Mezclas asfálticas modificadas con un elastómero (caucho) y un plastómero (tiras de bolsas de leche con asfalto 80-100)

La adición de productos industrializados como el caucho y el plástico podrían hacer parte constitutiva de la estructura de un pavimento al dar a las mezclas asfálticas un mejor comportamiento mecánico y por ende una mayor duración de vida. Se debe ser conscientes que se vive en la cultura del usar y tirar, y en la basura de cada día están los recursos que dentro de poco tiempo harán falta. Se trata, en definitiva, de que se ponga en práctica la consigna de las tres erres, reducir, reutilizar y reciclar, en este orden de importancia. Mediante esta investigación se puede llegar a una reducción en los residuos sólidos y adicionalmente mejorar el desempeño de los pavimentos en Colombia. En la presente investigación de la mezcla modificada con caucho y plástico, se realizo la caracterización dinámica de la mezcla asfáltica con los óptimos de adición de plástico proveniente de bolsas de leche y de caucho proveniente de las llantas usadas, logrando una reducción del ahuellamiento del 8%, un aumento del modulo dinámico del 14%, lo cual significa para un diseño mecanicista de pavimentos un incremento de la durabilidad del 25%

Metodologías de diseño de pavimentos flexibles: Tendencias, alcances y limitaciones

The paper presents the methodologies for the analysis and design of flexible pavement structures in the world, the actual tendencies and the advance of computation tools in the pavements engineering. The reaches and limitations of these methodologies and tendencies are discussed, doing emphasis in the behavior of granular materials that conforms base and subbase layers. In addition, a critique is made on the form as the design Colombian method evaluates the permanent strain phenomenon in flexible pavements structures.El artículo presenta los tipos de metodologías para el análisis y diseño de estructuras de pavimentos flexibles en el mundo, las tendencias actuales y el avance de herramientas computacionales en la ingeniería de pavimentos. Se discuten los alcances y limitaciones de dichas metodologías y tendencias, haciendo énfasis en el comportamiento de materiales granulares que conforman capas de base y subbase. Además se realiza una discusión crítica sobre la forma como el método de diseño colombiano evalúa el fenómeno de deformación permanente en estructuras de pavimentos flexibles

Metodologías de diseño de pavimentos flexibles: Tendencias, alcances y limitaciones

The paper presents the methodologies for the analysis and design of flexible pavement structures in the world, the actual tendencies and the advance of computation tools in the pavements engineering. The reaches and limitations of these methodologies and tendencies are discussed, doing emphasis in the behavior of granular materials that conforms base and subbase layers. In addition, a critique is made on the form as the design Colombian method evaluates the permanent strain phenomenon in flexible pavements structures.El artículo presenta los tipos de metodologías para el análisis y diseño de estructuras de pavimentos flexibles en el mundo, las tendencias actuales y el avance de herramientas computacionales en la ingeniería de pavimentos. Se discuten los alcances y limitaciones de dichas metodologías y tendencias, haciendo énfasis en el comportamiento de materiales granulares que conforman capas de base y subbase. Además se realiza una discusión crítica sobre la forma como el método de diseño colombiano evalúa el fenómeno de deformación permanente en estructuras de pavimentos flexibles

