Cip neo interpretación especif calidad cap-11-08-11

Ricardo Bisso FernándezIng. CIP. PETROQUIMICO

11-Agosto-2011Lima - Perú

Presentación en el Colegio de Ingenieros del Perú – CIP Lima

2. Enemigos de Pavimentos Duraderos

6. Predicción Reológicadel Comportamiento del Pavimento con NFU

4. Especificaciones de Asfaltos Modificados con

Caucho de NFU

5. Experiencias y Normatividad de Otros

Países.

3. Producción y Bondades de uso de Caucho NFU en

Pavimento

1- Producción y Especifi cación de Asfalto Convencional

7. Conclusiones y Recomendaciones

Ricardo Bisso Fernández / Ing. CIP. PETROQUIMICO

La Población Urbana es en estos momentos aproximadamenteequivalente a la rural a nivel mundial y se espera que en el año

2030 supere el 60%


“Llantas Usadas” �� Desecho Industrial

Impacto Ambiental del Material


“Llantas Usadas” �� Desecho Industrial

Impacto Ambiental del Material

1. Cementerio de Llantas usadas de vehículos

2. Quema de Llantas usadas (humos de combustión: CO2).

3. Desecho No Biodegradable en basurales


Es un acuerdo internacional 11-12-97que tiene por objetivo reducir lasemisiones de seis gases quecausan el calentamiento global:

1. Dióxido de carbono (CO2),2. Gas metano (CH4)3. Oxido nitroso (N2O), además4. Hidrofluorocarbonos (HFC),5. Perfluorocarbonos (PFC) y6. Hexafluoruro de azufre (SF6),

en un porcentaje aproximado deal menos un -5%, dentro delperiodo que va desde el año 2008al 2012, en comparación a lasemisiones al año 1990.

El Protocolo de Kioto sobre el cambio climático

Según las cifras de la ONU, se prevé que la temperatura media de la superficie del planeta aumente entre 1,4 y 5,8 °C de aquí a 2100, a pesar que los inviernos son más fríos y violentos. Esto se conoce como Calentamiento global. «Estos cambios repercutirán gravemente en el ecosistema y en nuestras economías», señala la Comisión Europea sobre Kioto.



http://www.proviasnac.gob.pe

PRODUCCION DEL LIGANTE ASFALTICO ( ASFALTOS)DESTILACION DE PETROLEO

MEZCLA

NAFTA DE

VACIO

GASOIL LIGEROGASOIL PESADO

SOLVENTEKEROSENE

CRUDO REDUCIDO

UNIDAD VACIO8.0 MBD

SOLVENT 3

KEROSENE.

DIESEL

HEAVY GASOIL

CEM.ASFALTICO.40/50, 60/70,85/100, 120/150

RC 250MC 30

RESIDUALES N° 6 Y 500

GASOLINESOLVENT 1

CRUDO

UNIDAD PRIMARIA12.0 MBD

MEZCLARESIDUO DE

VACIO

Horno(630°F)

Horno(700°F)

ASTM ASSHTO

Por Penetración"PEN"

ASTM ASSHTO

Por Viscosidad"Poise"

Convencionales

ASTM

Tipo I,II,IV

Elastómero

ASTM

Tipo III

Plastómero

Modificados por"Polímeros"

ASSHTO

Superpave

Por TemperaturaMáx / Mín

No Convencionales

CEMENTO ASFALTICO


Composición Química del Ligante Asfáltico


1. PENETRACION

2. VOLATILIDAD

– Pto. Inflamación Cleveland

3. DUCTILIDAD

5. FLUIDEZ

– Viscosidad

6. ENSAYO DE LA MANCHA

7. PTO. DE ABLANDAMIENTO

CARACTERÍSTICAS / ESPECIFICACIONES

CEMENTOS ASFALTICOS(AASHTO M20)

4. SUSCEPTIBILIDA TERMICA

• (Prueba de Calentamiento sobre

película fina 3.2 mm,163°C,5 hr)

– Pérdida por Calentamiento

– Penetración Retenida

– Ductilidad

– Indice de Susceptibilidad

CONTROL DE

CALIDAD DE

ASFALTOS


PRUEBA DE CALENTAMIENTO SOBRE PELICULA FINA(3.2 mm, 163°C y 5 horas)•Simula un proceso de oxidación y envejecimiento severo. •Esta prueba Indica el grado de "DIFICULTAD" que el Cemento Asfáltico puede presentar en la planta de mezclado.

