DESARROLLO DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIBIA RECICLADA...
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DESARROLLO DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIBIA RECICLADA BAJO CRITERIOS TÉCNICOS Y MEDIOAMBIENTALES NATALI RODRIGUEZ ROJAS JHON JAIRO SANCHEZ MORALES UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERÍA TOPOGRÁFICA BOGOTÁ D.C. 2016
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DESARROLLO DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIBIA RECICLADA BAJO
CRITERIOS TÉCNICOS Y MEDIOAMBIENTALES
NATALI RODRIGUEZ ROJAS
JHON JAIRO SANCHEZ MORALES
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERÍA TOPOGRÁFICA
BOGOTÁ D.C.
2016
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DESARROLLO DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIBIA RECICLADA BAJO
CRITERIOS TÉCNICOS Y MEDIOAMBIENTALES
NATALI RODRIGUEZ ROJAS
Cód. 20131032207
JHON JAIRO SANCHEZ MORALES
Cód. 20131032204
Este proyecto se presenta como requisito para optar por el
TITULO DE INGENIERO TOPOGRÁFICO
Director, PhD. Hugo Alexander Rondón Quintana
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERÍA TOPOGRÁFICA
BOGOTÁ D.C.
2016
iii
Nota de aceptación
________________________________
________________________________
________________________________
___________________________________________________
Hugo Alexander Rondón Quintana
Director del proyecto
__________________________________________________
Carlos Javier González
Jurado
Bogotá D.C. 2016
iv
DEDICATORIA
Esta tesis significa la culminación de una gran etapa como estudiante y el comienzo de mi
vida como profesional, logro que no hubiese sido posible sin la ayuda de DIOS que me dio la
fuerza, calma y sabiduría en los momentos más difíciles, gracias a él por bendecirme todos los
días con la compañía de mis padres mi esposo y el ángel que llego a mi vida hace tres años, mi
hija, a quienes dedico este logro por apoyarme en cada decisión y facilitarme el camino, por
quienes tome la decisión de prepárame para ser una excelente profesional y una mejor persona.
Natali Rodríguez Rojas.
v
AGRADECIMIENTOS
Agradezco primero que todo a DIOS por darme la oportunidad de llegar a feliz término este
proyecto que inicie gracias mi compañero de estudio quien compartió con migo la inquietud de
explorar nuevos caminos en el ámbito de los pavimentos.
Al ingeniero Hugo Alexander Rondón Quintana por su paciencia, sus conocimientos y
colaboración en cada etapa de este proyecto.
A Hugo Rondón laboratorista quien nos brindó su ayuda y compartió sus conocimientos para
obtener los buenos resultados que hoy hacen parte de este documento.
vi
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ XVII
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA..................................................................................................4
JUSTIFICACIÓN ..............................................................................................................................7
1. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 10
1.1. OBJETIVO GENERAL................................................................................................................. 10
1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................................... 10
MARCO TEORICO......................................................................................................................... 11
2.3. ANTECEDENTES ...................................................................................................................... 11
1.1 .............................................................................................................................................. 19
2.4. CONCEPTOS .......................................................................................................................... 19
2.4.1 PAVIMENTO .................................................................................................................................. 19
2.4.2 CLASES DE PAVIMENTOS .................................................................................................................. 19
2.4.3 ASFALTOS ..................................................................................................................................... 21
2.4.4 MEZCLAS ASFÁLTICAS ...................................................................................................................... 22
2.4.5 MEZCLAS ASFÁLTICAS MODIFICADAS ................................................................................................. 26
2.4.6 CEMENTO ASFALTICO ...................................................................................................................... 27
2.4.7 AGREGADOS PÉTREOS ..................................................................................................................... 27
2.4.8 ESCORIA DE ALTO HORNO ................................................................................................................ 32
vii
2.4.9 MEZCLAS ASFÁLTICAS DENSAS EN CALIENTE ......................................................................................... 40
2.4.10 MEZCLAS ASFÁLTICAS TIBIAS .......................................................................................................... 41
2.5 NORMATIVIDAD ..................................................................................................................... 46
2.5.1 MANEJO AMBIENTAL ...................................................................................................................... 46
2.5.2 PLANTAS DE MEZCLA EN CALIENTE ..................................................................................................... 47
2.5.3 VENTAJAS AMBIENTALES .................................................................................................................. 48
3. METODOLOGÍA ..................................................................................................................... 50
3.1. AGREGADO PÉTREO ................................................................................................................ 50
3.2. CARACTERIZACIÓN DE LA ESCORIA. ............................................................................................. 54
3.3. CEMENTO ASFÁLTICO .............................................................................................................. 55
3.4 ELABORACIÓN DE BRIQUETAS ..................................................................................................... 57
3.4.1 MEZCLA CONVENCIONAL. ................................................................................................................ 60
3.4.2 MEZCLAS MODIFICADAS .................................................................................................................. 60
3.4.3 ENSAYOS MÉTODO MARSHALL.......................................................................................................... 65
RESULTADOS ............................................................................................................................... 71
4.1. ENSAYO MARSHALL DE LA MEZCLA CONVENCIONAL DE REFERENCIA .................................................... 71
4.2. ANÁLISIS DEL ENSAYO MARSHALL DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADITIVO Y SIN ESCORIA .......................... 80
4.3. ANÁLISIS DEL ENSAYO MARSHALL DE LA MEZCLA ASFÁLTICA SIN ADITIVO Y CON ESCORIA DE ALTO HORNO. .. 87
4.4. ENSAYO MARSHALL DE LAS MEZCLAS MODIFICADAS CON ADITIVO Y ESCORIA ........................................ 97
viii
CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 104
RECOMENDACIONES ................................................................................................................. 106
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................... 108
ANEXOS .................................................................................................................................... 116
ix
LISTA TABLAS
TABLA 1 ESTADO DE LA RED VIAL NACIONAL. ............................................................................................................... 4
TABLA 2 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA ESCORIA DE ALTO HORNO .......................................................................... 39
TABLA 3. GRANULOMETRÍA DE LA MEZCLA MDC-25 .................................................................................................. 51
TABLA 4 GRANULOMETRÍA CON ESCORIA DE ALTO HORNO PARA MEZCLA TIPO MDC-25 ........................................ 52
TABLA 5 CARACTERIZACIÓN DEL AGREGADO PÉTREO ................................................................................................ 54
TABLA 6 CARACTERIZACIÓN DE LA ESCORIA ............................................................................................................... 54
TABLA 7 CARACTERIZACIÓN DEL CEMENTO ASFALTICO 60-70 ................................................................................... 57
TABLA 8. DATOS PROMEDIO OBTENIDOS MEDIANTE ENSAYO MARSHALL CA 60-70 MEZCLA CONVENCIONAL........ 72
TABLA 9. DATOS PROMEDIO OBTENIDOS MEDIANTE ENSAYO MARSHALL CA 60-70 MEZCLA CONVENCIONAL........ 76
x
LISTA ILUSTRACIONES
ILUSTRACIÓN 1. ESTRUCTURA DE PAVIMENTO ........................................................................................................... 19
ILUSTRACIÓN 2. ESTRUCTURA DE PAVIMENTO FLEXIBLE ............................................................................................ 21
ILUSTRACIÓN 3. ESQUEMA DE LAS PARTES DE UN ALTO HORNO ............................................................................... 34
ILUSTRACIÓN 4 ESQUEMA CONFORMACIÓN DE LA ESCORIA .................................................................................... 34
ILUSTRACIÓN 5. PROCESAMIENTO DE LA ESCORIA. .................................................................................................... 40
ILUSTRACIÓN 6 TECNOLOGÍAS Y VENTAJAS MEDIO-AMBIENTALES PARA LA PRODUCCIÓN DE MEZCLAS ASFÁLTICAS
(OLARD, Y NOAN, 2008). .................................................................................................................................... 43
ILUSTRACIÓN 7 BRIQUETAS ......................................................................................................................................... 59
xi
LISTA GRÁFICAS
GRÁFICA 1 DATOS DE ESTABILIDAD ENSAYO MARSHALL PARA LA MEZCLA CONVENCIONAL .................................... 72
GRÁFICA 2 DATOS DE FLUJO ENSAYO MARSHALL PARA LA MEZCLA CONVENCIONAL ............................................... 73
GRÁFICA 3 DATOS DE ESTABILIDAD/FLUJO ENSAYO MARSHALL PARA LA MEZCLA CONVENCIONAL......................... 75
GRÁFICA 4 DATOS DE PORCENTAJE DE VACÍOS ENSAYO MARSHALL PARA LA MEZCLA CONVENCIONAL .................. 77
GRÁFICA 5 DATOS DE PORCENTAJE DE VACÍOS EN AP ENSAYO MARSHALL PARA LA MEZCLA CONVENCIONAL ....... 78
GRÁFICA 6 DATOS DE PORCENTAJE DE DENSIDADES EN LA MEZCLA ENSAYO MARSHALL PARA LA MEZCLA CONVENCIONAL ................................................................................................................................................. 79
GRÁFICA 7 DATOS DE ESTABILIDAD ENSAYO MARSHALL PARA LAS MEZCLAS MODIFICADAS ................................... 81
GRÁFICA 8 DATOS DE FLUJO ENSAYO MARSHALL PARA LAS MEZCLAS MODIFICADAS .............................................. 82
GRÁFICA 9 DATOS DE ESTABILIDAD/FLUJO ENSAYO MARSHALL PARA LAS MEZCLAS MODIFICADAS ........................ 83
GRÁFICA 10 DATOS DE PORCENTAJE DE VACÍOS ENSAYO MARSHALL PARA LA MEZCLAS MODIFICADAS ................. 84
GRÁFICA 11 DATOS DE PORCENTAJE DE VACÍOS EN AGREGADOS PÉTREOS ENSAYO MARSHALL ............................. 85
GRÁFICA 12 DATOS DE LA DENSIDAD BULK ENSAYO MARSHALL ................................................................................ 86
GRÁFICA 13 DATOS DE ESTABILIDAD ENSAYO MARSHALL PARA LA MEZCLA SIN ADITIVO CON ESCORIA 17.5, 31.5 Y 49% ..................................................................................................................................................................... 88
GRÁFICA 14 DATOS DE FLUJO ENSAYO MARSHALL PARA LA MEZCLA SIN ADITIVO Y ESCORIA A 17.5, 31.5 Y 49% ... 89
GRÁFICA 15 DATOS DE ESTABILIDAD/FLUJO MARSHALL PARA LA MEZCLA SIN ADITIVO Y ESCORIA A 17.5, 31.5 Y 49% ..................................................................................................................................................................... 91
GRÁFICA 16 DATOS DE PORCENTAJE DE VACÍOS ENSAYO MARSHALL PARA LA MEZCLAS MODIFICADAS ................. 93
GRÁFICA 17 DATOS DE PORCENTAJE DE VACÍOS EN EL AGREGADO PÉTREO CON ENSAYO MARSHALL .................... 95
GRÁFICA 18 DATOS DE LA DENSIDAD BULK EN LA MEZCLA SIN ADITIVO. ENSAYO MARSHALL .................................. 96
GRÁFICA 19 DATOS DE ESTABILIDAD ENSAYO MARSHALL PARA LAS MEZCLAS MODIFICADAS ................................. 98
GRÁFICA 20 DATOS DE FLUJO ENSAYO MARSHALL PARA LAS MEZCLAS MODIFICADAS ............................................ 99
xii
GRÁFICA 21 DATOS DE ESTABILIDAD/FLUJO ENSAYO MARSHALL PARA LAS MEZCLAS MODIFICADAS .................... 100
GRÁFICA 22 DATOS DE PORCENTAJE DE VACÍOS ENSAYO MARSHALL PARA LA MEZCLAS MODIFICADAS ............... 101
GRÁFICA 23 DATOS DE PORCENTAJE DE VACÍOS EN AGREGADOS PÉTREOS ENSAYO MARSHALL ........................... 102
GRÁFICA 24 DATOS DE LA DENSIDAD BULK ENSAYO MARSHALL .............................................................................. 103
xiii
LISTA FOTOGRAFIAS
FOTOGRAFÍA 1 ESCORIA DE ALTO HORNO UTILIZADA EN EL PROYECTO .................................................................... 36
FOTOGRAFÍA 2 AGREGADO PÉTREO ............................................................................................................................ 53
FOTOGRAFÍA 3 CEMENTO ASFÁLTICO 60-70 ............................................................................................................... 56
FOTOGRAFÍA 4 ESCORIA EN SU ESTADO NATURAL…………………………………………………………………….……………………..…..59
FOTOGRAFÍA 5 ESCORIA PULVERIZADA…………………………………………………………………………..…………………………….58
FOTOGRAFÍA 6 MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON EL ADITIVO……………………………………………………..………………..59
FOTOGRAFÍA 7MEZCLA DE MATERIALES………………………………………………………………………………………………..……..58
FOTOGRAFÍA 8 COMPARACIÓN EN MOLDE DE LAS BRIQUETAS…………………………………………………………………………….60
FOTOGRAFÍA 9 MARTILLO MARSHALL…………………………………………………………………………………………………………..59
FOTOGRAFÍA 10 BRIQUETAS MEZCLA CONVENCIONAL ............................................................................................. 65
FOTOGRAFÍA 11 MEDICIÓN ALTURA DE BRIQUETA………………………………………………………………………………………………..67
FOTOGRAFÍA 12 VERIFICACIÓN DE ALTURAS…………………………………………………………………………………………………66
FOTOGRAFÍA 13 BRIQUETA PESADA EN SECO ............................................................................................................. 66
FOTOGRAFÍA 14 BRIQUETA PESADA EN AGUA ............................................................................................................ 67
FOTOGRAFÍA 15 BRIQUETA SUMERGIDA EN BAÑO DE MARÍA 60°C ........................................................................... 68
FOTOGRAFÍA 16 MAQUINA MARSHALL ...................................................................................................................... 69
xiv
ABREVIATURAS
UDFJC: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
CIDC: Centro de Investigación y Desarrollo Científico
CA: Cemento Asfaltico
WMA: Warm Mix Asphalt (Mezcla Asfáltica Tibia)
HMA: Hot Mix Asphalt (Mezcla Asfáltica en Caliente)
CMA: Cold Mix Asphalt (Mezcla Asfáltica fría)
MDC: (Mezcla Densa en Caliente)
MSC: (Mezcla Semidensa en Caliente)
MGC: (Mezcla Gruesa en Caliente)
MAM: (Mezcla Alto Modulo)
ASOPAC: Asociación de Productores y Pavimentadores de Colombia
AP: Agregado Pétreo
E/F: Estabilidad/Flujo
KN/mm: Kilo Newton/milímetro
xv
RESUMEN
La problemática ambiental derivada de los altos grados de contaminación existentes es un
tema que ha cobrado gran interés en los últimos tiempos, tratar de generar soluciones en los
diferentes ámbitos se ha vuelto una prioridad, de aquí parte el desarrollo el interés de generar
nuevas tecnologías para la producción de mezclas asfálticas en el mundo. Es por esta razón que
esta investigación se centra en igualar y/o mejorar las propiedades de las mezclas asfálticas
convencionales utilizadas hasta el momento y convertirlas en mezclas asfálticas tibias que sean
beneficiosas para el medio ambiente, para la salud y para la economía.
Basados en el planteamiento anterior el presente trabajo, consiste en tomar una mezcla
asfáltica en caliente como referencia para modificar su composición adicionando un aditivo hasta
ahora desconocido por las plantas productoras de asfalto llamado HUSIL, con el objetivo de
aumentar la temperatura de la mezcla, reducir las emisiones de gases a la atmósfera y la
exposición de los trabajadores a las emanaciones del asfalto. Además de remplazar parte de los
agregados pétreos por escoria de alto horno material que generalmente es tratado como
desperdicio que proviene de los procesos de tratamiento de hierro que se puede reutilizar y de
esta manera disminuir los costos en cuanto la obtención de material pétreo .
xvi
En este proyecto se evaluaron estabilidad, flujo, vacíos tanto en la mezcla como en los
agregados pétreos y sus respectivas densidades. A partir de los criterios anteriores se seleccionó
la temperatura que mejor se adecuó a las necesidades que en este caso es la de igualar o mejorar
a la mezcla convencional y se estableció la cantidad del aditivo HUSIL necesaria para que esta
cumpla.
De esta manera, se evidenció que tanto el aditivo como la escoria de alto horno pueden ser
utilizados como reductores de temperatura y de costos en mezclas asfálticas tibias.
xvii
ABSTRAC
The environmental problems associated with the high levels of existing pollution is an issue
that has gained great interest in recent times, try to generate solutions in different areas has
become a priority, hence part of the development the interest of generating new technologies for
production of asphalt mixtures in the world. It is for this reason that this research focuses on
match and / or enhance the properties of conventional asphalt mixtures used to date and make
them warm asphalt mixes that are beneficial to the environment, health and the economy.
Based on the above approach this work involves taking a hot mix asphalt reference to modify
its composition by adding an additive hitherto unknown by producing asphalt plants called
HUSIL, with the aim of increasing the temperature of the mixture, reduce gas emissions into the
atmosphere and worker exposure to asphalt fumes. In addition to replacing part of the stone
aggregates by furnace slag materials generally waste is treated as coming from treatment
processes of iron that can be reused and thus lower costs as obtaining stone material.
In this project stability, flow, empty both the mixture and the rock aggregates and their
respective densities were evaluated. From the above criteria temperature best adapted to the
needs in this case it is to meet or exceed conventional mixture and the amount of additive
required to HUSIL this meets established was selected.
Thus, it was shown that both the additive and the blast furnace slag can be used as reducing
costs temperature and in warm asphalt mixes.
1
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo de grado hace parte del proyecto de investigación “Desarrollo de una
mezcla asfáltica en tibio, bajo criterios técnicos y medioambientales” que actualmente está
adelantando el grupo de investigación TOPOVIAL de la Universidad Distrital Francisco José de
Caldas (UDFJC), según convocatoria pública del Centro de Investigaciones y Desarrollo
Científico - CIDC No. 014/13. A través de la modificación por vía húmeda de un cemento
asfáltico (tipo CA 60-70 fabricado por la Empresa Colombiana de Petróleos S.A. -
ECOPETROL) con un aditivo ampliamente trabajado por el grupo de investigación TOPOVIAL
y desconocido por los productores de asfaltos (denominado HUSIL), se han modificado las
características de viscosidad y trabajabilidad del material base (cemento asfáltico), con el fin de
poder mezclarlo (en las plantas de asfaltos) con el agregado pétreo a temperaturas más bajas, y
así fabricar una mezcla asfáltica que disminuya la emisión de contaminantes a la atmósfera
(denominada en el mundo como mezcla asfáltica tibia). Por otro lado, este proyecto evaluó el
comportamiento que experimenta la mezcla asfáltica tibia desarrollada con granulometría de una
mezcla del tipo MDC-25 (INVÍAS, 2013), cuando es sometida a cargas monotónicas, dinámicas
y al daño por humedad.
El grupo de Investigación TOPOVIAL ha venido vinculando diferentes estudiantes en la
modalidad de trabajo de grado al proyecto mencionado, y es así, como actualmente el presente
trabajo de grado que se ejecutó consistió en desarrollar una mezcla tibia reciclada, adicionando
2
escoria de alto horno (desecho generado durante el proceso de fabricación del acero en altos
hornos) y empleando la granulometría de la mezcla asfáltica de referencia (MDC-25). En el
presente estudio, a diferencia de los anteriores, se evaluó una mezcla asfáltica tibia reciclada con
el aditivo HUSIL que emplea el grupo TOPOVIAL, pero en donde se sustituyó parte de los
agregados naturales por escoria de alto horno y empleó como granulometría de referencia la
mezcla MDC-25. Esta granulometría fue escogida por ser la más utilizada para la conformación
de bases en capas asfálticas en Colombia.
