combinaciones posibles de RAP con

material ptreo nuevo o mezcla asfltica paracumplir con las especificaciones granulomtricas.

Diagn stico de materia areciclar



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3. Mediante un mtodo de extraccin deasfalto (Mtodo Abson, ASTM D1856), sepuede obtener el asfalto del RAP, para elanlisis del mismo.




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4. Se analiza el asfalto extrado para conocersu comportamiento.




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5. El ensayo ms importante y con mayorconfiabilidad del estado del asfalto del RAP es elensayo del remetro de corte dinmico (DSR).

Remetro de corte dinmico DSR a altatemperatura.- Determinar la temperatura de falla Tfr para el

asfalto original recuperado.

- Tfr es determinada G*/send= 1KPa para elasfalto extrado del RAP.


Diagnostico del material a


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Diagnostico del material areciclar

El proceso para el asfaltocontinua para determinar lastemperaturas de falla (Tfr) delasfalto extrado del RAP:

- Pruebas de DSR para altastemperaturas- Pruebas de DSR para

temperaturas intermedias,

envejecido en RTFO, no esnecesario hacer PAV- Prueba de BBR para bajas

temperaturas



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6. Se determina el grado PG XXYY del asfalto

extrado y el grado PG XXYY del asfalto a utilizaren el proyecto.




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7. Ya que se conoce el grado PG del asfalto del RAP y delnecesario para el proyecto, as como el porcentaje de RAP autilizar, se calcula el grado PG del asfalto de aporte, con lasiguiente expresin:

= (% )1 %

Tfa = Temperatura de falla del asfalto de aporte

Tfp = Grado de PG del asfalto necesario para el proyecto%RAP = Porcentaje de reciclado a utilizar (en decimales)Tfr = Temperatura de falla del asfalto extrado del RAP




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Porcentaje de RAP



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8. Se determinan el contenido de asfalto ptimo(incluye contenido de asfalto del RAP y asfalto deaporte) para cumplir con las propiedadesvolumtricas y mecnicas requeridas.




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9. Por ltimo, se verifica la mezcla con reciclado,para conocer su comportamiento mecnico.


Estabilidad Marshall Mdulo resiliente



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Ensayo de fatiga Mdulo dinmico

Procedimiento de Resultados


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Comportamiento rgido (Frgil)



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Comportamiento rgido (Plstico)



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Energa de fractura en ensayo de tensin indirecta



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-2

0

2

4

6

8

10

12

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Carga(KN)

Desplazamiento (mm)

Carga-desplazamiento

RAP sin aditivo

RAP con aditivo

Identificacin

Carga mxima

(KN)

Desplazamiento

Mximo, Dmax

(mm)

Energa de

trabajo, Wf

(Joules)

rea de frctura

(m2)

Energa de

fractura, Gf

(J/m2)

Con aditivo 8,90 7,0 34,2 0,0215 1590,7

Sin aditivo 10,14 4,28 22,77 0,0212 1074,1


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INDICE

1. Generalidades2. Historia






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Tipos de reciclado

Reciclado en planta Reciclado in situ


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Tipos de reciclado

Reciclado en fro Reciclado en caliente


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Tipos de reciclado

Reciclado in situ en caliente: Se reutiliza latotalidad de los materiales extrados delpavimento envejecido mediante un

tratamiento con aportacin de calor que serealiza en el mismo lugar de la obra.

El pavimento se calienta mediante unos

quemadores y se fresa un grosordeterminado.


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Tipos de reciclado

Este material es mezclado con agentesqumicos rejuvenecedores y con mezclanueva. Finalmente, la nueva mezcla se

extiende y se compacta mediantetratamientos convencionales.


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Reciclado in situ en caliente


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- Se calienta la superficie con planchas queemiten rayos infrarojos.

- Se remueve el material con escarificadores

rotatorios.- Se mezcla el material removido

- Se aplica cualquiera de los mtodos dereciclado en sitio: reformacin,repavimentacin y remezclado.


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d l d


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Tipos de reciclado

Reciclado en planta: Este procedimientopermite reciclar el conjunto o slo una ciertaproporcin del material envejecido mediante

una central asfltica adaptada. Al ser elporcentaje de material envejecidorelativamente bajo, esta metodologa permite

corregir problemas graves de dosificacin ocalidad de los materiales.


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Reciclado en planta


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Reciclado en planta

ilo de

finos

in fin

Tambor externo


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Ti d i l d


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Tipos de reciclado

Seleccin de alternativa ptima de reciclado:1.- Costo: cada tcnica tendr un cierto costo, elcual hay que tratar de minimizar. El costo sepuede determinar en trminos econmicos,sociales y medioambientales.2.- Experiencia: Los tcnicos, dependencias yconstructores pueden tener ms experiencia en

una tcnica que en otra, las cuales influirn en elxito de la obra.

Ti d i l d


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Tipos de reciclado

3.- Equipos disponibles: La empresaconstructora debe tener los equipos humanosy de materiales necesarios para poder utilizar

una determinada tcnica.4.- Tiempo requerido de ejecucin: El tiempode entrega de la obra acabada puede ser un

factor determinante a la hora de elegir unatcnica de conservacin.

Ti d i l d


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Tipos de reciclado

5.- Requerimientos: No todas las tcnicas dereciclado nos dan el mismo estndar decalidad, aqu es importante saber que es lo

que se requiere para el camino a rehabilitar.6.- Entre otros.

INDICE


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INDICE

1. Generalidades2. Historia





C l i


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Conclusiones

- Los factores ambientales, escases derecursos materiales y el costo deconstruccin han llevado a que se tome msen cuenta como mtodo de rehabilitacin elreciclado en caliente.

- En algunos pases en Europa permiten eluso de hasta 50% de reciclado. Sin embargo,Estados Unidos recomienda hasta un 30%como mximo.

C l i


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Conclusiones

- Se deben de realizar los estudioscorrespondientes de laboratorio antes dellevar a cabo la utilizacin de un reciclado enla pavimentacin.

- El uso de aditivos rejuvenecedores esfundamental para el correctofuncionamiento de la mezcla asfltico conRAP.

C l i


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Conclusiones

- Se deben elegir el tipo de reciclado msconveniente, de acuerdo a lo que se quieralograr, desde el punto de vista tcnico-econmico.

- Se deben tener los cuidados habituales en lacolocacin de mezclas asflticas como son:contenidos de asfalto, granulometra,espesores, densidades, temperaturas decolocacin y compactacin, etc

C l i


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Conclusiones

- Definir los estndares que se deseen lograr,para que estos se puedan estar verificandodurante todo el proyecto.

- Revisar los equipos de reciclado que se vana utilizar, los cuales deben estar en lascondiciones deseables.

- Capacitacin del personal a realizar lostrabajos de reciclado ya sea in situ o enplanta.

El reciclado no es una solucin para


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El reciclado no es una solucin paratodo, pero es una gran alternativa

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