JORNADA SOBRE APLICACIONES DEL

CAUCHO RECICLADO

MADRID, JUNIO DE 2012

VENTAJAS DE LOS ASFALTOS CON

CAUCHO DE NEUMÁTICOS

EJEMPLOS DE OBRAS EN ESPAÑA CON LAS

DISTINTAS TECNOLOGÍAS

Prof. Juan Gallego Medina

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID

FABRICACIÓN CON CAUCHO POR VÍA SECA O HÚMEDA:

VÍA SECA

SE INCORPORA EL CAUCHO

DIRECTAMENTE EN LA MEZCLA

BITUMINOSA, DURANTE EL AMASADO

VÍA HÚMEDA

SE FABRICA UN BETÚN-CAUCHO QUE

DESPUÉS SE UTILIZA EN LA

FABRICACIÓN DE UNA MEZCLA

BITUMINOSA

DIGESTIÓN DEL CAUCHO EN EL BETÚN ASFÁLTICO

EFECTOS DE LA DIGESTIÓN EN EL BETÚN - CAUCHO

AÑO 1999. ESTUDIOS DE TESIS DOCTORAL (J.Gallego):

INTERACCIÓN BETÚN-CAUCHO POR VÍA SECA

Tamaño del caucho: G >1,32mm ; 1,32 > M > 0,63 mm ; 0,32 mm > F

En todos los casos 1,5% de caucho sobre peso de mezcla

0

20

40

60

80

100

0 60 120 180 240

Tiempo de digestión (min)

Resis

ten

cia

co

nserv

ad

a (

%)

G

M

F

Sin caucho

EFECTOS DE LA DIGESTIÓN EN LA MEZCLA BITUMINOSA

CON LA DIGESTIÓN DEL CAUCHO EN EL BETÚN, LA MEZCLA

BITUMINOSA:

• MEJORA SU COMPACTABILIDAD

• MEJORA SU RESISTENCIA AL AGUA

• MEJORA SU RESISTENCIA A FATIGA

CUANDO LA DIGESTIÓN HA SIDO INSUFICIENTE:

• MALA COMPACTABILIDAD

• BAJA RESISTENCIA AL AGUA

• DISGREGABILIDAD DE LA MEZCLA

¿CÓMO SE DETECTA LA FALTA DE DIGESTIÓN?

• ES DIFÍCIL DE DETECTAR EN EL LIGANTE

• LOS EFECTOS SE OBSERVAN SOBRE TODO EN LA MEZCLA

BITUMINOSA:

• COMPACTABILIDAD DEFICIENTE

• POCA RESISTENCIA AL AGUA

ENSAYO DE SENSIBILIDAD AL AGUA

DE LA MEZCLA BITUMINOSA

¿CÓMO SE DETECTA EL EXCESO DE DIGESTIÓN?

• ES FÁCIL DE DETECTAR EN EL LIGANTE

• SE DELATA POR LA PÉRDIDA DE PROPIEDADES

CARACTERÍSTICAS DE LOS BETUNES MODIFICADOS:

ENSAYOS DE TEMPERATURA DE

REBLANDECIMIENTO, VISCOSIDAD,

ETC., DEL LIGANTE-CAUCHO

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DIGESTIÓN:

• CARACTERÍSTICAS DEL BETÚN ASFÁLTICO ORIGINAL

• INCORPORACIÓN DE ACEITES COMPATIBILIZANTES

• PORCENTAJE DE CAUCHO

• GRANULOMETRIA DEL CAUCHO

• SUPERFICIE ESPECÍFICA

• IMPUREZAS DEL CAUCHO

• MEZCLADOR EMPLEADO

• TIEMPO Y TEMPERATURA DE REACCIÓN

OTRA CUESTIÓN BÁSICA: ESTABILIDAD AL ALMACENAMIENTO

Sx

Sx

Sx Sx

Sx

Sxb)

a)

Sx

Sx

Sx Sx

Sx

Sxc)

CADENAS DE CAUCHO

VULCANIZACIÓN

•LA VULCANIZACIÓN CREA ENLACES MUY FUERTES ENTRE CADENAS DE

POLÍMEROS, POR LO QUE LA INTEGRACIÓN EN EL BETÚN NO ES FÁCIL.

