Mezclas Asfalticas Tibias
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Mezclas Asfalticas Tibias...
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MEZCLAS ASFALTICAS TIBIAS
ANTECEDENTES
El concepto de mezcla tibia surgió en el año de 1995 en diferentes países de Europa, tras la necesidad de una mezcla bituminosa que ofreciera economía en energía y tuviera el mismo desempeño de las mezclas bituminosas en caliente. a conferencia de las !aciones "nidas para el ambiente y el desarrollo sostenible que se celebró en #io de $aneiro en 199% marcó el inicio de conciencia conc iencia universal de los riesgos de daño mirando &acia este planeta. a destrucción de los recursos naturales y el cambio del clima son la principal causa de daño e interrupción de los ecosistemas, causados en mayor medida por la industria, agricultura y el transporte. Este pensamiento fue formalizado con el 'rotocolo de (yoto en el año a ño de 199) en la "nited " nited !ations *rame+or -onvention sobre el cambio climtico, un compromiso en particular surgió, el de ba/ar las tasas de emisiones de gases de invernadero. Entre 199) 0 1999, se construyen los primeros pavimentos con 23 4arm mi3sp&alt6en Europa. En el año %77% la !3'3 4!ational asp&alt pavement association6, realizaron un tour en Europa, así, en el año %778 se realizo la primera convención sobre desarrollo de 23
ANTECEDENTES
El concepto de mezcla tibia surgió en el año de 1995 en diferentes países de Europa, tras la necesidad de una mezcla bituminosa que ofreciera economía en energía y tuviera el mismo desempeño de las mezclas bituminosas en caliente. a conferencia de las !aciones "nidas para el ambiente y el desarrollo sostenible que se celebró en #io de $aneiro en 199% marcó el inicio de conciencia conc iencia universal de los riesgos de daño mirando &acia este planeta. a destrucción de los recursos naturales y el cambio del clima son la principal causa de daño e interrupción de los ecosistemas, causados en mayor medida por la industria, agricultura y el transporte. Este pensamiento fue formalizado con el 'rotocolo de (yoto en el año a ño de 199) en la "nited " nited !ations *rame+or -onvention sobre el cambio climtico, un compromiso en particular surgió, el de ba/ar las tasas de emisiones de gases de invernadero. Entre 199) 0 1999, se construyen los primeros pavimentos con 23 4arm mi3sp&alt6en Europa. En el año %77% la !3'3 4!ational asp&alt pavement association6, realizaron un tour en Europa, así, en el año %778 se realizo la primera convención sobre desarrollo de 23
ANTECEDENTES
En el año %77 se realiza la demostraciones del funcionamiento de las mezclas asflticas tibias y se realizaron pruebas en Estados "nidos con 3sp&a min. Entre los años %775 0%77: 0 %77: se realizaron muc&as mas pruebas para realizar este tipo de pruebas y la !-3; 4!ational -enter for 3sp&alt ;ec&nology6 ;ec&nology6 realiza algunas publicaciones sobre investigaciones realizadas sobre 3sp&a < min, =asobit y Evoterm. En el año %77) la *>3 4*ederal 4*ederal >ig&+ay 3dministration6 analizaron la posibilidad de realizar realizar vías con esta metodología, en este mismo año la 33=>;?@!->#' realizo proyectos de investigación sobre el tema. Ael 11 < 18 de ?ctubre del %711 la !3'3 !3'3 realizara el segundo congreso con greso sobre 23. El desarrollo de esta tecnología es enfocada en la reducción de temperatura de mezcla y compactación, esta nueva alternativa facilita el traba/o de pavimentación en los países en e n los que el invierno es muy riguroso, una vez que la mezcla tibia enfría ms lentamente que la mezcla en caliente
ASFAL ASF ALTO TO
El asfalto es un material anisotrópico, discontinuo e &eterogBneoC este material es considerado como un material coloidal, formado por una fase asfaltBnica, solida o dispersa, las cuales estn suspendidas fase maltBnica, liquida o dispersante. El asfalto es un material termoplstico, el cual es comple/o desde el punto de vista químico ya que es obtenido como el residuo en el proceso de reDnación del petróleo crudo. Esto &ace que el control de calidad de este material sea pobre, adems de que sea una mezcla muy comple/a de estructuras químicas complicadas.