Comportamiento mecánico y dinámico de una mezcla asfáltica con adición de fibras

This article reports experimental observations on the effect of polypropylene fibers on the mechanical and dynamic properties of an asphalt mixture. Initially, a characterization of the granular and asphalt materials is performed. The design of the asphalt mixture follows the methodology proposed by Marshall. The effects of the fibers on the mechanical and dynamic properties were evaluated by the evaluation of the stability and fluency, and by experimental determination of the permanent deformation value and the dynamic module, respectively. The results show a positive effect of the fibers in the modification of the asphalt mixture. The dynamic module increases in 45 % on average with an addition of 0.60 %. The permanent deformation decreases in 27.6 % for the addition of fibers of 0.60 % and 48.8 % for the addition of fibers of 0.75 %, respectively. This behavior reflects another effective alternative to improve the asphalt mixture, increasing the resistance to disintegration abrasive effect of the traffic and retardation of cracking caused by rutting.El artículo refiere el análisis experimental en el laboratorio, del efecto de la adición de fibras de polipropileno por vía seca (reemplazo de material granular por fibra) sobre las propiedades mecánicas y dinámicas de una mezcla. Inicialmente se caracteriza el material granular y asfalto CA60/70, se realiza el diseño de la mezcla asfáltica de granulometría 0/10 (IDU RSV 2002) y asfalto de acuerdo con la metodología Marshall; se evalúa el efecto de fibras sobre las propiedades mecánicas mediante la evaluación de la estabilidad y fluencia, y dinámicamente por su valor de deformación permanente y modulo dinámico. Los resultados muestran un efecto positivo de las fibras en la modificación de la mezcla asfáltica. El modulo dinámico aumenta en un 45% promedio en un porcentaje de adición de 0.60%; la deformación permanente disminuye en 27.6% para una adición de fibras de 0.60% y 48.8% para la adición de fibras de 0.75%, respectivamente. Este comportamiento refleja otra alternativa eficaz para mejorar la mezcla asfáltica, aumentando la resistencia a la disgregación por efecto abrasivo del tráfico y retardando el inicio y propagación del agrietamiento por ahuellamiento

Comportamiento de un cemento asfáltico modificado con un desecho de PVC.

Las propiedades físicas y reológicas a altas temperaturas de servicio de un cemento asfáltico (CA) modificado con un desecho de policloruro de vinilo (PVC) fueron evaluadas y son presentadas en el artículo. Adicionalmente se presenta la influencia del tiempo de mezcla del CA con el PVC y el envejecimiento a corto plazo. Un incremento notable en la rigidez y la resistencia a fluir se reporta cuando se adiciona el desecho de PVC a un CA 80-100. De la misma forma, se reporta un incremento en la temperatura máxima de operación en servicio del ligante modificado

Efeitos do envelhecimento por radiação UV nas propriedades químicas e reológicas dos cimentos asfálticos extraídos de duas misturas asfáticas

