Evaluación de desempeño dinámico de una mezcla densa en caliente con más de veinte años de uso con la aplicación de un rejuvenecedor asfáltico

Este artículo presenta los cambios que experimenta una mezcla asfáltica y el asfalto extraído de esta, tomada de una calle de Bogotá al adicionarle un rejuvenecedor asfáltico. Las muestras de asfalto extraído con y sin rejuvenecedor se ensayaron mediante pruebas físicas, reológicas, químicas y calorimétricas. A la carpeta asfáltica extraída con y sin rejuvenecedor se le realizaron ensayos de desempeño dinámico, ahuellamiento, fatiga trapezoidal y módulo dinámico. Con el uso de rejuvenecedor asfáltico se logró aumentar la ductilidad en un 551% frente al asfalto envejecido, disminuyendo la rigidez tanto del asfalto como de la mezcla asfáltica generado por el envejecimiento a corto y largo plazo. Para corroborar esta información se realizó ensayos químicos de Espectrometría infrarroja por transformada de Fourier y calorimetría diferencial de barrido, los cuales nos indicaron una disminución del 13.08% en el porcentaje de asfaltenos de las muestras en las que se utilizó el rejuvenecedor asfáltico.This article presents the changes that an asphalt mixture experiences and the extracted asphalt from this folder, taken from one of the streets of Bogotá when adding an asphalt rejuvenator. The samples of extracted asphalt with and without rejuvenator were tested by physical, rheological, chemical and calorimetric tests. To the extracted asphalt folder with and without rejuvenator, tests were carried out of dynamic performance, rutting, trapezoidal fatigue and dynamic module were carried out. With the use of an asphalt rejuvenator it was possible to increase the ductility by 551% compared to aged asphalt, decreasing the rigidity of both the asphalt and the asphalt mixture that had been generated by short and long-term aging. To corroborate this information, chemical tests of Fourier transform infrared spectrometry and differential scanning calorimetry were carried out, which indicated a decrease of 13.08% in the percentage of asphaltenes on the samples in which the asphalt rejuvenator was used.Magíster en Ingeniería CivilMaestrí

Evaluación de desempeño dinámico de una mezcla densa en caliente con más de veinte años de uso con la aplicación de un rejuvenecedor asfáltico

Este artículo presenta los cambios que experimenta una mezcla asfáltica y el asfalto extraído de esta, tomada de una calle de Bogotá al adicionarle un rejuvenecedor asfáltico. Las muestras de asfalto extraído con y sin rejuvenecedor se ensayaron mediante pruebas físicas, reológicas, químicas y calorimétricas. A la carpeta asfáltica extraída con y sin rejuvenecedor se le realizaron ensayos de desempeño dinámico, ahuellamiento, fatiga trapezoidal y módulo dinámico. Con el uso de rejuvenecedor asfáltico se logró aumentar la ductilidad en un 551% frente al asfalto envejecido, disminuyendo la rigidez tanto del asfalto como de la mezcla asfáltica generado por el envejecimiento a corto y largo plazo. Para corroborar esta información se realizó ensayos químicos de Espectrometría infrarroja por transformada de Fourier y calorimetría diferencial de barrido, los cuales nos indicaron una disminución del 13.08% en el porcentaje de asfaltenos de las muestras en las que se utilizó el rejuvenecedor asfáltico.This article presents the changes that an asphalt mixture experiences and the extracted asphalt from this folder, taken from one of the streets of Bogotá when adding an asphalt rejuvenator. The samples of extracted asphalt with and without rejuvenator were tested by physical, rheological, chemical and calorimetric tests. To the extracted asphalt folder with and without rejuvenator, tests were carried out of dynamic performance, rutting, trapezoidal fatigue and dynamic module were carried out. With the use of an asphalt rejuvenator it was possible to increase the ductility by 551% compared to aged asphalt, decreasing the rigidity of both the asphalt and the asphalt mixture that had been generated by short and long-term aging. To corroborate this information, chemical tests of Fourier transform infrared spectrometry and differential scanning calorimetry were carried out, which indicated a decrease of 13.08% in the percentage of asphaltenes on the samples in which the asphalt rejuvenator was used.Magíster en Ingeniería CivilMaestrí

Polietileno de baja densidad como alternativa para mejorar las propiedades mecánicas de una mezcla asfáltica densa en caliente MDC-19.

