Fortalecimiento de la

Sustentabilidad en

Pavimentación con Asfalto,

combinando Mezclas Tibias

con materiales reciclados -

Pavimentos Asfalticos

Reciclados(RAP)

- Caucho Recuperado de

Neumaticos

• Autor: Sundaram Logaraj, Federico

Ballinas, Angelo Almeida; Marcelo

Martínez

• AkzoNobel Surface Chemistry LLC

Que Es Sustentabilidad?

• “Desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades”

- National Asphalt Pavement Association (NAPA)

Sustentabilidad Relacionada a Los Pavimentos

• “Pavimentos seguros, eficientes y respetuosos del medio ambiente que cumple con las necesidades de transporte de hoy sin comprometer la capacidad de satisfacer las necesidades del futuro”

- Comisión Brundtland, Naciones Unidas

• “Pavimentos que reducen al mínimo los impactos ambientales mediante la reducción del consumo de energía, los recursos naturales y las emisiones asociadas, cumpliendo con todas las condiciones y normas de funcionamiento”

- H. D. Bahia., and T. D. Miller., Pavimentos Asfalticos Sustentables: Tecnologías, 2009

Caminos Sustentables – Áreas de Enfoque - H. D. Bahia., and T. D. Miller

Zona de

Sustentabilidad

2. Consumo de

Energía 1. Emisiones

de Carbono

3.Conservación

de Recursos

Combustibles

Limpios

Materiales

reciclados Cuidado del Aire

Sustentabilidad y AkzoNobel

• Principal foco para AkzoNobel

• En 2012 AN fue primera en Índice Mundial

de Sustentabilidad Dow Jones (DJSI)

- En el Segmento Químico

- Basado en medioambiente, performance social

y económica, incluyendo indicadores

prospectivos.

- AN esta entre las 3 primeras desde el 2007

• Énfasis en “Crear Valor En Soluciones Eco

Premium”

• Reducción de uso de energía, emisiones y

conservación de recursos alineados con

nuestros principios

Oportunidad para mejora en Sustentabilidad Basada en 3 áreas focales

1. Reducción de Emisiones y Energía

• Mezclas Tibias

• Mezclas Frías

• Eliminación de Asfaltos Cortados

2. Conservación de Recursos – Reciclado

• Pavimentos Asfalticos Reciclados (RAP)

• Tejas de Asfalto Recicladas (RAS)

• Caucho recuperado (neumáticos)

• Uso de Escoria de Acero

• Vidrio

Beneficios de las Mezclas Tibias al Medio Ambiente

1. Reducción de emisiones en la planta de mezcla

- Reducción de Emisiones del 30 al 50% - NAPA

2. Reducción de vapores y aerosoles

- Operador Pavimentadora >50%

- Operador de Regla >50%

- Reinhold Rühl and Ralf Baier, Foro Alemán

BITUMEN

- Menor Polución del Ambiente Laboral para

todo el equipo de pavimentación

3. Permite a las plantas asfálticas operar en áreas congestionadas

4. Aumento en el uso de materiales como RAP reduciendo aun mas el impacto de la pavimentación en el medio ambiente

Menos Energia y Menos impacto en el medio Ambiente

Mezclas Tibias Beneficios Practicos

1. Ahorro en Combustible

2. Reduce el desgaste de los equipos

3. Mayor Productividad

• Climas Fríos /Trabajos Nocturnos

• Extender temporada de pavimentación

• Distancias mas Largas

4. Mejora la densidad de compactación

• Aumenta la vida útil del pavimento

5. Posibilidad de usar mas RAP, mejora en el costo

Proyectos de Mezclas Tibias en los que AkzoNobel estuvo involucrada Selección de proyectos 2007 a 2011

11

Selección de Proyectos 2012 América Central y América del Sur

Surface Chemistry

12

Selección de Proyectos 2012 Canadá y USA

Surface Chemistry

Evolución Uso de Mezclas Tibias, Encuesta NAPA

Encuesta RAP, RAS & WMA, Kent R. Hansen, P.E., NAPA,

Segunda Conferencia Internacional Mezclas Tibias, 2011, St Louis,

MO

Uso de RAP en Asfaltos Calientes o Tibios - Encuesta NAPA

1. Incremento en el uso de RAP especialmente cuando el

costo del ligante asfáltico es de aprox. US$600/ton

2. Reduce la demanda de nuevos agregados

3. Reduce Huella de Carbono

4. Contiene materiales valiosos

- Agregado ~95% >US$10/ton

- Asfalto ~5% ~US$600/ton

- Valor Total >$39.50/Ton (menos costo proceso)