La escoria de alto horno utilizada en la sustitución de los agregados pétreos, surge durante el
proceso de obtención del acero, cuando el hierro es ingresado a un horno bajo temperaturas de
aproximadamente 1000°C, con el fin de separar la mayor cantidad de impurezas mediante
agentes reductores como coque y calizas como escorificante, la escoria es separada de manera
natural del arrabio (material formado prácticamente por hierro metálico, que contiene entre un
(2) dos y (4) cuatro por ciento de carbono haciendo que tenga un punto de fusión más bajo que el
acero). La separación se da debido a su menor densidad siendo la escoria de alto horno
importante materia prima para la industria del cemento.
De esta manera, resulta interesante la utilización de dicho material en la fabricación de
mezclas asfálticas tibias, principalmente por la rigidez que proporciona a la mezcla y por su bajo
costo, otra consideración importante es la asociada con el medioambiente, ampliar los campos de
utilización, disminuye la acumulación y contaminación de la escoria en los depósitos destinados
3
en las plantas siderúrgicas, mitiga la contaminación visual y la contaminación de las aguas
subterráneas por lixiviación.
Por último, la sustitución en proporciones de 17.5 %, 31.5 % y 49 % variando las temperatura
entre 110°C, 120°C y 130°C permitió evaluar la respuesta mecánica bajo carga monotónica
ejecutando ensayos Marshall (INV. E-748-13). Las mezclas fabricadas a partir de escoria de alto
horno se presentan como una tecnología amigable con el medioambiente que permite reducir
costos de conservación y recuperación de vías.
4
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
De acuerdo con reportes del Banco Mundial en el año 2004. Colombia es uno de los países
del mundo con mayor atraso en infraestructura vial, entre las causas de la crisis vial se
identifican entre otras: falta de recursos, desconocimiento del comportamiento de materiales,
demoras excesivas en la terminación de contratos, topografía adversa, planeación equívoca,
corrupción, falencias en la interventoría y deficiencia de materiales para construcción de
pavimentos. A continuación en la Tabla 1 se describe el estado a nivel nacional de la red vial de
Colombia.
TABLA 1 Estado de la red vial nacional.
RED PAVIMENTADA
ESTADO MB B R M MM TOTA
L
Longitud [km] 1837.1
6
3020.6
6
2530.2
4
1253.0
4 63.97
8705.0
7
Porcentaje [%] 21.10 34.70 29.07 14.39 0.73 75.98
RED AFIRMADA
ESTADO MB B R M MM TOTA
L
Longitud [km] 90.82 376.66 988.21 1003.4
3
159.7
4
2618.8
6
Porcentaje [%] 0.11 5.69 32.04 48.2 13.72 22.86
MB: muy buena; B: buena; R: regular; M: mal; MM: muy mal.
Fuente: http://www.invias.gov.co INVIAS10 Enero 2013
Sumado a los limitantes antes mencionados la fabricación de mezclas asfálticas
convencionales implica problemas ambientales y económicos, debido a la elevada emisión de
5
gases a la atmosfera, al aumento de energía en su elaboración, consumo de combustible
empleado en su transporte y costos en la obtención de materiales básicos para su producción
entre otros.
Por lo anterior, es importante encontrar una técnica adecuada que permita mitigar tanto los
impactos negativos como los costos de producción, de esta manera, se ha concebido las mezclas
asfálticas tibias (WMA) como una alternativa, que además de generar ahorro durante las
operaciones de mezclado y compactación, reduce de manera notable las emisiones de los gases
que se producen durante la fabricación de las mismas.
Una vez conocida esta tecnología, también surge una serie de inconvenientes que para
Colombia se manifiesta en la escasa investigación sobre este tema, por ende su implementación
aún no ha sido posible. Adicionalmente, no existe en el país especificación sobre el tema para la
caracterización y control de procesos de fabricación y construcción de mezclas asfálticas tibias.
Estas son unas de tantas razones que originó el desarrollo de la presente propuesta de trabajo de
grado en pro de la difusión y adopción para Colombia de este tipo de tecnologías, que unido a la
sustitución de parte del agregado natural por escoria de alto horno, contribuirá en el futuro de
manera significativa en los avances en la ingeniería y en la disminución de impactos ambientales
asociados a los actuales modos de fabricación de mezclas asfálticas.
Otro ítem adicional que resalta la necesidad de estudiar y profundizar sobre el tema de la
presente propuesta en Colombia, se enuncia a continuación:
6
En Colombia, la tendencia del parque automotor en los últimos 30 años ha sido incrementar
en número y magnitud de cargas. El promedio de crecimiento anual del tránsito en los últimos
años y la tasa anual promedio de crecimiento de la capacidad instalada de carga de acuerdo con
Mintransporte (2004, 2006) ha sido del 4.6 % y 5.08 % respectivamente. En Colombia la
movilización de carga por las vías nacionales (uno de los indicadores más importantes que
muestra el crecimiento de la economía de un país), expresada en miles de toneladas, creció entre
1991 y el año 2003 en 42107 (Mintransporte, 2006). La tasa de crecimiento anual de
movilización de productos del sector agrícola, manufacturero, minero y pecuario crecieron en
5.47 %, 14.82 %, 19.11 % y 4.88 % respectivamente. Entre el año 2003 al 2009 la carga
movilizada por carretera creció, en miles de toneladas, desde 73034 hasta 177057
(Mintransporte, 2010). Lo anterior genera en las capas del pavimento, mayores magnitudes de
esfuerzo y deformación. Estos mayores niveles de carga deben ser contrarrestados con materiales
más durables en las estructuras viales.
La problemática antes planteada, da pie para resaltar el eje central de esta investigación, que
pretende producir mezclas asfálticas a baja temperatura, con ayuda del aditivo Husil y con la
adición de la escoria de alto horno, material que se puede adquirir con facilidad, ya que es
restante de un proceso de obtención de hierro y que claramente demostró ser ideal para ser
utilizado y remplazar parte del agregado pétreo puesto que bajo temperaturas que oscilan entre
110°C y 130°C igualo y en algunos casos mejoro las propiedades de la mezcla convencional.
7
JUSTIFICACIÓN
Durante los últimos años, el uso de materiales reciclados para la construcción de estructuras
viales ha venido incrementando en el mundo. Lo anterior con el fin de minimizar el empleo de
materiales naturales (p.e., agregados pétreos provenientes de canteras), salvaguardar recursos
naturales limitados, contribuir a la sustentabilidad de los recursos naturales y promover el
empleo de materiales alternativos producto del reciclaje.
De acuerdo con (EAPA, 2014), más del 90% de las vías en el mundo están construidas en
pavimento asfaltico, y según la Asociación de Productores y Pavimentadores Asfálticos de
Colombia - ASOPAC, (2004), la mayor parte de las estructuras que se diseñan y construyen en
Colombia son flexibles. Las mezclas asfálticas se tipifican en cuatro grandes grupos de acuerdo a
la temperatura empleada para fabricar mezclas asfálticas en plantas especializadas de asfalto:
mezclas en frío - CMA (temperatura inferior a 60°C), mezclas semi-tibias - HWMA (temperatura
entre 60°C y 100°C), mezclas en caliente - HMA (temperatura entre 150°C y 190°C) y mezclas
tibias -WMA (temperatura entre 100°C y 140°C). (Rondon, H. A. Reyes F. A., 2015).
Tomando como referencia el proyecto que actualmente se encuentra ejecutando el grupo de
investigación TOPOVIAL, se puede reportar, que la mayor parte de las mezclas que se utilizan
en Colombia y el mundo para construir pavimentos asfalticos flexibles son las mezclas en
caliente y de tipo denso de acuerdo con las especificaciones (INVIAS, 2013).
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Internacionalmente estas mezclas son conocidas como HMA (por sus siglas en inglés), se
caracterizan por presentar un bajo contenido de vacíos con aire (entre 3% a 9% por lo general),
son premezcladas, y habitualmente, bien diseñadas y fabricadas, son de buena resistencia
mecánica, durabilidad y de buen comportamiento in situ. A pesar de lo anterior, su proceso de
fabricación, extensión y compactación trae consigo como principal desventaja, el impacto
ambiental negativo producto de la generación de emisiones a la atmósfera de los componentes
volátiles del asfalto y la energía que se necesita para calentar los materiales necesarios para su
fabricación (agregados pétreos y cemento asfáltico). Con el fin de mitigar este tipo de
afectaciones ambientales se desarrolló en el mundo una mezcla asfáltica llamada tibia o (WMA
por sus siglas en ingles) que durante su proceso de fabricación y compactación utiliza
temperaturas menores a las acostumbradas en las mezclas en caliente, sin disminuir sus
propiedades mecánicas.
La WMA es una tecnología originada en Europa como una posible solución a la necesidad de
disminuir el gasto de energía (Button, 2007), y aunque esta preocupación se ha advertido y
tratado de solucionar desde la década de los 50, al pasar de los años se han realizado una serie de
ensayos e investigaciones que han arrojado como resultado en el año de 1997, el desarrollo de la
mezcla denominada tibia. Desde ese momento, hasta la actualidad países como Francia,
Australia y Estados Unidos entre otros han dado cabida a esta nueva tecnología que está
revolucionando el sector de los pavimentos. Por lo que se espera que Colombia forme parte de
9
los países que están trabajando en pro de mejorar las condiciones ambientales y económicas en
los procesos de diseño, fabricación y extensión de las mezclas asfálticas.
De la misma manera el fundamento de este trabajo gira en torno en la implementación de un
aditivo llamado HUSIL desconocido por parte de los productores de asfalto y la incorporación de
materiales reciclados como la escoria de alto horno, ya que el volumen de generación de este
material está ligado directamente con los niveles de producción de las siderúrgicas, por lo que el
crecimiento de esta industria hace que el manejo de este material se complique y deba
almacenarse y transportarse de manera interna, generando inconvenientes y sobrecostos.
Respondiendo a la necesidad de definir un uso para este residuo, este trabajo busca garantizar
que el manejo dado al material sea el adecuado y que las mezclas asfálticas disminuyan su costo
remplazando parte del agregado pétreo por la escoria de alto horno y que adicionalmente la
mezcla mantenga las propiedades físicas y mecánicas e inclusive que mejore sus capacidades de
rigidez y durabilidad a menores temperaturas, de igual manera se reduzcan los riesgos para la
salud del personal que se encarga de la extensión y compactación de las mezclas en campo y de
esta manera contribuir en el desarrollo de los pavimentos asfálticos.
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1. OBJETIVOS
1.1. Objetivo general
Diseñar una mezcla asfáltica tibia WMA reciclada a partir de la granulometría de una
mezcla densa en caliente tipo MDC-25, sustituyendo parte de los agregados pétreos en
proporciones de 17.5 %, 31.5 % y 49 % por escoria de alto horno.
1.2. Objetivos Específicos
Analizar la cantidad de Aditivo HUSIL y escoria de alto horno óptimo para el diseño
de una mezcla asfáltica tibia que cumpla con especificaciones técnicas estipuladas en
INVÍAS (2013) para la producción de mezclas asfálticas del tipo denso.
Comparar el comportamiento bajo carga monotónica entre la mezcla en caliente de
referencia y la mezcla en tibio reciclada con escoria de alto horno a 110°C, 120°C,
130°C y 150°C.
Establecer la temperatura adecuada de fabricación en laboratorio de la mezcla asfáltica
tibia reciclada.
11
MARCO TEORICO
2.3. Antecedentes
Basándose en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el medioambiente y el desarrollo
sostenible que se llevó a cabo en Rio de Janeiro en 1992, donde se evidenció las consecuencias
destructivas de las actividades humanas a los recursos naturales y el cambio climático. Sectores
como la industria, la agricultura y el sector del transporte a quienes se les atribuyó de ser los
principales causantes de dichas acciones destructivas se les hizo el requerimiento de investigar y
desarrollar nuevas tecnologías que permitieran mitigar los impactos que hasta el momento se
habían generado. (Senior, 2013). Este tema ambiental se formaliza en 1997 por el Protocolo de
Kyoto de la convención Marco de Naciones Unidas sobre cambio climático que dejó como
resultado, un compromiso por parte de todos los estados para contribuir a la disminución de la
emisión de gases contaminantes a la atmosfera (Senior, 2013). Aunque este tema fue publicado
en dichas fechas antes mencionadas es relevante decir que el trabajo en el área de pavimentos por
disminuir las contribuciones negativas al medioambiente iniciaron cerca de los años 50 en
Europa como una posible alternativa a las necesidades de minimizar los efectos ambientales
destructivos sobre el planeta (Moreno & Pinzón, 2013; Senior, 2013). Durante esta época el
objetivo se centraba en la disminución de la emisión de gases durante el proceso de producción
del asfalto. Entonces en 1956 el doctor Ladis H. Csanyi de la Universidad Estatal de Lowa, quien
se dio cuenta del potencial de la espuma de asfalto para la producción de una mezcla asfáltica en
12
frío. Este descubrimiento es tan solo el comienzo de un largo camino de hallazgos (Button,
2007).
En la década de 1960 Mobil Oil Australia adquiere los derechos de patente de invención del
doctor Csanyi modifica su fórmula inicial inyectando agua fría en lugar de vapor de agua en el
asfalto caliente (Button, 2007). A principios de 1970 Chevron desarrolló las metodologías de
diseño de pavimentos poniendo en funcionamiento asfalto emulsionado como estabilizante.
Posterior a este avance público su “Manual de Bitumuls Mx” que contiene información valiosa
para las especificaciones de diseño y producción de mezclas asfálticas en frío (Senior, 2013;
Button, 2007). En 1979 FHWA (Federal Highway Administration) hizo una publicación similar
otro manual llamado “A Basic Asphalt Emulsión Manual” (Button, 2007). En 1981 se reportan
las primeras ventajas acerca del uso de las mezclas en frio; para vías con bajos volúmenes de
tráfico y largas distancias de acarreo de la mezcla, además de resaltar la diferencia de costo
económico entre las plantas convencionales de asfalto en caliente y las plantas en frio ya que esta
última no necesita una ubicación especial según la Agencia de Protección Ambiental (EPA),
debido a su falta de emisiones (Moreno & Pinzón, 2013)
Entrando hacia la década de los 90 más exactamente en 1992 y gracias a la conferencia
ambiental que se celebró, los países iniciaron reformas en su economía para reducir la emisión de
gases nocivos. Estas tendencias influyeron en la construcción de carreteras y en la fabricación y
producción de mezclas asfálticas (Senior, 2013) Más adelante en 1994 Maccarone et al. Estudio
el asfalto espumado y las mezclas asfálticas en frío y llego a la conclusión que este tipo de
13
material está ganando aceptación en todo el mundo debido a su eficiencia energética y su
reducción de emisiones. De hecho, declararon que “las tecnologías de frio representan el futuro
en revestimiento de carreteras” (Button, 2007), (Senior, 2013) En 1995 Shell y KoloViedekke,
iniciaron un programa en conjunto, para el desarrollo de un producto, y del proceso para la
fabricación de mezcla agregado-asfalto a temperaturas más bajas; obteniendo mejores
propiedades o equivalentes condiciones de desempeño, con relación a las mezclas tradicionales
en caliente (Senior, 2013; Lopera, 2011). En 1996 en Alemania se unió un grupo compuesto por
la NAPA, NIOSH, Asphalt Institute, la Laborers Health and Safety Fund of North America, y la
International Union of Operating Engineers, para establecer ciertas pautas de control para las
entidades encargadas de producir mezclas asfálticas con el objetivo de reducir la cantidad de
vapores a los que usualmente están expuestos los trabajadores (Senior, 2013; Lopera, 2011;
Moreno & Pinzón, 2013). En 1997 fue el comienzo hacia el desarrollo de una nueva alternativa
ambiental un claro ejemplo fue Sasobit® que comenzó a ser comercializado en Europa como
aditivo para la Compactación de mezclas asfálticas por Sasol Wax International AG. La
tecnología, más tarde se convirtió en el proceso de WMA. (Senior, 2013)
Jenkins et al. (1999), introdujeron un nuevo proceso que implica la elaboración de mezclas
tibias a partir de un tratamiento con asfalto espumado. Se exploraron los conceptos y posibles
beneficios de calentamiento de una amplia variedad de agregados a temperaturas por encima de
la temperatura ambiente pero por debajo de 100 °C antes de la aplicación del asfalto espumado.
Se evaluaron aspectos tales como el precalentamiento de agregados, el recubrimiento mejorado
14
de las partículas de agregado, la cohesión de la mezcla, resistencia a la tracción, y compactación.
Esto es particularmente beneficioso para las mezclas que contienen pavimento asfáltico reciclado
(RAP) (Button, 2007; Senior, 2013; Lopera, 2011).
En el año 2000 Europa y Australia, volcaron su mirada hacia las mezclas asfálticas tibias
tratando este tema las primeras conferencias de pavimentos asfalticos en Sídney, y el congreso
Eurobitume. Su documento describe un innovador proceso de WMA que fue probado en el
laboratorio y evaluado en campo a gran escala (en Noruega, Reino Unido y los Países Bajos)
enfocándose principalmente en la producción y extensión de una capa de rodadura densa.
(Button, 2007; Senior, 2013). Durante este mismo año se adelantaron diferentes estudios que
arrojaron como resultado una mezcla asfáltica tibia usando don tipo de ligantes, uno de baja y el
otro de alta viscosidad y rigidez. Con el de baja rigidez o blando se garantizaba la disminución
de la viscosidad de la mezcla, la temperatura de mezclado y el recubrimiento total del agregado,
y con el rígido se garantizaban las propiedades finales de la mezcla Hossain, et al. (2009). Hoy
en día existen productos basados en este procedimiento tales como WAM-Foam. (Moreno &
Pinzon, 2013; Senior, 2013; Button, 2007)
(Koenders et al., 2000) Afirmaron que los productos que utilizan WMA tales como
emulsiones y posiblemente otros que utilizan el agua; puede causar problemas en el sistema de
pesaje y la recogida de polvo en sistema de mezclado de la planta.
15
En 2002 NAPA (Asociación Nacional de Pavimento Asfáltico), hizo un recorrido por países
como Dinamarca, Alemania y noruega para estudiar y examinar el comportamiento de las
mezclas asfálticas tibias, de esta exploración dependía si Estados Unidos acogía este tipo de
tecnología. (Senior, 2013; Moreno & Pinzón, 2013)
En 2003 se presentaron los resultados sobre los estudias de las mezclas tibias en la
convención anual de la NAPA.
Según Barthel y Von Devivere; mediciones realizadas para Eurovia, empleando Asphal-min,
revelaron una reducción del 30 % en el consumo de energía a causa de una reducción
aproximada de 12 °C en la temperatura de la mezcla y una reducción del 75 % en las emisiones
de humus resultante de una reducción de 8 °C en la temperatura de producción. Las mediciones
en el lugar de aplicación indican una reducción en las emisiones de humus de más de 90 %,
cuando la temperatura de la mezcla se redujo de 174°C a 141°C. En todos los casos, cuando se
ha añadido Asphalt-Min, se han reducido las temperaturas de mezcla y colocación, los olores han
disminuido y las cuadrillas de mano de obra han confirmado mejores condiciones de trabajo.
