Fundamentos Del Reciclado de Mezclas Asfálticas
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7/25/2019 Fundamentos Del Reciclado de Mezclas Asflticas
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FUNDAMENTOS DEL RECICLADODE MEZCLAS ASFLTICAS
Dr. Pedro Limn Covarrubias
10 DE ABRIL DE 2015GOBIERNO DEL ESTADO DE MXICO
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INDICE
1. Generalidades
2. Historia
3. Estudios del proyecto4. Ventajas del reciclado
5. Diagnstico del material a reciclar
6. Tipos de reciclado7. Conclusiones
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Generalidades
El pavimento de una carretera estasujeto a los factores de deterioropasivo y activo, que junto con el
envejecimiento del asfalto sereducen los niveles de seguridad y deconfort de un pavimento.
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Generalidades
Lo cual hacen necesaria una operacinde conservacin.
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GeneralidadesPero en los ltimos aos, un mundo
ms contaminado hace que lapreservacin de recursos naturales seauna preocupacin general.
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Generalidades
Ante este reto la industria de laconstruccin ha sido pionera en eldesarrollo de tcnicas para la
reutilizacin de materiales, esto por lagran cantidad de materiales dedesecho que se generan y porque
estos pueden ser reutilizables como esel caso de los pavimentos asflticos.
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INDICE
1. Generalidades
2. Historia
3. Estudios del proyecto4. Ventajas del reciclado
5. Diagnstico del material a reciclar
6. Tipos de reciclado7. Conclusiones
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Historia del reciclado
RECICLADO: Es un mtodo que se basa en lareutilizacin de materiales del pavimentodeteriorado. A estos materiales generalmente
se les aade nuevo elementos como sonagentes rejuvenecedores, agregado ptreo,mezcla asfltica nueva, etc..
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Historia del reciclado
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Historia del reciclado
Se puede decir que el 100% de los materialesrecuperados de un pavimento asflticopueden ser reutilizados o reciclados, ya sea
en la misma obra en la que son generados oen otro pavimento en la que se vaya a utilizarel reciclado como mtodo de conservacin.
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Historia del reciclado
La historia del pavimento asfltico recicladose remonta a principios del siglo pasado(1915). No fue sino hasta el embargo del
petrleo de los aos 70s cuando se difundiest tcnica.
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Historia del reciclado
Fue en 1956 que en Estados Unidos fueconcebida esta tcnica y en Europa en losaos setenta.
En esos aos haba poca experiencia entecnologa de colocacin y sobretodo diseo.
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Historia del recicladoLa evolucin de los mtodos de construccin se
dio entre 1978 y 1980. Desde entonces elreciclado se ha convertido en algo comn.
Fuente: North Central Superpave Center
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Historia del reciclado
En 2001 Superpave fue modificado paraconsiderar las mezclas con reciclado (Fuente:McDaniel y Anderson).
Se mejora la tcnica de fresado, las plantascontinuas y discontinuas ya contemplan eluso de este material.
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Historia del reciclado
Fuente: Asociacin Espaola de la Carretera
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Historia del reciclado
Las empresas productoras de mezcla en el2006, se encontraron una situacin similarque en los aos 70s. Ya que hubo aumento
de los costos de energa y del asfalto.
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Historia del reciclado
En estados Unidos son muy pocos los estadosque no han permitido el uso de materialreciclado.
AASHTO permite un reciclado de mezclaasfltica hasta un 25%.
Actualmente es una tcnica muy importante
en todo el mundo y, redituable desde elpunto de vista econmico como ambiental.
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Historia del reciclado
El Asphalt Institute menciona un recicladobajo cuando este es menor al 15%, y unreciclado alto cuando este es mayor al 15%.
Limitando siempre el porcentaje de recicladoa 30%.
De acuerdo al Asphalt Institute los
parmetros ms comunes de reciclado sonentre 15 y 25%.
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INDICE
1. Generalidades
2. Historia
3. Estudios del proyecto
4. Ventajas del reciclado
5. Diagnstico del material a reciclar
6. Tipos de reciclado7. Conclusiones
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Estudios del proyecto
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Estudios del proyecto
Las preguntas obligadas al momento de unarehabilitacin o conservacin son:
1.Qu ha fallado en el pavimento?