Trabajo de InvestigaciónEl proyecto de investigación se enfoca en evaluar el comportamiento de una mezcla asfáltica modificada MDC-19; por medio del ensayo Marshall a diferentes dosificaciones de desecho de polietileno de baja densidad (PEBD) obtenido del reciclaje de bolsas plásticas, que será mezclado con cemento asfaltico (CA) en relaciones de peso (PEBD/CA) del 0.5%, 1.0%, 1.5% y 2.0% a una temperatura de 145+- 5 °C debido a que por encima de la misma el CA experimenta envejecimiento por pérdida de componentes químicos.INTRODUCCIÓN 1. GENERALIDADES 2. ANTECEDENTES 3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 4. OBJETIVOS 5. JUSTIFICACIÓN 6. DELIMITACIÓN 7. MARCO DE REFERENCIA 8. METODOLOGÍA 9. RESULTADOS 10. ANÁLISIS DE RESULTADOS 11. CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOSPregradoIngeniero Civi

Envejecimiento de mezclas asfálticas 60-70 y 80-100 a largo plazo

Esta investigación conlleva a la determinación del envejecimiento de largo plazo de las mezclas asfálticas tipo MDC - 2 de Invías, producidas con asfaltos colombianos 60-70 y 80-100 basados en las propiedades dinámicas, químicas y reológicas. La investigación pretende estimar los tiempos reales de envejecimiento de las mezclas asfálticas a largo plazo en Colombia, con la implementación de procedimientos que establezcan una forma más adecuada en el manejo de las mezclas asfálticas. Para ello, es necesario desarrollar diferentes ensayos de laboratorio de tipo químico, reológico y dinámico respectivamente. En el caso de los ensayos de tipo químico, se realizará evaluación por el método S.A.R.A. (saturados, aromáticos, resinas y asfáltenos) y Espectroscopía Infrarroja, mediante recuperación de bitumen de las mezclas asfálticas envejecidas a 1000 horas. En la evaluación reológica, se realizarán envejecimientos del ligante asfáltico a través de los ensayos de película delgada rotatoria (envejecimiento de corto plazo) y cámara de envejecimiento a presión (envejecimiento de largo plazo), para luego someterlos a ensayos de tipo reológico mediante el reómetro de corte dinámico. Como parte de la evaluación dinámica en ésta investigación, se realizarán módulos resilientes y módulos dinámicos de las mezclas asfálticas con asfaltos colombianos 60-70 y 80-100 y tiempos de 20, 50, 100, 200, 500 y 1000 horas. Una vez logrados los resultados de laboratorio, se realizarán comparaciones de tipo químico, dinámico y reológico y con base en la información obtenida, determinar el comportamiento de las mezclas asfálticas envejecidas para los tiempos estimados.This research entail to determination to aging of large term of the asphalt mixtures produce with Colombian asphalts (MDC-2) 60-70 and 80-100 based on the physical properties, chemical and rheological. The research tries to estimate the royal times of aging of the asphalt mixtures long term in Colombia, with the implementation of procedures that establish a form more adequate in the managing of the asphalt mixtures. For it, are necessary development different laboratory attempts of chemical type, rheological and dynamic respectively. In the case of the attempts of chemical type, evaluation will realize by the method S.A.R.A. (Saturated, aromatics, resins and asphaltenes) and Infrared Spectroscopy through recovery of bitumen of the asphalt mixtures aged at 1000 hours. In the rheological evaluation will realize aging of asphalt for rotating thin film (short-term aging) and aging chamber pressure (large term aging) then to submit them to attempts in the rheometer of dynamic cut. As part of the dynamic evaluation of this research will be realized Modules Resilientes and dynamic modules of the asphalt mixtures by Colombian asphalts 60-70 y 80-100 to different times that change into 0 hours and 100 hours once the laboratory results are achieved, will realized comparisons with base in the information obtained to determine the behavior of the asphalt mixtures aged to different times.Magíster en Ingeniería CivilMaestrí

Análisis del comportamiento físico-mecánico de una mezcla densa en caliente tipo MDC-2 modificada con caucho y cuero en porcentajes de 25% y 75%, respectivamente