(Lopera, 2011; Senior, 2013)
En 2004 se introduce los aditivos como apoyo para mejorar las mezclas tibias, las primeras
pruebas de campo fueron realizadas en Estados Unidos, Florida y Carolina de Norte. Dichos
ensayos fueron realizados a tres aditivos que fueron: Aspha-min® de la tecnología del asfalto
espumado con zeolita, Saso bit de la tecnología de los aditivos orgánicos y Eviterna™ de la
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tecnología de los aditivos químicos. Los resultados arrojados indicaban que la mezcla asfáltica
presentaba una mejor compactibilidad, y en comparación con las HMA generaban menos vacíos
con aire (Sheth, 2010; Moreno & Pinzón, 2013; Senior, 2013)
Resultados en pista experimentales de la compañía Shell dejaron ver que empleando la
tecnología de mezclas tibias se presenta un ahorro de combustible de plantas y reducciones de
CO2 de 30 %. Las mediciones de una planta en Noruega mostró que las producciones de mezclas
tibias en comparación con las mezclas convencionales en caliente dio las siguientes reducciones
en las tasas de producción idénticos: 40 % en el consumo de diésel, el 31 % de las emisiones de
CO2, el 29 % de las emisiones CO, y el 62 % en las emisiones de NOX. (Moreno & Pinzón,
2013)
En 2005 se forma un grupo de trabajo (TWG) bajo la supervisión de la NAPA, cuyo objetivo
principal es la recolección y análisis de los datos, para generar un método estándar de
especificaciones técnicas en WMA (Senior, 2013; Croteau & Tessier, 2008), mencionan que en
el año 2005 se llevaron a cabo los primeros ensayos de las WMA en Canadá. Estos se realizaron
en las ciudades de Alberta, Ontario y Quebec. Sumado a este evento, se pudo encontrar que en
este mismo año en Canadá fueron probados los sistemas de Aspha-min®, Sasobit, Evotherm,
WMA y Colas 3E DB. (Senior, 2013) En 2006 Durante la conferencia de Pavimento Asfaltico
se presenta una sesión donde se publican lineamientos sobre el funcionamiento y pruebas
ambientales realizadas por el grupo de trabajo técnico (TWG) con base en la declaración de
investigación de problemas, cuyo documento fue sometido en 2005 a evaluación por parte de la
17
AASHTO, se define como prioridad la destinación de fondos para continuar la investigación en
WMA. (Moreno & Pinzón, 2013; Senior, 2013)
En 2007 AASHTO y FHWA, realizan visitas guiadas a experiencias en WMA, en Francia,
Alemania y Noruega, se produce, Advera WMA, un producto a partir de Zeolita 30.000
toneladas colocadas en Yellowstone. En 2008 un equipo de investigadores expertos
estadounidenses visitó Bélgica, Francia, Alemania y Noruega para evaluar las diversas
tecnologías WMA con apoyo y respaldo de la Administración Federal de Carreteras de
Tecnología del Programa Internacional de Exploración. De este estudio es posible concluir que
los beneficios de las tecnologías WMA incluyen el uso reducido de combustible y las emisiones
en apoyo del desarrollo sostenible, la compactación mejorada del campo, lo que puede facilitar
mayores distancias de acarreo y mejores condiciones de trabajo. Agencias europeas esperan que
el rendimiento de las WMA sea el mismo o mejor que el de las HMA. (Senior, 2013)
Entre los años 2007 y 2010 se realizaron encuentros del Technical Working Group Meeting
(TWG), donde se trataban temas como, las tecnologías y los últimos acontecimientos, la
instalación de plantas, su operación y eficiencia, actividades de investigación, foros, experiencias
de proyectos, laboratorios, entre otros (Moreno & Pinzón, 2013; Senior, 2013) Cabe decir que en
Colombia el conocimiento sobre el tema de mezclas asfálticas tibias es nuevo y limitado dado
que no se cuenta con los equipos adecuados ni el presupuesto suficiente para profundizar en este
tipo de investigaciones. Aun así el país está entrando en la era de los pavimentos amigables con
el medioambiente y está generando investigaciones en busca de su adaptabilidad a las
18
condiciones propias del país. Además de la generación de normas técnicas para las mezclas tibias
en Colombia. Todo en busca de su pronta implementación.
En 2011 en Colombia, se logra un novedoso diseño para la elaboración de mezclas asfálticas
tibias a partir de la combinación de asfalto y aceite crudo de palma, con el cual se lograron
interesantes reducciones de temperatura en el proceso de fabricación en planta de una mezcla
asfáltica de gradación discontinua y de elaboración tibia. (Senior, 2013; Lopera, 2011)
Las pruebas de laboratorio muestran al crudo de palma como un aditivo de gran potencial
reductor de viscosidad y a su vez la mezcla producida con este refleja una buena resistencia
mecánica y desempeño producidas a menor temperatura. Además, se han generado documentos
como folletos, revistas entre las que se encuentran Asphalt Pavement Magazine y Warm Mix
Asphalt: Best Practices, guías para la construcción de las mezclas entre otros, de la NAPA.
Eventos como conferencias y encuentros organizados por la NAPA, el FHWA, el TGW y
fabricantes de las tecnologías, se han vuelto comunes y tienen como fin dar a conocer los
progresos, las nuevas ideas, y así aportar al desarrollo de las WMA, pues hoy en día se han
vuelvo más populares en el mundo. (Senior, 2013)
19
2.4. Conceptos
2.4.1 Pavimento
Estructura vial formada por una o varias capas de materiales seleccionados que se soportan
sobre el terreno natural o subrasante ver (ilustración 1). Los esfuerzos que generan las cargas
vehiculares se disipan a través de cada una de las capas de la estructura. Cada una de las capas de
la estructura debe resistir las cargas impuestas por el parque automotor y la influencia del
medioambiente (Rondón, 2014).
Ilustración 1. Estructura de Pavimento
Fuente: Generalidades de los Pavimentos.
2.4.2 Clases de Pavimentos
Los pavimentos se pueden subdividir en cuatro clases según su material. A continuación se
mencionan aclarando que este documento se centrara en los pavimentos flexibles.
20
Pavimento flexible
Pavimento Articulado
Pavimento Rígido
Pavimento Semirígido
2.4.2.1 Pavimento flexible
Estructuras formadas por una carpeta asfáltica soportada por una o varias capas de gran
flexibilidad (materiales granulares no ligados). Ver (ilustración 2), Los esfuerzos se transmiten al
terreno de fundación mediante un mecanismo de disipación de tensiones, las cuales van
disminuyendo paulatinamente con la profundidad.
La carpeta asfáltica puede estar conformada por la carpeta de rodadura, base intermedia y la
base asfáltica. Esta siempre debe presentar capa de rodadura. Esta capa formada por otras capas
de materiales granulares seleccionados ligados con asfalto (mezcla asfáltica) que conforman la
superficie de rodadura del pavimento, debe proporcionar una superficie de rodadura suave y
segura su función principal es netamente estructural que a su vez debe impermeabilizar el
pavimento (Rondón, 2014).
21
Ilustración 2. Estructura de Pavimento Flexible
Fuente: Generalidades de los Pavimentos.
2.4.3 Asfaltos
Los asfaltos son una mezcla compleja de hidrocarburos de peso molecular elevado, que se
presenta en forma de cuerpo viscoso más o menos elástico, no cristalino y de color negro. Son
productos de la destilación natural o artificial del petróleo. Es el residuo sólido que queda una
vez que se hayan extraído los componentes más ligeros y volátiles del petróleo. Aunque el
asfalto puede considerarse como un desecho, también puede verse como un producto de gran
calidad, sobre el que se fundamenta gran parte de la construcción de los firmes flexibles,
denominados también firmes asfálticos o firmes bituminosos, en virtud de este dúctil, flexible y
tenaz material que los constituye y caracteriza.
22
2.4.3.1 Caracterización del Asfalto
Dentro de las características más representativas a tener en cuenta para el asfalto están:
Consistencia: hace referencia a la dureza del material, la cual depende de la temperatura.
A altas temperaturas se considera el concepto de viscosidad para definirlas.
Durabilidad: es la capacidad para conservar sus propiedades con el paso del tiempo y la
acción de agentes envejecedores.
Viscosidad: propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica
una fuerza, es importante mencionar que la viscosidad es inversamente proporcional a la
temperatura; a mayor temperatura menor es su viscosidad.
Elasticidad: propiedad que tienen los materiales para recuperar su forma al finalizar o
disminuir la larga que los modifica.
Resistencia al corte: es la capacidad de resistencia a altas temperaturas, la cual se
determina con un reómetro de corte dinámico, que es el aparato que imprime una fuerza
cortante cosenoidal con al que se miden dichas resistencias.
2.4.4 Mezclas asfálticas
La mezcla asfáltica es una combinación de cemento asfaltico y agregados pétreos en
proporciones exactas y previamente especificadas. Dependiendo de las cantidades de estos
23
materiales se determina las características de las muestras. Las mezclas asfálticas se pueden
producir en Caliente o en Frio, las más comunes y utilizadas para pavimentación de carreteras
son las mezclas en caliente cuya definición es encontrar más adelante. Asociación de Productores
y Pavimentadores de Colombia (ASOPAC, 2004).
Las mezclas asfálticas se dividen en:
MDC (Mezcla Densa en Caliente)
MSC (Mezcla Semidensa en caliente)
MGC (Mezcla Gruesa en Caliente)
MAM (Mezcla Alto Modulo)
2.4.4.1 Características de las mezclas asfálticas
Estabilidad: Es la capacidad para resistir la deformación bajo las cargas del tránsito.
Durabilidad: Es la capacidad para resistir la acción de los agentes climáticos y del
tránsito, que se observa en desintegración del agregado, cambios en las propiedades del
asfalto y separación de las películas de asfalto.
Impermeabilidad: Es la resistencia al paso de aire y agua hacia el interior del pavimento.
24
Flexibilidad: Es la capacidad del pavimento para acomodarse sin agrietamientos, a
movimientos y asentamientos graduales de la subrasante.
Resistencia a la fatiga: Es la resistencia a la flexión repetida bajo las cargas de tránsito.
Expresa la capacidad de la mezcla a deformarse repetidamente sin fracturarse.
Resistencia al deslizamiento: Capacidad de proveer suficiente fricción para minimizar el
deslizamiento de las ruedas de los vehículos, particularmente cuando la superficie está
húmeda. (Quintero Franco J.D., Garcia Mesa H., 2007).
2.4.4.2 Propiedades de las mezclas asfálticas
Densidad de la mezcla: Es el peso de un volumen específico de mezcla. La densidad
obtenida en el laboratorio es la densidad patrón y la densidad obtenida in-situ se expresa
como un porcentaje de la misma. Una densidad alta en u pavimento terminado se traduce
en una mayor durabilidad.
Vacíos: Los vacíos en el agregado mineral pueden llenarse de aire o de asfalto. Es
importante tener una pequeña cantidad de vacíos con aire por donde fluya el asfalto
durante la compactación producida por el tránsito, pero no demasiados para evitar la
filtración de agua que cause deterioro.
25
Contenido de asfalto: Es el componente más importante. Debe ser determinado en
laboratorio y controlado en obra. Mientras más gruesa sea la película de asfalto que cubre
las partículas de agregado, más durable será la mezcla.
Envejecimiento de mezclas asfálticas: Existe otra característica especial de los asfaltos.
Debido a que los componen moléculas orgánicas, reaccionan con el oxígeno del medio
ambiente, esta se llama oxidación y cambia la estructura y composición de las moléculas
de asfalto; puede provocar que se haga más duro o frágil, dando origen al término
“endurecimiento por oxidación” o “endurecimiento por envejecimiento”. Este fenómeno
ocurre en el pavimento a una velocidad relativamente baja, si bien es mucho más rápido
en un clima cálido que en uno frio. Así, el endurecimiento por oxidación es estacional,
siendo más marcado en el verano que en el invierno.
Debido a este endurecimiento, los pavimentos asfalticos nuevos pueden ser propensos a este
fenómeno si no se compactan adecuadamente. En este caso, la falta de compactación origina un
alto contenido de vacíos en la mezcla, lo que facilita el ingreso de una mayor cantidad de aire a
la mezcla asfáltica, e incrementar el endurecimiento por oxidación. La oxidación se produce más
rápidamente a altas temperaturas. Es por ello que parte del endurecimiento ocurre durante el
proceso de producción, cuando es necesario calentar el cemento asfaltico para permitir el
mezclado y compactación. En resumen podemos decir que la mezcla asfáltica sufre dos periodos
de envejecimiento; uno a corto plazo y otro a largo plazo. El primero representado en el tiempo
26
de elaboración, transporte, extensión y compactación de la mezcla asfáltica; el segundo
representado en el tiempo de servicio de la mezcla. (Quintero Franco J.D., Garcia Mesa H.,
2007)
2.4.5 Mezclas Asfálticas Modificadas
Los asfaltos modificados son aquellos que sufren variación en su composición ya sea por
adición de un nuevo componente o por remplazo en ciertos porcentajes de otros. El objetivo de
realizar este procedimiento es mejorar las características mecánicas de las mezclas. El realizar
modificaciones incorporando productos como polímeros, caucho, icopor, plástico, Escoria, etc. Y
adicionar aditivos puede lograr que las mezclas:
Sean más flexibles a temperaturas más bajas.
Sean más resistentes a las deformaciones.
Minimicen los problemas ambientales en el proceso de colocación y compactación.
Mejoran el comportamiento general en toda la estructura.
Disminuya costos a la hora de fabricación y extensión.
Disminuya su susceptibilidad a la temperatura y humedad.
Reduzcan el agrietamiento.
27
Sean más durables. Entre otros. (Muñoz, 2012)
2.4.6 Cemento Asfaltico
Es un ligante proveniente de la destilación del petróleo crudo, ya sea en forma natural o
industrial. Es un aglomerante resistente, adhesivo, altamente impermeable y duradero que
proporciona gran flexibilidad a las mezclas. Entre sus funciones está la de impermeabilizar la
superficie de la estructura, proveer cohesión a los materiales granulares para conformar mezclas
asfálticas. (Rondón, 2014)
El cemento asfaltico es un material termoplástico, se endurece (viscoso) a medida que la
temperatura disminuye y se ablanda (fluido) cuando la temperatura aumenta. (ASOPAC, 2004)
En Colombia se producen tres tipos de cemento asfaltico:
CA 80-100
CA 60-70
CA 40-50
2.4.7 Agregados Pétreos
Un agregado pétreo es un material mineral duro e inerte, usado en forma de partículas
gradadas o fragmentos, como parte de un pavimento flexible. Los agregados se usan tanto en las
capas de base granular como para la elaboración de la mezcla asfáltica. El agregado constituye
28
entre el 90 y 95% en peso y entre el 75 y 85% en volumen en la mayoría de las estructuras de
pavimento. Esto hace que la calidad del agregado usado sea un factor determinante en el
comportamiento del pavimento. Los agregados pueden ser naturales o procesados. De acuerdo
con su tamaño, se dividen en gravas, arenas y relleno mineral (llenante mineral o filler). Los
materiales pueden ser producidos en canteras abiertas o tomados de la ribera de los ríos (cantera
de río). En este último caso son agregados pétreos aluviales. Los agregados procesados son
aquellos que han sido triturados y tamizados antes de ser usados. La roca se tritura para volver
angular la forma de la partícula y para mejorar la distribución (gradación) de los tamaños de las
partículas (ASOPAC, 2004).
Los ensayos más utilizados para caracterizar agregados pétreos son:
Resistencia al desgaste en la máquina de Los Ángeles (AASHTO T 96, INV. E-218, 219).
Micro-Deval (AASHTO T327, INV. E-238).
10% de finos (DNER-ME 096, INV. E-224).
Pérdida en ensayo de solidez frente a la acción de las soluciones de sulfato de sodio o de
magnesio (AASHTO T 104, INV. E-220).
Caras fracturadas a una y dos caras (ASTM D 5821, INV. E-227).
Índice de Aplanamiento y Alargamiento (NLT 354- 91, INV. E-230).
29
Partículas planas y alargadas (ASTM D 4791, INV. E-240).
Angularidad (ASTM C 1252, INV. E-239).
Adhesividad Riedel Webber (NLT 355/93, INV. E-774).
Adhesividad “Stripping” (AASHTO T 182, INV. E-737).
Contenido de impurezas (UNE 14613, INV. E-237).
Valor de azul de metileno (AASHTO TP 57, INV. E–235).
Equivalente de arena (AASHTO T 176, INV. E–133).
Índice de plasticidad – IP (AASHTO T 89, INV. E–125, 126).
2.4.7.1 Caracteristicas de los agregados petreos
Las características principales a evaluar en los agregados pétreos destinados para la
construcción de pavimentos son las siguientes:
Forma y angulosidad: de acuerdo a su forma se pueden clasificar en redondeadas,
irregulares, angulares, lajosas y alargadas. Como aspecto importante a tener en cuenta se
refiere a los agregados de forma lajosa y alargada, ya que estas afectan
fundamentalmente, al esqueleto mineral ya que pueden romperse con facilidad al
30
momento de la compactación o después bajo la acción del tráfico, modificando de esta
forma la granulometría inicial, por tal razón los agregados pétreos ideales son aquellos
con una alta proporción de partículas aproximadamente equidimensionales (cuboides).
Resistencia al desgaste: la resistencia mecánica del esqueleto mineral es un factor
predominante en la evolución del comportamiento de una capa de firme después de su
puesta en servicio. Es así como mediante la realización de ensayos de laboratorio se
preparan muestras con granulometrías próximas a las puestas en obra, sometiéndolas a un
desgaste que de forma indirecta, nos proporciona la resistencia mecánica del material. La
prueba de los Ángeles es un ejemplo de este tipo de ensayos.
Resistencia al pulimiento: es la resistencia a perder su aspereza en su textura superficial,
la cual es de gran importancia desde el punto de vista de su resistencia al deslizamiento
cuando dichas partículas son usadas en capas de rodadura.
Adhesividad y resistencia al desplazamiento: esta característica de los agregados pétreos
con los ligantes asfalticos es de gran importancia debido a que se presentan fenómenos
físicos como la textura del agregado, la porosidad del mismo, viscosidad y tensión
superficial del ligante, espesor de la película del ligante, etc. Y a su vez factores químicos
relativos al ligante y al agregado. En los pavimentos aparte de cuidar y verificar que el
ligante asfaltico moje al agregado, de debe tener en cuenta la posibilidad de que el agua
31
en combinación con la acción del tráfico, perturbe la adhesividad, desplazando el ligante
asfaltico de la superficie de los agregados quedando descubierta.
Plasticidad y limpieza: para que el comportamiento del agregado pétreo se adecuado en
una capa de firme, debe está libre de partículas de naturaleza orgánica, polvo o arcillas, a
la vez se establece por normativa que los finos tengan reducida su plasticidad o en la
mayoría de los casos que no sean plásticos.
Alterabilidad: los fallos detectados en los firmes al poco tiempo de su puesta en servicio,
comúnmente son ocasionados por procesos de alteración de los agregados debido alguna
reacción química con alguno de los componentes de los ligantes asfalticos, por la acción
de las heladas o simplemente por la presencia de agua; de ahí la necesidad de evaluar la
alterabilidad mediante procedimientos que puedan señalar a título indicativo análisis
petrográficos, acción de soluciones salinas o de agua oxigenada, ciclos hielo deshielo,
inmersión en agua y ciclos de humedad-sequedad.
Resistencia al desprendimiento: hace referencia a la separación física producto de los
defectos de adhesión al quebrarse las fuerzas de unión entre los agregados y su cubierta
de conglomerante asfaltico, en otros términos es la falla mecánica por desgaste y
desflecado de la superficie.
Aptitud para contribuir a la resistencia y rigidez de la mezcla en conjunto: esta propiedad
aplica tanto a los agregados gruesos finos y polvo mineral; siempre que cumpla que la resistencia
32
y durabilidad intrínseca de las partículas del agregado es la adecuada a las propiedades de la
masa de agregados de entrecruzado y rozamiento interno. Este respecto tanto la angularidad
como la irregularidad de la textura superficial contribuyen en gran medida a las resistencias
mecánicas y a la deformación de la mezcla asfáltica. (Padilla Rodriguez, 2003)
2.4.8 Escoria de alto horno
2.4.8.1 Alto horno
Un alto horno es una instalación industrial dedicada a la producción de Arrabio que es un
material que está formado por aproximadamente 96% de hierro y el restante de carbono que
proporciona un punto de fusión más bajo que el del acero. El alto horno es el elemento central de
las siderúrgicas integrales que produce acero a partir del mineral del hierro o chatarra férrica.
