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Consideraciones para el diseño de HMA con altos contenidos de RAP Aldo Zayd Salazar Rivera [email protected]
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Consideraciones para el diseño de HMA con altos contenidos de RAP
Aldo Zayd Salazar Rivera
• 1900 Primeros usos de pavimentos reciclados
• 1930 Primer caso documentado
• 1970 Crisis de Petróleo
• 1970 Aparición de Fresadoras
• 1977 Primer reporte de estudios sobre el Reciclado
“RAP” Recycled Asphalt Pavement
Introducción
1. Variabilidad del RAP.
2. Medición del Pb real.
3. Estimación del Gmm.
4. Estimación del GsbRAP
Objetivos específicos
Malla AberturaRAP
ε1
1 1/2 in 5.0 0
1 in 4.3 2
3/4 in 3.8 8
1/2 in 3.1 0
3/8 in 2.8 4
No. 4 2.0 5
No.8 1.5 5
No.16 1.1 2
No. 30 0.8 1
No. 50 0.6 1
No. 100 0.4 1
No. 200 0.3 1
1. Variabilidad del RAP
Malla AberturaRAP Incinerado
ε1 ε1
1 1/2 in 5.0 0 0
1 in 4.3 2 0
3/4 in 3.8 8 0
1/2 in 3.1 0 0
3/8 in 2.8 4 1
No. 4 2.0 5 1
No.8 1.5 5 1
No.16 1.1 2 0
No. 30 0.8 1 0
No. 50 0.6 1 0
No. 100 0.4 1 0
No. 200 0.3 1 0
Análisis granulométrico antes y después de incineración
(ASTM C 136-14)
(ASTM D 6307-10)
1. Variabilidad del RAP
Contenido de asfalto del RAP
51
%4
9%
50
%3
8%
12
%
1. Variabilidad del RAP
Diseño de la estructura granulométrica
% CARAP %CAAdicionado %CAReal %CAEstimado εa
6.0
0.0 3.16 3.00 0.16
2.0 3.9 4.00 0.10
2.5 4.31 4.25 0.06
3.0 4.45 4.50 0.05
3.5 4.45 4.75 0.28
4.0 4.74 5.00 0.26
4.5 5.29 5.25 0.04
5.0 5.36 5.50 0.14
% Asfalto Real % Asfalto Estimado
%𝐶𝐴𝐸𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 = 𝐴 × 𝐵 + 𝐶 × 𝐷
Donde:A: Porcentaje del RAPB: Contenido de asfalto del RAPC: Porcentaje del material de aporteD: Contenido de asfalto adicionado
2. Medición del Pb
real
(ASTM D 6307-10)
La ecuación para estimar el Pb con RAP demostró buena sensibilidad en los resultados
Donde:Gmm= Gravedad específica teórica máxima de la mezclaGse = Gravedad específica efectiva del agregadoGb = Gravedad específica del asfaltoPb = contenido de asfaltoPs = Porcentaje de agregado con respecto a la mezcla
b
b
se
smm
G
P
G
PG
100
b
b
mm
bse
G
P
G
PG
100
100
3. Estimación del Gmm
Relación entre Gmm – Gse - Gmm
PbReal
Gmm
MedidoGse Gmm Estimado
εa
Gmm
4.00 2.564 2.734 2.564 0.000
4.25 2.555 2.734 2.554 0.001
4.50 2.547 2.737 2.545 0.002
4.75 2.539 2.739 2.535 0.004
5.00 2.521 2.729 2.525 0.004
5.25 2.515 2.734 2.516 0.001
5.50 2.503 2.731 2.506 0.003
𝒙 2.731
PbReal
Gmm
Medido
4.00 2.564
4.25 2.555
4.50 2.547
4.75 2.539
5.00 2.521
5.25 2.515
5.50 2.503
PbReal
Gmm
MedidoGse
4.00 2.564 2.734
4.25 2.555 2.734
4.50 2.547 2.737
4.75 2.539 2.739
5.00 2.521 2.729
5.25 2.515 2.734
5.50 2.503 2.731
𝒙 2.731
3. Estimación del Gmm
Gmm medido vs Gmm estimado
Es posible estimar el valor de Gmm con RAP para cualquier contenido de cemento asfáltico.