PERDIDA POR CALENTAMIENTO

La pérdida de masa debido al calentamiento

EVALUACION DE SUSCEPTIBILIDA TERMICA

PENETRACION (PEN) RETENIDA

Se expresa como % de PENETRACION

100 g100 gpenetration

0 sec5 sec

DUCTILIDAD

Es medida por ELONGACION.

INDICE DE PENETRACION (IP)

Se calcula con data de PEN vs TEMPERATURA.


� LA DEFORMACION PERMANENTE (RUTTING) ES EL PROBLEMAS MAS

COMUN A LO ANCHO DEL MUNDO EN PAVIMENTOS CON “TRAFIC O

PESADO”.LAS CONDICIONES CRITICAS PARA EL FUNCIONAMIENTO DE MEZCLAS BITUMINOSAS ESTAN GENERALMENTE ASOCIADAS CON :

1) ALTAS TEMPERATURAS DE SERVICIO (> 50°C)LOS PROBLEMAS SON EL RUTTING Y FATTING-UP

� SE DENOMINA PERMANENTE PORQUE REPRESENTA UNA ACUMULACION DE PEQUEÑAS CANTIDADES DE DEFORMACION PLASTICA QUE OCURRE EN CADA TIEMPO EN QUE UNA CARGA ES APLICADA

� LA DEFORMACION NO PUEDE SER RECUPERADA

2) BAJAS TEMPERATURAS DE SERVICIO (< 50 °C)LOS PROBLEMAS SON CRACKING Y RAVELLING.

ENEMIGOS Nº1 DE LOS PAVIMENTOS


Qué elementos influencian en el Pavimento ?

Clima

Propiedadesdel Material Condición

del Pavimento

Estructura de Pavimento

Tráfico

Determinan la:


Parámetros que influyen en su deterioro:

DL

DM TA

�ESFUERZOS

REOLOGÍADe Materiales

�FLUJOS


♦ALTAS TEMPERATURAS DE SERVICIO♦BAJA VELOCIDAD♦TRAFICO CANALIZADO♦ALTA PRESION DE LLANTAS♦CONSTRUCCION DE LLANTAS♦ESPESOR DE MEZCLA ASFALTICA♦ESPESOR DE LIGANTE ASFALTICO y♦GRADO DE COMPACTACION (CAPAS DE ASFALTO)

HORIZONTALORIGINAL

CIZALLA PLANA

CAPA, DE ASFALTO

Razones simples o combinadas que ocasionanel Rutting ó Deformacion Permanente:


Qué elementos conforman los Materiales ?

Propiedadesdel Material

ASFALTO o Bitúmen (Ligante Asfáltico)

AGREGADOS

Que se espera de ellos ?


a 25ºC2

� El comportamiento Ligante Asfáltico = φ (“Temperatura” y “Tiempo de Carga” ).

� Una LENTA razón de Carga puede ser simulada por:una ALTA Temperatura y Viceversa.

a 60ºC1

3 a 25ºC+ Tiempo

COMPORTAMIENTO DEL LIGANTE ASFALTICO


COMPORTAMIENTO REOLOGICO DEL LIGANTE ASFALTICO

Es un material VISCO-ELASTICO porque simultáneamente displaya ambas características

♦A Altas Temperaturas actúa como un Fluído Viscoso

♦A Bajas Temperaturas se comporta como un Sólido- Elástico.

