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EVALUACION DEL DESEMPENO MECANICODE MEZCLAS ASFALTICAS CON ESCORIAS

DE ACERO

CAROLINA ANDREA MORCOTE CATOLICO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERIA

AREA CURRICULAR DE CIVIL Y AGRICOLABOGOTA D.C

2019

TRABAJO FINAL DE MAESTRIA

EVALUACION DEL DESEMPENO MECANICO DEMEZCLAS ASFALTICAS CON ESCORIAS DE ACERO

CAROLINA ANDREA MORCOTE CATOLICOTrabajo de grado para optar al tıtulo de magıster en ingenierıa - geotecnia

Director:Ph.D CAROL ANDREA MURILLO FEO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERIA

AREA CURRICULAR DE CIVIL Y AGRICOLABOGOTA D.C

2019

i

Dedicatoria

A Hector y Magda, mis padres, quienes con su ejemploy amor me motivaron y apoyaron en este proceso.

”Pues cada casa tiene un constructor, pero el que contruyo todo es Dios.”Hebreos 3:4 Nueva Traduccion Viviente (NTV)

ii

Agradecimientos

Este trabajo es el resultado de la colaboracion y apoyo de personas y entidades, queconfiaron en el desarrollo del tema de investigacion, sin ellos no habrıa sido posible.por lo anterior mis mas sinceros agradecimientos:

A la profesora Carol Andrea Murillo, quien confio en mi y me brindo su apoyo incon-dicional durante todo el desarrollo de la investigacion, por su direccion y motivacion.

A la Gobernacion de Boyaca y el Departamento Administrativo de Ciencia, Tecno-logıa e Innovacion - Colciencias, por su apoyo financiero.

A el ingeniero Danny Perilla de la empresa acerıas Paz de rıo, por su colaboraciony aportes a la investigacion.

A el ingeniero Fabio Cely, gerente de la empresa Triturados Paz de rıo, por su portea la investigacion.

A mi familia, mis padres, hermanos y sobrinos; en especial a mi hermana Patricia,por su oportuna colaboracion.

A mis amigos, quienes me animaron en este proceso.

Y a todas las personas que hicieron posible este trabajo.

iii

Resumen

En la actualidad, las diferentes ramas de la ingenierıa plantean soluciones para lautilizacion de residuos como materiales alternos en el desarrollo de proyectos, comoes el caso de la especialidad de pavimentos; en los cuales se ha estudiado la inclusionde desechos industriales en la fabricacion de las diferentes capas del pavimento. Loanterior considerando la amplia necesidad de insumos naturales para la construccionde obras viales frente al posible aprovechamiento de residuos generados en diversosprocesos de fabricacion.

Uno de los materiales alternos para utilizar en la estructura de pavimento son lasescorias siderurgicas; estos materiales generados en el proceso de fabricacion del ace-ro, corresponden a las impurezas recopiladas en las diferentes etapas de producciony presentan cambios en sus propiedades fısicas y quımicas a causa de los procesosde elaboracion, requiriendo la ejecucion de ensayos de laboratorio para conocer suspropiedades. Este residuo siderurgico, resulta ser un insumo importante en regionesdonde existen plantas de produccion de acero y las zonas de disposicion de residuosson escasas o donde las fuentes de materiales sean limitadas. En Colombia se pro-duce una alta cantidad de acero, segun el ultimo informe del sector siderurgico delcomite colombiano de productores de acero - ANDI en 2018 se logro producir 1.234millones de toneladas, de las cuales se considera que las escorias representan entreel 0.1 y 0.3 de la produccion total.

El presente estudio se enfoca en el diseno de mezclas asfalticas en caliente imple-mentando escorias del horno de convertidores; se realizo la evaluacion de una mezclapatron y una mezcla modificada, en la cual se reemplazo el 100 % del agregado petreopor escoria en el tamano de partıcula n◦ 10. Se realizaron ensayos de caracterizacionbasica y ensayos de evaluacion del comportamiento mecanico tales como: Estabi-lidad y flujo Marhsall, susceptibilidad al dano por humedad, modulo dinamico yresistencia al ahuellamiento; lo anterior con el proposito de conocer los beneficios ylimitaciones al modificar la mezcla.

La importancia de este estudio es avanzar experimentalmente en la evaluacion e in-clusion de materiales alternos como es el caso de desechos de la industria siderurgica,en obras de ingenierıa de pavimentos; este trabajo pretende ser un referente tecnicopara la implementacion o no de las escorias siderurgicas en mezclas asfalticas. Loque se traducirıa en una alternativa de impacto positivo para el entorno donde exis-tan problemas ambientales de dispocision de residuos o escasez de agregados petreosnaturales.

Palabras claves: mezclas asfalticas, escorias siderurgicas, horno de con-vertidores, pavimentos.

