Trabajo de investigaciónEl uso de mezclas asfálticas drenantes se ha incrementado en los últimos años a nivel mundial, en Colombia su implementación es baja, motivo por el cual se vio la necesidad de realizar una investigación sobre este tipo de mezclas. La investigación está centrada en dos aspectos, el primero, evaluar el comportamiento de una mezcla drenante elaborada con agregados naturales convencionales y otra modificada con un agregado alternativo de construcción, en este caso agregado reciclado de concreto (RCA). El segundo aspecto, es determinar el comportamiento hidráulico y mecánico de ambas mezclas y posteriormente analizar resultados en base a la comparación de los datos obtenidos en los diferentes ensayos de laboratorio.1. TÍTULO
2. ALTERNATIVA
3. LINEA DE INVESTIGACIÓN
4. EJE TEMÁTICO
5. INTRODUCCIÓN
6. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN
7. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
8. OBJETIVOS
9. MARCO DE REFERENCIA
10.ALCANCES Y LIMITACIONES
11.METODOLOGÓA
12.RESULTADOS Y ANÁLISIS
13.RESULTADOS CARACTERIZACION HIDRÁULICA
14.RESULTADOS CARACTERIZACION MECÁNICA
15.CONCLUSIONES
16.RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA
ANEXOSPregradoIngeniero Civi

Rodríguez-Navarrete, Carlos Julián

Romero-Morales, Santiago

Spanish

Trabajo de investigaciónEl uso de mezclas asfálticas drenantes se ha incrementado en los últimos años a nivel mundial, en Colombia su implementación es baja, motivo por el cual se vio la necesidad de realizar una investigación sobre este tipo de mezclas. La investigación está centrada en dos aspectos, el primero, evaluar el comportamiento de una mezcla drenante elaborada con agregados naturales convencionales y otra modificada con un agregado alternativo de construcción, en este caso agregado reciclado de concreto (RCA). El segundo aspecto, es determinar el comportamiento hidráulico y mecánico de ambas mezclas y posteriormente analizar resultados en base a la comparación de los datos obtenidos en los diferentes ensayos de laboratorio.PregradoIngeniero Civil1. TÍTULO
2. ALTERNATIVA
3. LINEA DE INVESTIGACIÓN
4. EJE TEMÁTICO
5. INTRODUCCIÓN
6. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN
7. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
8. OBJETIVOS
9. MARCO DE REFERENCIA
10.ALCANCES Y LIMITACIONES
11.METODOLOGÓA
12.RESULTADOS Y ANÁLISIS
13.RESULTADOS CARACTERIZACION HIDRÁULICA
14.RESULTADOS CARACTERIZACION MECÁNICA
15.CONCLUSIONES
16.RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA
ANEXO