- 30°C 135°CTEMPERATURA

ELASTICO

VISCOSO

ElásticoSólido(Hooke)

FluidoViscoso(Newton)


Diseño de Pavimentos Duraderosy Sostenibles

TECNOLOGIA

DISEÑO DEL LIGANTE(CALIDAD DE ASFALTO)

+

DL

DISEÑO DE MEZCLAS

(ASFALTO + AGREGADOS)

+

DM

TECNICAS DE APLICACION

(FRIO YO CALIENTE)

TA


FABRICACION DEL POLVO DE CAUCHO (NFU)

Se obtiene mediante un proceso industrial que utiliza la tecnología criogénica:

1- Fragmentación: En primer lugar, se extraen de los neumáticos, ligeros y pesados:

Los aros metálicos que for-man parte de la estructura y

posteriormente a través de un sistema de corte se rompen en pequeños trozos de tamaño homogéneo, denominados chips;

3- Separación:Los materiales obtenidos, se seca el caucho, se clasifica :

granulométriamentesegún dimensiones estándar,

se elimina cualquier impureza o residuo y se acopia en silos.

2- Proceso Criogénico:Este es un proceso continuo, controlado automáticamente y desarrollado bajo una atmósfera inerte. Los chips se intro-ducen en un túnel sumergido en: “Nitrógeno líquido a -196º C y se enfrían hasta -80º C”.

A esta temperatura el caucho se com-porta como un cristal. Es lo que se conoce como enfriamiento criogénico.

Luego, el material se introduce en el inte-rior de molinos de martillos especiales, que a base de impactos muy fuertes, trocean el caucho en pequeños gránu-los de diferentes dimensiones (molienda criogénica), obteniéndose partículas de morfología tipo cuboide, caras lisas y

aspecto brillante; Ricardo Bisso Fernández / Ing. CIP. PETROQUIMICO

No degrada química ni térmicamente las cadenas moleculares de los polímeros ni su estado de vulcanización,

No se alteran sus propiedades elásticas y los agentes protectores existentes en el caucho se mantienen eficaces, mostrando elevada resistencia al envejecimiento atmosférico.

El producto es estable en el tiempo, inocuo para la salud y resistente a la radiación UV, a lafricción y la abrasión. El material se somete a diversos ensayos: granulometrías, porcentajesde fibra, acero libre, humedad y contaminantes, densidad, emisión de lixiviados, etc.

Neumáticos Reciclados + Asfalto

Este proceso:

Ver vídeo: 12 min


SISTEMA DE FABRICACIÓN DEL POLVO DE CAUCHO NFU

El betún mejorado con caucho se ha fabricado in situ con una línea de producción móvil,montada sobre un remolque transportable . Este tipo de maquinaria es habitual en laelaboración de betunes modificados con caucho de alta viscosidad (BMAVC), con unporcentaje de caucho entre 18 y 22 %.

El betún permanece en el tanque de digestión durante la fase denominada digestión o maduración, que consiste en que las partículas de caucho, a elevada temperatura, se reblandecen y absorben los componen-tes más ligeros del betún, hinchándose. Este hinchamiento disminuye la distancia entre partículas y aumenta la viscosidad del ligante.

Como medida de control in situ del avance de la reacción se utiliza un viscosímetro rotacional , que mide la evolución de la viscosidad en el tiempo. Alcanzada una viscosidad estable se da por concluida la digestión.


APLICACION DE POLVO DE CAUCHO DE LLANTAS RECICLADAS PARA LA CONSTRUCCION DE CARRETERAS

2- TRITURACION DE LAS LLANTAS (Polvo)1- RECOLECCION DE LLANTAS USADAS

3- MEZCLA DE NFUS CON ASFALTO

4- AGREGADOS

5- CALENTAMIENTO DE AGREGADOS

6- MEZCLA NFU CON EL ASFALTO

8- CAMIONES CON CARGAMENTO DE CONCRETO CON NFU`s

7- CONCRETO ASFALTICO CON NFU INCORPORADO

1. METODO VIA SECA (Adición de Polvo NFU’s como árido)

2. VÍA HÚMEDA (Adición Polvo NFU como modificante)


MODALIDADES DE APLICACIÓN DE NFU’s

Existen dos métodos de aplicación de los NFU’s ----> Vía Seca y Vía Húmeda:

� Se incorpora el polvo de cauchocomo un árido, directamente almezclador en la cantidadprecisa para cada amasada(planta discontinua).

� O bien mezclarlo previamentecon algún componente pétreode la mezcla antes de lafabricación (planta continua).