•AL MODIFICAR BETUNES CON CAUCHO DE NFU NO SE FORMAN REDES

INTERNAS EN EL BETÚN-CAUCHO, SINO QUE LAS PARTÍCULAS DE

CAUCHO QUEDAN EN SUSPENSIÓN

•LA CONSECUENCIA ES QUE LAS PARTÍCULAS DE CAUCHO TIENDEN A

SEDIMENTAR, Y LA ESTABILIDAD AL ALMACENAMIENTO ES DEFICIENTE

PROBLEMAS PRINCIPALES CON LA ADICIÓN DE CAUCHO:

1. FALTA DE DIGESTIÓN

2. ESTABILIDAD AL ALMACENAMIENTO

DE LOS BETUNES-CAUCHO

VÍA SECA: Adición de caucho

junto con los áridos

VÍA HÚMEDA: Fabricación previa

de (betún-caucho) + áridos

DATOS DE PROYECTO:

• TIPO DE MEZCLA ASFÁLTICA

• TAMAÑO DEL CAUCHO

DISPONIBLE

• TIEMPO DE DIGESTIÓN:

+ Tolvas reguladoras planta

+ Transporte a obra

+ Espera de los camiones

+ Extendedora

PROYECTO DE MEZCLAS POR VÍA SECA

VÍA SECA CON SUFICIENTE TIEMPO DE DIGESTIÓN

Re

sis

ten

cia

al e

fecto

de

l a

gu

a

DEFINICIÓN DE:

• Tamaño del caucho

•% de caucho

• Tiempo de digestión

mínimo en obra

FABRICACIÓN EN TERMINAL DE BETUNES CON CAUCHO

VÍA HÚMEDA EN PLANTAS CONVENCIONALES DE

MODIFICACIÓN CON POLÍMEROS

• SE MODIFICA PREVIAMENTE UN LIGANTE, CON

PORCENTAJES ENTRE EL 5-15% S/Ligante modificado,

tamaño del caucho < 0,5mm

• SE UTILIZA UNA PLANTA DE MODIFICACIÓN CON

POLÍMEROS, CONVENCIONAL (MOLINOS DE

CIZALLA, ETC.)

• SE SUELEN AÑADIR POLÍMEROS VÍRGENES PARA

INTENTAR ESTABILIZAR EL PRODUCTO

• TAMBIÉN SE PUEDEN AÑADIR DERIVADOS DEL

AZUFRE PARA MEJORAR LA ESTABILIDAD

• SE SUELEN AÑADIR ACEITES, PARA MEJORAR LA

INTERACCIÓN LIGANTE-CAUCHO

FABRICACIÓN IN SITU DE BETUNES CON CAUCHO

SISTEMA DE MEZCLADOR + TANQUE DIGESTOR

FABRICACIÓN IN SITU DE BETUNES CON CAUCHO

Unidad térmica

Tolva de caucho

Mezclador

Tanque

digestor-

regulador

(horizontal)

VÍA HÚMEDA EN PLANTAS DE FABRICACIÓN IN SITU

FRABRICACIÓN IN SITU DE BETUNES CON CAUCHO

SISTEMA DE TANQUES GEMELOS ALTERNATIVOS

FABRICACIÓN IN SITU DE BETUNES CON CAUCHO

SISTEMA DE TANQUES GEMELOS ALTERNATIVOS

FABRICACIÓN IN SITU DE BETUNES CON CAUCHO

TAMBOR SECADOR

TAMBOR SECADOR

BETÚN DE LA REFINERÍA

TANQUES DE BETÚN(DE LA CENTRAL)

EQUIPO MÓVIL FABRICACIÓN BMAVC

TOLVAS EN FRIO TOLVAS EN CALIENTE MEZCLADOR DE

LA CENTRAL

AGLOMERADO FABRICADO CON BMAVC A EXTENDEDORAAGLOMERADO A

EXTENDEDORA

POLVO DE CAUCHO

CONTROL DE CALIDAD DE LOS BETUNES CON CAUCHO IN SITU

ANTES DE LA OBRA:

SE DEBE ELABORAR UN “PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN”,

SIMILAR A UNA FÓRMULA DE TRABAJO DE UNA MEZCLA

BITUMINOSA, QUE DETALLE AL MENOS:

TIPO Y PROCEDENCIA DEL BETÚN DE PENETRACIÓN

TIPO Y PROCEDENCIA DEL CAUCHO, INCLUYENDO

o GRANULOMETRÍA

o CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

o CONTENIDO DE FIBRAS Y ELEMENTOS METÁLICOS

o HUMEDAD

CONTENIDO DEL “PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN” (Cont.)