2.Qu es lo que busca que cumpla el pavimento?
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Estudios del proyecto
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Estudios del proyectoDEFLEXIN
Cadenamiento
Desplazamientovertical(m
m)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
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Estudios del proyecto
250.00
350.00
450.00
550.00
650.00
750.00
850.00
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
ESTRUTURA Y SUB RASANTERESISTENTE
ESTRUCTURA RESISTENTE SUBRASANTE DEBIL
ESTRUCTURA DEBIL Y SUBRASANTE RESISTENTE
ESTRUCTURA Y SUB RASANTEDEBIL
Deformacin
mxima
rea normalizada
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Estudios del proyecto
0.000
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
427+0
428+0
429+0
430+0
431+0
432+0
433+0
434+0
435+0
436+0
437+0
438+0
439+0
NmeroEstructural(S
N)
NMERO ESTRUCTURAL (SN)
0
100
200
300
400
427+000
428+000
429+000
430+000
431+000
432+000
433+000
434+000
435+000
436+000
437+000
438+000
439+000
Mdu
los(MPa)
MDULOS (MPa)
SUBRASANTE
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Estudios del proyecto
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Estudios del proyecto
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Estudios del proyecto
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Estudios del proyecto
Mdulo resilente de suelos Mdulo de carpeta asfltica
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Estudios del proyecto
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Estudios del proyecto
Determinar los materiales a utilizar y mtodos depavimentacin.
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INDICE
1. Generalidades
2. Historia
3. Estudios del proyecto
4. Ventajas del reciclado
5. Diagnstico del material a reciclar
6. Tipos de reciclado7. Conclusiones
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Ventajas del recicladoEconmicas
REDUCCIN DE COSTOS
Fuente: North Central Superpave Center
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Ventajas del recicladoEconmicas
AHORRO DE MATERIALES
Al utilizar aproximadamente el 30% de material reciclado se tiene un ahorro
en costo de materiales y su acarreo.
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Ventajas del recicladoEconmicas
AHORRO EN TIEMPO
Al reducir tiempo en la pavimentacin, se tienen menos molestias a losusuarios y sobretodo ahorro en los gastos de operacin de conductoresy pasajeros de los vehculos.
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Ventajas del recicladoEcolgicas
MENOR EXPLOTACIN BANCOS
Al tener material reciclado, se reduce la cantidad de material nuevo autilizar. Por lo tanto, la explotacin de bancos es menor.
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Ventajas del recicladoEcolgicas
MAYOR APROVECHAMIENTO DEL ASFALTO EXISTENTE
Al utilizar el pavimento existente, el consumo de asfalto ser menor queel que se consume en una mezcla asfltica nueva.Esto ayuda a cuidados medioambientales y es una gran ventaja antela posible escases de asfalto.
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Ventajas del recicladoEcolgicas
Emisin de gases
Al producir menos volumen de mezcla nueva, la emisin de gasespor la fabricacin de la mezcla asfltica sern menores.
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Ventajas del recicladoEcolgicas
Contaminacin por fresado
El material fresado si no es bien utilizado, puede convertirse en unmaterial de contaminacin, como en muchos casos sucede ocasionandouna degradacin del medio ambiente.
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INDICE
1. Generalidades
2. Historia
3. Estudios del proyecto
4. Ventajas del reciclado
5. Diagnstico del material a reciclar
6. Tipos de reciclado7. Conclusiones
Diagnstico del material a
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1. Se obtiene una muestra de campo para susrespectivos anlisis
Diagnstico del material areciclar
Diagnstico del material a
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2. Se obtiene granulometra y contenido deasfalto del RAP.
Diagnstico del material areciclar
Diagn stico de materia a
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3. Se realizan las combinaciones posibles de RAP con
material ptreo nuevo o mezcla asfltica paracumplir con las especificaciones granulomtricas.
Diagn stico de materia areciclar
Diagn stico de materia a
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3. Mediante un mtodo de extraccin deasfalto (Mtodo Abson, ASTM D1856), sepuede obtener el asfalto del RAP, para elanlisis del mismo.