Está constituido por dos troncos en forma de cono unidos por sus bases mayores. Mide de 20 a
30 metros de alto y de 4 a 9 metros de diámetro; su capacidad de producción puede variar entre
500 y 1500 toneladas diarias.
2.4.8.2 Partes de un Alto Horno
Tragante: Está ubicada en la parte superior del horno y permite la entrada de los materiales
necesarios para producir arrabio (mineral de hierro, carbón de coque y piedra caliza), dispone de
una válvula que impide la salida a la atmosfera de los gases.
33
Cuba: Tiene forma troncocónica y constituye la parte superior del alto horno.
Etalaje: Está separada de la cuba por la zona más ancha de esta última parte, llamada vientre.
El volumen del etalaje es mucho menor que el de la cuba. La temperatura de la carga es muy alta
(1500 ºC) y es aquí donde el mineral de hierro comienza a transformarse en acero. La parte final
del etalaje es más estrecha.
Crisol: Bajo el etalaje se encuentra el crisol, donde se va depositando el metal líquido. Por un
agujero, llamado piquera de escoria por este se extrae la escoria. Por un orificio ubicado en la
parte baja del mismo, denominada piquera de arrabio sale el hierro líquido, llamado arrabio, el
cual se conduce hasta unos depósitos llamados cucharas. Así pues, el producto final del alto
horno se llama arrabio, también llamado hierro colado o hierro de primera fusión.
Tubo de salida de gases: Los gases que salen por estos tubos están calientes y compuestos
por gases combustibles que permiten calentar el aire de entrada en el alto horno mediante las
torres de cowper.
Torres de Cowper: En el interior de estas torres se queman los gases que se envían a una
chimenea y a la vez transfieren una parte de este calor al aire que se introduce mediante las
toberas en el alto horno.
34
Ilustración 3. Esquema de las partes de un Alto horno
Fuente: iposdehornos-procesos.blogspot.com.co
2.4.8.3 Escoria de alto horno
La escoria se encuentra definida como uno de los principales residuos generados en los
procesos siderurgicos, considerada una materia prima no natural de bajo costo con posibilidades
de ser utilizado como insumo en otros procesos. Se forma por la fusión de todas las impurezas
presentes en el mineral derretido junto a la adicion de la piedra caliza (Ver Ilustracion 4).
Ilustración 4 Esquema Conformación de la escoria
Fuente: Propia
IMPURESAS EN EL MINERAL DERRETIDO PIEDRA CALIZA ESCORIA
35
El proceso lento de enfriamiento de la Escoria Enfriada al Aire hace que sus componentes
vayan formando distintas fases cristalinas y alveolares constituyendo una estructura
termodinámica más estable pero perdiendo sus propiedades de aglomerante hidráulico. Se
distribuye en capas no mayores de 15 cm de espesor, luego de enfriada se retira y se tritura hasta
el tamaño buscado. En el uso de este tipo de materiales es aconsejable mantener un acopio en un
tiempo prudencial mayor a los ocho meses, para asegurar la finalización de cualquier tipo de
proceso que haya quedado inconcluso, por otro lado es importante conocer químicamente los
porcentajes de los elementos constitutivos con el fin de encuadrarse dentro de las normas. Para
su inclusión en hormigones de escoria enfriada al aire es importante determinar el tenor de agua
a incorporar para llevar la escoria al estado de saturado superficie seca dado que la misma se
encuentra en un estado natural de humedad. Uno de los aspectos a tener en cuenta en la escoria
es controlar el contenido de sulfuro de hierro dado que con una excesiva presencia de este y en
determinadas condiciones puede convertirse en sulfato y atacar al hormigón y afectar a la
durabilidad, a su vez puede presentar una coloración no adecuada. (Muñoz, 2012)
De acuerdo con la etapa del proceso en la que se genera las escorias se pueden clasificar
como:
Escoria Negra: Resultante del proceso de fusión.
Escoria Blanca: Generada en el afino.
36
En Colombia y de acuerdo al decreto 4741 de 2005 la Escoria no es clasificada como un
residuo peligroso por lo que se puede buscar alternativas de aprovechamiento.
Fotografía 1 Escoria de alto horno utilizada en el proyecto
Fuente: Propia
2.4.8.4 Características de la Escoria
La escoria granulada presenta una superficie con textura rugosa y de forma cubica y angular, a
la vez posee propiedades mecánicas muy favorables para su uso como agregado, entre ellas
tenemos una excelente resistencia a la abrasión, dureza y resistencia. Debido a su alta capacidad
calórica la escoria puede retener calor por períodos de tiempo más largos que los agregados
naturales convencionales, lo cual hace de esta característica una gran ventaja al momento de
mezclarse con asfalto. (CEPEX, 2011).
37
2.4.8.5 Ensayos realizados con Escoria
De acuerdo a estudios previos en otros países los principales ensayos de laboratorio realizados
en este material con fines constructivos para carreteras son: (CEPEX, 2011)
Granulometría.
Densidad aparente.
Peso especifico
2.4.8.6 Principales usos de la escoria
Después de la primera guerra mundial y como consecuencia del incremento de la producción
siderúrgica se empezaron a aprovechar las escorias de alto horno, siendo uno de los principales
destinos su utilización como agregado en los firmes de carreteras. Desde entonces el
sorprendente aumento de la producción y la evolución de las características estructurales de
bases y pavimentos, han modificado las exigencias de este material industrial y dado lugar a una
diversidad de usos. Las escorias reúnen una serie de cualidades muy interesantes para su empleo
en firmes de carretera. Las propiedades hidráulicas que dan rigidez a las capas de base, la forma
aristada de sus elementos, su limpieza por estar exentas de materia orgánica o terrosa, su buena
adhesividad a los ligantes bituminosos y la rugosidad permanente son propiedades de destacado
interés en la técnica de los afirmados. (Llamarez, 2015)
38
El uso de la escoria granulada de alto horno en Colombia aun no es empleado para fines
constructivos de bases y pavimentos, lo cual es un buen comienzo para incursionar en el
aprovechamiento de este subproducto que posee grandes características funcionales y
económicas.
2.4.8.7 Composición química y mineralógica de la escoria de alto horno
Las escorias siderúrgicas de alto horno son el resultado de la combinación de la ganga acida
"arcillosa" del material de hierro y de las cenizas de azufre del coque (igualmente de carácter
ácido), con la cal y la magnesia (ambos compuestos básicos) de las calizas más o menos
dolomíticas utilizadas como fundentes.
La combinación de los óxidos ácidos (SiOg y AI2O3) y óxidos básicos (CaO y MgO), y la
formación de los constituyentes de la escoria tiene lugar por fusión a alta temperatura («
1.600°C), y enfriamiento del magma fluido desde 1.400°C hasta temperatura ambiente. Estos
subproductos industriales están constituidos tanto por fases vitreas como cristalinas. Las escorias
con altos contenidos en material vítreo son de naturaleza más acida. Existen diferentes procesos
de granulación ó peletización que tienen como objetivo conseguir una escoria con una elevada
proporción de fase vítrea. Una escoria granulada normal tiene un contenido en materia vítrea
entre el 85-95 % en peso. (Puertas, 1993)
39
Tabla 2 Composición química de la escoria de alto horno
Fuente: Departamento de laboratorio, Siderúrgica Paz del río
2.4.8.8 Comportamiento hidráulico de las escorias de alto horno: influencia de la
estructura y composición
Las escorias de alto horno, y más concretamente las granuladas o peletizadas, tienen
capacidad hidráulica latente o potencial, es decir, que finamente molidas y amasadas con agua
son capaces de fraguar y endurecer. Esta capacidad hidráulica potencial de las escorias está muy
atenuada y se manifiesta con lentitud, precisando de ciertos activadores para acelerar sus
reacciones de hidratación. Los parámetros que influyen sobre el comportamiento hidráulico de la
escoria son: el contenido en fase vítrea, la composición química, la finura y los métodos y/o
sustancias de activación. La relación entre composición, estructura y actividad hidráulica de las
escorias han sido ampliamente estudiadas por Yuan Runzhang y Col. (7, 8,9). Los resultados
obtenidos han demostrado que dicha actividad hidráulica depende principalmente de su
estructura; y que la estructura de la escoria está íntimamente relacionada con su composición
química y su historia térmica.
40
2.4.8.9 Generación de Escoria.
En Colombia se genera gran cantidad de Escoria, que requiere procesos que permitan su
reutilización de manera que se evite su acumulación en sitios de almacenamiento dentro de las
plantas de producción siderúrgica. (Ver ilustración 5).
Ilustración 5. Procesamiento de la Escoria.
Fuente: Tesis de Grado ‘’ANÁLISIS DE LA VALORIZACIÓN DE ESCORIAS NEGRAS COMO MATERIAL
AGREGADO PARA CONCRETO EN EL MARCO DE LA GESTIÓN AMBIENTAL DE LA SIDERÚRGICA
DIACO. MUNICIPIO TUTA BOYACÁ. ’’
2.4.9 Mezclas asfálticas densas en caliente
La mayor parte de las mezclas que se utilizan en el mundo para conformar capas asfálticas en
este tipo de estructuras viales son las denominadas concreto asfáltico o mezclas del tipo denso y
41
en caliente (MDC, MSC, MGC o MAM de acuerdo con las especificaciones del Instituto
Nacional de Vías – INVIAS, 2013 o internacionalmente conocidas como HMA por sus siglas en
inglés).
Estas mezclas asfálticas son denominadas pavimentos flexibles siendo estructuras viales que
se soportan sobre capas granulares no tratadas. Las mezclas en caliente usan como ligante
Cemento Asfaltico (CA) y son premezcladas y por lo general, bien diseñadas y fabricadas, son
de buena resistencia mecánica, durabilidad y de buen comportamiento in situ. Estas pueden ser
utilizadas para conformar diferentes subcapas dentro de la capa asfáltica (Capa de Rodadura,
Base Intermedia y Base Asfáltica). Sin embargo este tipo de mezcla tiene una gran limitación o
problema como la fabricación en planta y la construcción In Situ a muy altas temperaturas
(fabricación entre 150°C y 170°C y compactación in situ entre 120°C y 150°C), en consecuencia
generando la emisión de gases a la atmosfera producto de sus componentes volátiles altamente
contaminantes, que afectando manera excesiva y perjudicial al medio ambiente, esto como
resultado de la gran cantidad de energía utilizada para calentar los materiales necesarios
utilizados en el diseño de mezclas asfálticas en caliente (HMA), tal como lo describe (Rondón,
2014)
2.4.10 Mezclas Asfálticas tibias
Se denomina mezcla asfáltica tibia (WMA) a aquella que mediante el uso de diferentes
técnicas, logra reducir las temperaturas de mezclado y compactación de una mezcla asfáltica
42
caliente sin alterar significativamente sus propiedades mecánicas. De acuerdo con (Bonaquist
2011; Sterling, 2012), la disminución mínima de la temperatura de fabricación de mezcla en la
planta de asfaltos debe ser de 28°C para denominarse mezcla WMA. La reducción de las
temperaturas de mezclado y compactación traen consigo una disminución en la energía requerida
para la elaboración de la mezcla y de las emisiones a la atmósfera (Romier et al., 2006;
Kristjansdottir et al. 2007; Wasiuddin et al. 2007; Chowdhury; Button, 2008; Biro et al., 2009;
Tao et al., 2009; Bonaquist, 2011; Rondón, 2014)
De acuerdo con (Gandhi 2008; Hearon & Diefenderfer 2008), las temperaturas de mezcla y
compactación de WMA están entre 90°C y 130°C y 100°C a 135°C respectivamente.
Investigadores como (Goh y You 2008; Yan et al. 2010; Mogawer et al. 2013) mencionan, que la
temperatura de fabricación de mezclas WMA se encuentra en un rango entre 17°C a 56°C y
30°C a 50°C menor que aquella requerida para manufacturar mezclas HMA. Una observación
similar es reportada por (Silva et al. 2010) quien menciona, que dicha disminución alcanza los
40°C. Según (APAO 2003; Chowdhury & Button 2008; You y Goh 2008), mezclas WMA
generan menores emisiones contaminantes durante su proceso de fabricación y construcción en
comparación con mezclas HMA, y el ahorro de energía es de aproximadamente 30%.
Blankendaal et al. (2014), empleando un modelo de evaluación de ciclo de vida (life-cycle
assessment - LCA) reportaron, que emplear mezclas WMA en vez de HMA disminuye el
impacto ambiental negativo de estas últimas en un 33%. (Rondon, 2014)
43
Ilustración 6 Tecnologías y ventajas medio-ambientales para la producción de Mezclas Asfálticas (Olard, y
Noan, 2008).
Fuente: Desarrollo de una Mezcla Asfáltica Tibia Reciclada bajo Criterios Técnicos y Medioambientales
Entre las ventajas del empleo de esta tecnología en comparación con las mezclas HMA son:
Extensión y compactación en ambientes más fríos (Goh y You, 2008; Hearon y Diefenderfer,
2008; Ran et al., 2010).
Reducen el consumo de combustible y las emisiones en planta (Goh y You, 2008;). Lo
anterior genera que las plantas de producción de mezcla se puedan ubicar en lugares más
cercanos a las ciudades. De acuerdo con Robjent y Dosh (2009), la reducción en combustibles se
encuentra entre 20% a 35%, pero a corto plazo podría ser superior a 50%. Estakhri et al. (2009)
mencionan que la reducción de CO2, SO2, compuestos orgánicos volátiles, CO, NOx y cenizas
es de 30–40%, 35%, 50%, 10–30%, 60–70% y 20–25% respectivamente. Adicionalmente
44
reportan un ahorro en costo de combustibles superior al 40% y dicho ahorro es mayor cuanto
más costoso sea el combustible en determinado país.
Reducen el desgaste de las plantas (Hurley & Prowell, 2006; Biro et al., 2009; Gandhi y
Amirkhanian, 2008).
Menor oxidación y envejecimiento a corto plazo del ligante asfáltico por las menores
temperaturas durante el proceso de fabricación de la mezcla, lo cual puede incidir en un aumento
en la resistencia a fatiga y al agrietamiento por bajas temperaturas (Gandhi & Amirkhanian,
2008; Hearon & Diefenderfer, 2008; Estakhri et al., 2009; Robjent & Dosh, 2009; Ran et al.,
2010).
Disminución de la viscosidad del ligante asfáltico (Goh & You, 2008; You & Goh, 2008), lo
que redunda en una apertura más pronta de la vía pavimentada y mejoramiento de la
trabajabilidad (Goh & You, 2008; You & Goh, 2008; Estakhri et al., 2009; Robjent & Dosh,
2009; Yan et al., 2010).
La reducción de las temperaturas de mezclado y compactación potencian la utilización de
estas mezclas para la construcción de capas asfálticas delgadas (Tao et al., 2009; Yan et al.,
2010).
45
Mayor posibilidad de utilizar el ligante de las WMA para procesos de fabricación de mezclas
asfálticas recicladas (Estakhri et al., 2009).
Algunas de las desventajas reportadas sobre el uso de esta tecnología son:
No existe un procedimiento de diseño de mezcla estandarizado (Bonaquist, 2011).
Reciente utilización (Vaitkus et al., 2009).
En algunas ocasiones, las propiedades mecánicas de las mezclas WMA son de menor
especificación o calidad en comparación con las de mezclas HMA (Vaitkus et al., 2009).
Las propiedades de las mezclas WMA dependen del tipo de aditivo utilizado o del método de
fabricación.
Los ligantes asfálticos tienden a generar los mismos problemas que las emulsiones y los
asfaltos rebajados, tales como mezclas con mayores vacíos con aire, mayores tiempos de
rigidización y tendencia a ser utilizados principalmente para producción de mezclas gruesas o
abiertas.
En algunas ocasiones el ahorro de combustibles y energía no se ve compensado con el costo
extra que se genera por la producción del ligante y aditivos necesarios para la mezcla WMA
(Gandhi y Amirkhanian, 2008; Biro et al., 2009; Vaitkus et al., 2009).
46
Las menores temperaturas de fabricación pueden generar que el secado del agregado pétreo
no sea suficiente, produciendo pérdida de adherencia en la mezcla (Vaitkus et al., 2009; Xiao et
al., 2010). Lo anterior genera en algunos casos la necesidad de utilizar aditivos especiales para
mejorar dicha adherencia.
Estados del conocimiento sobre el estudio de mezclas WMA puede ser consultado en
(Chowdhury & Button 2008; You & Goh 2008; Vaitkus et al. 2009; Rondón, 2014)
2.5 Normatividad
2.5.1 Manejo ambiental
La producción de mezclas asfálticas y construcción de carreteras implica no solo un costo
económico también un costo ambiental por ende se debe manejar acorde a las normas
ambientales establecidas en este caso la guía ambiental a seguir es la propuesta por INVIAS en
su artículo 400-07.
Todas las labores referentes a las actividades que son objeto de los Artículos del Capítulo 4 de
estas Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras se deberán realizar teniendo en
cuenta lo establecido en los estudios o evaluaciones ambientales del proyecto y las disposiciones
vigentes sobre la conservación del medio ambiente y de los recursos naturales.
47
Estas actividades implican el manejo de ligantes asfálticos, agregados pétreos y los
tratamientos o mezclas elaboradas con ellos. Algunos de los cuidados relevantes en relación con
la protección ambiental se describen a continuación, sin perjuicio de los que exijan los
documentos de cada proyecto particular o la legislación ambiental vigente.
En caso de contradicciones con lo indicado en el presente numeral prevalecerán, en su orden,
la legislación ambiental y lo indicado en los documentos del proyecto (INVIAS, 2007)
2.5.2 Plantas de mezcla en caliente
Ninguna planta de mezcla se podrá instalar a menos de doscientos metros (200 m),
medidos desde el mezclador, de residencias, clínicas, colegios, y otras construcciones
comunitarias.
Se deberán operar con un combustible ambientalmente autorizado.
Se deberá mantener la presión negativa en el tambor secador cuando la planta esté en
operación, para evitar emisiones de partículas a la entrada y a la salida de ésta.
En las plantas discontinuas, se deberán dotar al sistema de clasificación en caliente y al
mezclador, de sistemas de escape hacia los dispositivos de control de polución de aire,
para evitar la emisión de vapores y partículas a la atmósfera.
48
Los silos de almacenamiento de la llenante mineral deberán disponer de un sistema
propio de filtración en seco.
Se deberán adoptar procedimientos operacionales que eviten la emisión de partículas
provenientes de los sistemas de limpieza de los filtros de mangas y de reciclado del polvo
mineral.
2.5.3 Ventajas ambientales
De acuerdo a la literatura consultada se puede resaltar como una de las principales ventajas al
emplear la tecnología WMA es la reducción de emisiones por parte de la planta productora de
asfalto, siendo esto así estas plantas se podrían ubicar más cerca a los centros poblado y por
consiguiente la reducción de combustible en el transporte de la mezcla disminuiría a la par.
Según (Lyndon Robjent P.E., Wayne Dosh, 2009) la reducción en combustibles se encuentra entre
20% a 35%, pero en algunas ocasiones podría ser superior a 50%.
Al comparar las mezclas asfálticas calientes con las mezclas asfálticas tibias se encuentra que la
reducción de CO2, SO2, compuestos orgánicos volátiles, CO, NOx y cenizas es de 30%–40%, 35%,
50%, 10%–30%, 60%–70% y 20%–25% respectivamente. (Estakhri, C. K., Cao, R., Alvarez, A. and
Button, J. W, 2009). Esta reducciones se hacen aun mas notorias dea cuerdo al metodo de diseño que
se utilice y las modificaciones que se realicen citando uno de los metodos utilizados ya en otros
paises como el modelo Building for Environmental and Economic Sustainability (BEES 4.0), logró,
que las mezclas WMA generan, en comparación con mezclas HMA, una reducción del 24%, 18% y
49
15% en el impacto de la contaminación del aire, el consumo de combustible fósil y los impactos
negativos ambientales totales respectivamente (Hassan, 2010) (Rondon, 2014). Aunque se han
observado grandes beneficios en este campo los estudios realizados hasta ahora son escasos dejando
un tema y un campo abierto a la investigación.