Los aspectos fundamentales de latécnica son; el caucho sustituye auna parte del árido, donde la partefina reacciona con el betúnmodificándolo, es conveniente quese produzca una pre-reacción.

� Dependiendo del tamaño máximo del polvo de caucho, este actúa de diferente manera:

• Hasta 2 mm, este polvo de caucho actúa como un árido elastomérico.

• Inferior a 0,5 mm, actúa como un modificador del betún.

1- VIA SECA


Se basa en la fabricación de unligante modificado (betún-caucho)mediante la adición de partículas decaucho de neumático reciclado a unbetún convencional, bajo ciertascondiciones de mezclado.

Al añadir las partículas de caucho albetún caliente:

1- Se reblandecen,

2- Absorben los componentes másligeros del betún y

3- Se hinchan (digestión) debido a laabsorción de los aceites aromáticosdel betún (Polar-aromáticos yNafteno-aromáticos) por las Cade-nas de elastómeros que componen elpolvo de caucho NFU.

� El betún resultante de la mezcladepende del tiempo y temperaturade reacción.

� temperaturas elevadas producenreacciones más rápidas y mayoreshinchamientos de las partículas.

� La mezcla betún-caucho deneumático reciclado es inestable,para que el caucho no se segreguela mezcla ha de estar en continuaagitación, por eso se fabrica in situen el lugar de la obra.

� No obstante se han desarrolladoprocesos para estabilizar la mezclay hacerla almacenable, permi-tiendo el traslado desde la centralde fabricación al lugar de empleo.

1- VIA HUMEDA


Dependiendo de la concentración de polvo de NFU se clasifican en tres tipos:

Betunes mejorados con caucho (BC): La concentración de polvo NFU está entre 8 y 12 %,siendo betunes con mejores prestaciones que los betunes convencionales. Estos betunes tienen la limitación de empleo hasta tráficos T-1 en capa de rodadura.

Betunes modificados con caucho (BMC): En este tipo de técnica la concentración de polvo NFU está comprendida entre 12 y 15%, consiguiendo las características del los Betunes modificados con Polímero, pudiendo emplear en cualquier tipo de tráfico.

Betunes modificados altamente viscoso con caucho (BMAVC): siendo estos los que másalta concentración de polvo NFU tienen igual o superior al 15%. Empleándose principalmente en tecnologías de tratamiento anti-remonte de fisuras.

CLASIFICACION POR VIA HUMEDA


VISCOSIDAD:cuanto mayor es la proporción de NFU, mayor será la viscosidad y mayor será también a medida que avanza el proceso de digestión. Considerando la experiencia en fabricación de BMAVC, se fijan las temperaturas del betún base en 170º C y la de la reacción aproximadamente en 185º C.

Proceso de Digestión (td): el objetivo fundamental es determinar el tiempo de digestión en cada caso y fijar los mínimos que garanticen un producto de calidad que cumpla las especificaciones. En cada prueba se han fabricado 5 T y extraído muestras del tanque digestor en diferentes tiempos, según la Tabla 2, sobre las que se han ensayado las especificaciones de la normativa.

PENETRACION:La adición de caucho disminuye la penetración del betún. El objetivo es obtenerun valor objetivo (ejemplo: obtener un PEN 50/70, si partimos de un PEN 60/70) si se cumple, es más probable que todas las demás también se verifiquen.

Este criterio indica la ejecución a escala industrial in situ de tres combinaciones o pruebas:

a) PRUEBA 1: betún base: B 60/70 - 10,0 % NFUb) PRUEBA 2: betún base: B 60/70 - 8,0 % NFUc) PRUEBA 3, betún base: B 80/100 - 12,0 % NFU

Batería de Ensayos para Caracterización y Resultados


USO DE NEUMATICOS EN EUROPA

En España se desechan unas 300,00 Tonela-das de neumá-ticos por año.


Especificaciones de Asfalto Modificado con NFU - España


Tiempo de digestión (td) es

aquel que a partir del cual las

propiedades del betún mejo-

rado permanecen constantes,

principalmente la viscosidad

Los tiempos de digestión obteni-dos en cada muestra y las propie-dades de los productos resultan-tes se recogen en la Tabla 3.