Diagn stico de materia areciclar
Diagn stico de materia a
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4. Se analiza el asfalto extrado para conocersu comportamiento.
Diagn stico de materia areciclar
Diagnstico del material a
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5. El ensayo ms importante y con mayorconfiabilidad del estado del asfalto del RAP es elensayo del remetro de corte dinmico (DSR).
Remetro de corte dinmico DSR a altatemperatura.- Determinar la temperatura de falla Tfr para el
asfalto original recuperado.
- Tfr es determinada G*/send= 1KPa para elasfalto extrado del RAP.
Diagnstico del material areciclar
Diagnostico del material a
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Diagnostico del material areciclar
El proceso para el asfaltocontinua para determinar lastemperaturas de falla (Tfr) delasfalto extrado del RAP:
- Pruebas de DSR para altastemperaturas- Pruebas de DSR para
temperaturas intermedias,
envejecido en RTFO, no esnecesario hacer PAV- Prueba de BBR para bajas
temperaturas
Diagn stico de materia a
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6. Se determina el grado PG XXYY del asfalto
extrado y el grado PG XXYY del asfalto a utilizaren el proyecto.
Diagn stico de materia areciclar
Diagnstico del material a
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7. Ya que se conoce el grado PG del asfalto del RAP y delnecesario para el proyecto, as como el porcentaje de RAP autilizar, se calcula el grado PG del asfalto de aporte, con lasiguiente expresin:
= (% )1 %
Tfa = Temperatura de falla del asfalto de aporte
Tfp = Grado de PG del asfalto necesario para el proyecto%RAP = Porcentaje de reciclado a utilizar (en decimales)Tfr = Temperatura de falla del asfalto extrado del RAP
Diagnstico del material areciclar
Diagnstico del material a
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Diagnstico del material areciclar
Porcentaje de RAP
Diagnstico del material a
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Diagnstico del material areciclar
Diagnstico del material a
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8. Se determinan el contenido de asfalto ptimo(incluye contenido de asfalto del RAP y asfalto deaporte) para cumplir con las propiedadesvolumtricas y mecnicas requeridas.
Diagnstico del material areciclar
Diagnstico del material a
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Diagnstico del material areciclar
Diagnstico del material a
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9. Por ltimo, se verifica la mezcla con reciclado,para conocer su comportamiento mecnico.
Diagnstico del material areciclar
Estabilidad Marshall Mdulo resiliente
Diagnstico del material a
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Diagnstico del material areciclar
Ensayo de fatiga Mdulo dinmico
Procedimiento de Resultados
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Procedimiento de Resultados
Procedimiento de Resultados
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Procedimiento de Resultados
Procedimiento de Resultados
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Procedimiento de Resultados
Comportamiento rgido (Frgil)
Procedimiento de Resultados
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Procedimiento de Resultados
Comportamiento rgido (Plstico)
Procedimiento de Resultados
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Procedimiento de Resultados
Diagnstico del material a
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Diagnstico del material areciclar
Diagnstico del material a
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Diagnstico del material areciclar
Energa de fractura en ensayo de tensin indirecta
Procedimiento de Resultados
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Procedimiento de Resultados
-2
0
2
4
6
8
10
12
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Carga(KN)
Desplazamiento (mm)
Carga-desplazamiento
RAP sin aditivo
RAP con aditivo
Identificacin
Carga mxima
(KN)
Desplazamiento
Mximo, Dmax
(mm)
Energa de
trabajo, Wf
(Joules)
rea de frctura
(m2)
Energa de
fractura, Gf
(J/m2)
Con aditivo 8,90 7,0 34,2 0,0215 1590,7
Sin aditivo 10,14 4,28 22,77 0,0212 1074,1
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INDICE
1. Generalidades2. Historia
3. Estudios del proyecto
4. Ventajas del reciclado
5. Diagnstico del material a reciclar
6. Tipos de reciclado7. Conclusiones
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Tipos de reciclado
Reciclado en planta Reciclado in situ
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Tipos de reciclado
Reciclado en fro Reciclado en caliente
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Tipos de reciclado
Reciclado in situ en caliente: Se reutiliza latotalidad de los materiales extrados delpavimento envejecido mediante un
tratamiento con aportacin de calor que serealiza en el mismo lugar de la obra.