PROPORCIÓN CAUCHO / BETÚN

OTROS EVENTUALES ADITIVOS Y SU PROPORCIÓN

TEMPERATURA DE MEZCLADO Y/O DIGESTIÓN

TIEMPO DE DIGESTIÓN MÍNIMO (sensibilidad al agua de la mezcla)

TIEMPO DE ALMACENAMIENTO MÁXIMO, Y TEMPERATURA

DURANTE EL MISMO

NÚMERO MÁXIMO DE CICLOS DE ENFRIAMIENTO-

CALENTAMIENTO POSTERIORES A LA FABRICACIÓN

COMPROBACIÓN DEL CUADRO CORRESPONDIENTE DE

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS, YA SEA LAS DE LA O.C. 21/2007 O

LAS DEL ART. 215 DEL PG-3 (o el nuevo art. 212 O.C. 29/2011)

CONTROL DE CALIDAD DE LOS BETUNES CON CAUCHO IN SITU

CONTROL DE CALIDAD DE LOS BETUNES CON CAUCHO IN SITU

AL COMENZAR LA OBRA.

COMPROBACIÓN IN SITU DEL CUMPLIMIENTO DEL

“PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN”

COMPROBACIÓN DE LA PROCEDENCIA Y CARACTERÍSTICAS

DEL BETÚN Y EL CAUCHO.

COMPROBACIÓN DEL ENSACADO DEL CAUCHO Y SU

PROTECCIÓN CONTRA LA LLUVIA

COMPROBACIÓN DEL PRODUCTO FABRICADO (O.C. 21/2007)

Para éste último punto es interesante, cuado se trabaja con sólo 1 hora de

mezclado+digestión comprobar la resistencia al agua de la mezcla

bituminosa, mediante los ensayos de inmersión-compresión (NLT-162) o

Cántabro tras inmersión (NLT-362 ), o el más reciente de sensibilidad al

agua (UNE-EN 12697-12).

CONTROL DE CALIDAD DE LOS BETUNES CON CAUCHO IN SITU

DURANTE LA OBRA.

COMPROBACIÓN DE LA GRANULOMETRÍA DEL CAUCHO

MEDIANTE MUESTREO DE CADA PARTIDA NUEVA RECIBIDA EN

OBRA

COMPROBACIÓN DEL ENSACADO DEL CAUCHO, Y SU

PROTECCIÓN CONTRA LA LLUVIA DURANTE LA OBRA.

COMPROBACIÓN DE LOS CERTIFICADOS DEL BETÚN DE

PENETRACIÓN

ENSAYOS AL PRODUCTO ACABADO:

o PENETRACIÓN, TEMPERATURA DE REBLANDECIMIENTO Y

RETORNO ELÁSTICO CUMPLIENDO LA O.C. 21/2007 y la O.C.

29/2011, AL MENOS DOS VECES DIARIAS

o EN EL CASO DE BMAVC, VISCOSIDAD CON VISCOSÍMETRO

MANUAL, CON PERIODICIDAD HORARIA (también BC y BMC).

NORMATIVA ESPAÑOLA

DE BETUNES CON CAUCHO

CLASIFICACIÓN ESPAÑOLA: BETUNES MEJORADOS CON CAUCHO

O.C. 21/2007

XV CONGRESO IBERO-LATINOAMERICANO DEL ASFALTO – LISBOA 2009

CLASIFICACIÓN ESPAÑOLA: BETUNES MODIFICADOS CON CAUCHO

BM-3b con caucho

de neumáticos se

denominará BMC-3b

Hasta diciembre 2011

CLASIFICACIÓN ESPAÑOLA: BETUNES MODIFICADOS CON CAUCHO

Desde enero 2012. Art. 212 del PG-3.

PMB 45/80-65 C

CLASIFICACIÓN ESPAÑOLA: BETUNES MODIFICADOS DE ALTA VISCOSIDAD CON CAUCHO

O.C. 21/2007

BETUNES CON CAUCHO EN EL PG-3

BETUNES CON CAUCHO EN EL PG-3

BETUNES CON CAUCHO EN EL PG-3

O.C 21/2007

APLICACIONES en las que se consideran “técnicamente

viables” la vía húmeda:

• BETUNES MEJORADOS (BC) = Donde se venían

utilizando los betunes de penetración sin polímeros (serían

betunes de penetración “plus”, con etiqueta ecológica).