Repositorio Institucional Universidad Católica de Colombia

   RESUMEN ANALÍTICO EN EDUCACIÓN  - RAE -       RIUCaC   1FACULTAD INGENIERÍA CIVIL UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA. PROGRAMA DE INGENIERÌA CIVIL BOGOTÁ D.C.  LICENCIA CREATIVE COMMONS: Señale en la casilla la licencia que insertó en el trabajo de grado, tesis o artículo:  Atribución  Atribución no comercial X Atribución no comercial sin derivadas  Atribución no comercial compartir igual  Atribución sin derivadas  Atribución compartir igual   AÑO DE ELABORACIÓN: 2019  TÍTULO: Estudio del impacto de la inclusión de los agregados reciclados de concreto en las propiedades mecánicas e hidráulicas de una mezcla drenante.  AUTOR (ES): Romero Morales ,Santiago y Rodriguez Navarrete, Carlos Julian.  DIRECTOR(ES)/ASESOR(ES):  Espinosa Hermida ,Laura Maria.   MODALIDAD:  Trabajo de investigación.  PÁGINAS: x TABLAS: x CUADROS:  FIGURAS: x ANEXOS: x  Páginas: 127 , Tablas: 27 , Figuras:52  ,Anexos : 27   CONTENIDO: Se refiere a los capítulos que se desarrollaron. Sólo los grandes capítulos. Ejemplo:  1. TÍTULO  2. ALTERNATIVA  3. LINEA DE INVESTIGACIÓN  4. EJE TEMÁTICO     RESUMEN ANALÍTICO EN EDUCACIÓN  - RAE -       RIUCaC   25. INTRODUCCIÓN 6. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN 7. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 8. OBJETIVOS 9. MARCO DE REFERENCIA 10. ALCANCES Y LIMITACIONES 11. METODOLOGÓA 12. RESULTADOS Y ANÁLISIS 13. RESULTADOS CARACTERIZACION HIDRÁULICA 14. RESULTADOS CARACTERIZACION MECÁNICA 15. CONCLUSIONES 16. RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÁA       ANEXOS    DESCRIPCIÓN: El uso de mezclas asfalticas drenantes se ha incrementado en los últimos años a nivel mundial, en Colombia su implementación es baja, motivo por el cual se vió la necesidad de realizar una investigación sobre este tipo de mezclas. La investigación esta centrada en dos aspectos, el primero, evaluar el comportamiento de una mezcla drenante elaborada con agregados naturales convencionales y otra modificada con un agregado alternativo de construcción, en este caso agregado reciclado de concreto (RCA). El segundo aspecto, es determinar el comportamiento hidraúlico y mecánico de ambas mezclas y posteriormente analizar resultados en base  a la comparación de los datos obtenidos en los diferentes ensayos de laboratorio.  METODOLOGÍA: Para el desarrollo de la investigaciòn se tuvo en cuenta los parámetros y especificaciones del INVIAS para mezclas drenantes (Articulo 453-13), donde  se establecen los requisitos de elaboración,  posteriormente se realizó el diseño de mezcla y se elaboraron los especímenes de prueba, después se realizaron ensayos de laboratorio (mecánicos e hidraúlicos) a estos cuerpos de prueba, se analizaron resultados y se formularon las conclusiones en base a estos. Finalmente se emitierón las recomendaciones pertinentes.  PALABRAS CLAVE: MEZCLA ASFÁLTICA DRENANTE, PAVIMENTO, CAPA ASFÁLTICA, VACÍOS, PERMEABILIDAD, AGREGADO RCA, AGREGADO NATURAL.      RESUMEN ANALÍTICO EN EDUCACIÓN  - RAE -       RIUCaC   3 CONCLUSIONES:    Durante  los ensayos de caracterización  de resistencia al desgaste por medio de la máquina de los ángeles y degradación por abrasión (microdeval), realizados tanto al agregado convencional como al agregado alternativo RCA se observaron mejores resultados en el agregado convencional, esto debido a que es un material mucho más limpio y con mejores características, sin embargo los agregados de concreto reciclado al presentar una textura más rugosa , porosa y con mayor número de partículas debido a la presencia de mortero, presentaron índices muchos más altos de desgaste con respecto al convencional , sin embargo al ser  un material reciclado proveniente de construcción y demolición el cual tuvo que pasar por un proceso de trituración tuvo resultados aceptables, no obstante, el coeficiente de forma del agregado de concreto reciclado es similar al que puede presentar el agregado