ASFAL ASF ALTO TO
=in embargo, este es un material de suma importancia para la industria de la construcción por sus propiedades de consistencia, ad&esividad, impermeabilidad y durabilidad, y sobre todo por el relativo ba/o costo ya que, es el residuo en el proceso de reDnación del petróleo. El asfalto o bitumen en una mezcla asfltica varia nicamente entre el 5 0 F G en peso y el resto es constituido por los pBtreos, la variación de estos porcenta/es depende del tipo de agregados, del tipo de bitumen y de la calidad de estos en la mezcla asfltica.
ASFALTO
El comportamiento del asfalto depende de su composición química que a su vez depende de la fuente de procedencia y del proceso de reDnación. El asfalto es muy susceptible a los cambios de temperatura y sufre enve/ecimiento por intemperismo para largos tiempos de eposición, tambiBn afectado por la oidación. #especto a sus propiedades mecnicas Bstas son muy pobres ya que es quebradizo a ba/as temperaturas y Huye a temperaturas un poco arriba de la temperatura ambienteC tiene adems una ba/a recuperación elstica.
!E-E=IA3A AE 2E$?#3# E! ?= 3=*3;?= EJI=;E!;E= E! -??2KI3
Incrementar la ad&erencia asfalto 0 pBtreos, esto tambiBn se logra controlando el efecto del agua sobre esta ad&erencia. Incrementar la permeabilidad y en cierta forma la resistencia del bitumen al efecto negativo del agua sobre este. Incrementar la durabilidad del asfalto, pero esto en tBrminos de incrementar la vida de este con respecto al enve/ecimiento, ya sea desde el proceso de producción de la mezcla, como en los procesos de puesta en obra. 2e/orar la traba/abilidad, lo que se ve reHe/ado en un fcil mane/o del material en condiciones normales y para el proceso de compactación, sin disminuir o etralimitar este proceso ms all del diseño
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Eisten en nuestro medio y en el desarrollo tecnológico alcanzado, dos formas bsicas para me/orar la calidad de un asfalto, una es sin modiDcar el asfalto con aditivos que generen el incremento de las posibilidades antes mencionadas y la otra forma es modiDcando el asfalto.
MEZCLAS ASFALTICAS SEGÚN TEMPERATURA DE MEZCLADO
a mezcla en frio 4-old 2i 3sp&alt < -236 con una temperatura de mezclado que varía de %5L- < :7La mezcla semicaliente 4>alf < arm 2i asp&alt < >236 con una temperatura de mezclado que varía de :7L- < 177La mezcla tibia 4arm 2i 3sfalt 0 236 con una temperatura de mezclado que varía de 177L- < 15La mezcla en caliente 4>ot 2i 3sp&alt < >236 con una temperatura de mezclado que varía de 15L- < 1F7L-
TIPOS DE MEZCLAS A BAJA TEMPERATURA
MEZCLAS ASFALTICAS SEGÚN TEMPERATURA DE MEZCLADO
MEZCLA TIBIA 43#2 2IJ 3=*3; 0 236
os principales ob/etivos en la realización de este tipo de mezclas sonM #educción de las temperaturas de producción de la mezcla asfltica, claro esta sin comprometer la calidad Dnal de esta, o de la mezcla puesta en obra. a temperatura de mezcla inHuye directamente con la viscosidad del asfalto puesto en obra, que a su vez incide en la compactación, así, con la disminución de la temperatura de mezclado, la mezcla se vuelve ms viscosa y resistente a la deformación, lo que disminuye la generación de poros o bolsas de aire al interior de la mezcla con cierto grado de compactación. 15L- < 1F7L-
MEZCLA TIBIA 43#2 2IJ 3=*3; 0 236
a necesidad de reducir las temperaturas de producción y de puesta en obra de las mezclas en caliente como una necesidad para disminuir los costos de producción. 3sí mismo reduciendo los efectos nocivos producidos al medio ambiente, se da por disminución en el consumo de energía lo que afecta directamente los costos de producción en una planta. ?tro factor de interBs es la reducción de emisión de olores tanto en planta como en obra.