El envejecimiento del asfalto es un problema crítico en la ingeniería de pavimentos porque el envejecimientoreduce la durabilidad de los pavimentos asfálticos. Este artículo establece los efectos en las propiedades químicas y reológicas no solo por tratamientos de radiación ultravioleta sino también por exposición a temperatura y presión. Se utilizaron dos cementos asfálticos AC 60-70 y AC 80-100 para evaluar dos tipos de muestras. Las muestras de control son los asfaltos mencionados sin envejecer y otros extraídos de mezclas asfálticas. Los asfaltos originales se envejecieron siguiendo el protocolo del grado de desempeño de SUPERPAVE®. También el método SUPERPAVE® se utilizó para realizar el diseño de la mezcla asfáltica tipo MD-12. La superficie de las briquetas se sometió a periodos de radiación UV y de condensación de dos horas cada uno, hasta alcanzar 1000 horas. Después de los tratamientos de envejecimiento, el módulo complejo aumentó y el ángulo de fase decreció de manera similar en los dos asfaltos. Sin embargo, para el caso del tratamiento en PAV, la relación de envejecimiento medida a través del índice de inestabilidad coloidal fue de dos veces para el AC 60-70, mientras que en el AC 80-100 fue de 1,5 veces. Para el caso del tratamiento UV esta relación AR fue de 1,9 veces para ambos asfaltos. Lo anterior es debido al espesor del asfalto, que es diferente en la mezcla asfáltica comparado con el espesor del asfalto en la prueba PAV. El fraccionamiento SARA mostró incrementos en los asfaltenos lo que puede explicar la pérdida de ductilidad y el aumento de la rigidez después del envejecimiento.O envelhecimento do asfalto é um problema crítico na engenharia de pavimentos porque reduz a durabilidade dos pavimentos asfálticos. Este artigo apresenta a incidência do envelhecimento sobre a oxidação e as mudanças nas propriedades químicas e reológicas de dois asfaltos extraídos de duas misturas asfálticas. O envelhecimento foi feito tendo em conta os processos de temperatura, pressão e radiação UV. Para fabricar as misturas asfálticas tipo MD-12 de concreto asfáltico foram utilizados dois cimentos asfálticos com graus de penetração (ASTM D-5, mm/10) de 60-70 e 80-100. A mistura foi elaborada empelando os lineamentos da metodologia SUPERPAVE® para misturas densas. Os corpos de prova foram expostos a tratamentos de radiação UV e de condensação em períodos alternados de duas horas, até completar 1000 horas de envelhecimento numa câmara projetada e construída para esta pesquisa. Depois de someter as mostras a tratamento UV, foram extraídos os asfaltos da superfície dos corpos de prova e comparou-se com o asfalto exposto ao método de envelhecimento acelerado PAV. Depois dos tratamentos de envelhecimento, o módulo complexo aumentou e o ângulo de fase desceu nos asfaltos. No entanto, para o caso do tratamento PAV, a relação de envelhecimento AR (medida usando o Índice de Estabilidade Coloidal) foi de 2 vezes para o CA 60-70 em quanto para CA 80-100 foi 1,5 vezes. Para o caso do envelhecimento usando UV, a relação AR foi 1,9 vezes para ambos asfaltos. Isto é devido principalmente, a que as espessuras dos asfaltos são diferentes, tanto na mistura asfáltica quanto no ensaio PAV. O fraccionamento SARA mostrou aumentos nos asfaltenos o que pode explicar a diminuição da ductilidade e o aumento da rigidez depois do envelhecimento.Asphalt aging is a critical issue for pavement engineering because aging reduces asphalt pavement durability. We studied the incidence on asphalts chemical and rheological properties not only by UV radiation but also by pressure and temperature exposition. Two asphalt cement AC 60-70 and AC 80-100 were used to manufacture two types of samples. All samples were binders obtained from neat asphalts as control samples and extracted from the top of asphalt mixtures briquettes. Neat binders were aged following Peformance Grade SUPERPAVE® method. Also, SUPERPAVE® dense graded methodology was used to manufacture the MD-12 asphalt mixtures. The top of the briquettes was subjected to periods of ultraviolet radiation and condensation of 2 hours each, during 1000 hours. After aging treatments, the aged binder’s complex moduli increase and phase angles reduce but showed similar results in both asphalts. Nevertheless, the aging ratio measured through the colloidal instability index was two times from the AC 60-70, while in the AC 80-100 was 1.5 times after 50 hours PAV, and was 1.9 times after 1000 hours UV treatment. The aforementioned could be explain due to binder film thickness, which is different in asphalt mixture respect to PAV test. SARA fractionation showed increases in asphalthene moieties in all asphalts after all treatments and it should explain ductility loss and rigidity increase on asphalt mixtures after aging

The Evaluation of Asphalt Mixture Mastic as an Aging Indicator

This chapter studies two mastic rheological properties after aging processes. The former is mastic produced in the laboratory, and the latter is the one extracted from asphalt pavements in service. A Colombian asphalt cement of two penetration grades was used to mix laboratory mastics, and two fillers were used also. Field mastics were extracted from in-service asphalt pavements constructed with the same asphalt mixture. Laboratory mastics were submitted to varying accelerated aging treatments in the laboratory, rolling thin-film oven (RTFO) test and an ultraviolet (UV) radiation chamber, to short- and long-term aging, respectively. Rheological measurements with a dynamic shear rheometer (DSR) were developed and calculated the aging master curves based on the rheological models. The results show the progression of hardening in the laboratory mastics as well as field mastics. In summary, mastic analysis is going to be a good indicator of the asphalt mixture aging

