RECICLADO A PROFUNDIDAD ESTABILIZADO CON EMULSIONES ASFALTICAS...

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Jorge R. Escalante Zegarra RECICLADO A PROFUNDIDAD ESTABILIZADO CON EMULSIONES ASFALTICAS EXPERIENCIA PERUANA

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Jorge R. Escalante Zegarra

RECICLADO A PROFUNDIDAD ESTABILIZADO CON EMULSIONES ASFALTICASEXPERIENCIA PERUANA

Reciclado a profundidad estabilizado con Emulsiones Asfálticas

Jorge Escalante Z

▪ Permite reutilizar materiales que ya cumplieron su ciclo de vida (carpetas

asfálticas envejecidas fatigadas, tratamientos superficiales y bases

granulares)

▪ Capas a nivel profundo en carreteras, pueden ser recicladas in-situ por una

recicladora móvil o por una planta móvil.

▪ Es una solución que permite obtener grandes ahorros en agregados y

transporte

▪ Es una solución amigable con el medio ambiente, evitando la sobre

explotación de canteras y la creación de áreas de botaderos.

▪ Para los trabajos de reciclado estabilizado con emulsión utilizamos

emulsiones catiónicas de rotura lenta (CSS).

▪ Dependiendo de la solución se puede utilizar emulsiones asfálticas que

contengan en su formulación agentes rejuvenecedores.

▪ El objetivo principal de los trabajos de reciclado y estabilización contempla

generar cohesión entre las partículas de los componentes de la mezcla e

impermeabilizar estas capas. Este objetivo se consigue cuando las

partículas de suelo son cubiertas por asfalto generando cohesión entre ellas

y previniendo o disminuyendo la penetración de agua, evitando la reducción

de la resistencia del suelo

▪ Las emulsiones asfálticas son muy versátiles ya que trabajan tanto en la

fracción fina como en la fracción gruesa generando de esta forma la

adhesividad y cohesión del material a ser estabilizado

▪ Los trabajos de reciclado y estabilización con emulsión asfáltica pueden ser

realizados con equipos convencionales y bajo cualquier condición de

temperatura ambiente (superior a los 5°C).

▪ La emulsión asfáltica de utiliza a temperatura ambiente, evitando de esta

manera riesgos de accidentes y daño al medio ambiente.

¿Porqué reciclar y estabilizar con emulsión asfáltica?

Fuente: Revista vial

DISEÑO DE MEZCLA

▪ No existe un método de diseño de estabilización con emulsiones asfálticasnormalizado universalmente, pero casi todos los que se encuentran en usoemplean partes o modificaciones del método Hveen normal (AASHTO T-246 y T-247) o Marshall (AASHTO T-245), que recibe el nombre de“Marshall modificado Illinois”.

▪ Para el diseño de materiales reciclados estabilizados utilizamos el método“Marshall modificado Illinois”, debido a la facilidad de desarrollar el diseñoen los laboratorios disponibles.

▪ La estabilización de suelos o agregados mediante la incorporación deemulsiones asfálticas, incrementa la capacidad portante, la resistencia aldesplazamiento por la acción del clima (agua).

▪ La estabilización de bases granulares con emulsiones asfálticasincrementan el coeficiente estructural del material de base.

Diseño de mezcla de reciclado a profundidad estabilizado con emulsión asfáltica

Método de diseño, recomendaciones y bibliografía

EL procedimiento que se utiliza para el diseño de estabilización de suelos es

el método Marshall modificado Illinois, del Instituto del Asfalto.