The goal of this research is to determinate and to analyze the physical and mechanical behavior of one of the most used asphalt mixtures in Colombia, the dense hot mix type MDC-2. A comparison is made of one conventional asphalt mixture with different modified ones via the “wet technique” in different percentages (25% of rubber and 75% of leather). These modifying materials are obtained from wasted materials of the Colombian Military Forces. In addition, the goal is to find out the optimum content of asphalt and modifying materials in order to achieve the best performance and behavior of the mixture when it reaches a dense/hot temperature measuring properties such as strength, deformation and durability. This measurement was done using the Marshall Method which allows the quantification of the most important properties such as the stability, the flow and the Marshall Stiffness. En el presente trabajo de investigación se busca determinar y analizar el comportamiento físicomecánico de una de las mezclas asfálticas más utilizadas en Colombia: la mezcla densa en caliente tipo MDC-2. Se busca que se pueda comparar una mezcla asfáltica tipo convencional con diversas mezclas asfálticas modificadas por vía húmeda, en diferentes porcentajes, con caucho y cuero (25% y 75%, respectivamente). Estos materiales modificantes son obtenidos del material desechado por las Fuerzas Armadas de Colombia, del cual se conforman las botas militares. Por otra parte, se busca determinar el contenido óptimo de asfalto y el contenido óptimo de materiales modificantes que permitan el mejor desempeño de la mezcla asfáltica densa en caliente, en cuanto a sus propiedades de resistencia, deformación y durabilidad. Para ello se utilizará el método Marshall, ya que nos permite medir algunas de las propiedades más importantes, como la estabilidad, el flujo y la rigidez Marshall

Comportamiento mecánico de mezcla asfáltica drenante

Una estrategia para el manejo de agua de escorrentía en vías es el uso de mezclas asfálticas drenantes o porosas con asfaltos modificados. Este tipo de mezclas han sido ampliamente usadas e investigadas en países como España, Estados Unidos, Francia y Argentina. En Colombia este tipo de mezclas han sido poco estudiados y por lo tanto su aplicación ha sido muy limitada. Tradicionalmente en nuestro país, las carpetas asfálticas densas son las más comunes en las estructuras de pavimentos así como la utilización de asfaltos convencionales. Los pavimentos porosos han sido usados para reducir el área impermeable en zonas urbanas. La capacidad de infiltración y de almacenamiento de estos sistemas contribuyen al control hidrológico y ambiental de las aguas lluvias (Rivera et al., 2003). La mezcla asfáltica drenante hace parte de la estructura del sistema de pavimento poroso y tiene como característica una conductividad hidráulica mayor en comparación a las mezclas tradicionales, permitiendo que se filtren las aguas de escorrentía urbana que luego serán evacuadas a un sistema natural. En nuestro país, los sistemas de pavimento asfáltico poroso no son usados masivamente como mecanismo para el control de la escorrentía urbana La falta de experiencia con el uso de mezclas asfálticas drenantes, asociadas a la caracterización de los materiales que la conforman, las particulares constructivas, los escasos tramos de prueba y los vacíos generados en las técnicas y en las normativas de aplicación requiere que se evalué la aplicabilidad de este tipo de material en condiciones locales. Con el fin de evaluar el comportamiento mecánico de las mezclas asfálticas drenantes se propone realizar ensayos convencionales tales como: estabilidad, flujo o deformabilidad, tracción indirecta, cántabro, conductividad hidráulica, escurrimiento y módulo dinámico, para establecer la viabilidad de su uso en vías rurales y urbanas en Colombia.Abstract A strategy for managing water runoff on city roads and highways is the use of draining porous asphalt mixtures built with modified asphalts. Such mixtures have been widely used and researched in countries like Spain, USA, France and Argentina. Colombia such mixture has not been studied, so far, and therefore its application has been limited. Traditionally in our country, dense asphalt layers are most common used as well as the use of conventional asphalts. The porous pavements have been used to reduce the impervious area in urban areas. Infiltration capacity and storage of these systems contribute to environmental and hydrological control of rainwater (Rivera et al., 2003). The drainage asphalt is part of the structure of porous pavement system and is characterized by a larger hydraulic conductivity compared to traditional mixtures, allowing filtering urban runoff that will then be evacuated to a natural system. In our country, the porous asphalt pavement systems are not massively used as a mechanism to control urban runoff. The lack of experience with the use of porous asphalt, associated with the characterization of the materials used, construction details, the few test sections and gaps generated in the techniques and rules of application requires assessing the applicability of this material to local conditions. Therefore it is necessary to study the behavior of draining asphalt mixtures using modified asphalts, so as to establish the advantages and disadvantages of this type of mixtures compared with traditional asphalt mixes. In order to evaluate the performance of the proposed drainage asphalt mixes conventional testing such as stability, flow or deformability, indirect tensile, Cantabria, hydraulic conductivity, runoff and dynamic module, to establish the feasibility of its use in rural roads and urban Colombia.Maestrí