Consideraciones cuando se usa RAP en Mezclas Tibias

• El grado PG del asfalto oxidado en RAP esta en un rango de PG 82

a PG 94

• La temperatura de mezcla debe estar por encima de esas

temperaturas

• Hasta cierto punto una menor oxidación en el ligante virgen ayuda a

compensar la oxidación del asfalto oxidado del RAP

• Con rangos de uso de RAP mayores al 30% se usan ligantes más

blandos (PG 58-28 en lugar de PG 64-22)

• Cuando se usa RAP la fatiga y agrietamientos a bajas temperaturas

son aspectos a tomar en cuenta cuando se diseñan mezclas

calientes o tibias

Programa de Modernización del Aeropuerto O’Hare Chicago Ill USA

Programa de Modernización O’Hare (OMP) Mezcla Tibia conteniendo RAP

• OMP es uno de los mas grandes programas de rehabilitación en US

• El objetivo del programa es modernizar el sistema de pistas

• OMP promueve tecnologías Verdes en pavimentación

• Uso de mezclas tibias con varios niveles de uso de RAP

• Uso de múltiples capas de mezclas tibias con Rediset® LQ en la pista de maniobras

• 70,000 Tons de mezcla tibia

Programa de Modernización O’Hare(OMP) Distintas mezclas tibias usadas

Fecha Grado PG Aditivo Tipo de mezcla Espesor (In) RAP%

Sept to Dec 2011 58-22 1% K110H2208 WMA BIT

Base CSE, N50 REC 4 40

Sept to Dec 2011 64-22 0.65% K110H2204 WMA BIT,

N50, 19.0 REC Binder 3 + 3 20

Sept to Dec 2011 64-22 0.40% K110H2409 N70

DREC Surf 3 10

Sept to Dec 2011 64-22 0.40% ATPB 6 0

• La mayor parte de los trabajos de realizaron entre Sept y Dic

2011

• Los trabajos se extendieron hasta el 2012

Tipo de Mezcla RAP Temp.

Reducción de

temperatura Temperatura

% Aire 0F & 0C 0F & 0C Densidad

Planta Pista Planta Regla %

K110H2208 WMA BIT Base

CSE, N50 REC 40 40-75 F 40-50 40-60 260-270 240-260

Rango

94.4 to 95.1

4-24 C 22-28 22-33 127-130 116-127 K110H2204 WMA BIT, N50,

19.0 REC Binder 20 40-75 F 40-50 40-60 260-270 240-260 95.9, 95.8

4-24 C 22-28 22-33 127-130 116-127

K110H2409 N70 DREC

Surf 10 40-75 F 40-50 40-60 280 270

Rango

93.2 to 94.5

4-24 C 22-28 22-33 138 130

ATPB 0 40-75 F 40-50 40-60 260-270 240-260 95.4

4-24 C 22-28 22-33 127-130 116-127

Programa de Modernización O’Hare(OMP) Temperaturas y densidades

Programa de Modernización O’Hare(OMP) Evaluación de sensibilidad a la humedad para mezclas tibias

Tipo de mezcla Asfalto RAP Sensibilidad a Humedad

PG %

TSR, % Hamburg

K110H2208 WMA BIT Base CSE,

N50 REC PG 58-22 40 86.1

-9.3 mm @20,000

pasadas

K110H2204 WMA BIT, N50, 19.0

REC Binder PG 64-22 20 95.3

-7.6 mm @20,000

pasadas

K110H2409 N70 DREC Surf PG 64-22 10 95.3

-5.8 mm @10,000

pasadas

-9.3 mm @20,000

pasadas

O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Capa Intermedia 07/10/2011

O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Finalización capa de rodadura - 11/01/2011

O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Pavimentación Base - 01/11/2011

O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia - Pavimentación Base - Compactado en la mitad del tiempo 01/11/2011

• Compactado <55oC

• Se pudo pasar rodillos mucho antes

• Compactado en la mitad del tiempo comparado con mezclas en caliente

O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia - Pavimentacion Base - Compactado en la mitad del tiempo 01/11/2011