Donde, el mejor producto obteni-do es la PRUEBA 2, que cumple todas las especificaciones, ex-cepto la ductilidad según la nor-ma UNE EN 13598 / 13703, y tiene el menor tiempo de digestión (65 minutos).


La evolución de la Penetración, Pto. Reblandecimiento y Viscosidad de los cementos asfálticos ensayados se ilustra en las Figuras 2, 3 y 4 siguientes:


En Brasil soncolocados en elmercado aprox. 61 millones de neumáticos por año (38 de laproducciónnacional).

Brasil - Especificaciones de Asfalto Modificado con NFU


Mexico - Especificaciones de Asfalto Modificado con NFU


Colombia - Especificaciones de Asfalto Modificado con NFU

La posibilidad de reciclar las llantas usadas ha sido prevista por el Instituto de Desarrollo Urbano (IDU), con el apoyo del Departamento Técnico Administrativo del Medio Ambiente (DAMA), ambos de la Alcaldía de la capital colombiana.

La ingeniera química Adriana Mallarino, experta del DAMA en el ámbito del medio ambiente, explicó a EFE que la iniciativa es un proyecto piloto y pionero en Colombia que recoge experiencias con éxito de otros países, como España, Estados Unidos y Canadá.

http://www.caracol.com.co/nota.aspx?id=100082


Uruguay - Especificaciones de Asfalto Modificado con NFU

Fuente: Santiago Kroger – Bitafal Asfaltos – XV CILA Fuente: Santiago Kroger – Bitafal – XV CILA


Añadir el polvo de caucho obtenido de las llantas oneumáticos reciclados en la mezcla del asfaltoconfiere a la mezcla:

PAVIMENTO DURADERO:1- Resistencia mejorada a las fisuras reflejadas

2- Mayor vida a fatiga,

3- Más duraderas hasta 20 años

4- Mas Seguridad Vial (visibilidad y adherencia)

AMBIENTALES:5- Menos ruidosas,

6- Ahorro de Combustible

6- Menos emisiones gas CO (evita quema NFU)

Ing. CIP. Ricardo Bisso Fernández

Ventajas de Llantas o Neumáticos Reciclados + asfaltoVídeo(12 sg)

(Ver vídeo)

(Ver vídeo)

EXPERIENCIA Y NORMATIVIDAD EN OTROS PAISES:

•Los neumáticos fuera de uso han llegado a convertirse en un problemamedioambiental en muchos países del mundo.

•La Unión Europea ha publicado recientemente legislación que impulsa alreciclado de estos residuos.

•España, por su parte, cuenta ya con el Plan Nacional de neumáticos fuerade uso, que prohibe la admisión en vertedero de neumáticos a partir deenero de 2007.

•De acuerdo con estos condicionantes la Dirección General de Carreterasdel Ministerio de Fomento ha enviado un Orden Circular animando alempleo de caucho de neumáticos en mezclas asfálticas parapavimentación.

•Se explica también en la parte final del artículo un trabajo en la autopistaA-7 (Tarragona-Valencia). Se describe tanto el excelente comportamientoestructural del recrecimiento sobre losas de hormigón como la disminuciónde ruido que se ha registrado tras la rehabilitación.

Ing. CIP. Ricardo Bisso Fernández

NORMATIVIDAD EN ESPAÑA


Fuente: Mercedes Gómez Alvares / Dirección General de Carreteras


Ensayos Fundamentales Reológicosdel Ligante Asfáltico (Cemento Asfáltico)

REOMETRO DINAMICO DE CIZALLA (DSR)

VISCOSIMETRO ROTACIONAL (VRT)

REOMETRO DE VIGA (BBR)


Ensayos Fundamentales ReológicosEsta presentación considera dos modos de deterioro de mezclas asfálticas:

• Deformación permanente (Rutting) y

• Agrietamiento por fatiga

El enfoque del trabajo está en el uso de:

1)- Ensayos ReológicasFundamentales del Asfalto

Se lleva a cabo por mediode «Reometría de cortedinámico» (DSR)

2)- Métodos de predicción de comportamiento del

pavimento

Consiste en los parámetros Superpave para el Rutting y la Fatiga y el concepto de viscosidad de corte cero, y

3)- Ensayo de mezcla

Se lleva a cabo con el probador de Asfalto Nottingham (NAT ): prácticas de propiedades mecánicas de las mezclas asfálticas


Ensayos Reológicos del Ligante Asfáltico




Genera “Curva Reológica”

Para obtener la máxima información de la reología de los betunes se hace un barrido de frecuencias desde 0,01 Hz a 10 Hz a 25 º C, para analizar su comportamiento a fatiga, y a 58 ºC para estudiar su comportamiento frente a las deformaciones plásticas.