Método A• Extraer una
fracción de agregado grueso (Ret #4) y fino (Pasa #4)
• Determinar la gravedad especifica de cada una de las fracciones
Método B• Determinar Gmm
del RAP• Determinar
contenido de asfalto del RAP
• Calcular el Gse del RAP y utilizar este valor en vez del Gsb en los cálculos volumétricos
Método C• Determinar Gmm
del RAP• Determinar el
contenido de asfalto del RAP
• Calcular el Gse RAP• Asumir absorción
asfalto (Pba), basado en la experiencia de los materiales
• Calcular el Gsb del agregado RAP
4. Estimación del GsbRAP
TRES MÉTODOS EXISTENTES (NCHRP REPORT 452)
Método MaterialProporción
MezclaPba Gsb Gsbcombinado
Material de
porte
Grava 38% - 2.636 -
Arena 12% - 2.495 -
Material de la región conocido 50% 0.10% 2.635 2.618
A Pétreo RAP 50% - 2.645 2.612
B RAP 50% - 2.786 2.691
C RAP 50%
0.10% 2.779 2.687
0.30% 2.764 2.680
1.00% 2.713 2.656
1.50% 2.678 2.639
2.30% 2.623 2.612
Método MaterialProporción
MezclaPba Gsb Gsbcombinado
Material de
porte
Grava 38% - 2.636 -
Arena 12% - 2.495 -
Material de la región conocido 50% 0.10% 2.635 2.618
Método MaterialProporción
MezclaPba Gsb Gsbcombinado
Material de
porte
Grava 38% - 2.636 -
Arena 12% - 2.495 -
Material de la región conocido 50% 0.10% 2.635 2.618
A Pétreo RAP 50% - 2.645 2.612
Método MaterialProporción
MezclaPba Gsb Gsbcombinado
Material de
porte
Grava 38% - 2.636 -
Arena 12% - 2.495 -
Material de la región conocido 50% 0.10% 2.635 2.618
A Pétreo RAP 50% - 2.645 2.612
B RAP 50% - 2.786 2.691
4. Estimación del GsbRAP
Método A vs Método B vs Método C
Estima de forma sencilla y confiable el valor del GsbSobrestima el valor de Gsb al considerar el Gse = Gsb
La estimación para este método es aceptable siempre y cuando se conozcan los valores de referencia
Método Gsbcombinado
Valor
Conocido2.618
A 2.612
B 2.691
C
2.687
2.680
2.656
2.639
2.612
Método Gsbcombinado
Valor
Conocido2.618
Método Gsbcombinado
Valor
Conocido2.618
A 2.612
Método Gsbcombinado
Valor
Conocido2.618
A 2.612
B 2.691
4. Estimación del GsbRAP
Variación de las propiedades volumétricas - VAM
El Método A permite conocer el valor del Gsb de una forma real así como obtener valores más confiables.
• Granulometría RAP• Contenido de Asfalto RAP• Granulometría Incinerado• Gmm RAP• Propiedades Físicas
Agregados
• Diseño de Granulometría
• Contenido de Asfalto de la Mezcla con RAP
• Gmm de la Mezcla con RAP
• Determinación del Gse y Gsb de la mezcla con RAP
• Compactación a Ndis
• Determinación del contenido optimo y determinación de propiedades volumétricas
• Pruebas de Desempeño
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Etapa 5
5. Resumen general
• La determinación de las propiedades del RAPson fundamentales antes de iniciar un diseño demezcla asfáltica.
• El tipo de fresado influirá en la granulometría yhomogeneidad del RAP.
• La expresión para estimar el Pb real en lamezcla, presento una buena sensibilidad, por locual permite calcular correctamente su valor,requiriendo tan solo el PbRAP.
• Se pudo comprobar que si existe un relaciónentre el Gse – Gmm para mezclas con RAP.
6. Conclusiones
• De los métodos evaluados para la obtención delGsb se destaca lo siguiente:• El método A permite conocer el valor de Gsb
de una forma real, sin embargo pudiera no seraplicable, en agregados que tengan cambiossignificativos en la gravedad especifica, sinembargo es el método que más se asemeja alvalor real.
• El método B arroja un valor alto de Gsb por locual se tendrían que cambiar los parámetrosvolumétricos.
6. Conclusiones
• El método C requiere la suposición del Pba porlo que requiere una validación.
6. Conclusiones