50
3. METODOLOGÍA
Inicialmente para este trabajo, se hizo una revisión bibliográfica de las mezclas asfálticas
tibias (WMA), de sus ventajas y desventajas, además de la procedencia de la escoria de alto
horno de su composición y comportamiento, de esta manera se integró la información al
documento dando un panorama más amplio acerca de la implementación y viabilidad de las
mezclas asfálticas tibias en combinación con la escoria para la producción de mezclas amigables
con el medio ambiente y económicas para Colombia. Paralelo a esta etapa se ejecutaron los
ensayos de laboratorio donde se caracterizaron el cemento asfaltico, los agregados pétreos y se
empleó el ensayo Marshall (INV. E-748-13) para determinar el contenido óptimo de asfalto y la
evaluación de la resistencia mecánica bajo carga monotónica de las mezclas asfálticas
modificadas con el aditivo HUSIL y la escoria de alto horno. A continuación se describe la
metodología, material, información y equipos utilizados en el desarrollo de este estudio.
3.1. Agregado Pétreo
Para ese trabajo de grado el agregado pétreo es procedente de la planta de asfalto
CONCRESOL S.A. y la granulometría empleada se especifica en la tabla 3.
51
Tabla 3. Granulometría de la mezcla MDC-25
MEZCLA TIPO MDC-25
Tamiz Tamiz [mm] % Pasa % Retenido
1" 25.00 100.0 0.0
3/4" 19.00 87.5 12.5
1/2" 12.50 76.0 11.5
3/8" 9.50 68.5 7.5
4 4.75 51.0 17.5
10 2.00 37.0 14.0
40 0.43 19.5 17.5
80 0.18 12.5 7.0
200 0.075 6.0 6.5
FONDO
0.0 6.0
100.0
Fuente: Laboratorio de suelos
Uno de los objetivos de este estudio es remplazar parte de los agregados pétreos por escoria
de alto horno, por lo tanto para este trabajo se eligieron los tamices números (4, 10, 40) que
representa el (17.5 %, 31.5 % y 49 %) de escoria. Esta información está contenida en la tabla 4.
52
Tabla 4 Granulometría con escoria de alto horno para mezcla tipo
MDC-25
MEZCLA TIPO MDC-25
Tamiz Tamiz [mm] % asa % Retenido 60 g de CA
1" 25.00 100.0 0.0 0.0
3/4" 19.00 87.5 12.5 142.5
1/2" 12.50 76.0 11.5 131.1
3/8" 9.50 68.5 7.5 85.5
4 4.75 51.0 17.5 199.5
10 2.00 37.0 14.0 159.6
40 0.43 19.5 17.5 199.5
80 0.18 12.5 7.0 79.8
200 0.075 6.0 6.5 74.1
FONDO 0.0 6.0 68.4
100.0 1140
Fuente: Laboratorio de suelos
Para el agregado pétreo antes mencionado se le realizaron los siguientes ensayos,
siguiendo las especificaciones del Instituto Nacional de Vías (INVIAS 2013):
53
Fotografía 2 Agregado pétreo
Fuente: Propia
Análisis granulométrico de agregados gruesos y finos (INV. E–213).
Peso específico y absorción de agregados gruesos y finos (INV. E–223-222).
Resistencia al desgaste de los agregados por medio de la máquina de Los Ángeles (INV.
E–218).
Desgaste Micro-Deval (INV. E-238)
Porcentaje de caras fracturadas (INVE–227).
Ensayo para medir el equivalente de arena (INV. E–133).
Índice de alargamiento y aplanamiento de agregados (INV. E-230).
Los resultados de estos ensayos se presentan en la tabla 5. Se observa que el agregado pétreo
cumple los requisitos mínimos de calidad exigidos por INVIAS (2013) para la fabricación de
mezclas de concreto asfáltico.
54
Tabla 5 Caracterización del agregado pétreo
ENSAYO VALOR
Peso Específico (g/cm3) 2.65
Absorción 1.01
Máquina de los Ángeles [%] 28.6
Maquina Microdeval [%] 23.7
Azul de metileno [%] 3.5
Caras fracturadas [%] 87.5
Índice de alargamiento [%] 6.0
Índice de Aplanamiento [%] 9.0
Equivalente de arenas [%] 87
Gravedad Especifica 2.57
Fuente: Laboratorio
3.2. Caracterización de la escoria.
Tabla 6 Caracterización de la escoria
ENSAYO MÉTODO VALOR
Gravedad específica/absorción (¾”)
AASHTO T 84-00
AASHTO T 85-91
1.81/3.75%
Gravedad específica/absorción (3/8”) 1.97/3.33%
Gravedad específica/absorción (No. 4) 2.11/2.23%
Gravedad específica/absorción (No. 40) 2.32/1.75%
55
Gravedad específica/absorción (No. 80) 2.46/1.55%
Gravedad específica/absorción (No. 200) 2.60/1.0%
Resistencia al desgaste en la máquina de Los
Ángeles, 500 revoluciones INV. E-218, 219 49.2
Micro Deval INV. E-238 29.2
10% de finos INV. E-224 123 kN
Caras fracturadas: 1 cara INV. E-227 81.52
Caras fracturadas: 2 caras INV. E-227 69.2
Partículas planas y alargadas INV. E-240 1%
Contenido de impurezas INV. E-237 0
Índice de plasticidad INV. E-125, 126 No plástico
Índice de aplanamiento
INV. E-230
5.62%
Índice de alargamiento 10.62%
CBR (al 100% de densidad seca máxima y
cuatro días de inmersión en agua) INV. E-148 95.68%
Fuente: Patiño, D. Evaluación de la resistencia bajo carga monotónica de una mezcla asfáltica fabricada con
escoria de acero. Trabajo de Grado, Ingeniería Civil, Facultad Tecnológica, Universidad Distrital Francisco José de
Caldas, 2016.
3.3. Cemento asfáltico
El cemento asfáltico (CA) empleado en el proyecto (Fotografía 3) proviene de la refinería de
la Empresa Colombiana de Petróleos (ECOPETROL) ubicada en Barrancabermeja. Este es CA
60-70 debido a que es el más producido y utilizado en la red nacional vial de Colombia. Para el
56
CA antes mencionado se le realizaron los siguientes ensayos, siguiendo las especificaciones del
Instituto Nacional de Vías (INVÍAS 2013):
Fotografía 3 Cemento asfáltico 60-70
Fuente: Propia
Ensayo de penetración (25°C, 100 g, 5 s) ASTM D-5.
Ductilidad (25°C, 5cm/min) ASTM D-113.
Punto de Ignición (INV E-709).
Punto de Ablandamiento (INV E-712)
Los resultados de estos ensayos se presentan en la tabla 6. Se observa que el asfalto cumple
los requisitos mínimos de calidad exigidos por INVIAS (2013) para la fabricación de mezclas de
concreto asfáltico
57
Tabla 7 Caracterización del cemento asfaltico 60-70
ENSAYO METODO UNIDAD VALOR
Penetración ASTM D-5 0.1 mm 60
Punto de ablandamiento INV E-712 °C 441.5
Ductilidad ASTM D-113 cm 98
Punto de ignición INV E-709 °C 308.5
Fuente: Laboratorio
3.4 Elaboración de briquetas
Para elaborar las briquetas se sustituyó parte del agregado pétreo natural por escoria de alto
horno en porcentajes de 17.5%, 31.5% y 49%. Estos materiales se mezclaron con el CA 60-70 y
se adicionó el aditivo HUSIL en un 1% con respecto a la masa del asfalto. Las temperaturas de
mezcla fueron de 150°C, 130°C, 120°C y 110°C.
58
Fotografía 4 Escoria en su estado natural Fotografía 5 Escoria pulverizada
Fuente: Propia
Fotografía 6 Mezcla asfáltica modificada con el aditivo Fotografía 7Mezcla de materiales
HUSIL y con la escoria de alto horno
Fuente: Propia
59
La mezcla se vierte en un molde donde se compacta con 75 golpes por cada cara utilizando el
martillo Marshall.
Fotografía 8 Comparación en molde de las briquetas Fotografía 9 martillo Marshall
Fuente: Propia
A continuación se esquematiza las briquetas elaboradas
5 Briquetas por tipo de
modificación trabajado
Ilustración 7 Briquetas
Fuente: Propia
60
3.4.1 Mezcla convencional.
Esta mezcla fue trabajada bajo una temperatura de 150°C y para hallar el contenido óptimo de
asfalto en masa fue necesario elaborar 5 briquetas por cada porcentaje de asfalto que van entre
(4.5% - 5.0% - 5.5% y 6.0%) como lo indica la norma E-748-13 obteniendo un total de 20
briquetas.
Una vez las briquetas estuvieron listas se trabajaron con el método Marshall que está
compuesto por una serie de ensayos ampliamente utilizados en el diseño de mezclas asfálticas y
que por norma se conoce el rango en el cual se encuentra el óptimo de asfalto. De esta manera se
escogió el 5% como el porcentaje que más se ajustó a las necesidades del estudio.
3.4.2 Mezclas modificadas
3.4.2.1 Mezcla con el óptimo de asfalto y sin aditivo
Esta mezcla es convencional (sin aditivo y sin escoria), la diferencia con la mezcla antes
mencionada son las variaciones en cuanto a temperatura se refiere. Para este caso se trabajaron
las siguientes temperaturas:
61
110 °C 5 briquetas
120 °C 5 briquetas
130 °C 5 briquetas
Para cada temperatura se trabajaron 5 briquetas para un total de 15 muestras trabajadas bajo el
método Marshall. Estas mezclas fueron fabricadas empleando el contenido óptimo de asfalto de
5%.
3.4.2.2 Mezcla con el óptimo de asfalto y con aditivo
Esta mezcla a diferencia de la mezcla antes mencionada, además de las variaciones en cuanto
a temperatura se refiere, es la adición a la mezcla del aditivo HUSIL en 1% con respecto a la
masa del asfalto (HUSIL/CA=1%). Para este caso se trabajaron las siguientes temperaturas:
110 °C 5 briquetas
120 °C 5 briquetas
130 °C 5 briquetas
62
Para cada temperatura se trabajaron 5 briquetas para un total de 15 muestras trabajadas bajo el
método Marshall.
3.4.2.3 Mezcla con el óptimo de asfalto sin aditivo y con escoria
Esta mezcla, a diferencia de la mezcla antes mencionada, además de las variaciones en cuanto
a temperatura se refiere es el remplazo de una parte de los agregados pétreos por escoria de alto
horno. Para este caso se trabajaron las siguientes temperaturas y porcentajes de escoria:
110 °C 17.5 %, 5 briquetas
31.5 % 5 briquetas
49.0 % 5 briquetas
120 °C 17.5 %, 5 briquetas
31.5 % 5 briquetas
49.0 % 5 briquetas
63
130 °C 17.5 %, 5 briquetas
31.5 % 5 briquetas
49.0 % 5 briquetas
Para cada temperatura se trabajaron los tres porcentajes de escoria de alto horno y para cada
porcentaje se elaboraron 5 briquetas para un total de 45 muestras trabajadas bajo el método
Marshall.
3.4.2.4 Mezcla con óptimo de asfalto con aditivo y con escoria
Esta mezcla, a diferencia de la mezcla antes mencionada, además de las variaciones en cuanto
a temperatura se refiere es el remplazo de una parte de los agregados pétreos por escoria de alto
horno y la adición del aditivo HUSIL en 1% con respecto a la masa del asfalto
(HUSIL/CA=1%). Para este caso se trabajaron las siguientes temperaturas y porcentajes de
escoria:
110 °C 17.5 %, 5 briquetas
31.5 % 5 briquetas
49.0 % 5 briquetas
64
120 °C 17.5 %, 5 briquetas
31.5 % 5 briquetas
49.0 % 5 briquetas
130 °C 17.5 %, 5 briquetas
31.5 % 5 briquetas
49.0 % 5 briquetas
Para cada temperatura se trabajaron los tres porcentajes de escoria de alto horno y para cada
porcentaje se elaboraron 5 briquetas para un total de 45 muestras trabajadas bajo el método
Marshall.
En total se elaboraron 140 briquetas empleando aproximadamente 1140 gramos de mezcla
para cada una. Ver (Fotografía 10), donde el aditivo HUSIL fue adicionado por vía húmeda que
consiste en agregar el aditivo al asfalto durante el proceso de mezclado en el laboratorio a una
temperatura elevada, que para este caso fueron las antes mencionadas.
65
Fotografía 10 Briquetas mezcla convencional
Fuente: Propia
3.4.3 Ensayos método Marshall
Con el fin de evaluar parámetros como densidad, resistencia, porcentaje de vacíos en
agregados pétreos y cemento asfaltico a temperaturas de 110°C, 120°C y 130°C con adición de
aditivo HUSIL y remplazo de agregados pétreos por escoria de alto horno fue necesario someter
las diferentes mezclas a una serie de ensayos de laboratorio para ser comparadas entre sí y
comprobar la factibilidad de poner en funcionamiento esta nueva tecnología en Colombia.
3.4.3.1 Densidad Bulk
Para el cálculo de la densidad bulk en las diferentes briquetas se utilizó la norma “Gravedad
especifica bulk y densidad de mezclas asfálticas compactadas no absorbentes empleando
especímenes saturados y superficialmente secos” (INV E -733 -13).
66
Se debe observar que las briquetas elaboradas cumplan las especificaciones INV. E-748-13
para el ensayo Marshall.
Fotografía 11 Medición altura de briqueta Fotografía 12 Verificación de alturas
Fuente: Propia
Para obtener dicho resultado es necesario determinar los siguientes pesos:
Peso de la Briqueta en Aire Seca (gr): Es el peso de la briqueta después de ser
compactada sin someterla a ningún cambio.
Fotografía 13 Briqueta pesada en seco
Fuente: Tesis de grado “Mezclas asfálticas tibias” 2008
67
Peso de la briqueta en el Agua (gr): Es el peso de la briqueta cuando es sumergida en un
recipiente con agua para determinar el porcentaje de agua absorbido por la muestra ver
(Fotografía 14).
Fotografía 14 Briqueta pesada en agua
Fuente: Propia
Peso de la Briqueta en Aire Superficialmente Seca (gr): Es el peso de la muestra cuando
se saca del recipiente con agua, esta debe ser secada superficialmente y con rapidez, es en
ese instante donde se debe tomar el peso de esta y de este modo hallar los porcentajes de
vacíos en la mezcla luego de practicar una serie de cálculos que serán presentados en la
sección de análisis de resultados.
68
3.4.3.2 Estabilidad y flujo
Se colocaron las briquetas en un baño de maría durante 30 o 40 minutos a una temperatura
constante de 60±1ºC ya que si esta varia se puede afectar el resultado del ensayo. Ver
(Fotografía 15)
Fotografía 15 Briqueta sumergida en baño de maría 60°C
Fuente: Propia
La Briqueta se retiró del baño de maría y se secó de manera superficial de modo que no
quedaran rastros de agua en la muestra y se colocó sobre la maquina Marshall ver (Fotografía
16) adaptando el medidor de flujo y demás piezas del mismo, esto con el fin de aplicar la
carga de ensayo. Todo siguiendo la norma (INV E -747 -13).
69
Fotografía 16 Maquina Marshall
Fuente: Propia
Se aplicó la carga sobre la briqueta con la prensa con una rata de deformación constante de 50
± 5 mm/min hasta que ocurrió la falla, es decir, hasta que alcance la máxima carga y luego
empiece a decrecer. Como resultado de este procedimiento se obtuvo los valores de carga y flujo.
Como resultado de estos ensayos se obtuvo todos los datos necesarios para realizar el cálculo
y hallar los valores promedios e individuales de cada una de los parámetros de la mezclas; estos
valores son:
Estabilidad en (N)
Estabilidad/Flujo en (KN/mm)
Flujo en (mm)
Densidad Bulk en (g/cm3)
70
Vacíos en la Mezcla (%)
Vacíos en el Agregado Pétreo (%)
Finalmente y luego de hallar estos valores, se promediaron todos y cada uno de los datos
obtenidos. Con estos resultados se trazaron graficas que indicaron el comportamiento de cada
mezcla dependiendo de la temperatura, el aditivo HUSIL utilizado y los diferentes porcentajes de
escoria aplicados. Todo esto con el fin de analizar los resultados obtenidos con el método
Marshall en laboratorio.
71
RESULTADOS
4.1. Ensayo Marshall de la mezcla convencional de referencia
Este ensayo se realizó inicialmente para encontrar el óptimo de asfalto en una mezcla MDC-
25 con una temperatura de 150 °C, y que posteriormente se adicionó a las mezclas asfálticas
modificadas en las diferentes temperaturas y como un punto base de comparación para su
respectivo análisis.
Para este diseño se fabricaron veinte (20) muestras divididas en 5 probetas para cada
contenido de asfalto que va entre (4.5 % - 5.0% - 5.5% y 6.0%) como lo indica la norma E-748
donde se especifica que se deberá obtener un mínimo de tres especímenes para cada contenido de
ligante asfaltico.
En la Tabla 8 se presentan los resultados obtenidos de estabilidad, flujo y la relación de de los
mismos en los diferentes porcentajes de asfalto.
72
Tabla 8. Datos promedio obtenidos mediante Ensayo Marshall CA 60-
70 Mezcla convencional
FACTOR DE CORRECCIÓN ESTABILIDAD MEDIDA TABLA 748-1 INV E-748-13
MEDIDA
LABORATORIO CORREGIDO
CA
[%]
Estabilidad
[kg]
E/F
[kg/mm]
Estabilidad
[N]
E/F
[KN/mm]
Flujo
[mm]
Estabilidad
[Kg]
E/F
[Kg/mm]
4.5 1247.90 329.68 11666.86 3.08 3.78 1190.50 314.51
5.0 1321.55 361.46 12316.54 3.37 3.66 1256.79 343.75
5.5 1382.92 368.03 12983.38 3.45 3.76 1324.83 352.58
6.0 1137.43 278.28 10901.58 2.67 4.09 1112.41 272.16
Fuente: Propia
De acuerdo a los resultados obtenidos se elaboraron graficas donde se representa la
información de la Tabla 8 de manera esquemática. A continuación se observa la gráfica 1 de
estabilidad expresada en unidades de Newton de las mezclas asfálticas.
Gráfica 1 Datos de estabilidad Ensayo Marshall para la Mezcla convencional
73
Teniendo en cuenta que la estabilidad de un asfalto es la capacidad del mismo a resistir
desplazamientos y deformaciones bajo cargas de tránsito y de acuerdo con los resultados que se
presentan tanto en la Tabla 8 como en grafico 1 se identificó la mezcla con mayor resistencia, en
este caso se resaltan los contenido de 5.0% y 5.5% de asfalto con estabilidades de (12316.54 N)
y (12983.38N), respectivamente.
Teniendo en cuenta los criterios definidos para el porcentaje preliminar de asfalto optimo
descritos en la tabla 450-10 del artículo 450 del INVIAS se verifica que los resultados se
encuentren entre los parámetros establecidos para una categoría de transito NT2 donde se
manejan rangos entre (7500 N – 16875 N). Por lo que se difiere que para este primer parámetro
las mezclas asfálticas cumplen.
En el grafico 2 se observa el flujo expresados en unidades de milímetros de las mezclas
asfálticas.