O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia

• Mezcla Tibia 6” ATPB + 6” Capa Intermedia + 19” concreto (calle de maniobras)

O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Pista de maniobras

O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Oficial de la FAA visitando el proyecto

Mezcla Tibia Con Caucho Recuperado de Neumaticos

• USA genera cerca de 300 millones de Neumáticos de desecho cada año

• Muchos conflictos ambientales

• ~260 millones consumen/reciclan

• ~52% usadas como combustible

• ~12% usadas como caucho molido

• Una porción de esto es usado para modificar asfalto

– Asociación de Fabricantes de Caucho 2006

Asfalto modificado con Caucho de Neumáticos

• Proceso Seco

• Caucho molido usado como parte de los agregados finos

• Resultados variables

• Proceso Húmedo Típico

• Más ampliamente usado CA, AZ, FL

• 18-22% caucho molido (#8 a #10 tamaño máximo)

• Mezcla a 175-190oC por 45-60 minutos

• Las partículas se hinchan intercambiando compuestos con el asfalto

• La mezcla necesita ser producida y aplicada en cierto tiempo

1. Chip Seal aplicado en Caliente

2. Material para juntas y sellado de grietas

3. Mezclas calientes y tibias modificadas con caucho

• Carreteras más duraderas

• Costo efectivo a largo plazo

• Carreteras menos ruidosas

- Los vapores del asfalto modificado a altas temperaturas es motivo de preocupación

- Especialmente aplicable para mezclas tibias

Website de la Agencia de

protección del medioambiente

(USA)

Asfalto modificado con Caucho de Neumáticos - Usos

• Proyecto de Ley 338 – 35% de todas las mezclas calientes deben tener asfalto Modificado con Caucho de llantas en 2013

R. G. Hicks, D.Cheng, T.Teesdale, Tech Report: 2010 –

103TM, Tecnologías para el uso de Asfalto caucho en

pavimentación con Mezclas Tibias

Conclusiones and recomendaciones:

• Permite aplicar durante la noche y en climas fríos

• Puede mejorar la trabajabilidad de las mezclas con Asfalto Caucho.

• Puede mejorar las condiciones de trabajo.

• Reduce humos y olores desagradables característicos

• Hasta la fecha, la performance inicial de las mezclas tibias con asfalto caucho aplicadas en California es buena

Confirmado por el trabajo presentado por el Dr. David Jones - D. Jones, R. Wu, C. Barros, J. Peterson, Investigación e implementación de mezclas tibias con asfalto y caucho en California, 2012

Asfalto modificado con Caucho de Neumáticos en California

Proyecto de Mezcla Tibia con Asfalto Caucho en El Centro, California

DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Rediset® LQ

Contenido de ligante:

7.6% en peso de agregado

seco

Dosificación Rediset® LQ: 0.75% en peso del ligante

Asfalto Base: PG70-10

Contenido de Caucho:

18.0% en peso de Asfalto

Temperatura del Aire 30C a 37C

Temperatura Producción 145-150C

Temperatura Aplicación 127C

Tiempo de transito

30-45 min

DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Rediset® LQ

DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Aplicación Rediset® LQ

Surface Chemistry 35

DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Aplicación Rediset® LQ

Densidades promedio 93.9%

•DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Rediset® LQ - Densidades

• Rediset® LQ fue de muy simple adición y mezclado

• Se cumplieron todas las especificaciones en especial densidades

• Sin problemas de pegajosidad en los equipos

• Sin humos, nieblas o olores

• Se confirmaron reducciones de temperaturas

•DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Rediset® LQ - Observaciones

Tecnologías sustentables para mezclas asfálticas

• Combinaciones de mezclas tibias y reciclados son

especialmente sustentables

• Mezclas tibias tienen otros beneficios además de reducir

emisiones y ahorrar energía

• Permite el de mayores contenidos de RAP

- Aparte del beneficio medioambiental ayuda a mejorar

costos de mezcla

• Mezclas Tibias son una buena forma de usar mas Caucho

molido de neumáticos

- Mejora la performance a largo plazo de la mezcla

- A medida que aumenta el costo del asfalto la diferencia de

costo entre HMA y RHMA se esta diluyendo

- Mezclas tibias ayudan a reducir humos, olores y

emisiones asociadas a RHMA

Preguntas?

41 Surface Chemistry

Tecnologías sustentables para mezclas asfálticas