Diseño de mezcla de material estabilizado con emulsión asfáltica

RAPBase (suelo) granularMateriales

Diseño de mezcla

Caracterización del material

SERIE ABERTURA PESO RET. RET. PAR. RET. AC. PASA

AMERICANA g % % % PESO DE PIEDRA : 5670,1 g

3" 76,200 PESO DE ARENA HUMEDA : 4260,7 g

2 1/2" 63,500 PESO DE ARENA SECA : 4189,5 g

2" 50,800 PESO TOTAL DE AGREGADO 9859,6 g

1 1/2" 38,100 100,0 FRACCION HUMEDA : 950,0 g

1" 25,400 1323,6 13,4 13,4 86,6 FRACCION SECA : 934,1 g

3/4" 19,050 1230,3 12,5 25,9 74,1

1/2" 12,700 1160,5 11,8 37,7 62,3 PESO DE TARA +MUESTRA HUMEDA : 672,60 g

3/8" 9,525 860,3 8,7 46,4 53,6 PESO DE TARA +MUESTRA SECA : 665,20 g

1/4" 6,350 PESO DE TARA : 235,4 g

# 4 4,760 1095,4 11,1 57,5 42,5 : 1,70 %

# 6 3,360

# 8 2,380 167,3 7,6 65,1 34,9 PORCENTAJE DE PIEDRA : 57,5 %

# 10 2,000 PORCENTAJE DE ARENA : 42,5 %

# 16 1,190 183,1 8,3 73,5 26,6

# 20 0,840 LIMITE LIQUIDO : NP %

# 30 0,590 173,4 7,9 81,3 18,7 LIMITE PLASTICO : NP %

# 40 0,426 INDICE DE PLASTICIDAD : NP

# 50 0,297 160,1 7,3 88,6 11,4 PESO UNITARIO :

# 80 0,177 PESO ESPECIFICO APARENTE :

# 100 0,149 74,5 3,4 92,0 8,0

# 200 0,074 21,8 1,0 93,0 7,0

< # 200 153,9 7,0 100,0 0,0

ANALISIS GRANULOMÉTRICO DE AGREGADOS POR TAMIZADO

(ASTM D-6913) CARACTERIZACIÓN DEL AGREGADO

MALLAS

(mm)

(A ST M C -117)

CARACTERIZACIÓN DEL AGREGADO

CONTENIDO DE HUMEDAD

CONTENIDO DE HUMEDAD

PORCENTAJE DE PIEDRA Y ARENA

OTROS ENSAYOS

1565 Kg/m3

2,562 g/cm3

Diseño de mezcla

Ensayos al material granular

GRANULOMETRÍA

LÍMITES

PESO ESPECIFICO

PESO UNITARIO SUELO

Diseño de mezcla

La emulsión asfáltica que

utilizamos para los trabajos

de estabilización de suelos,

es una emulsión asfáltica

catiónica de rotura lenta

( CSS ).

Emulsión asfáltica

Diseño de mezcla

Ensayos efectuados a la emulsión asfáltica

PENETRACIÓN P. ABLANDAMIENTO

DUCTILIDAD

VISCOSIDAD

Diseño de mezcla

resultados de los ensayos realizados

EMULTEC CSS-1HEMULSIÓN CATIÓNICA DE RUPTURA LENTA

MÍNIMO MÁXIMO

VISCOSIDAD SAYBOLT FUROL, 25 ºC ssf 20 100 36

ESTABILIDAD AL ALMACENAMIENTO, 24 horas % -.- 1 0,6

DESTILACIÓN -.-

- CONTENIDO DE ASFALTO RESIDUAL % 57 -.- 60,5

- CONTENIDO DE DISOLVENTES % -.- -.- 0

PRUEBA DEL TAMIZ Nº 20 % -.- 0,1 0,00

% -.- 2 0,0

POSITIVA

dmm 40 90 60

cm 40 -.- 133,8

% 97,5 -.- 99,70

RESULTADOMÉTODO

ASTMENSAYOS SOBRE EMULSIÓN

UNIDADE

S

ESPECIFICACIONES

POSITIVA

PENETRACIÓN, 25°C, 100 g, 5 s

ENSAYOS SOBRE EL RESIDUO DE EMULSIÓN

CARGA DE PARTÍCULA

D 113

D 5

D 7402

D 7496

D 6930

D 6997

D 6933

D 6935

SOLUBILIDAD EN TRICLOROETILENO D 2042

DUCTILIDAD, 25°C, 5 cm/min

MEZCLA CON CEMENTO

D 6997

D 6997

Diseño de mezcla

Ensayo de recubrimiento

Con emulsión Asfáltica tipo CSS-1H:

▪ Agregado seco…...................100 %

▪ Cemento…………………........0.5 %

▪ Agua…………………………...lo que requiera

▪ Emulsión………………………3.0 % (se varia)

Diseño de mezcla

Ensayo de recubrimiento

3.0% de agua 4.0% de agua 5.0% de agua

Recubrimiento pobre Buen recubrimiento Exceso de agua

Diseño de mezcla

Determinación del porcentaje óptimo de humedad de compactaciónDiseño de mezcla

Compactación de briquetas con diferentes porcentajes de emulsiónDiseño de mezcla

Condición de curado de briquetas

24 HORAS EN MOLDES 24 HORAS EN HORNO A 38ºC

Diseño de mezcla

Ensayo de briquetas vía seca y vía saturada

Condición seca Condición Saturada

1,2% R.A

1,7% R.A

2,2% R.A

2,7% R.A

1,2% R.A

1,7% R.A

2,2% R.A

2,7% R.A

Diseño de mezcla

briquetas saturadas a 100 mm de hg de presión por 1 hora

Diseño de mezcla

Peso especifico bulk Rotura de briquetas

Diseño de mezcla

Resumen de briquetas ensayadas con diferentes porcentaje de residuo asfáltico

Diseño de mezcla

Gráficos de las briquetas ensayadas

Diseño de mezcla

Determinación del contenido óptimo de residuo asfáltico

% DE EMULSIÓN ASFÁLTICA (% EN PESO DE LOS AGREGADOS) 3.0 3.3 3.6

ASFALTO RESIDUAL (% EN PESO DE LOS AGREGADOS) 1.8 2.0 2.2

DENSIDAD SECA BULK (g/cm3) 2.032 2.039 2.041

ESTABILIDAD MODIFICADA SECA (kg), (22.2 °C) 1457.5 1457.9 1456.0

ESTABILIDAD MODIFICADA HÚMEDA ( kg), (22.2 °C) 961.0 994.8 1025.8

CAMBIOS DE ESTABILIDAD (%) 33.9 31.6 29.4

VACÍOS TOTALES (%) 18.5 18.0 17.7

HUMEDAD ABSORBIDA (%) 7.8 7.1 6.5

REVESTIMIENTO (%) -.- 90.0 -.-

Diseño de mezcla

Reciclado a profundidad estabilizado con emulsión asfáltica

Reciclado a profundidad con material de aporte

Material chancado de aporte

Carpeta asfáltica totalmente

fatigada

Base granular

Estado de deterioro de la vía antes del reciclado

Colocación del material de aporte de cantera

Reciclado in-situ con material de aporte

Material reciclado estabilizado in-situ

Reciclado a profundidad sin material de aporte

Carpeta asfáltica totalmente

fatigada

Base granular con baches

Video: Esparcido del cemento

Video: Reciclado del pavimento

Mezcla asfáltica en frio 100% reciclado

Diseño: dependiendo de la gradación del RAP (1)

CSS-1H, CSS-1HP, CSS-1, CSS-1P

Diseño: dependiendo de la gradación del RAP (2)

CSS-1H, CSS-1HP, CSS-1, CSS-1P

Diseño: Marshall modificado Illinois (caso 1)

Diseño: Marshall modificado Illinois (caso 2)

Operación de zarandeo del RAP

RAP zarandeado

Producción de mezcla en frio 100% reciclada

Producción de mezcla en frio 100% reciclada

Colocación de mezcla en frio 100% reciclada

Colocación de mezcla en frio 100% reciclada

WWW.GRUPOTDM.COM

[email protected](511) 617 4700 anexo 4735 986662840

Jorge EscalanteGerente Técnico

GRACIAS