• BETUNES MODIFICADOS (BMC, PMB C) = Donde se

venían utilizando los betunes modificados con polímeros

tradicionales

• BETUNES DE ALTA VISCOSIDAD (BMAVC) = Donde sea

necesaria resistencia a la fisuración: Sobre bases tratadas

con cemento, rehabilitaciones de pavimentos de hormigón…

TANQUES EXTERNOS DE ALMACENAMIENTO

• SON OBLIGATORIOS SEGÚN LA

OC 21bis/2009

• HAN DE SER PREFERENTEMENTE:

• VERTICALES

• CON REMOVEDOR AXIAL

• CON CALENTAMIENTO INDIRECTO

• SE ALMACENARÁ EL BETÚN CON

CAUCHO ENTRE 8 HORAS (ASEGURAR

LA DIGESTIÓN) Y 72 HORAS (PREVENIR

LA SEDIMENTACIÓN Y LA

DEGRADACIÓN)

COMENTARIOS A LA O.C. 21bis/2009

• ES EVIDENTE QUE SE PRECISABA UNA O.C. PARA REGULAR

LA PRODUCCIÓN DE BETUNES CON CAUCHO YA QUE LA O.C.

21/2007 HABÍA IMPULSADO LA UTILIZACIÓN DE ESTOS

BETUNES, Y MUCHAS EMPRESAS COMENZABAN A PLANEAR SU

FABRICACIÓN (UNAS CON EXPERIENCIA Y OTRAS… SIN !!!)

• ADEMÁS, DESDE LA PUBLICACION DE LA OC 21/2007 SE HABÍA

ACUMULADO EXPERIENCIA EN OBRA:

• PROBLEMAS DE DECANTACIONES EN TANQUES DE

LAS PLANTAS

• NO HABÍA PROBLEMAS DE DIGESTIÓN

COMENTARIOS A LA O.C. 21bis/2009

COMENTARIOS:

• (-) EL VALOR DE 8 HORAS ES EXCESIVO. LA DIGESTIÓN SUELE

COMPLETARSE EN 50-60 MINUTOS. EL PRODUCTO DEBE SALIR

DIGERIDO DEL EQUIPO IN SITU

• (+) PERMITEN TOMAR MUESTRAS 8 HORAS ANTES DE UTILIZAR

EL PROODUCTO (SI NO CUMPLE… RECHAZO)

• (-) VAN A SUPONER UN COSTE ELEVADO (2 TANQUES DE 60

TONELADAS PARA UNA PLANTA DE 250 T/HORA)

• (+) LOS BETUNES FABRICADOS EN TERMINAL NECESITAN ESTOS

TANQUES NUEVOS, YA QUE LOS TANQUES CONVENCIONALES

SUFRIRÍAN DECANTACIONES

TANQUES EXTERNOS DE ALMACENAMIENTO

COMENTARIOS:

• (+) EL VALOR MÁXIMO DE 72 HORAS ESTÁ DIRIGIDO A EVITAR

DEGRADACIONES DEL CAUCHO

• (-) LA TEMPERATURA DE ALMACENAMIENTO SE ESTABLECE

EN AL MENOS 160ºC. SIN EMBARGO, LA REALIDAD ES QUE

TEMPERATURAS MÁS BAJAS FAVORECEN LA ESTABILIDAD Y

DETIENEN LA DIGESTIÓN

• (-) SERÍA CONVENIENTE LIMITAR TAMBIÉN EL NÚMERO DE

CICLOS ENFRIAMIENTO-CALENTAMIENTO. LA NORMATIVA DE

CALTRANS ESTABLECE UN MÁXIMO DE 2 CICLOS:

(FABRICACIÓN + 2 CICLOS ENFRIAMIENTO-CALENTAMIENTO)

APLICACIONES en las que se consideran “técnicamente

viables” la vía seca:

Se puede emplear en todo tipo de capas en

carreteras de tráfico medio-bajo.

O.C 21/2007

EJEMPLOS DE OBRAS CON CAUCHO EN ESPAÑA

HASTA LA FECHA SE HAN EJECUTADO EN ESPAÑA MÁS DE 700 KM:

• AUTOPISTAS

• CARRETERAS CONVENCIONALES

• VIALES URBANOS

SE HAN EMPLEADO TODAS LAS TECNOLOGÍAS:

• VÍA SECA

• VÍA HÚMEDA:

•BETUNES MEJORADOS CON CAUCHO

• BETUNES MODIFICADOS CON CAUCHO

• BETUNES DE ALTA VISCOSIDAD

HEMOS SUPERADO LA ETAPA EXPERIMENTAL !!!

UNA OBRA POR VÍA SECA… (CV-840)

MEJORA DE LA SEGURIDAD VIAL, CARRETERA CV-

840. TRAMO ENTRE LAS INTERSECCIONES CON

LAS CARRETERAS CV-846 Y CV-844. LA ROMANA.