Módulo Complejo Cizalla “ G* ”Angulo de Fase “ δ ”

G* = τ τ τ τ máx / γγγγ máx

δ = δ = δ = δ = ω (∆ ω (∆ ω (∆ ω (∆ t )))) VISCOELASTICO : 0 < δδδδ < 90°






Módulo Complejo Cizalla “ G* ”Angulo de Fase “ δ ”

Los asfaltos son materialesviscoelásticos, es decir quesometidos a la acción de unafuerza tienen una respuestaque podemos dividir en doscomponentes:Una elástica, bajo la cual elmaterial se deformaalmacenando la energía queha sido necesaria paradeformarlo, y recuperandoésta una vez suprimida lacarga; yUna componente viscosa, en lacual el material fluye disipandola energía en forma de calor, yque una vez suprimida la cargano es recuperable






Deslizamiento de Rigidez: “ S ”Razón log. de Rigidez : “ m ”

La prueba de BBR simula la Rigidez de carpeta de asfalto después de dos horas de carga en latemperatura mínima de pavimento. La rigidez de fluencia (S (t)) está relacionado con las tensionestérmicas debido a la contracción, mientras que el m-valor está relacionado con la capacidad deun pavimento para aliviar estas tensiones.Por lo tanto, las especificaciones Superpave carpeta requieren un límite máximo en la rigidez defluencia (tensión térmica no muy grandes) y un límite mínimo de m-valor (debe tener ciertacapacidad mínima para aliviar las tensiones térmicas sin romperse).


Tiempo invertido

Pro

ye

cto

s e

n /

Esp

ec

ific

ac

ion

es

Convencional•PEN•Visc•Ductilidad•Pro. Ablanadam.

(No Describen LVE)

Criterios de

•Viscosidad Rotacional

Criterios de performance

•Temperatura de Uso•Carga Tráfico•Viscosidad Rotacional

ExperienciaInvestigación


Caracterización Reológica (DSR)Reómetro Dinámico de Cizalla

Los resultados se representan en las gráficas siguientes:

- Variación de G* con la del ángulo de fase, δ

-Variación isócrona de G* y de δ con la temperatura (a una frecuencia de 1,59 Hz)

-Variación isócrona de G*sen.δ con la temperatura(a una frecuencia de 1,59Hz)

Evalúa el Comportamiento Viscoelástico del

ligante bituminosos

-----> por Módulo Complejo G*

-----> Angulo de fase, δ

Carga aplicada al material y la deformación experimentada.

Da idea de la deformación recuperable y no recupera-ble del ligante bituminoso.

Simula paso de tráfico pesado a 90 Km/h).

-->

Diagrama de Black-->

Comportamiento a fatiga-->


Diagrama de Black En la Figura se ve claramente:

�La tendencia lineal del Asfalto convencional (B),

�Mientras que el Asfalto mejorado BC (con NFU) presenta un comportamiento elástico, con valores de δ menores para iguales valores de G*, tiene una forma característica de S (ese).


Curva Isocrónica G* - δδδδ – T : SIMULA TRAFICO PESADO

“ Cómo las propiedades viscoelásticas del Asfalto Mejorado BC (con NFU) son notablemente mejores que las del Asfalto convencional (B), sobre todo en cuanto a ángulo de fase, que es bastante más bajo (ligante más elástico) en todo el rango de temperaturas, principalmente a temperaturas altas de servicio.


Curva Isocrónica G*. Sen δδδδ – TºCOMPORTAMIENTO A FATIGA

Correspondiente por el Asfalto mejorado BC (con NFU) envejecido tras RTFOT y PAV.

