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Firmes de Carreteras.
Sostenibilidad
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes Lucía Miranda Pérez
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Introducción
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Medioambiente • Emisión de gases • Materiales
residuales
Sociales • Seguridad • Salud para los
trabajadores
Economía • Reducción consumo de
combustible • Reducción consumo de
materiales vírgenes
Sostenibilidad
Sostenibilidad Mezclas Asfálticas
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Tipos de Mezclas Asfálticas
• Mezclas en caliente: Se basa en el calentamiento de los materiales hasta obtener una mezcla entorno a los 150-180 ºC con una envuelta óptima que asegure unas prestaciones adecuadas tras su puesta en obra
• Mezclas en frío: Fabricación de mezclas
bituminosas a temperatura ambiente. Metodologia amigable con el medioambiente
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Objetivo de las mezclas a Baja Temperatura
• Mejorar los aspectos medioambientales de la fabricación de las mezclas bituminosas
• Conseguir unas prestaciones semejantes a las mezclas en caliente
Temperatura
Disminución mezclas en caliente
Aumento mezclas en frío
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Reducción de Temperatura de las Mezclas Asfálticas
• Disminución consumo de combustible • Disminución de la emisión de gases de efecto invernadero • Reglamento Nº 305/2011
Se añade un nuevo Requisito esencial: “UTILIZACIÓN SOSTENIBLE DE LOS RECURSOS
NATURALES”
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Reducción de Temperatura de las Mezclas Asfálticas
• La relación del consumo de combustible
corresponde a un litro por cada 20 ºC que aumente la temperatura de combustión
• Estos consumos pueden variar entre 5 y 8 Kg de fuel por tonelada de mezcla bituminosa fabricada
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L Fuel
/T
Mezclas calientes
CALOR
VAPORIZACION
SECADO
20 40 60 80 100 120 140 160 180
Mezclas en frío
20
15
10
0
5
Mezclas templadas
Mezclas semi-
calientes
kgCO2 /T
7
6
5
4
3
2
1
0
5
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
• Mejorar los aspectos medioambientales
• Disminuir la temperatura de fabricación y puesta en obra conservando su manejabilidad
• Conseguir prestaciones semejantes que para la misma mezcla en caliente
• Mejorar las condiciones de trabajo
Objetivo con el empleo de Mezclas Asfálticas a Baja Temperatura
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Tipos de mezclas a baja temperatura
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Semicalientes
• Mezclas cuya temperatura de fabricación se encuentra entorno a los 125-130 ºC
• Adición de hidrocarburos para disminuir la temperatura del ligante
• Utilización de compuestos que eliminen agua y permita el desarrollo de una espuma-betún que reduce la viscosidad del ligante y por tanto la posibilidad de fabricación de la mezcla
• Empleo de dos ligantes de distintas viscosidades
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Semicalientes
• Consiste en la transformación de un betún convencional en uno de menor viscosidad con la adición de una serie de aditivos (compuestos hidrocarbonados). Disminución consumo de combustible 18%
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Semicalientes
• Son aluminosilicatos con cavidades de dimensiones moleculares que permiten el intercambio iónico así como la presencia de moléculas de agua.