convencional por esta razón se utilizó como material alternativo en la elaboración de mezclas drenantes    Durante el proceso de elaboración de las probetas se utilizó como ligante un asfalto de penetración 60-70, al realizar las primeras probetas con 3 contenidos de asfalto se trabajó una temperatura de mezclado de 130°C y una temperatura de compactación de 110° C. Al realizar el ensayo cántabro se apreció que el desgaste fue desproporcional, parad mitigar este efecto, se redujo la temperatura de mezclado a 100°c y de compactación a 80° esto con el fin de que la lámina  del ligante  asfaltico  tuviese un recubrimiento  más uniforme y de mayor espesor sobre el agregado y de esta manera el desgaste con los otros cuerpos de prueba disminuyera considerablemente lo cual se corroboro más adelante al obtener mejoras generando aumento en la cohesión entre las partículas de las mezclas.   El porcentaje de vacíos de la mezcla modificada tuvo un incremento de aproximadamente  un 5% respecto a lo establecido por norma donde e valor máximo es del 25% ,esto debido  a que este material presenta una mayor porosidad y una densidad menor  respecto al agregado natural , sin embargo  presentaba un variabilidad en el porcentaje de vacíos en ambas mezclas al utilizar valores de dos métodos para determinar la gravedad especifica máxima (Gmm Rice) en función del método teórico y el método experimental. El método teórico se basaba en las densidades de cada    RESUMEN ANALÍTICO EN EDUCACIÓN  - RAE -       RIUCaC   4material por separado, mientras el método experimental toman un muestra representativa de todos los materiales mezclados, en base a estos resultados el criterio que se estableció para hallar los vacíos de ambas mezclas que el método experimental, debido a que presenta una mayor índice  confiabilidad en sus datos por esta razón se recalcó la importancia de evaluar ambas vías ya que si solo tuviera en cuenta los valores  obtenidos por el método teórico matemático no se podría haber llegado  a un consenso  en la comparación de ambos valores obtenidos  y por ende  en análisis al utilizar  ambas metodologías.   En términos de infiltración, la mezclas con material convencional presentaron menor tiempo de evacuación de agua respecto a las modificadas con RCA  donde  se esperaba que presentara menores tiempos de  infiltración al tener un porcentaje de vacíos del 30%,la explicación a esto se dio  al realizar los cálculos de los vacíos comunicantes de ambas  mezcla de  donde la mezcla modifica presentaba un menor porcentaje de vacíos interconectados, esto se puede atribuir a que al ser un material con mayor absorción  hace el agua tome más tiempo en su recorrido a través los vacíos de la mezcla y por ende los tiempo de evacuación aumenten.   Al realizar el ensayo cántabro para medir la pérdida de masa del cuerpo debido al desgaste utilizando la máquina de los ángeles sobre los 18 especímenes de prueba para cada granulometría, tanto para la mezcla con el agregado convencional, como para la modificada con el agregado alternativo, se presentó un menor porcentaje de pérdidas por desgaste al disminuir la temperatura de mezclado y compactación. En este caso los cuerpos de prueba que mostraron una menor pérdida de masa fueron las probetas modificadas con el agregado alternativo RCA, debido a que al ser una grava de concreto la cantidad de partículas que recubren la mezcla hace que el desprendimiento de las partículas sea menor, por lo cual se necesitaría aumentar el número de revoluciones para que presentara un mayor desgaste.   A partir de los resultados de caracterización mecánica e hidráulica se determinó el diseño óptimo para ambas mezclas. En el caso de la mezcla convencional, el diseño optimo fue de 4,5% debido a que cumple todos los criterios del artículo 453-13, tiene un porcentaje de vacíos entre el 20% y    RESUMEN ANALÍTICO EN EDUCACIÓN  - RAE -       RIUCaC   525%, un porcentaje de desgaste vía cántabro de máximo 25% y un tiempo de infiltración de 100 ml en menos de 15 segundos, además de presentar mejor resistencia a la fractura en el ensayo de tracción indirecta.    