Se estima el valor de temperatura en la que el Asfalto deja de cumplir con el límite G*senδ = 5000 kPa (utilizado en la metodología americana SHRP para valorar la fatiga del ligante), debido a la continua flexión de las capas del firme bajo el paso de los vehículos por la calzada.

Esta temperatura es más baja para el Asfalto mejorado con NFU que la del Asfalto convencional de penetración similar; ya que tras envejeci-miento, los ligantes mejorados siguen teniendo una menor susceptibilidad térmica que los betunes convencionales: valores de G* y de δ más bajos a temperaturas intermedias de servicio.


En la Figura se representan dos asfaltos y los círculos asociados, y queda de manifiesto que elAsfalto B (NFU) tiene, para las frecuencias en estudio menor módulo G*, y menor G’’, que elAsfalto A (Convencional).

El G∞ para el Asfalto B (NFU) es 7’500,000 Pa, y para el PEN 50/70 es 5’700,000 Pa.

El recorrido visco elástico del Asfalto B (NFU) es mucho mayor que Asfalto A (Convencinal),necesitando frecuencias muy altas para conseguir al G∞.

(Módulo Elástico)

(Módulo Viscoso)


Diagrama de Cole Cole

Curva Viscosidad Temperatura

Muestra la curva del ligante BMC frente a la de un betún B 40/50 convencional. Se puede observar en este gráfico como las viscosidades de ambos productos son prácticamente idénticas a partir de 110 ºC. Esto significa que este ligante puede ser empleado a las mismas temperaturas a las que se emplearía un betún B 40/50 en cada uno de los distintos tipos de mezcla asfáltica.

En la gráfica también se puede apreciar como la viscosidad aumenta de forma considerable a temperaturas más bajas; este fenómeno se genera porque la cera a temperaturas inferiores a su punto de fusión (sobre 110ºC) confiere al ligante una mayor rigidez haciéndolo más resistente a las deformaciones plásticas a las temperaturas de servicio del firme. Este comportamiento hace que el ligante sea idóneo para ser aplicado en la construcción de carreteras con frías climatologías, largas distancias entre la planta y el extendido, o con el fin de reducir la energía de compactación.


Curva Angulo de FaseRepresenta el ángulo de desfase δ que ha dado información a cerca de lo elástico o viscoso que se ha comportado el material.

A menor δ, mayor será la componente elástica del material: es decir recuperará en mayor medida su estado inicial después de ser sometido a una deformación.

Se puede observar como el carácter elástico del betún BMC es mayor (menor δ) que el del betún B 40/50, en todo el rango de temperaturas estudiado. Por comparativo con el betún BM-3b, el betún BMC ha presentado un menor δ a temperaturas inferiores a los 50 ºC aproximadamente, invirtiéndose el comportamiento a partir de esta temperatura.


Rutting en las capas en la parte superior del pavimento se debe a ladeformación plástica acumulada en la mezcla que resulta de la aplicaciónrepetida de la carga de tráfico.

� A pesar de las tendencias de rutting de un pavimento, es influenciado principalmentepor agregados y propiedades de la mezcla, las propiedades de la carpeta tambiénafectan a la resistencia a la formación de roderas de las mezclas.� Esto es particularmente cierto para los betunes modificados con polímeros (PMB), que seha demostrado para mejorar la resistencia de rutting de los pavimentos.� Además, el rutting es más frecuente en las temperaturas elevadas que a temperaturasintermedias o bajas.

2)- Predicción del Comportamiento de Pavimento Desde los Ensayos Fundamentales Reológicos

del Ligante Asfáltico


� Esto condujo a la adopción de la inversa del cumplimiento de la pérdida, 1 /J ", el cual es numéricamente equivalente al Módulo de Complejo de Corte,dividido por el ángulo de fase, G*/ sinδ . Se seleccionó la frecuencia de cargautilizadas en la especificación como 10 rad/sec (1,59 Hz):

« Altos Valores de G * / Sen. δ δ δ δ indican la Resistencia Superior al Rutting »

Parámetro SHRP de Rutting (G * / Sen. δδδδ)

El parámetro de la fatiga fue elegido para reflejar la energía disipada por ciclo decarga, que puede ser calculada como G*.sinδ.