Gráfica 2 Datos de flujo Ensayo Marshall para la Mezcla convencional
74
La fluencia Marshall representa la deformación de las briquetas por lo que se entiende que
menor fluencia menor deformación del material. Por eso, conforme a los datos obtenidos en la
gráfica 2 se observa, que las mezclas asfálticas con menor valor de fluencia son nuevamente las
que contienen 5.0% y 5.5% de asfalto con flujo de 3.66 mm y 3.76 mm, respectivamente.
Pero cabe decir que no siempre el menor valor va a representar un pavimento ideal ya que
valores bajos en este parámetro y altos en Estabilidad producen un pavimento rígido y tendiente
a la fragilidad especialmente en climas de baja temperatura, o viceversa si los valores de fluencia
son altos el pavimento será considerado demasiado plástico, por lo que se hace necesario recurrir
nuevamente a los criterios definidos para el porcentaje preliminar de asfalto optimo descritos en
INVIAS (2013) donde para una categoría de transito NT2 se manejan rangos de fluencia entre (
2.00 mm – 4.0 mm) por lo que se puede decir que para este segundo parámetro las mezclas
asfálticas cumplen.
En la gráfica 3 se observa la relación Estabilidad/Flujo expresados en unidades de Kilo-
newton/mm.
75
Gráfica 3 Datos de Estabilidad/Flujo Ensayo Marshall para la Mezcla convencional
La relación de los parámetros descritos anteriormente nos da una idea más clara de la mezcla
que mejor se ajusta a los requerimientos de este proyecto. Como se observa en la gráfica 3 los
valores se maneja en un rango de 2.67 KN/mm y 3.45 KN/mm donde se puede resaltar los
contenidos de 5.0% y 5.5% de asfalto que cuentan con 3.37 kN/mm y 3.45 kN/mm,
respectivamente. Estos valores son tomados en cuenta, ya que se encuentran en un punto
favorable de los datos puesto que los menores valores reflejan una menor estabilidad y una
mayor fluencia por lo tanto su tendencia es a la deformación.
Teniendo en cuenta los criterios definidos para el porcentaje preliminar de asfalto optimo
descritos en la tabla 450-10 del artículo 450 del INVIAS se verifica que los resultados se
encuentren entre los parámetros establecidos para una categoría de transito NT2 donde se
manejan rangos entre (3.0 KN/mm – 5.0 KN/mm). Por lo tanto indica que para este tercer
parámetro las mezclas asfálticas cumplen.
76
Para la escogencia del óptimo de asfalto no solo se trabaja parámetros de resistencia. También
el Ensayo Marshall tiene en cuenta los porcentajes de vacíos tanto de las mezclas como en los
agregados pétreos. Estos resultados son presentados en la tabla 9.
Tabla 9. Datos promedio obtenidos mediante Ensayo Marshall CA 60-70
Mezcla convencional
CA [%]
Densidad bulk
(g/cm3)
Vacíos
[%] Vacíos en AP [%]
4.5 2.293 4.33 14.55
5.0 2.303 3.20 14.62
5.5 2.296 2.82 15.33
6.0 2.288 2.47 16.08
De acuerdo a los resultados obtenidos se elaboraron graficas donde se representa la
información de la Tabla 9 de manera esquemática. A continuación se observa la gráfica de vacíos
expresada en porcentaje de las mezclas asfálticas.
Manejando Gravedad especifica de Cemento Asfaltico (CA) de 1.012 y Gravedad especifica
de los agregados pétreos (AP) de 2.57 según Ensayos de laboratorio. Ver anexos
77
Gráfica 4 Datos de porcentaje de vacíos Ensayo Marshall para la Mezcla convencional
Si los vacíos se consideran aquellos espacios de aire que se encuentran entre las partículas de
agregados pétreos revestidas por cemento asfaltico entonces se entiende que entre menor sea su
valor más densa es la mezcla y su permeabilidad disminuye. De acuerdo a este concepto y
observando la gráfica 4 se identifican las mezclas con menores vacíos que para este caso son las
de contenidos de (5.5% y 6.0%) con vacíos de (2.82% y 2.47%) verificando estos valores en los
criterios definidos para el porcentaje preliminar de asfalto optimo descritos en la tabla 450-10 del
artículo 450 del INVIAS se llega a la conclusión que no cumplen ya que para para una categoría
de transito NT2 se manejan rangos entre (3.0% - 5.0%) por lo que se hace necesario remitirnos a
las dos mezclas restantes de 4.5% y 5.0% de asfalto con valores de vacíos de 4.33% y 3.20%
respectivamente.
78
Teniendo en cuenta lo descrito anteriormente y de acuerdo a las normas INVIAS aunque las
dos mezclas cumplen la que mejor se ajusta a los requerimientos de este proyecto es la mezcla
asfáltica con 5.0% de asfalto y vacíos de 3.20%.
En la gráfica 5 se observa los vacíos en agregados pétreos expresados en porcentajes.
Gráfica 5 Datos de porcentaje de vacíos en AP Ensayo Marshall para la Mezcla convencional
Para este caso el concepto anterior se mantiene solo que esta vez los espacios con aire
incluyen los que están llenos de cemento asfaltico es decir que entre mayor sea su valor indica
que el volumen de cemento asfaltico es más grande. Según los criterios INVIAS para Tamaños
máximos de agrados pétreos de 25mm los Vacíos deben ser de mínimo 14%. De acuerdo a esta
norma y teniendo en cuenta los resultados de las mezclas se puede decir que todas cumplen con
la especificación ya que maneja rangos entre (14.55% y 16.08%).
En la gráfica 6 se observa las densidades de la mezcla expresadas en g/cm3.
79
Gráfica 6 Datos de porcentaje de densidades en la mezcla Ensayo Marshall para la Mezcla convencional
La densidad es una característica importante en las mezclas asfálticas y es esencial tener un
valor alto de densidad en el pavimento para de esta manera obtener un rendimiento duradero.
Para este caso si se observa la gráfica se identifica que la mezcla con mayor densidad es la
cuenta con el contenido de 5.0% de asfalto con una densidad de 2.303 g/cm3 siendo la más alta
por lo tanto se difiere que para este parámetro la mezcla indicada es la del 5.0%
Finalizando con el análisis de cada parámetro para la obtención del asfalto optimo se puede
reportar que la mezcla ideal y que cumple con cada uno de las características indicadas
anteriormente es la mezcla con el 5.0% de contenido de asfalto y esta será la mezcla de
referencia y punto de comparación para realizar la modificación de agregado pétreo y
temperatura.
80
4.2. Análisis del ensayo Marshall de la mezcla asfáltica con aditivo y sin escoria
Este ensayo se realizó para cada una las muestras que fueron modificadas y diseñadas a
diferentes temperaturas determinando y analizando diferentes parámetros como Estabilidad,
Flujo, su relación, los vacíos y densidades y de esta manera determinar los valores adecuados de
aditivo HUSIL.
En la Tabla 10 se presentan los resultados obtenidos de Estabilidad, flujo y la relación delas
mismas en las mezclas con aditivo HUSIL y sin escoria.
Tabla 10 Datos promedio obtenidos mediante Ensayo Marshall CA
60-70 Mezcla modificada con el aditivo HUSIL
FACTOR DE CORRECCIÓN ESTABILIDAD MEDIDA TABLA 748-1 INV E-748-13
MEDIDA
LABORATORIO CORREGIDO
T-
C°
Estabilidad
[kg]
E/F
[kg/mm]
Estabilidad
[N]
E/F
[KN/mm]
Flujo
[mm]
Estabilidad
[Kg]
E/F
[Kg/mm]
110 1308.06 348.33 12472.85 3.32 3.76 1272.74 338.93
120 1324.46 345.37 12694.14 3.31 3.84 1295.32 337.77
130 1398.27 382.58 13470.07 3.68 3.66 1374.50 376.08
De acuerdo a los resultados obtenidos se elaboraron graficas donde se representa la
información de la Tabla 10 de manera esquemática. A continuación se observa la gráfica de
estabilidad expresada en unidades de Newton de las mezclas asfálticas.
81
Gráfica 7 Datos de estabilidad Ensayo Marshall para las Mezclas modificadas
En la gráfica 7 se identifica la mezcla de referencia en un tono Azul, esta fue trabajada a una
temperatura de 150°C obteniendo un valor de estabilidad de 12316.54 N. Del mismo modo se
puede observar como al disminuir la temperatura también disminuye la resistencia de la mezcla.
Al tomar esta mezcla como referencia para la comparación con las demás mezclas modificadas
con el aditivo llamado HUSIL dejan ver, que al contrario de la mezcla convencional, la
modificada al disminuir su temperatura supera el valor de la mezcla convencional. Con 30 °C
menos se puede obtener una resistencia de 12472.85 N que supera la mezcla convencional
trabajada a 150 °C en 156.31 N. Lo anterior con tendencia a aumentar gradualmente su
resistencia manteniendo una temperatura por debajo de la convencional en 20°C.
En la gráfica 8 se observa el flujo expresados en unidades de milímetros de las mezclas
asfálticas.
82
Gráfica 8 Datos de Flujo Ensayo Marshall para las Mezclas modificadas
Para este parámetro del ensayo Marshall se observa que la mezcla modificada con el aditivo
HUSIL tiene una fluencia de 3.66 mm con una temperatura 20°C por debajo de la convencional
igualando de esta manera el valor manejado por la mezcla de referencia y con tendencia a subir
a la par de la disminución de la temperatura, pero aun así se mantiene por debajo de los valores
convencionales manejados por la mezcla de referencia.
En la gráfica 9 se observa la relación Estabilidad/Flujo expresados en unidades de Kilo
newton /mm.
83
Gráfica 9 Datos de Estabilidad/Flujo Ensayo Marshall para las Mezclas modificadas
Respaldando el comportamiento anterior de mezcla modificada con el aditivo, esta sigue
manejando valores adecuados de estabilidad y fluencia como se observa en la gráfica 9 dicha
mezcla maneja valores de 3.32 KN/mm y 3.68 KN/mm para temperaturas de 110°C y 130°C
respectivamente mejorando los valores de la mezcla convencional en 0.05 KN/mm y
aumentando su diferencia según aumenta la temperatura hasta lograr una diferencia de 0.31
KN/mm con 20°C por debajo de lo normal.
En la Tabla 11 se presentan los porcentajes de vacíos tanto de las mezclas como en los
agregados pétreos.
84
Tabla 11Datos promedio obtenidos mediante Ensayo Marshall CA 60-
70 densidades y vacíos con aditivo y sin Escoria
CON ADITIVO SIN ESCORIA
T -°C Densidad bulk
[Kg/cm3]
Densidad
[g/cm3
%
Vacíos
% Vacíos
pétreos
110 2299.777 2.300 3.34 14.73
120 2303.766 2.304 3.17 14.59
130 2308.639 2.309 2.96 14.40
A continuación se observa la gráfica 10 de vacíos expresada en porcentaje de las mezclas
asfálticas.
Gráfica 10 Datos de porcentaje de vacíos Ensayo Marshall para la Mezclas modificadas
85
Observando la gráfica 10 se puede decir con facilidad que la mezcla con menores vacíos es la
mezcla modificada con el aditivo HUSIL, verificando estos valores en los criterios definidos para
el porcentaje preliminar de asfalto optimo descritos en la tabla 450-10 del artículo 450 del
INVIAS se llega a la conclusión que el valor arrojado para una temperatura de 130°C no
cumplen ya que para para una categoría de transito NT2 se manejan rangos entre (3.0% - 5.0%),
por lo tanto las temperaturas entre 30 y 40 °C menos cumplen con las necesidades del proyecto.
Gráfica 11 Datos de porcentaje de vacíos en agregados pétreos Ensayo Marshall
Retomando el concepto de los vacíos en agregados pétreos y teniendo en cuenta que entre
mayor sea el porcentaje de vacíos mayor es el volumen de cemento asfaltico y teniendo en
cuenta que para tamaños máximos de agrados pétreos de 25mm los vacíos deben ser de mínimo
14%. Los valores de la mezcla modificada cumplen con dichos requerimientos.
86
En la gráfica 12 y para este caso las mayores densidades son las manejadas por la mezcla
modificada con 2.309 g/cm3 y una temperatura de 130°C la diferencia se refleja en 0.006 g/cm3
teniendo en cuenta que son 20°C menos de los utilizados para las mezclas convencionales.
Gráfica 12 Datos de la Densidad Bulk Ensayo Marshall
87
4.3. Análisis del ensayo Marshall de la mezcla asfáltica sin aditivo y con Escoria de Alto
Horno.
Para este diseño se fabricaron cuarenta y cinco muestras (45) divididas en 5 probetas por cada
porcentaje de escoria (17.5 % ,31.5% y 49%) y diseñada por cada temperatura (110 °C, 120 °C y
130°C) y utilizando el óptimo de asfalto que para este caso fue del 5.0% con cemento asfaltico
(CA 60-70).
A continuación en la tabla 12 se muestran los resultados obtenidos de los ensayos Marshall
con diferentes temperaturas y porcentajes de escoria de alto horno.
Tabla 12 Datos promedio obtenidos mediante Ensayo Marshall CA 60-
70 Mezcla modificada
SIN ADITIVO Y CON ESCORIA
Factor de Corrección de Estabilidad Medida (Tabla.1 INV E-748-13)
17.50% 31.50% 49.00%
T -
°C
Flujo
[mm] Est. [N]
E/F
[KN/mm]
Flujo
[mm] Est. [N]
E/F
[KN/mm]
Flujo
[mm] Est. [N]
E/F
[KN/mm]
110 3.99 9778.74 2.45 4.01 10419.76 2.60 4.01 10037.97 2.50
120 4.04 11300.13 2.80 4.01 11136.02 2.77 4.34 11189.86 2.58
130 4.06 12904.87 3.18 4.11 12841.22 3.12 4.34 13202.64 3.04
Fuente: Propia
Al realizar el cálculo con los datos obtenidos en laboratorio se elaboraron gráficas para
determinar el comportamiento de cada una de las briquetas falladas en el ensayo Marshall y de
acuerdo a esto realizar el respectivo análisis para cada una de las representaciones de manera
88
gráfica. A partir de los cálculos obtenidos de Estabilidad y relación Estabilidad/Flujo los
resultados de laboratorio deben ajustarse los valores cuando el espesor de la probeta es diferente
a 63.5 mm, lo que quiere decir que se debe multiplicar este valor obtenido por el factor
correspondiente al espesor promedio de las 5 briquetas, este factor se consigue en la tabla 748-1
del ensayo Marshall (INV. E-748-13). A continuación se muestra la estabilidad en la gráfica 13.
Gráfica 13 Datos de estabilidad Ensayo Marshall para la Mezcla sin aditivo con Escoria 17.5, 31.5 y 49%
Se observa la tendencia de cada una de las líneas correspondientes a los porcentajes de escoria
escogidos y sus respectivas temperaturas de mezcla, donde se tiene como referencia la mezcla
convencional fabricada a una temperatura de 150°C. En la gráfica se observa, que las mezclas
tienen comportamientos similares a una temperatura de 120°C, pero es en 130°C donde se
registra una mayor estabilidad para las mezclas con diferentes porcentajes de escoria, es decir,
que tiene la mayor capacidad para resistir desplazamientos bajo cargas de tránsito. A simple vista
se puede determinar que con respecto a la estabilidad, la que tiene una mayor resistencia bajo
89
carga monotónica es la mezcla que contiene 49% de escoria de alto horno a una temperatura de
130°C, a pesar que esta mezcla es más porosa como se muestra en la gráfica 16. Se observa de
manera lógica que entre menor es la temperatura de fabricación, menor es la resistencia que
experimentan las mezclas bajo carga monotónica.
En la Gráfica 14 se presenta la evolución del flujo, el cual representa la deformación de una
mezcla bajo carga monotónica, lo que quiere decir que una mezcla con menor flujo o fluencia es
aquella que tiene valores más bajos en su deformación, esta es expresada en (mm).
Gráfica 14 Datos de flujo Ensayo Marshall para la Mezcla sin aditivo y Escoria a 17.5, 31.5 y 49%
El flujo para cada una de las mezclas de diseño es diferente, las briquetas con 17.5 y 31.5% de
escoria tienen un comportamiento muy similar entre si y no poseen una gran diferencia en sus
valores de deformación con respecto a la mezcla de referencia o convencional para temperaturas
de 110 y 120°C. Con respecto al diseño con 49% de Escoria, se puede observar, que es una
mezcla con unos valores de flujo altos respecto a la mezcla convencional, este comportamiento
90
se debe a que es una mezcla con bastante porcentaje de vacíos (ver gráfica 16), lo que hace que
la briqueta se deforme más rápido y en mayores proporciones; en comparación con la
estabilidad, la cual brinda valores más altos a lo que se refiere a la resistencia bajo carga
monotónica. Para el caso del flujo en la gráfica presentada, se puede afirmar que la mezcla que
presenta mejor comportamiento respecto a la deformación es la del diseño con 17.5% de escoria,
aun así, sigue teniendo valores altos en la deformación de las briquetas con respecto a la mezcla
convencional que se diseña a una temperatura entre 150°C y 160°C. Hay que resaltar que en la
mayoría de los casos no siempre es bueno obtener diseños de mezclas con valores de flujo muy
bajos y estabilidades altas debido a que cuando esto sucede, se desarrollan Pavimentos con capas
asfálticas muy rígidas pero a su vez se convierten en mezclas asfálticas demasiado frágiles.
En la gráfica 15 se presenta el parámetro correspondiente a la relación Estabilidad/Flujo.
91
Gráfica 15 Datos de Estabilidad/Flujo Marshall para la Mezcla sin aditivo y escoria a 17.5, 31.5 y 49%
El parámetro de relación Estabilidad/Flujo dada en (kN/mm), es aquel que describe de manera
más clara los parámetros anteriormente nombrados, brindando de este modo mejor información
la cual se ajusta de manera más óptima a los requerimientos de este estudio. Para el diseño de las
mezclas con 17.5 y 31.5% de escoria de alto horno, se hace evidente que estas presentan un
mejor comportamiento y un punto más favorable con respecto a la mezcla convencional sin
escoria a 110°C de temperatura. Estos diseños muestran una mezcla rígida (estabilidad de la
mezcla) y un flujo (deformación de la mezcla asfáltica) que se encuentra dentro de los
parámetros establecidos por la norma en la tabla 450-10 del artículo 450 del INVIAS donde estos
valores se encuentran entre un rango de (3.0 a 5.0 KN/mm), lo que nos indica que estas mezclas
cumplen el parámetro para una mezcla diseñada a una temperatura de 130°C.
A continuación se mostrara la tabla 13 correspondientes a la densidad bulk, porcentajes de
vacíos en la mezcla y porcentaje de vacíos en el agregado pétreo.
92
Tabla 13 Datos promedio obtenidos mediante Ensayo Marshall CA 60-
70 densidades y vacíos sin aditivo y con Escoria
SIN ADITIVO Y CON ESCORIA
T °C
17.50% 31.50% 49%
Densidad
(Kg/m3)
Vacíos
Mezcla
[%]
Vacíos
en AP
[%]
Densidad
(Kg/m3)
Vacíos
Mezcla [%]
Vacíos
en AP
[%]
Densidad
(Kg/m3)
Vacíos
Mezcla [%]
Vacíos
en AP [%]
110 2.145 7.767 18.398 2.059 11.019 21.221 2.0311 12.2734 22.3386
120 2.153 7.452 18.119 2.084 9.915 20.243 2.0659 10.7677 21.0056
130 2.195 5.643 16.519 2.114 8.634 19.109 2.0571 11.1498 21.3439
Para tener mejor información acerca del diseño de las mezclas, es necesario obtener los
valores de vacíos tanto en la mezcla como en el agregado pétreo. Es necesario que todas las
mezclas densamente graduadas contengan cierto porcentaje de vacíos para permitir alguna
compactación adicional bajo el tráfico, y proporcionar espacios adonde pueda fluir el asfalto
durante su compactación adicional. El porcentaje permitido de vacíos (en muestras de
laboratorio) para capas de base y capas superficiales está entre 3 y 5 por ciento, dependiendo del
diseño específico.