EJECUCIÓN TRAMO EXPERIMENTAL MEDIANTE LA

UTILIZACIÓN DE POLVO DE CAUCHO NFU

APORTADO POR VÍA SECA, PARA LA FABRICACIÓN

DE MEZCLAS BITUMINOSAS EN CALIENTE PARA

CAPAS DE BASE E INTERMEDIA DE ALTO MÓDULO

VÍA SECA… (CV-840)

La solución consistió en cambiar mezclas

bituminosas convencionales por mezclas

bituminosas con caucho por vía seca, en

una combinación tal que se elevó su

módulo (base e intermedia).

Ventajas de esta técnica sobre las

técncias convencionales:

• Solución más duradera, con menor

espesor

• Empleo de un residuo, valorizándolo

• Prestaciones muy cercanas a las de los

betunes modificados

UNA OBRA CON BETUN BMAVC-3 EN LA CARRETERA CA-405

CONSTRUCCIÓN DE UNA CAPA DE

MEZCLA BITUMINOSA DISCONTINUA TIPO

BBTM B, DE 5 CM DE ESPESOR, SOBRE

UN RECICLADO CON CEMENTO

5 cm

BMAVC-3 en la CA-405

VENTAJAS DE ESTA TÉCNICA SOBRE LAS

TÉCNICAS CONVENCIONALES:

• Permite incorporar más ligante

• Tiene eficacia antirreflexión de fisuras

• Permite reducir los espesores (se precisarían

12-15 cm para retrasar la aparición de fisuras si

se empleasen mezclas convencionales)

BETUNES MEJORADOS, AUTOPISTA AP-1

CAPA DE BASE CON BETÚN MEJORADO Y UN

40% DE ASFALTO RECICLADO.

BETUNES MEJORADOS. AUTOPISTAS AP-1

EN ESTA OBRA SE HA DEMOSTRADO LA GRAN

VERSATILIDAD DE LOS BETUNES MEJORADOS

CON CAUCHO, COMBINADOS INCLUSO CON

ASFALTO RECICLADO PROCEDENTE DE LA

DEMOLICIÓN DE CARRETERAS

BETUN BMAVC-1. AUTOPISTA AP-7.

RECRECIMIENTO DE UN PAVIMENTO DE

LOSAS DE HORMIGÓN, CON 5 CM DE

MEZCLAS BITUMINOSAS CON BMAVC-1

BETUNES MEJORADOS. AUTOPISTAS AP-1

Mezcla alto contenido

de caucho para

rodaduraRiego de adherencia

Losa de hormigón

Grava-cemento

Taladro para inyección

de lechada de cemento

Recalce de losas

mediante inyección

de lechada de

cemento

Taladro para inyección

de lechada de cemento

Recalce de losas

mediante inyección

de lechada de

cemento

Mezcla bituminosa para

rodadura

Arena betún o geotextil

Capa de regularización

Riego de adherencia

Losa de hormigón

Grava-cemento

SISTEMA MONOCAPA CON MEZCLA CON

BETÚN DE ALTO CONTENIDO DE CAUCHO

SISTEMA TRICAPA CON ARENA BETÚN O

CON GEOTEXTILES

BETUNES MEJORADOS. AUTOPISTAS AP-1

VENTAJAS DE LAS MEZCLAS CON CAUCHO EN ESTA OBRA:

• AHORRO DE MATERIALES Y COSTES

• SIMPLIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO CONTRUCTIVO

• INCREMENTO DE LA VIDA DEL REFUERZO

• DISMINUCIÓN DRÁSTICA DEL RUIDO

80

90

100

110

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

NUM MEDIDAS

dB

(A)

T-T 4X4 -C T-T 4X4 -H

PARA CONCLUIR:

LAS MEZCLAS CON CAUCHO:

• BIEN DISEÑADAS, OFRECEN UN MAGNÍFICO

COMPORTAMIENTO

• SU CONTROL DE CALIDAD ES SIMILAR AL DE OTRAS

MEZCLAS

•TODAS LAS TÉCNICAS DISPONIBLES DAN BUEN RESULTADO

SI SE APLICAN LAS NORMAS DE BUENA PRÁCTICA

•ESPAÑA HA DESARROLLADO UNA DE LAS MEJORES

NORMATIVAS SOBRE LA MATERIA EN LA UNIÓN EUROPEA

•EN FIRMES DE CARRETERAS +++CAUCHO +++ BENEFICIOS