ADITIVOS Y PROCESOS
3sp&a0 min zeolite =asobit Evot&erm Aouble barrel green #edisetN 2J #eviN 320*oam o+0Energy 3sp&alt ?tros
ADITIVOS ;I'? AE '#?-E=?
PROCESO LEA 4? E!E#OP 3='>3;6
PROCESO LEA 4? E!E#OP 3='>3;6
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as mezclas con tecnología E3 se pueden fabricar tanto en plantas continuas como discontinuas realizando pequeñas modiDcaciones para el control de los &umos y la adición de la arena. a formulación de las mezclas templadas se realiza con la misma composición que para una mezcla convencional as mezclas templadas se pueden diseñar empleando betunes tanto convencionales como modiDcados 'resentan una vez puestas en obra un comportamiento mecnico seme/ante al de las mezclas convencionales
PROCESO LEA 4? E!E#OP 3='>3;6 #E=";3A?=
#educción en el consumo de combustibles fósiles #educción en la emisión de gases de efecto invernadero 2e/ora de las condiciones de traba/o del personal por la disminución de la temperatura y ausencia de &umos 'osibilidad de aumento en el tiempo de uso desde su fabricación &asta su etendido por la menor variación que se produce en el gradiente de temperatura
ADITIVOS ASPHA- MIN ZEOLITE
Este es un producto de Europa Omb>, Kottrop en 3lemania, es un zeolite sintBtico en polvo 4&idrato sódico de silicato de aluminio6 que &a sido cristalizado por temperatura. -ontiene aproimadamente un %1G de agua en peso que la cede a una temperatura entre F5 < 1F7L-, lo cual incremente el volumen de la mezcla, mediante este proceso disminuye la viscosidad y me/ora la mane/abilidad de la mezcla, el productor recomienda un 7,8G de 3sp&a < min en peso, del total de peso de la mezcla, generando una reducción de 87L- en la temperatura de producción de la mezcla
ADITIVOS ASPHA- MIN ZEOLITE
El uso de Alpha – min en la planta de producción =e puede adicionar directamente en la tolva de Dnos, o a travBs de la tolva de #3', o a travBs de un sistema adicional a la planta alimentndolo con bandas. os productores del asp&a < min dicen que Q no es necesario adicionar ningn sistema, que la adición de este material se lo puede &acer directamente al DllerR.
ADITIVOS ASPHA- MIN ZEOLITE !ene"cios -ompatible con todos los tipos de carpetas usados actualmente. -ompatible con todos los tipos de mezcla usados actualmente. -ompatible con el uso de #3'. El mane/o fcil de la dosiDcación. Estable en almacenamiento en estado seco, ya que no necesita ningn ambiente comple/o de almacenamiento !inguna modiDcación de la planta para su uso !inguna prolongación del tiempo de mezcla
ADITIVOS SASO!IT Saso#it es un producto de =asol a Intenacional y &a sido comercializado en Europa y 3sia desde 199). Es una paraDna solida comercialmente conocida como *;, de estructura cristalina, producto de la gasiDcación del carbón que genera una mezcla larga de &idrocarburos.
El punto de fusión de =asobit es aproimadamente 177 -, que a su vez es en el asfalto temperaturas superiores a 1%7 -, de esta forma reduce la viscosidad en la mezcla, reduciendo las temperaturas de producción en la mezcla entre 1F < 5 -, este efecto de reducción de temperatura de mezclado reduce las emisiones de &umo, que tambiBn reduce la energía necesaria para la producción de temperaturas normales en una mezcla en caliente. El productor =asol a Internacional sugiere que la adición óptima es de un 8G del peso total de la mezcla.