El pavimento se calienta mediante unos
quemadores y se fresa un grosordeterminado.
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Tipos de reciclado
Este material es mezclado con agentesqumicos rejuvenecedores y con mezclanueva. Finalmente, la nueva mezcla se
extiende y se compacta mediantetratamientos convencionales.
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Reciclado in situ en caliente
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Reciclado in situ en caliente
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Reciclado in situ en caliente
- Se calienta la superficie con planchas queemiten rayos infrarojos.
- Se remueve el material con escarificadores
rotatorios.- Se mezcla el material removido
- Se aplica cualquiera de los mtodos dereciclado en sitio: reformacin,repavimentacin y remezclado.
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7/25/2019 Fundamentos Del Reciclado de Mezclas Asflticas
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Reciclado in situ en caliente
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Reciclado in situ en caliente
d l d
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Tipos de reciclado
Reciclado en planta: Este procedimientopermite reciclar el conjunto o slo una ciertaproporcin del material envejecido mediante
una central asfltica adaptada. Al ser elporcentaje de material envejecidorelativamente bajo, esta metodologa permite
corregir problemas graves de dosificacin ocalidad de los materiales.
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Reciclado en planta
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Reciclado en planta
ilo de
finos
in fin
Tambor externo
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Ti d i l d
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Tipos de reciclado
Seleccin de alternativa ptima de reciclado:1.- Costo: cada tcnica tendr un cierto costo, elcual hay que tratar de minimizar. El costo sepuede determinar en trminos econmicos,sociales y medioambientales.2.- Experiencia: Los tcnicos, dependencias yconstructores pueden tener ms experiencia en
una tcnica que en otra, las cuales influirn en elxito de la obra.
Ti d i l d
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Tipos de reciclado
3.- Equipos disponibles: La empresaconstructora debe tener los equipos humanosy de materiales necesarios para poder utilizar
una determinada tcnica.4.- Tiempo requerido de ejecucin: El tiempode entrega de la obra acabada puede ser un
factor determinante a la hora de elegir unatcnica de conservacin.
Ti d i l d
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Tipos de reciclado
5.- Requerimientos: No todas las tcnicas dereciclado nos dan el mismo estndar decalidad, aqu es importante saber que es lo
que se requiere para el camino a rehabilitar.6.- Entre otros.
INDICE
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INDICE
1. Generalidades2. Historia
3. Estudios del proyecto
4. Ventajas del reciclado
5. Diagnstico del material a reciclar
6. Tipos de reciclado7. Conclusiones
C l i
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Conclusiones
- Los factores ambientales, escases derecursos materiales y el costo deconstruccin han llevado a que se tome msen cuenta como mtodo de rehabilitacin elreciclado en caliente.
- En algunos pases en Europa permiten eluso de hasta 50% de reciclado. Sin embargo,Estados Unidos recomienda hasta un 30%como mximo.
C l i
-
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Conclusiones
- Se deben de realizar los estudioscorrespondientes de laboratorio antes dellevar a cabo la utilizacin de un reciclado enla pavimentacin.
- El uso de aditivos rejuvenecedores esfundamental para el correctofuncionamiento de la mezcla asfltico conRAP.
C l i
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Conclusiones
- Se deben elegir el tipo de reciclado msconveniente, de acuerdo a lo que se quieralograr, desde el punto de vista tcnico-econmico.
- Se deben tener los cuidados habituales en lacolocacin de mezclas asflticas como son:contenidos de asfalto, granulometra,espesores, densidades, temperaturas decolocacin y compactacin, etc
C l i
-
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Conclusiones
- Definir los estndares que se deseen lograr,para que estos se puedan estar verificandodurante todo el proyecto.
- Revisar los equipos de reciclado que se vana utilizar, los cuales deben estar en lascondiciones deseables.
- Capacitacin del personal a realizar lostrabajos de reciclado ya sea in situ o enplanta.
El reciclado no es una solucin para
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El reciclado no es una solucin paratodo, pero es una gran alternativa
Muchas gracias por su [email protected]