93
Gráfica 16 Datos de porcentaje de vacíos Ensayo Marshall para la Mezclas modificadas
Cabe resaltar que la durabilidad de un pavimento asfaltico está en función del contenido de
vacíos en el mismo y la razón fundamental para que una mezcla asfáltica sea duradera es que
entre menor sea el valor de los vacíos, menor va a ser la permeabilidad de la mezcla. Cuando se
hallan valores muy altos de vacíos se generan espacios que hacen que el agua y el aire entren en
la mezcla causando deterioro. Por otro lado, un contenido demasiado bajo de vacíos puede
producir exudación de asfalto; una condición en donde el exceso de asfalto es exprimido fuera de
la mezcla hacia la superficie.
En la Gráfica 16 se puede percibir que entre menor sea la temperatura de fabricación de la
mezcla y mayor el porcentaje de escoria, se presenta un porcentaje de vacíos más elevado que
puede generar daños a corto plazo sobre la mezcla. Por otro lado el diseño con 49% de escoria
presenta valores elevados en los porcentajes de vacíos haciendo que sea una mezcla de alta
porosidad con un alto grado de deformación y en la cual se obtuvo valores entre (10.77% y 12.27
94
% de vacíos). Con respecto a la mezcla con diseño de 17.5% de escoria, se puede decir que es la
más óptima respecto a las características de una mezcla convencional arrojando valores entre
(5.64% y 7.77%) los cuales cumplen con los parámetros establecidos en la norma. El único valor
de vacíos en la mezcla que cumple con la norma respecto al diseño con 31.5% de escoria, es el
fabricado a una temperatura de 130ºC arrojando como resultado un valor de 8.63% de vacíos en
la mezcla.
Posteriormente para seguir el análisis de cada una de las características en el ensayo Marshall,
se hará referencia a los porcentajes de vacíos en el agregado pétreo, como se muestra en la
Gráfica 17. Este parámetro es utilizado para caracterizar los espacios de aire que existen entre las
partículas del agregado mineral en una mezcla asfáltica compactada, incluyendo también los
espacios que son llenados por el CA. Según el resultado de la representación gráfica, se puede
afirmar que todos los diseños de mezcla con los diferentes porcentajes de escoria y de
temperatura cumplen según los parámetros establecidos por la norma en la tabla 450-10 del
artículo 450 del INVIAS la cual determina un valor mínimo de 14% de vacíos en el AP
(Agregado Pétreo). Es evidente que el diseño con 49% de escoria es el que presenta mayores
valores debido a que es un material altamente poroso, por tanto los vacíos aumentan en la
mezcla. Cuanto mayor sea el valor de vacíos, más espacio habrá disponible para las películas de
asfalto y entre más gruesa sea esta película asfáltica que cubre el agregado más durable será la
mezcla; cabe resaltar que si se aplica más porcentaje de CA en la mezcla, esta será más durable
pero a su vez los costos económicos se verán reflejados en un aumento de grandes proporciones.
95
Por otro lado se reporta, que el diseño de mezcla que obtiene valores similares a la mezcla
convencional o de referencia es aquella diseñada con 17.5% de escoria a una temperatura de
fabricación de 130ºC.
Gráfica 17 Datos de porcentaje de vacíos en el agregado pétreo con Ensayo Marshall
Evidentemente para obtener un espesor durable de película de asfalto, se debe tener valores
mínimos de vacíos en los agregados pétreos. Un aumento en la densidad de la graduación del
agregado, hasta el punto donde se obtengan valores de vacíos por debajo del mínimo
especificado, puede resultar en películas delgadas de asfalto y en mezclas de baja durabilidad y
apariencia seca. Por lo tanto, es contraproducente y perjudicial, para la calidad de la mezcla,
disminuir el valor de vacíos para economizar el contenido de asfalto.
Finalmente en la gráfica 18 se presenta la densidad Bulk en los diseños de mezclas
establecidos. En cuanto a este parámetro, se hace esencial obtener valores altos de densidad para
obtener una mezcla de mejores propiedades y comportamiento, por tanto se puede deducir que
96
los valores de la mezcla convencional oscilan en un rango de 2.26 a 2.30 (g/cm3) y que la mezcla
menos densa es la correspondiente al diseño de mezcla con 49% de escoria, lo que hace que
pueda tener problemas de durabilidad. Por otro lado, la mezcla que presenta valores de densidad
más cercanos a la mezcla convencional es aquella modificada con 17.5% de escoria a una
temperatura de 130ºC proporcionando un valor en su densidad de (2.195 g/cm3).
En términos generales se puede afirmar que todas las mezclas presentan comportamientos
diferentes a medida que se varia la temperatura de fabricación, pero la mezcla que cumple con la
mayoría de los parámetros y valores establecidos por la norma, evidentemente es aquella
diseñada con 17.5% de escoria a una temperatura de 130ºC.
Gráfica 18 Datos de la Densidad Bulk en la Mezcla sin aditivo. Ensayo Marshall
97
4.4. Ensayo Marshall de las mezclas modificadas con aditivo y escoria
En la Tabla 14 se presentan los resultados obtenidos de Estabilidad, flujo y la relación de
Estabilidad/Flujo en las mezclas con aditivo HUSIL y modificadas con escoria en porcentajes
(17.5 % ,31.5% y 49%).
Tabla 14 Datos promedio obtenidos mediante Ensayo Marshall CA 60-
70 Mezcla modificada
CON ADITIVO Y ESCORIA
FACTOR DE CORRECCIÓN ESTABILIDAD MEDIDA TABLA 1 INV E-748-213
17.50% 31.50% 49%
T -
°C Estabilid
ad [N]
Fluj
o [mm]
E/F
[KN/mm]
Estabilid
ad [N]
Flu
jo
[mm]
E/F
[KN/mm]
Estabilid
ad [N]
Fluj
o [mm]
E/F
[KN/mm]
110 11216.71 4.09 2.74 11325.13 4.09 2.77 11221.93 3.86 2.91
120 12452.07 3.99 3.12 12290.73 3.96 3.10 11758.08 4.19 2.81
130 14128.42 3.89 3.64 13893.10 4.11 3.38 13504.99 4.19 3.22
De acuerdo a los resultados obtenidos se elaboraron graficas donde se representa la
información de la Tabla 14 de manera esquemática. A continuación se observa la gráfica de
estabilidad expresada en unidades de Newton de las mezclas asfálticas.
98
Gráfica 19 Datos de estabilidad Ensayo Marshall para las Mezclas modificadas
En la gráfica 19 se identifica la mezcla de referencia en un tono Azul, esta fue trabajada a una
temperatura de 150°C obteniendo un valor de estabilidad de 12316.54 N. Del mismo modo se
puede observar como al disminuir la temperatura también disminuye la resistencia de la mezcla.
Al tomar esta mezcla como referencia para la comparación con las demás mezclas modificadas
con escoria de alto horno y con el aditivo llamado HUSIL dejan ver, que al contrario de la
mezcla convencional, la modificada al disminuir su temperatura mantiene las propiedades de
resistencia similares y en algunos puntos de la gráfica supera el valor de la mezcla convencional.
Con 30 °C menos se puede obtener una resistencia similar a la mezcla convencional, y con una
mezcla con 17.5% de escoria y aditivo aumenta su estabilidad en 135.35 N en comparación con
la mezcla convencional. De la misma manera cuando en la mezcla se remplaza en un 49% de los
agregados pétreos por escoria y con aproximadamente una temperatura de 124°C la estabilidad
99
es superada en 83.46 N. Lo anterior con tendencia a aumentar gradualmente su resistencia
manteniendo una temperatura por debajo de la convencional en 20°C.
En la gráfica 20 se observa el flujo expresados en unidades de milímetros de las mezclas
asfálticas.
Gráfica 20 Datos de Flujo Ensayo Marshall para las Mezclas modificadas
Para este parámetro del ensayo Marshall se observan datos dispersos entre las mezcla
modificadas con respecto a la mezcla de referencia. Pero cabe resaltar que la mezcla modificada
con 49% de escoria y aditivo bajo una temperatura de 110°C es decir 40°C por debajo maneja
valores de fluencia de 3.86 mm la más cercana a la mezcla convencional con una diferencia de
tan solo 0.20 mm dejando ver que las mezclas trabajadas con una temperatura por debajo de la
convencional tienen un comportamiento favorable frente a la deformación.
100
En el grafico 21 se observa la relación Estabilidad/Flujo expresados en unidades de Kilo
newton /mm.
Gráfica 21 Datos de Estabilidad/Flujo Ensayo Marshall para las Mezclas modificadas
Los valores obtenidos en este ensayo para las mezclas modificadas dejan ver que para una
temperatura de aproximadamente 123°C la mezcla con aditivo y con 17.5% de escoria mantiene
propiedades de estabilidad/ flujo similares a la mezcla convencional con tendencia a mejorar si la
temperatura aumenta. Por esta razón cuando se manejan temperaturas de 130°C las mezclas
modificadas aumentan su resistencia a las deformaciones manejando valores hasta de 3.64
KN/mm a diferencia de la mezcla convencional que cuenta con valores de 3.37 KN/mm con una
diferencia de 0.27 KN/mm y 20°C menos de temperatura.
A continuación se mostrara la tabla 15 correspondientes a la densidad bulk, porcentajes de
vacíos en la mezcla y porcentaje de vacíos en el agregado pétreo.
101
Tabla 15 Datos promedio obtenidos mediante Ensayo Marshall CA 60-
70 densidades y vacíos con aditivo y con Escoria
CON ADITIVO Y ESCORIA
17.50% 31.50% 49%
T -
°C
Densid
ad
[g/cm3]
%
Vacíos
%
Vacíos
pétreos
Densid
ad
[g/cm3]
%
Vacíos
%
Vacíos
pétreos
Densid
ad
[g/cm3]
%
Vacíos
%
Vacíos
pétreos
110 2.165 7.13 17.66 2.09 9.80 19.98 2.054 11.45 21.45
120 2.182 6.39 17.02 2.10 9.54 19.75 2.070 10.78 20.86
130 2.203 5.47 16.20 2.13 8.16 18.53 2.088 10.01 20.17
A continuación se observa la gráfica 22 de vacíos expresada en porcentaje de las mezclas
asfálticas.
Gráfica 22 Datos de porcentaje de vacíos Ensayo Marshall para la Mezclas modificadas
Observando la gráfica 22 se puede decir con facilidad que la mezcla con menores vacíos es la
mezcla convencional y se difiere por lo tanto que al remplazar parte de los agregados pétreos por
escoria y adicionar aditivo hace que las mezclas sean más porosas manejando rangos que varían
102
según la temperatura ya que a una temperatura de 110°C los valores van desde 7.13%
hasta11.45% siendo el menor porcentaje el que contiene menor cantidad de escoria. Para
temperaturas de 120°C va desde 6.39% hasta 10.78% y para temperaturas de 130°C se manejan
porcentajes de vacíos entre 5.47% hasta 10.01% de manera que entre mayor sea el porcentaje
que se remplace de escoria mayor es su porosidad.
Gráfica 23 Datos de porcentaje de vacíos en agregados pétreos Ensayo Marshall
Retomando el concepto de los vacíos en agregados pétreos y teniendo en cuenta que entre
mayor sea el porcentaje de vacíos mayor es el volumen de cemento asfaltico contamos con
espacios que van desde 16.20% hasta 21.45% que teniendo en cuenta que para tamaños máximos
103
de agrados pétreos de 25mm los vacíos deben ser de mínimo 14%. Todas las mezclas estarían
cumpliendo con este parámetro.
En la gráfica 24 y para este caso las mayores densidades son las manejadas por la mezcla
convencional con 2.303 g/cm3 pero en la gráfica 18 se puede identificar, que la densidad más
cercana a la convencional es la mezcla que tiene 17.5% de escoria y aditivo a una temperatura de
130°C con 2.203 g/cm3 con una diferencia de 0.1 g/cm3 teniendo en cuenta que son 20°C menos
de los utilizados para las mezclas convencionales.
Gráfica 24 Datos de la Densidad Bulk Ensayo Marshall
104
CONCLUSIONES
Este trabajo se realizó de manera experimental, a través de ensayos de laboratorio obteniendo
resultados satisfactorios, en cuanto a la respuesta de las mezclas asfálticas que fueron
modificadas con el aditivo HUSIL y con la escoria de alto horno en comparación con la mezcla
convencional densa en caliente que habitualmente es usada en la red vial del país. De acuerdo a
lo anterior y con base en los resultados de laboratorio, se puede concluir que el aditivo HUSIL es
una opción viable para modificar las mezclas asfálticas y generar mezclas tibias, ya que
adicionando este aditivo en cantidades del 1% con respecto a la masa del asfalto, se puede
aumentar la concentración de calor de la mezcla, permitiendo que todos los materiales se
integren sin inconvenientes y al mismo tiempo disminuir las emisiones de gases a la atmosfera,
minimizando de esta manera el impacto ambiental, ya que las temperaturas empleadas en el
diseño se reducen entre 20 y 40ºC siendo esta la principal razón de la contaminación en el
momento de fabricar, extender y compactar la mezcla asfáltica.
Se comprobó que la escoria de alto horno es un material útil para la fabricación de mezclas
asfálticas tibias y que su porosidad no impide que la mezcla sea más rígida en comparación con
las mezclas convencionales utilizadas actualmente.
105
Paralelo a esto, la mezcla asfáltica tibia iguala las características de estabilidad/flujo de la
mezcla convencional, utilizando una temperatura de 110ºC y la supera cuando se maneja
temperaturas de 130°C experimentando menor envejecimiento y oxidación a corto plazo, debido
a la disminución en temperatura de 20°C en comparación con la temperatura tradicional.
Cuando se habla de vacíos en la mezcla y de acuerdo con los resultados obtenidos, la escoria
es un material poroso, por lo tanto cuando este se remplaza en grandes cantidades la mezcla
tiende a aumentar los porcentajes de vacíos llegando hasta el 12.27%, pero si la modificación se
realiza en cantidades menores como el 17.5% los valores de vacíos estarán entre los rangos
generales de 3%- 9%. Aunque no existe en el país especificación sobre el tema para la
caracterización y control de procesos de fabricación y construcción de mezclas asfálticas tibias,
siguiendo los lineamiento existentes cumple con especificaciones técnicas estipuladas en
INVIAS (2013) para la producción de mezclas asfálticas del tipo denso. Reafirmando de esta
manera la viabilidad de la tecnología WMA siendo una mezcla más resistente.
106
RECOMENDACIONES
De acuerdo a los resultados obtenidos en este proyecto de grado se recomienda continuar con
la investigación de las mezclas asfálticas tibias y los posibles materiales que se puedan adicionar
a la fabricación de las mismas.
Con el objetivo de estudiar nuevos materiales como la escoria de alto horno y debido que este
es muy poroso, es necesario evaluar mezclas con porcentajes de asfalto mayores al calculado en
el presente proyecto, aunque el comportamiento de la mezcla con este material reciclado fue
optimo se generaron vacíos altos que se pueden compensar si se aumenta la cantidad de cemento
asfaltico.
Debido al constante cambio en la calidad de los materiales se recomienda efectuar los ensayos
de laboratorio sugeridos por la normatividad INVIAS 2013 y cuando cambien las propiedades de
los materiales del AP o del CA, se debe procurar diseñar nuevamente las mezclas asfálticas para
ampliar y generar nuevos conocimientos que puedan ofrecer un aporte para estas nuevas
tecnologías que aún son desconocidas en el país, pero que pueden llegar a ofrecer mejores
resultados y aportes en la parte técnica, económica y ambiental.
107
Se hace ideal y necesario que este tema pase a un plano práctico por lo que es recomendable
hacer ensayo en campo así este se haga en una pequeña parte y de esta manera verificar sus
propiedades y resistencia al ambiente y tráfico vehicular.
Como la escoria es porosa, se recomienda realizar un estudio similar en donde se sustituyan
fracciones más finas del agredo pétreo.
Se recomienda ejecutar una fase de caracterización dinámica (módulo resiliente, deformación
permanente y análisis de resistencia a fatiga).
108
BIBLIOGRAFÍA
Amato, F., A. Karanasiou, T. Moreno, A. Alastuey, J.A.G. Orza, J. Lumbreras, R. Borge, E.
Boldo, C. Linares, X. Querol,. (2012). Emission Factors from Road Dust Resuspension in
a Mediterranean Freeway. Atmospheric Environment (Vols. Volume 61, 580-587).
APAO. (2003). Warm Mix Asphalt Shows Promise for Cost Reduction, Environmental Benefit.
Centerline, Asphalt Pavement Association of Oregon. Salem, Oregon.
ASOPAC. (2004). Cartilla del Pavimento Asfaltico.
Ball, J.E., Jenks, R., Aubourg, D. (1998). An Assessment of the Availability of Pollutant
Constituents on Road Surfaces., Science of the Total Environment (Vols. 209., No. 2,
243-254).
Bian, B y Zhu, W. (2009). Particle Size Distribution and Pollutants in Road-Deposited
Sediments in Different Areas of Zhenjiang., Environmental Geochemistry and Health
(Vols. Vol. 31, No. 4, 511-520). China.
Biro, S., Gandhi, T. and Amirkhanian, S. (2009). Midrange Temperature Rheological Properties
of Warm Asphalt Binders. Journal of Materials in Civil Engineering (Vols. Vol. 21, No.
7, 316-323).
109
Bonaquist, R. (2011). Mix Design Practices for Warm Mix Asphalt. NCHRP Report 691,
Transportation Research Board - TRB. Washington, D.C.
Button, J. E. (2007). A SYNTHESIS OF WARM-MIX ASPHALT . Texas: Texas Transportation
Institute.
CEPEX. (2011). Escorias de alto horno. Centro de estudios y experimentación de obras
públicas.
Chowdhury, A. and Button, J. W. A. (2008). Review of Warm Mix Asphalt. Report No.
SWUTC/08/473700-00080-1. Texas Transportation Institute.
Constantini, S. y Demetra, V. (2005). Size Distribution of Airborne Particulate Matter and
Associated Heavy Metals in the Roadside Environment., Chemosphere (Vols. Vol. 59,
No. 8, 1197-1206).
EAPA. (2014). European Asphalt Pavement Association. Recuperado el 08 de Noviembre de
2014, de www.eapa.org
Estakhri, C. K., Cao, R., Alvarez, A. and Button, J. W. (2009). Production, Placement, and
Performance Evaluation of Warm Mix Asphalt in Texas. GeoHunan International
Conference.
110
Gandhi, T. and Amirkhanian, S. (2008). Laboratory Simulation of Warm Mix Asphalt (WMA)
Binder Aging Characteristics. Airfield and Highway Pavements.
Goh, S. W. and You, Z. (2008). Resilient Modulus and Dynamic Modulus of Warm Mix Asphalt.
GeoCongress.
Hassan, M. (2010). Evaluation of the Environmental and economic impacts of Warm-Mix
Asphalt Using Life-Cycle Assessment. Louisiana: Louisiana State University.
Hearon, A. and Diefenderfer, S. (2008). Laboratory Evaluation of Warm Asphalt Properties and
Performance. Airfield and Highway Pavements.
Hurley, G. and Prowell, B. (2006). Evaluation of Aspha-Min for use in Warm Mix Asphalt.
National Center for Asphalt Technology (NCAT).
IDU. (31 de Diciembre de 2013). Instituto de Desarrollo Urbano. Recuperado el 22 de Octubre
de 2014, de Instituto de Desarrollo Urbano:
http://www.idu.gov.co/web/guest/malla_inventario
IDU, I. d. (2011). Mezclas asfálticas en caliente densas, semidensas, gruesas y de alto módulo.