ADITIVOS SASO!IT El uso de Saso#it en la planta de producción
=asobit est disponible como &o/uelas o como material granulado para adición directa en la mezcla. En eperiencias realizadas en Europa, Sfrica y 3sia, este material se &a agregado directamente a la mezcla del agregado o en estado liquido por medio de un molde dosiDcador. =asol a Internacional sugiere que se puede realizar una mezcla con alquitrn caliente en planta usando un agitador simple
ADITIVOS SASO!IT
ADITIVOS SASO!IT !ene"cios
#educe los vacios en el proceso de compactación. =e redu/o el enve/ecimiento del asfalto despuBs de la realización de la mezcla. =e redu/o la temperatura de mezclado. !o se reduce el modulo resiliente en comparación con un asfalto convencional Incremento en la mane/abilidad de la muestra. -ompatible con uso de #3' #educción de emisiones de gases nocivos #educción de consumo de energía
ENSA$OS %EALIZA&OS A LAS MEZ'LAS
ENSA$OS %EALIZA&OS A LAS MEZ'LAS &ENSI&A&
ENSA$OS %EALIZA&OS A LAS MEZ'LAS MO&(LO &IN)MI'O
Modulo &in*mico +E, Estudio realizado en la "niversidad de 2ic&igan en los Estados "nidos denominado 0 Evaluación en laboratorio del diseño de 23.
&iseo a tra./s del pro0rama 2E'AO 2ec&anistic Empirical 'avement Aesign Ouide desarrollada por !->#' 4!ational -ooperative >ig&+ay #esearc& 'rogram 0 'rograma !acional de Investigación de -arreteras. as temperaturas usadas para determinar el modulo dinmico fueron a 05, , y %1.1 L-. a frecuencia usada para el ensayo fue de 7.1, 7.5, 1, 5, 17 y %5 >z y 5 tipos de mezclas variando el porcenta/e de adición del aditivo 3sp&a0min y la temperatura de mezcla.
ENSA$OS %EALIZA&OS A LAS MEZ'LAS MO&(LO &IN)MI'O
ENSA$OS %EALIZA&OS A LAS MEZ'LAS MO&(LO &IN)MI'O
3 partir de 2E'AO y de los datos obtenidos de 2odulo dinmico y condiciones ambientales del lugar del ensayo se observa tambiBn la probabilidad de presentarse a&uellamiento
ENSA$OS %EALIZA&OS A LAS MEZ'LAS P%(E!A &E 'OMP%ESI1N 'I'LI'A
ENSA$OS %EALIZA&OS A LAS MEZ'LAS P%(E!A &E 'OMP%ESI1N 'I'LI'A
ENSA$OS %EALIZA&OS A LAS MEZ'LAS ENSA$O &E TENSION IN&I%E'TA
ENSA$OS %EALIZA&OS A LAS MEZ'LAS ENSA$O &E TENSION IN&I%E'TA
ENSA$OS %EALIZA&OS A LAS MEZ'LAS L%T LOA&E& 2HEEL T%A'3IN4 +HAM!(%4 T$PE, TEST - ENSA$O &E 'A%4A &IN)MI'O
ENSA$OS %EALIZA&OS A LAS MEZ'LAS L%T LOA&E& 2HEEL T%A'3IN4 +HAM!(%4 T$PE, TEST - ENSA$O &E 'A%4A &IN)MI'O &E LLANTA
ENSA$OS %EALIZA&OS A LAS MEZ'LAS L%T LOA&E& 2HEEL T%A'3IN4 +HAM!(%4 T$PE, TEST - ENSA$O &E 'A%4A &IN)MI'O &E LLANTA
PG 76-22 HMA Binder Course
Sasobit* Modified Binder Course
Sample Type
Compacted Beams
Sample Type
Compaeted Beams
Sample ID
LA 1 Barriere
Sample ID
LA 1 Barriere
Test Condition
50°C Wet (á)
Test Condition
50°C Wet (á)
56 PPM
A!"
#$t Dept% & '0(000
)"*
mm
56 PPM
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ENSA$OS %EALIZA&OS A LAS MEZ'LAS L%T LOA&E& 2HEEL T%A'3IN4 +HAM!(%4 T$PE, TEST - ENSA$O &E 'A%4A &IN)MI'O &E LLANTA
%ES(LTA&OS EN LA PLANTA &E P%O&(''I1N
-omparando una mezcla convencional >23 con una 23 se llega a las siguientes conclusiones con respecto a a&orro de combustible y emisiones de gases. 7G reducción en consumo de combustibleC 81G reducción de emisiones de -?%C %9G reducción de emisiones -? yC :%G reducción de emisiones !?.