El diseño optimo en el caso de mezcla modificada también fue el de 4,5%, a pesar de no cumplir con el porcentaje de vacíos establecido en las especificaciones, ya que el promedio de vacíos estuvo un 5% desfasado del porcentaje máximo, por resistencia al desgaste tuvo un máximo del 25% y los tiempos de infiltración cumplieron en 100 ml en menos de 15 segundos.   Los criterios de temperatura de mezclado, compactación y la energía de compactación  influyeron a la hora de obtener resultados de resistencia en algunos cuerpos de prueba donde algunos datos daban desfasados respecto a los otros cuerpos, de ahí la importancia de haber trabajado con 3 cuerpos de prueba para cada contenido de asfalto  ya que con esta cantidad de especímenes es posible comparar datos y analizar variaciones a  partir de modelos estadísticos donde se puede determinar el coeficiente de variación entre muestras y de esta manera lograr un mayor índice de confiabilidad en los resultados.    Los beneficios del uso de agregado reciclado de concreto RCA en el diseño de mezclas asfálticas drenantes tuvo varias ventajas. Por una parte mejoro la resistencia al desgaste y la resistencia a la tracción indirecta presento una leve mejora respecto a la mezcla con agregado convencional, pero por otra parte presento problemas debido a la cantidad de partículas que posee, ya que presenta altos índices de absorción generando dificultades en el proceso de elaboración de la mezcla, igualmente al tener más partículas respecto al agregado natural, presenta fracturas con mayor facilidad debido al mayor número de interfaces (puntos débiles). La fractura por lo general tiende ir por las interfaces o por los vacíos cuando hay menos asfalto.         RESUMEN ANALÍTICO EN EDUCACIÓN  - RAE -       RIUCaC   6FUENTES:  BASTIDAS, Juan Gabriel. ASFALTOS E MISTURAS MODIFICADAS COM MATERIAIS ALTERNATIVOS. Tese De Doutorado Em Geotecnia. Departamento De Engenharia Civil E Ambiental. Facultad De Tecnologia Universidad De Brasilia. 22 De Novembro, 2017. Bastidas, Óp. Cit., p.68. BENNERT, Thomas, HAAS, Edwin y WASS, Edward, Indirect tensile test (IDT) to determine asphalt mixture performance indicators during quality control testing in New Jersey. Transportation Research Record, 2018. vol. 2672, no. 28, p. 394-403. ISSN 21694052. DOI 10.1177/0361198118793276.  BERNHARD, Robert y WAYSON, Rl, An introduction to tire/pavement noise of asphalt pavement. Institute of Safe, Quiet … [en línea],2005. p. 26. Disponible en: ftp://ftp.crab.wa.gov/DesignSystems/RDC_2008/Presentations/WAPA presentation files/AnIntroductiontoTire-PavementNoiseofAsphaltPavement.pdf.  CAMPOS, Jaime, Seguimiento Y Comparación Del Comportamiento De Tramos Con Mezcla Drenante, Según Zona Geográfica Y Condiciones Locales., 2008. p. 120.  CASTAÑO, Jesús O., MISLE RODRÍGUEZ, Rodrigo, LASSO, Leonardo Andres, GÓMEZ CABRERA, Adriana y OCAMPO, Manuel S., Gestión de residuos de construcción y demolición (RCD) en Bogotá: perspectivas y limitantes. Revista Tecnura, 2013. vol. 17, no. 38, p. 121. ISSN 2248-7638.  CHEN, Jun, WANG, Hao y ZHU, Hongzhou, Investigation of permeability of open graded asphalt mixture considering effects of anisotropy and two-dimensional flow. Construction and Building Materials [en línea], 2017. vol. 145, p. 318-325. ISSN 09500618  CHU, L, FWA, T.F. Evaluaton of surface infiltration performance of permeable pavements. Journal of Environmental Management. 238 136-143, 2019. ELSEVIER.     RESUMEN ANALÍTICO EN EDUCACIÓN  - RAE -       RIUCaC   7FHWA, Transportation Applications of Recycled Concrete Aggregate-FHWA State of the Practice National Review September 2004. U.S. Department of Transportation, 2005. vol. 39, no. 5, p. 27-29. ISSN 00105317.  