Recuperado el 2014 de Noviembre de 12, de http://app.idu.gov.co/
INVIAS. (2007). Disposiciones generales para la ejecución de riegos de imprimación, liga y
curado, tratamientos superficiales, sellos de arena asfálto, lechadas asfálticas, mezclas
111
asfálticas en frío y en caliente y reciclado de pavimentos asfálticos. Bogota: ARTÍCULO
400 - 07.
INVIAS. (10 de Enero de 2013). Instituto Nacional de Vias., Especificaciones Generales para
Construcción de Carreteras. Bogotá D.C. Recuperado el 11 de Noviembre de 2014, de
http://www.invias.gov.co
INVIAS, I. N. (2012). Normas de ensayos para carreteras. Bogota D:C.
Kristjansdottir, O., Muench, S., Michael, L., and Burke, G. (2007). Assessing Potential for
Warm-Mix Asphalt Technology Adoption. Transportation Research Record.
Llamarez, O. (2015). Caracterización de una mezcla asfáltica empleando alquitrán, escoria
granulada y agregado de caliza. Bogotá D.C.
Lopera, C. H. (2011). DISEÑO Y PRODUCCIÓN DE MEZCLAS ASFÁLTICAS TIBIAS, A
PARTIR DE LA MEZCLA DE ASFALTO Y ACEITE CRUDO DE PALMA (ELAEIS
GUINEENSIS). Medellín: Tesis de Grado.
Lopera, H. (2011). DISEÑO Y PRODUCCIÓN DE MEZCLAS ASFÁLTICAS TIBIAS, A PARTIR
DE LA MEZCLA DE ASFALTO Y ACEITE CRUDO DE PALMA (ELAEIS
GUINEENSIS). Medellín.
Lyndon Robjent P.E., Wayne Dosh. (2009). Warm-Mix Asphalt for Rural County Roads.
112
MINTRANSPORTE. (2004). Ministerio de Transporte, Oficina de Planeación. El Transporte en
Cifras. Bogotá D.C, Colombia.
MINTRANSPORTE. (2006). Oficina de Planeación. Diagnostico del Sector Transporte. Bogotá
D.C, Colombia.
MINTRANSPORTE. (Diciembre de 2010). Ministerio de Transporte. Recuperado el 10 de
Noviembre de 2014, de Ministerio de Transporte: http://www.mintransporte.gov.co/
Mogawer, W., Austerman, A., Mohammad, L., Kutay, M. E. (2013). Evaluation of high RAP-
WMA asphalt rubber mixtures. Road Material and Pavement Design (Vols. vol. 14, núm.
S2, pp. 129-147.).
Moreno, D. A. (2013). Estado del Conocimiento Sobre Mezclas Asfálticas Tibias. Bogota: Tesis
de Grado.
Muñoz, H. (2012). Análisis de pavimentos (MDC-3) mejoradas con escoria (no ferrosas) de
fundicion de cobre (ensayo Marshall INV-E 748-07). Tesis de Grado, Universidad Militar
Nueva Granada, Bogotá.
Padilla Rodriguez, A. (2003). Análisis de la resistencia a las deformaciones plásticas de mezclas
bituminosas densas de la normativa mexicana mediante el ensayo de pista. Mexico.
Puertas, F. (1993). Escoria de alto horno: composición y comportamienro hidráulico. España.
113
Quintero Franco J.D., Garcia Mesa H. (2007). Comportamiento mecanico de mezclas asfalticas
tipo MDC-2 sometidas al efecto del envejecimiento adicionadas con cal y/o cemento.
Ran, J., Xu, S., Li, M. and Ji, J. (2010). Research on the Performances of Warm Asphalt and
Warm Mix Asphalt with Sasobit ICCTP 2010: Integrated Transportation Systems, Green
Intelligent Reliable.
Robjent, L. and Dosh, W. (2009). Warm-Mix Asphalt for Rural County Roads. Cold Regions
Engineering.
Romier, A., Audeon, M., David, J., Martineau, Y. and Olard, F. (2006). Low-Energy Asphalt
with Performance of Hot-Mix Asphalt. Transportation Research Record.
Rondón, H. (2014). Generalidades de los Pavimentos. Bogotá.
Rondon, H. A. (2014). Generalidades Sobre el Estudio y Empleo de Mezclas Asfalticas Tibias.
Bogota: pag. 2.
Rondon, H. A. Reyes F. A. (2015). Pavimentos Materiales, construcción y diseño. Bogotá D.C:
ECOE Ediciones.
Rondón, H. e. (2014). Desarrollo de una Mezcla Asfáltica Tibia Reciclada bajo Criterios
Técnicos y Medioambientales. Bogotá.
114
Sabogal, F. (2001). Gestión de la Conservación Vial en Colombia. En: XIV Congreso Mundial
de la Carretera, International Road Federation – IRF. París (Francia).
Senior, V. (2013). DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS DRENANTES TIBIAS, A PARTIR DE
LA MEZCLA DE CEMENTO ASFÁLTICO AC 60-70 CON LICOMONT BS-100 PARA
DIFERENTES NIVELES DE PRECIPITACIÓN. Medellín.
Silva, H., Oliveira, J., Ferreira, C. and Pereira, P. (2010). Assessment of the Performance of
Warm Mix Asphalts in Road Pavements. (Vols. Vol. 3, No. 3, 119-127).
Sterling, V. A. (2012). Advanced Asphalt Technologies. Special Mixture Design Considerations
and Methods for Warm Mix Asphalt: A Supplement to NCHRP Report 673: A Manual for
Design of Hot Mix Asphalt with Commentary. NCHRP Report 714, Transportation
Research Board. Washington, D.C.
Tao, M. and Mallick, R. (2009). Effects of warm-mix asphalt additives on workability and
mechanical properties of reclaimed asphalt pavement material.
Tao, Z., Ni, F., Yan, J. and Huang, W. (2009). Evotherm Warm Mix Asphalt Technology Applied
on Ultra-thin Pavement in China. GeoHunan International Conference.
Vaitkus, A., Čygas, D., Laurinavičius, A and Perveneckas, Z. (2009). Analysis and Evaluation of
Possibilities for the use of Warm Mix Asphalt in Lithuania. The Baltic Journal of Road
and Bridge Engineering (Vols. Vol. 4, No. 2, 80-86).
115
Wasiuddin, N., Selvamohan, S., Zaman, M., and Guegan, M. (2007). Comparative Laboratory
Study of Sasobit and Aspha-Min Additives in Warm-Mix Asphalt. Transportation
Research Record.
WPCF. (1986). Meeting the challenge of nonpoint source control., Journal of Water Pollution
Control Federation (Vol. 58).
Xiao, F., Zhao, W., Gandhi, T. and Amirkhanian, S. N. (2010). Influence of Antistripping
Additives on Moisture Susceptibility of Warm Mix Asphalt Mixtures. Journal of Materials
in Civil Engineering (Vols. Vol. 22, No. 10, 1047-1055).
Yan, J., Cao1, Y., Zhu1, T., Cai1, M., Cao1, Z., Huang, W. and Dong, Q. (2010). Shanghai
Experience with Warm Mix Asphalt.
116
ANEXO 1. CARACTERIZACIÓN AGREGADO PETREO
117
118
119
120
121
122
123
124
125
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129
130
ANEXO 1. CARACTERIZACIÓN CEMENTO ASFALTICO
131
132
133
ANEXO 1. ENSAYOS DE LABORATORIO
134
135
136
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO TESIS NATALIA Y JOHN JAIRO (U. DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° 120° 130°
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° - 125°
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
SIN ADITIVO 21 A 45
Briqueta No. 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.4 6.5 6.6 6.5 6.5
Paso briqueta en aire Seca (g) 1192 1195 1190 1189 1195 1196 1194 1190 1199 1197
Peso briqueta en aire SSS (g) 1195 1197 1193 1192 1197 1198 1197 1192 1201 1199
Peso briqueta en agua (g) 671 669 670 668 669 673 671 672 675 674
Lectura de carga 60 55 60 55 56 62 61 63 61 62
Flujo (1/100") 155 160 155 155 155 155 160 150 155 160
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES 21 A 25 = 110°C 26 A 30 = 120°C
31 A 35 = 130°C (SIN ADITIVO)
137
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO TESIS NATALIA Y JOHN JAIRO (U. DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° 120° 130°
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° - 125°
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
SIN MODIFICADO
Briqueta No. 31 32 33 34 35
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 6.5 6.4 6.5 6.6 6.5
Paso briqueta en aire Seca (g) 1187 1189 1184 1188 1190
Peso briqueta en aire SSS (g) 1190 1192 1187 1190 1192
Peso briqueta en agua (g) 675 675 673 675 676
Lectura de carga 65 66 63 64 65
Flujo (1/100") 155 150 150 155 150
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES 31 A 35 = 130°C (SIN ADITIVO)
138
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO TESIS NATALIA Y JOHN JAIRO (U. DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° 120° 130°
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° - 125°
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
SIN MODIFICADO
Briqueta No. 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 6.5 6.5 6.4 6.4 6.5 6.5 6.4 6.4 6.4 6.5
Paso briqueta en aire Seca (g) 1188 1185 1189 1193 1187 1182 1185 1180 1188 1185
Peso briqueta en aire SSS (g) 1191 1187 1192 1195 1190 1184 1187 1183 1191 1188
Peso briqueta en agua (g) 677 675 675 677 675 673 673 671 678 676
Lectura de carga 64 64 62 65 64 63 65 65 65 65
Flujo (1/100") 150 145 155 145 145 150 155 150 150 150
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES 63 A 40 = 110°C 41 A 45 = 120°C
46 A 50 = 130°C (CON ADITIVO)
139
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO TESIS NATALIA Y JOHN JAIRO (U. DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° 120° 130°
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° - 125°
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
SIN MODIFICADO
Briqueta No. 46 47 48 49 50
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 6.4 6.5 6.4 6.4 6.4
Paso briqueta en aire Seca (g) 1192 1190 1194 1191 1191
Peso briqueta en aire SSS (g) 1195 1193 1196 1194 1193
Peso briqueta en agua (g) 680 679 681 680 678
Lectura de carga 67 69 67 70 68
Flujo (1/100") 145 150 145 140 140
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES
46 A 50 = 130°C (CON ADITIVO)
140
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO
TESIS NATALY Y JOHN JAIRO (UNIVERSIDAD DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° - 120° Y 130°C
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° Y 125°C
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
Briqueta No. 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25 MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 6.8 6.7 6.8 6.7 6.8 6.8 6.8 6.7 6.7 6.7
Paso briqueta en aire Seca (g) 1189 1193 1186 1188 1187 1195 1192 1189 1190 1193
Peso briqueta en aire SSS (g) 1193 1197 1190 1192 1190 1200 1197 1193 1194 1197
Peso briqueta en agua (g) 640 642 638 640 640 646 644 643 643 645
Lectura de carga 56 53 52 54 53 59 61 64 62 62
Flujo (1/100") 155 160 155 155 160 165 160 155 155 160
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES 51 A 55 = 110°C (SIN ADITIVO)
56 A 60 = 120° C (SIN ADITIVO)
141
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO
TESIS NATALY Y JOHN JAIRO (UNIVERSIDAD DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° - 120° Y 130°C
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° Y 125°C
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
Briqueta No. 61 62 63 64 65
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 6.6 6.6 6.6 6.6 6.7
Paso briqueta en aire Seca (g) 1191 1190 1193 1193 1194
Peso briqueta en aire SSS (g) 1196 1194 1197 1197 1197
Peso briqueta en agua (g) 654 652 655 656 656
Lectura de carga 67 69 71 68 67
Flujo (1/100") 165 160 160 155 160
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES 61 A 65 = 130°C (SIN ADITIVO)
17,5% ESCORIA
142
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO
TESIS NATALY Y JOHN JAIRO (UNIVERSIDAD DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° - 120° Y 130°C
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° Y 125°C
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
Briqueta No. 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25 MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.7 6.6 6.6 6.6 6.6
Paso briqueta en aire Seca (g) 1180 1184 1188 1190 1185 1190 1186 1189 1190 1188
Peso briqueta en aire SSS (g) 1185 1188 1192 1194 1189 1194 1190 1192 1194 1192
Peso briqueta en agua (g) 640 643 645 646 644 649 648 650 650 649
Lectura de carga 60 58 59 59 60 64 65 67 67 67
Flujo (1/100") 160 165 160 160 160 160 155 160 155 155
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES
66 A 70 = 110°C 17,5%ESCORIA
71 A 75 = 120°C 17,5% ESCORIA
143
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO
TESIS NATALY Y JOHN JAIRO (UNIVERSIDAD DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° - 120° Y 130°C
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° Y 125°C
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
Briqueta No. 76 77 78 79 80
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 6.5 6.6 6.5 6.5 6.5
Paso briqueta en aire Seca (g) 1190 1192 1194 1195 1191
Peso briqueta en aire SSS (g) 1193 1195 1197 1197 1194
Peso briqueta en agua (g) 653 655 658 657 655
Lectura de carga 73 72 75 74 73
Flujo (1/100") 155 150 155 150 155
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES
76 A 80 = 130°C 17,5% ESCORIA
CON ADITIVO
144
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO
TESIS NATALY Y JOHN JAIRO (UNIVERSIDAD DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° - 120° Y 130°C
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° Y 125°C
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
Briqueta No. 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25 MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 6.9 6.9 6.8 6.8 6.8 7 6.9 7 6.9 7
Paso briqueta en aire Seca (g) 1196 1190 1188 1190 1193 1187 1190 1185 1189 1188
Peso briqueta en aire SSS (g) 1204 1197 1195 1197 1200 1195 1199 1193 1196 1195
Peso briqueta en agua (g) 622 621 620 621 624 626 629 628 628 626
Lectura de carga 58 58 59 58 59 63 64 66 64 63
Flujo (1/100") 160 160 155 160 155 160 155 160 155 160
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES 81 A 85 = 110°C (31,5% ESCORIA)
86 A 90 = 120°C (31,5%)
SIN ADITIVO
145
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO
TESIS NATALY Y JOHN JAIRO (UNIVERSIDAD DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° - 120° Y 130°C
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° Y 125°C
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
Briqueta No. 91 92 93 94 95
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 7.1 7 6.8 7 6.9
Paso briqueta en aire Seca (g) 1189 1184 1186 1185 1184
Peso briqueta en aire SSS (g) 1196 1190 1193 1192 1190
Peso briqueta en agua (g) 633 631 634 634 633
Lectura de carga 74 73 75 74 73
Flujo (1/100") 165 160 165 160 160
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES 91 A 95 = 130°C 8(31,5% ESCORIA)
SIN ADITIVO
146
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO
TESIS NATALY Y JOHN JAIRO (UNIVERSIDAD DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° - 120° Y 130°C
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° Y 125°C
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
Briqueta No. 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25 MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 6.7 6.7 6.8 6.7 6.7 6.8 6.8 6.7 6.7 6.7
Paso briqueta en aire Seca (g) 1184 1182 1188 1190 1185 1190 1191 1187 1188 1190
Peso briqueta en aire SSS (g) 1190 1188 1195 1196 1191 1196 1196 1193 1194 1196
Peso briqueta en agua (g) 626 625 627 628 627 630 629 628 630 631
Lectura de carga 60 61 62 62 62 66 66 69 68 66
Flujo (1/100") 160 165 160 160 160 155 155 160 155 155
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES 96 A 100 = 110°C (31,5% ESCORIA)
101 A 105 = 120°C (31,5% ESCORIA)
CON ADITIVO
147
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO
TESIS NATALY Y JOHN JAIRO (UNIVERSIDAD DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° - 120° Y 130°C
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° Y 125°C
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
Briqueta No. 106 107 108 109 110
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8
Paso briqueta en aire Seca (g) 1186 1189 1184 1186 1187
Peso briqueta en aire SSS (g) 1192 1195 1190 1192 1193
Peso briqueta en agua (g) 635 637 636 637 639
Lectura de carga 77 78 76 77 77
Flujo (1/100") 165 165 160 160 160
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES 106 A110 = 130°C (31,5% ESCORIA)
CON ADITIVO
148
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO
TESIS NATALY Y JOHN JAIRO (UNIVERSIDAD DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° - 120° Y 130°C
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° Y 125°C
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
Briqueta No. 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25 MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 7.2 7.3 7.3 7.2 7.2 7.3 7.2 7.2 7.2 7.3
Paso briqueta en aire Seca (g) 1190 1184 1178 1188 1186 1180 1167 1183 1180 1181
Peso briqueta en aire SSS (g) 1199 1195 1185 1196 1194 1194 1179 1193 1190 1190
Peso briqueta en agua (g) 615 610 605 612 618 621 618 624 620 620
Lectura de carga 62 58 64 61 60 67 69 68 68 68
Flujo (1/100") 160 155 160 160 155 170 170 175 170 170
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES 111 A 115 = 110°C (49% ESCORIA)
116 A 120 = 120°C (49% ESCORIA)
SIN ADITIVO
149
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO
TESIS NATALY Y JOHN JAIRO (UNIVERSIDAD DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° - 120° Y 130°C
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° Y 125°C
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
Briqueta No. 121 122 123 124 125
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 7.2 7.1 7.1 7.1 7.1
Paso briqueta en aire Seca (g) 1175 1182 1184 1182 1180
Peso briqueta en aire SSS (g) 1184 1190 1190 1190 1188
Peso briqueta en agua (g) 615 618 615 616 617
Lectura de carga 76 78 80 80 79
Flujo (1/100") 170 175 170 170 170
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES
121 A 125 = 130°C 49% ESCORIA
SIN ADITIVO
150
ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO
TESIS NATALY Y JOHN JAIRO (UNIVERSIDAD DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° - 120° Y 130°C
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° Y 125°C
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
Briqueta No. 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25 MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 7 7.1 7 7 7 7.2 7.2 7.1 7 7.1
Paso briqueta en aire Seca (g) 1182 1184 1188 1185 1187 1180 1186 1189 1190 1184
Peso briqueta en aire SSS (g) 1190 1192 1197 1191 1195 1189 1195 1196 1197 1191
Peso briqueta en agua (g) 617 616 622 617 617 621 622 622 625 622
Lectura de carga 64 64 67 67 65 71 69 69 70 71
Flujo (1/100") 155 150 155 150 150 165 165 165 165 165
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES
126 A 130= 110°C (49% ESCORIA)
131 A 135 = 120°C (49% ESCORIA)
CON ADITIVO
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ENSAYO MARSHALL (INV. E-748-13) - CONCRETO ASFÁLTICO
PROYECTO
TESIS NATALY Y JOHN JAIRO (UNIVERSIDAD DISTRITAL)
TEMPERTURA DE MEZCLA 110° - 120° Y 130°C
TEMPERTURA DE COMPACTACIÓN 105° - 115° Y 125°C
No. DE GOLPES POR CAPA 75 GOLPES
PROCEDENCIA AGREGADOS PETREOS CONCRESCOL
Gs.A.PETREOS 2.57
TIPO DE CEMENTO ASFALTICO 60-70
Gs. ASFALTO 1.012
Briqueta No. 136 137 138 139 140
Tipo de Mezcla MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
MDC-25
% Asfalto 5.0% 5.0% 5.0% 5.0% 5.0%
Altura Briqueta (cm) 7.2 7.2 7 7.2 7
Paso briqueta en aire Seca (g) 1179 1181 1183 1180 1182
Peso briqueta en aire SSS (g) 1187 1188 1190 1187 1189
Peso briqueta en agua (g) 624 623 625 624 625
Lectura de carga 79 80 80 81 82
Flujo (1/100") 165 165 165 165 165
LA LECTURA DE CARGA SE DEBE MULTIPLICAR POR LA CONSTANTE DE CALIBRACION DEL ANILLO (45,1) PARA EXPRESAR LA ESTABILIDAD EN lb
OBSERVACIONES 136 A 140 = 130°C (49% ESCORIA)
CON ADITIVO
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