%ES(LTA&OS EN LA PLANTA &E P%O&(''I1N
%ES(LTA&OS EN LA PLANTA &E P%O&(''I1N
%ES(LTA&OS EN LA PLANTA &E P%O&(''I1N
%ES(LTA&OS EN LA PLANTA &E P%O&(''I1N
%ES(LTA&OS EN LA PLANTA &E P%O&(''I1N
EJ'E#IE!-I3= 3TE!IA3 I!O. >"E#O? K"E!?= 3I#E=, 3#OE!;I!3
EJ'E#IE!-I3= E! -3=? AE "TI3=
!ENE5I'IOS &E LAS MEZ'LAS TI!IAS
#educción de la temperatura de compactación para un intervalo de 97U a 187U-. a durabilidad de los pavimentos es potenciada debido a la me/or compactación de la mezcla asfltica que conduce a un menor volumen de vacíos. a mezcla asfltica a temperaturas ms ba/as minimiza el enve/ecimiento del ligante bituminoso por oidación, preservando su respuesta elstica principalmente en lo que concierne a la fatiga. 2e/ora el mane/o de la mezcla bituminosa, facilita y optimiza la compactación de la mezcla. #educe el consumo de combustible de la planta &asta en un 87G. #educe la emisión de gases como -?%, -? y !?%, me/orando la calidad del aire durante la producción de la mezcla asfltica. #educe la eposición de los traba/adores a los &umos y olores tanto en la planta como en la obra.
!ENE5I'IOS &E LAS MEZ'LAS TI!IAS
'ermite la aplicación de mezcla bituminosa en regiones geogrDcas ms frías, en estaciones ms frías y en períodos ms fríos 4servicio nocturno o a grandes distancias6. 'ermite el transporte de mezcla bituminosa a distancias mayores por el potencial de enfriamiento menor. 'ermite reiniciar el trDco sobre la mezcla asfltica de manera ms rpida. 'osibilita la e/ecución de remiendos y aplicación de capas delgadas con me/or calidad frente al enfriamiento. 'ermite la utilización de un volumen de #3' 4asfalto reciclado6. 'ermite la aplicación en lugares de acceso restringido, traba/o urbano y de conservación 4como /untas, traba/os manuales e incluso remiendos superDciales y profundos6 con me/or calidad y acabado. Estos servicios por su característica demandan mayor cantidad de tiempo para ser e/ecutados y en condiciones normales per/udicarían la calidad de la aplicación de una mezcla bituminosa en caliente tradicional.
'ON'L(SIONES
El desarrollo tecnológico mundial, enfocado a me/orar los procedimientos, reduciendo los daños producidos por el &ombre al medio ambiente, debe prevalecer como una alternativa desde el punto de vista del Ingeniero. a calidad en la construcción de una obra vial debe mirarse desde todos los puntos de vista de un proyecto, no solo debe prevalecer un anlisis netamente económico, tBcnico o ambiental, las políticas mundiales nos llevan a mantener un equilibrio entre todas las partes que componen un proyecto vial a reducción de emisiones nocivas debidas a la producción de asfaltos convencionales debe ser primordial en el diseño y generación de nuevas alternativas de desarrollo, mantenimiento y sostenimiento, para prevalecer en un medio, afectndolo de la menor manera posible sin producir cambios en un futuro.
'ON'L(SIONES a mezcla tibia tiene efectos positivos en cuatro reas importantesM #educe las emisiones de &idrocarburos voltiles Elimina los olores desagradables Aisminuye la oidación del asfalto líquido durante la producción #educe el consumo del combustible.
'ON'L(SIONES !osotros como Ingenieros y futuros Especialistas de 'avimentos, debemos ser consientes que nuestra misión es el servicio a la &umanidad y para ello debemos estar en constante actualización, desarrollando una mente investigativa y ser voceros de la aplicación de tecnología que permitan reducir costos, reciclar los materiales utilizados en la construcción y ser pioneros en la implementación de estas
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