FONSECA, Alfonso Montejo. Ingeniería de pavimentos. Universidad Católica de Colombia, 2006. GARROTE, Elisabet. Efecto de la temperatura en la tenacidad de diferentes mezclas bituminosas. Capítulo 2. El ensayo de tracción indirecta, 2006. GOONAN, David R. Wilburn &. 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LEUVEN, Katholieke Universitiet, Duurzaamheid van zeer open beton., 2000.  LIZCANO, Fredy Reyes; QUINTANA, Hugo Rondón. Pavimentos: materiales, construcción y diseño. ECOE ediciones, 2015.p39-p103. MINAYA, Silene; ORDOÑEZ, Abel. Diseño moderno de pavimentos asfálticos. Instituto de la Construcción y Gerencia. Lima, Perú, 2006.     RESUMEN ANALÍTICO EN EDUCACIÓN  - RAE -       RIUCaC   8NIELSEN, Carsten Bredahl, Durability of porous asphalt-international experiences. DURABILITY OF POROUS ASPHALT-INTERNATIONAL EXPERIENCES, 2006. no. 41.  NLT-327, 2000. Permeabilidad in situ de pavimentos drenantes con el permeámetro LCS, 2000. S.l.: s.n.  OIKONOMOU, Nikolaos, Recycled concrete aggregates. Cement and Concrete Composites, 2005. vol. 27, p. 315-318. DOI 10.1016/j.cemconcomp.2004.02.020.  OLIVEIRA, CARLOS GUSTAVO MACEDO, Estudos de Propriedades Mecânicas e Hidráulicas do Concreto Asfáltico Drenante., 2003.  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TAHMOORIAN, Farzaneh y SAMALI, Bijan, Laboratory investigations on the utilization of RCA in asphalt mixtures. International Journal of Pavement Research and Technology [en línea], 2018, vol. 11, no. 6, p. 627-638. ISSN 19971400  TAYLOR, Gregory J., Open-Graded Friction Courses (OGFC) Open-Graded Friction Courses (OGFC), 2014, vol. 769.     RESUMEN ANALÍTICO EN EDUCACIÓN  - RAE -       RIUCaC   9US. GEOLOGICAL SURVEY, Recycled Aggregates — Profitable Resource Conservation. USGS Factsheet FS-181-99, 2000. p. 2.  VAKGROEP BITUMINEUZE WERKEN, Richtlijn Tweelaags ZOAB., 2012. p. 1-26.    LISTA DE ANEXOS:    Formato de registro - consumo de tiempo laboratorios de caracterización del material convencional.  Formato de registro - consumo de tiempo laboratorios de caracterización del material alternativo.  Cronograma ensayos realizados a la mezcla convencional   Cronograma ensayos realizados a la mezcla alternativa.  Determinación desgaste máquina de los ángeles a 500 rpm   Desgaste por abrasión en máquina de los ángeles  a 100 rpm  Determinacion de la resistencia del agregado grueso a la degradación por abrasión utilizando el aparato micro-deval   Ensayo Determinacion del valor de 10% de finos   Perdidas en Ensayo de solides en sulfato de sodio   Equivalente de Arena  Valor de azul de metileno en agregados finos  Ensayo aplanamiento y alargamiento   Ensayo porcentaje de partículas fracturadas en un agregado grueso   Resistencia a la degradación de los agregados por medio de la máquina de los ángeles a 500 rpm   Resistencia a la degradación de los agregados por medio de la máquina de los ángeles a 100 rpm   Determinacion de la resistencia del agregado grueso RCA a la degradación por abrasión utilizando el aparato micro-deval   Determinacion del valor de 10% finos RCA   Proporcion de partículas planas y alargadas en agregado RCA   Porcentaje de caras fracturadas RCA   Caracterización de los ligantes asfalticos   Densidades de los materiales del agregado convencional y modificado  Resultados ensayo gravedad especifica máxima  para la mezcla con agregado convencional     RESUMEN ANALÍTICO EN EDUCACIÓN  - RAE -       RIUCaC   10  Resultados ensayo gravedad específica máxima para la mezcla con agregado alternativo RCA   Determinación densidad Bulk mezcla convencional   Determinación densidad Bulk mezcla modificada con RCA   Cálculo de volumen geométrico para las briquetas con agregado convencional  Cálculo de volumen geométrico para las briquetas con agregado alternativo.   

Estudio del impacto de la inclusión de los agregados reciclados de concreto en las propiedades mecánicas e hidráulicas de una mezcla drenante

https://repository.ucatolica.edu.co/bitstream/10983/24437/1/506192-Romero-MoralesS-y-506041-Rodr%c3%adguez-NavarreteCJ-RAE.pdf

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