Implementación de metodología de evaluación por desempeño para mezclas asfálticas en Panamá

Traditionally, asphalt mixes are based on volumetric designs. Despite its accessibility and widespread application, this methodology is not able to fully define the expected behaviour of in-service pavement. In this sense, Superpave design concepts consider the mechanical characterisation of the asphalt binder, traffic, and climate as complements to the volumetric parameters. This makes it an attractive alternative to increase the control and reliability of mix design. Based on these design principles, performance evaluation methods have been developed to determine the in-service capacity of the mix. However, in Panamá there is still no requirement to comply with these criteria, therefore, there is no test procedure or reference performance thresholds. This can lead to uncertainty and deterioration not considered in the design. For this reason, this study reviews methods developed to evaluate the performance of asphalt mixtures. In addition, the concepts of an evaluation process are implemented in a national project. The results indicate that it is possible to implement mechanistic concepts within the evaluation of local asphalt mixtures. In fact, the evaluations performed meet the thresholds suggested by the protocol. This means that the asphalt mix can perform satisfactorily during its service life. This evaluation approach represents a paradigm shift from traditional design. In fact, performance evaluation can lead to design optimisations that generate significant savings over the life cycle of the infrastructure.Tradicionalmente, las mezclas asfálticas se basan en diseños volumétricos. A pesar de su accesibilidad y masiva aplicación, esta metodología no es capaz de definir completamente el comportamiento esperado del pavimento en servicio. En este sentido, los conceptos de diseño Superpave consideran la caracterización mecánica del ligante asfaltico, el tráfico y clima como complementos de los parámetros volumétricos. Esto lo convierte en una alternativa atractiva para incrementar el control y confiabilidad del diseño de mezcla. Basado en estos principios de diseño, se han desarrollado métodos de evaluación por desempeño, las cuales permiten determinar la capacidad la mezcla en servicio. Sin embargo, en Panamá aún no se exige cumplir con estos criterios, por lo tanto, no existe un procedimiento de ensayo ni umbrales por desempeño. Esto puede producir incertidumbre y deterioros no considerados en el diseño. Por este motivo, el presente estudio revisa métodos desarrollados para evaluar mezclas asfálticas por desempeño. Adicionalmente, se implementa los conceptos de un proceso de evaluación por desempeño en un proyecto nacional. Los resultados indican que es posible implementar conceptos mecanicistas dentro de la evaluación de mezclas asfálticas locales. De hecho, las evaluaciones realizadas satisfacen los umbrales sugeridos por el protocolo. Esto significa que la mezcla asfáltica puede presentar un desempeño satisfactorio durante su vida en servicio. Este enfoque de evaluación representa un cambio de paradigma con respecto al diseño tradicional. De hecho, la evaluación por desempeño puede producir optimizaciones en el diseño que generen ahorros durante el ciclo de vida de la infraestructura

Rehabilitación de pavimentos con mezclas asfálticas convencionales y modificadas con polímeros en la malla vial del municipio de Itagüí

El Municipio de Itagüí en los últimos años ha sufrido un crecimiento elevado en la circulación de vehículos, especialmente los comerciales debido a que es una ciudad industrial y comercial en donde se ubican importantes fábricas a nivel regional y nacional. El incremento del parque automotor ha acelerado el deterioro de la malla vial de Itagüí, por lo cual el trabajo de grado se enfoca en realizar un estudio en el cual se hace una análisis técnico y económico sobre la utilización de mezclas asfálticas convencionales las cuales son las que actualmente se está instalando en Itagüí, y las mezclas asfálticas modificadas con polímeros que es una nueva alternativa que se está impulsando en el país, para emplearlas en la rehabilitación de pavimentos con altos niveles de tránsito. El análisis se enfoca en identificar mediante la recopilación de información bibliográfica, visitas de campo y ensayos de laboratorio, el comportamiento de las mezclas asfálticas en lo que se refiere al ahuellamiento, fatiga y envejecimiento; y con estos datos realizar una proyección del análisis del ciclo de vida del pavimento a 20 años para evaluar los costos de rehabilitación y mantenimiento de un pavimento para identificar cual es la mezcla asfáltica que brinda un valor más alto en la relación beneficio/costo para ser empleado para las condiciones actuales de Itagüí