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Templadas
• Corresponden a aquellas cuya temperatura
de fabricación por debajo de los 100 ºC • Fabricadas con emulsión • Fabricadas con betún • En ambos casos se obtienen mezclas con un
porcentaje de humedad determinado que permite la manejabilidad de la mezcla y su puesta en obra
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Templadas con Emulsión
• Empleo de emulsiones catiónicas estables adaptadas a las características de los áridos • Evaluar compatibilidad árido-emulsión • Conseguir una buena envuelta áridos-betún residual • Control de la velocidad de rotura de la emulsión • Control de la humedad final de la mezcla • Posibilidad de empleo de material reciclado en porcentajes de hasta el 100%
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Templadas con Betún
• Estado del betún cuando se adiciona una cierta cantidad de agua fría incrementando su superficie y reduciendo su viscosidad
• La adición de una cierta cantidad de agua fría y aire comprimido a una masa de betún en una cámara de expansión genera espontáneamente espuma
• Se produce un intercambio de energía entre el betún y el agua
• El agua sube su temperatura y se transforma en vapor que se introduce en el betún por la presión generada en la cámara de expansión
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Templadas con Betún
• El vapor incorporado al betún es liberado desde la cámara a través de una válvula produciendo la expansión del betún y el agua, se puede mantener durante 10-30 segundos
• El enfriamiento de la espuma da lugar a su condensación desintegrándola y haciendo que el betún adquiera su forma original
• Para la producción de la mezcla, el árido se debe incorporar cuando todavía existe espuma. Se adhiere en este caso el ligante a los finos produciendo un mortero que actuará sobre las partículas gruesas
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Templadas con Betún
• Razón de expansión: Relación entre el volumen del betún espumado y el volumen del betún original. Proporciona información sobre la trabajabilidad de la espuma y su capacidad para cubrir los áridos
• Vida media: Es el tiempo en segundos que tarda el betún en reducir su volumen a la mitad del volumen expandido. Es un indicador de la estabilidad de la espuma y muestra el tiempo disponible para mezclas el betún con los áridos
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Templadas con Betún (LEA)
• Aprovechamiento de la humedad de las arenas para conseguir la envuelta y manejabilidad necesaria para la fabricación de la mezcla bituminosa • Técnica en la que se combina la acción de la temperatura, el agua y la energía de la mezcla sobre los constituyentes (áridos y betún) • Utilizar los cambios de estado del betún (fluido en caliente y expandido o emulsionado en contacto con el agua)
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Características de las mezclas
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Baja Temperatura
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
0 1 2 3 4 5 6 7
Caliente
Templada
Límite caliente
Límite tibia
Tiempo transporte (horas)
Tem
pera
tura
ºC
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Fabricantes de Maquinaria
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Baja Temperatura
Adaptación de las plantas para la colocación de dispositivos para la
incorporación de materiales (material reciclado, aditivos,
etc)
Incorporación de equipamiento para la
eliminación de vapor de agua
Desarrollando alternativas para acoplar las nuevas tecnologías a las plantas
actuales
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Fabricantes de Mezclas
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Baja Temperatura
Metodologia de fabricación • Temperaturas de los materiales • Secuencia de introducción de los materiales • Humedad final de la mezcla • Control de la temperatura final de la mezcla • Evaluación de la cantidad de filler • Definición de la fórmula de trabajo
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Baja Temperatura
Fórmula de trabajo • Características de los materiales • Metodologia de secuencia de dosificación • Criterios para la preparación de probetas • Criterios para la ejecución de los ensayos (adaptación de la normativa vigente)
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Laboratorios de control
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Baja Temperatura
Control de calidad • Metodologia para la toma y conservación de las muestras • Temperaturas de calentamiento de las mezclas • Metodologia para la determinación de la humedad de la mezclas • Definición de los métodos de compactación y adaptación de los métodos de ensayo (curado de probetas)
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Requisitos Reglamentarios
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Baja Temperatura
Requisitos Reglamentarios
• El Marcado CE no es de aplicación a las mezclas templadas • Existen unas Recomendaciones para el empleo de mezclas templadas con betún y con emulsión desarrollado por la Junta de Andalucía
• Futuro incorporación en el PG-3 especificaciones para las mezclas semicalientes
http://www.slideshare.net/aopandalucia
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Mezclas Asfálticas Templadas y Semicalientes
Mezclas Asfálticas Baja Temperatura
Conclusiones
• El empleo de mezclas templadas permite sin riesgos abordar la pavimentación convencional
• Mejora la respuesta actual a las necesidades medioambientales
• Reducción de temperaturas • Emisiones de gases • Disminución de empleo de combustibles fósiles • Posibilidad de empleo de material reciclado
• Mejora las condiciones de trabajo • Aumenta las prestaciones por la ampliación de
las distancias de transporte