Comportamiento resiliente de materiales fino-granulares en subrasantes

Los vehículos que circulan sobre una estructura de pavimento inducen ciclos de carga y descarga que generan en la subrasante deformaciones recuperables (resilientes) y permanentes (plásticas). La ingeniería de pavimentos ha venido desarrollando estudios desde la década de los 50’s con el fin de intentar comprender el comportamiento elastoplástico que experimentan los materiales granulares que conforman la subrasante. La mayor parte de las investigaciones que se han realizado en esta área se han concentrado en estudiar su comportamiento resiliente. El estado del conocimiento de estudios desarrollados para medir la respuesta resiliente en materiales fino-granulares es presentado en este artículo. Inicialmente se presenta la forma como ha sido estudiado el comportamiento resiliente de estos materiales, y luego se describen los factores que influyen en dicho comportamiento. Un estado del conocimiento sobre el fenómeno de deformación permanente es presentado en un segundo artículo

Deformación permanente de materiales fino-granulares en subrasantes

Diversos estudios han sido desarrollados en el área de los pavimentos para comprender el comportamiento elastoplástico que experimentan materiales fino granulares bajo carga cíclica. Este es el segundo de dos artículos que presentan el estado del conocimiento de investigaciones desarrolladas en esta área. Basado en una amplia revisión bibliográfica, este artículo presenta la forma como ha sido estudiado el fenómeno de deformación permanente en materiales fino granulares que conforman capas de subrasante en pavimentos. Además, presenta y se discuten los factores que afectan la resistencia a la deformación permanente y la evolución de las ecuaciones matemáticas desarrolladas para predecir la deformación que experimentan estos materiales bajo carga cíclica. Un estado del conocimiento sobre el comportamiento resiliente de estos materiales es presentado en el primer artículo

Análisis de un asfalto modificado con icopor y su incidencia en una mezcla asfáltica densa en caliente

En esta investigación se presentan los resultados obtenidos al elaborar una mezcla asfáltica MDC-2 con asfalto modificado con Icopor (poliestireno), resultado de la trituración de vasos desechables, con el ánimo de mejorar las propiedades mecánicas de las mezclas tipo rodadura y garantizar la durabilidad de las mismas bajo las solicitaciones impuestas en el período de diseño. Para el diseño se realizó la caracterización de los materiales pétreos, pertenecientes a una de las canteras de mayor utilización en la Sabana de Bogotá, del asfalto producido en Barrancabermeja, Santander, y del poliestireno obtenido de los desechos no biodegradables. El método em-pleado para la obtención de los porcentajes óptimos de asfalto-agregados-icopor, fue el Marshall. Se realizaron los siguientes ensayos: el estudio del asfalto teniendo en cuenta el envejecimiento, el comportamiento dinámico de la mezcla a partir de los ensayos de fatiga trapezoidal para 20°C y 30°C y para deformaciones de 90x10-6, 150x10-6 y 220x10-6m, ahuellamiento para una carga de 13 toneladas, similar a la del eje más pesado de un bus de Transmilenio, módulo dinámico para 15°C, 20°C y 30°C y para las frecuencias de 2.5, 5 y 10Hz. Los resultados obtenidos se contrastaron con los de una mezcla asfáltica convencional. Como conclusiones de esta investigación se destacan: la disminución en más de un 50% de la deformación plástica ocurrida por el paso de vehículos de 13 ton, de acuerdo con el modelo utilizado, el aumento de la estabilidad de la mezcla asfáltica conservando un menor peso y la posibilidad de inclusión de estos materiales de desecho que impactan el am-biente pero contribuyen con la resistencia de un material como el concreto asfáltico, entre otros.This article presents some results obtained with an MDC-2 asphalt/polystyrene-modified asphalt mixture as a result of crushing waste glass. The stone, asphalt and polystyrene materials’ were characterised for drawing up the design. The Marshal method was used for obtaining the best asphalt- stone-polystyrene percentages. The Superpave method was used for analysing the asphalt; the mixture’s dynamic behaviour was analysed using a test involving 20ºC and 30ºC trapezoidal fatigue for 90x10-6, 150x10-6 and 220x10-6m deformation. The truck-wheel test was analysed for a 13-ton load, similar to that of the heaviest axle on a Transmilenio (articulated) bus. The dynamic module test was analysed for 15ºC, 20ºC and 30ºC and 2.5, 5 and 10 Hz frequencies. Conventional asphalt mixture and modified asphalt results were contrasted, interesting behaviour being observed regarding plastic deformation of the modified mixture in servic