Propiedades de la mezcla asfáltica y su incidencia en el ahuellamiento

El trabajo de investigación “Propiedades de las mezclas asfálticas y su incidencia en el ahuellamiento” tuvo como objetivo determinar las propiedades de la mezcla asfáltica y su incidencia en el ahuellamiento, para ello se han extraído data de tesis de referencias para comparar una mezcla asfáltica convencional y modificada. La investigación fue aplicada, con enfoque cuantitativo, a nivel descriptivo, y de diseño experimental y transversal. La población de la investigación correspondió a todos los pavimentos flexibles de diseño convencional, teniendo como muestra los ensayos Marshall y de rueda cargada de Hamburgo. Finalmente se concluyó que las propiedades de vacíos de aire, vacíos llenos de asfáltico y fluencia de una mezcla asfáltica (MAC) en caliente inciden en la aparición del fenómeno del ahuellamiento en un pavimento

Análisis de ductilidad de un asfalto convencional y de un asfalto modificado con grano de caucho reciclado

El progreso económico de un país corresponde en su mayoría en las condiciones viales que se pueda brindar a su economía, estas mismas impulsan el desarrollo económico, social y humano de la comunidad. En este sentido, es de gran importancia el estudio de los materiales usados en pavimentos, a fin de garantizar la durabilidad de las obras de infraestructura en el tiempo. El asfalto es uno de los principales materiales en la ingeniería de pavimentos, por tanto, es indispensable el estudio de sus características físicas para determinar su comportamiento, caracterización y control de calidad. El presente trabajo, tiene como principal objetivo la fabricación de un equipo de laboratorio denominado ductilómetro en la Universidad Piloto de Colombia, con el fin de determinar la ductilidad de asfaltos convencionales y modificados. Lo anterior, siguiendo los lineamientos en la especificación 702 del Instituto Nacional de Vías (INVIAS, 2013). Posteriormente se realizaron ensayos de laboratorio para analizar la ductilidad, con el fin de analizar las propiedades a tensión de los materiales asfálticos referentes a la ductilidad de un Cemento asfáltico convencional CA 60-70 (Clasificado por su grado de penetración) y un asfalto modificado con Grano de Caucho Reciclado (GCR). Como gran conclusión, se puede analizar que los asfaltos convencionales presentan una elevada ductilidad en referencia al asfalto modificado, lo cual es atribuido a las partículas de GCR en la lámina de asfalto. Sin embargo, según la literatura consultada, las mezclas asfálticas con GCR presenta una mayor recuperación elástica ante cada ciclo de carga y descarga, permitiendo obtener un mayor número de repeticiones de carga con relación a las mezclas con asfalto convencional.The economic progress of a country corresponds mostly to the road conditions that can be provided to its economy, these same drive the economic, social and human development of the community. In this sense, the study of the materials used in pavements is of great importance, in order to guarantee the durability of infrastructure works over time. Asphalt is one of the main materials in pavement engineering, therefore, the study of its physical characteristics is essential to determine its behavior, characterization and control. quality. The main objective of this work is the manufacture of a laboratory equipment called ductilometer at the Universidad Piloto de Colombia, in order to determine the ductility of conventional and modified asphalts. The foregoing, following the guidelines in specification 702 of the National Institute of Roads (INVIAS, 2013). Subsequently, laboratory tests were carried out to analyze the ductility, in order to analyze the tensile properties of the asphalt materials referring to the ductility of a conventional asphalt cement CA 60-70 (Classified by its degree of penetration) and an asphalt modified with Recycled Rubber Grain (GCR). As a great conclusion, it can be analyzed that conventional asphalts have a high ductility in reference to modified asphalt, which is attributed to the GCR particles in the asphalt sheet. However, according to the literature consulted, asphalt mixtures with GCR present a greater elastic recovery before each loading and unloading cycle, allowing a greater number of load repetitions to be obtained in relation to mixtures with conventional asphalt