« Una reducción de G*Sin. δδδδ se corresponde con una Mayor Resistencia de Fatiga".

Parámetro SHRP de Fatiga (G *. Sen δδδδ)

La validación de los parámetros carpeta SHRP la fatiga con el comportamientodel pavimento se ha demostrado que, aunque las propiedades aglutinantes sonimportantes, los efectos estructurales del pavimento puede ser igual o másimportante.

La selección de los criterios de especificación apropiada se complica aún más porla evidencia respecto a la eficacia de las propiedades del betún en elrendimiento de la fatiga.

Los resultados de ensayos de laboratorio de control de estrés-fatiga implica que larigidez de carpetas son más resistentes al agrietamiento por fatiga.

Por el contrario, los ensayos de fatiga de stress-controlado implica que Ligantesmas ligeros o blandos son más resistentes al agrietamiento por fatiga.


Deformación Plástica

no recuperable

Alto valor indica Mejor Resistencia

Medido por G*/ Sin δδδδ

Módulo de Resistencia a la Carga de

Tráfico

Resistencia a la Energía Disipada

Menor valor indica Mejor Resistencia

Medido por G*. Sin δδδδ

Módulo de Resistencia a

la Fatiga

Parámetros Reológicos “Superpave”


Phoenix

Caracterización

MEDICION TRADICIONAL

⇒ VISCOSIDAD⇒ PENETRACION⇒ DUCTILIDAD⇒ PTO. ABLANDAMIENTO

NO SON SUFICIENTES PARA DESCRIBIR

♦COMPORTAMIENTO”VEL” (Visco-Elástico-Linear)♦FALLA DE PROPIEDADES DEL BITUMEN

MEDICION SUPERPAVE

LIGANTE ASFALTICO ES TERMOPLASTICO Y

VISCOELASTICO

SOLIDO ELASTICOBAJAS TEMPERAT.

♦ CARGAS RÁPIDAS

FLUIDO VISCOSOALTA TEMPERAT.

⊕ CARGAS LENTAS

POR LO QUE LA RPTA AL “ STRESS” ESTA EN FUNCION

DE TIEMPOS Y CARGAS


1. Una mejor combinación obtenida es la resultante de la adición de un 8 % de polvo de NFU a un betún asfáltico base B 60/70, con un tiempo de digestión mínimo de 65 minutos a una temperatura constante de 185º C.

2. Si el producto final cumple todas las especificaciones, que alcanzan los betunes base. Se concluye que el procedimiento de fabricación in situ del betún mejorado con polvo de caucho es una buena alternativa a la fabricación en central.

3. Desde el punto de vista medioambiental, se obtiene menores niveles de ruido y mayor seguridad vial.

4. Se destaca finalmente que la adición de polvo de NFU a las mezclas bituminosas permiten obtener betunes con valor añadido frente a los betunes o cementos asfálticos convencionales.

5. No existe incompatibilidad entre el caucho de NFU y el ligante asfáltico proveniente de cualquier crudo que cumpla las especificaciones de asfalto convencional

CONCLUSIONES:


6. Es perfectamente viable implementar el uso de NFU en la construcción de carreteras en el Perú.

7. Existe suficiente investigación y experiencias a nivel mundial, que demuestra la funcionabilidad de es tecnología y que debe adaptarse a las condiciones del Perú.

8. Es imprescindible la iniciativa, voluntad y liderazgo de la empresa privada para impulsar el desarrollo de la modificación de asfaltos con polvo de caucho de NFU.

9. Es necesario que en el Perú se implemente una normatividad vial de especificaciones técnicas y normas legales apropiadas, para el desarrollo de proyectos viales de pavimentación con aplicación de NFU’s.

10. Desarrollar el Bench Mark Español a la realidad peruana.

CONCLUSIONES:


GRACIAS !

Información de contacto

Ricardo Bisso [email protected]

Página Web

Blog

http://www,wix,com/rbissof/asfaltos-amigos

http://ligante-asfaltico.blogspot.com

11-Agosto-2011

Lima - Perú

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