Contenido

Resumen III

Lista de Figuras VII

Lista de Tablas IX

INTRODUCCION 12

OBJETIVOS 15

1. ANTECEDENTES 16

1.1. Ejes tematicos de Investigacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.2. Investigacion previa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2. MARCO TEORICO 26

2.1. Escorias siderurgicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.1.1. Produccion Nacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.1.2. Proceso de produccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.1.3. Tipos de escorias siderurgicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

3. METODOLOGIA DE INVESTIGACION 34

4. MATERIALES Y METODOS 36

4.1. Agregados Siderurgicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4.1.1. Caracterısticas fısicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

iv

CONTENIDO v

4.1.2. Granulometrıa (INV E 213-13) . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

4.1.3. Gravedad Especıfica (INV E 128-13) . . . . . . . . . . . . . . 39

4.1.4. Resistencia del agregado fino a la degradacion por abrasion(INV E 245-13) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4.1.5. Fluorescencia de rayos X (Migax PW-2440 Philips - WDXRF) 41

4.2. Agregados Petreos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

4.2.1. Granulometrıa (INV E 213-13) . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

4.2.2. Requisitos de los agregados tipo grava (Art. 450-13) . . . . . . 43

4.2.3. Requisitos de los agregados tipo arena (Art. 450-13) . . . . . . 44

4.3. Material Bituminoso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

5. MEZCLA ASFALTICA MODIFICADA CON ESCORIAS 46

5.1. Etapa I: Diseno de la Mezcla Asfaltica Modificada con escorias (MAM-BOF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

5.1.1. Identificacion del contenido de asfalto optimo . . . . . . . . . 46

5.1.2. Identificacion del contenido de escoria . . . . . . . . . . . . . . 52

5.2. Etapa 2: Caracterizacion de mezclas asfalticas modificada con escorias(MAM-BOF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

5.2.1. Estabilidad y flujo Marshall (INV E 748-13) . . . . . . . . . . 59

5.2.2. Susceptibilidad al dano por humedad utilizando la prueba detraccion indirecta (INV E 725-13) . . . . . . . . . . . . . . . . 64

5.2.3. Modulo dinamico de mezclas asfalticas (INV E 754-07) . . . . 70

5.2.4. Resistencia al Ahuellamiento (INV E 756-13) . . . . . . . . . . 77

5.3. Resultados de la Investigacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 87

7. BIBLIOGRAFIA 92

ANEXOS 98

Lista de Figuras

1.1. Paıses de referencia bibliografica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.1. Produccion mundial de acero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.2. Produccion historica de acero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.3. Produccion de acero a nivel nacional. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.4. Proceso de produccion - Acerıas Paz del Rıo. . . . . . . . . . . . . . . 31

2.5. Escoria granulada de Alto Horno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.6. Horno - Convertidores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.7. Horno - Convertidores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2.8. Uso de las escorias siderurgicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4.1. Reemplazo granulometrico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4.2. Escorias de Convertidores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4.3. Granulometrıa de las escorias de convertidores. . . . . . . . . . . . . . 38

4.4. Gravedad especıfica - Gs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4.5. Ensayo Micro-deval. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

5.1. contenido de asfalto vs Densidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

5.2. contenidos de asfalto vs Estabilidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

5.3. Contenidos de asfalto vs Flujo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

5.4. Contenido de asfalto vs Relacion estabilidad-flujo. . . . . . . . . . . . 51

vi

LISTA DE FIGURAS vii

5.5. Contenido de escorias vs Densidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

5.6. contenidos de escorias vs Estabilidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

5.7. Contenidos de escoria vs Flujo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.8. Contenido de escorias vs Relacion estabilidad-flujo. . . . . . . . . . . 57

5.9. Equipo: Anillo de carga Ensayo Estabilidad y Flujo. . . . . . . . . . . 59

5.10. N◦ referencia bibliografica vs Densidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

5.11. N◦ referencia bibliografica vs Estabilidad. . . . . . . . . . . . . . . . . 62

5.12. N◦ referencia bibliografica vs Flujo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

5.13. N◦ referencia bibliografica vs relacion estabilidad-flujo. . . . . . . . . 63

5.14. Equipo: anillo de carga y molde traccion indirecta. . . . . . . . . . . . 64

5.15. Muestras falladas: condicion humeda y contenido de escoria 0 %. . . . 65

5.16. Muestras falladas: condicion seca y contenido de escoria 0 %. . . . . . 66

5.17. Muestras falladas - contenido de escoria 100 %. . . . . . . . . . . . . . 67

5.18. Resultados de ensayos de traccion indirecta. . . . . . . . . . . . . . . 70

5.19. Equipo: Modulo dinamico - Universidad Nacional. . . . . . . . . . . . 71

5.20. Probetas para ensayo de modulo dinamico y montaje. . . . . . . . . . 72

5.21. Resultados: Modulo dinamico - 25◦C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

5.22. Resultados: Modulo dinamico - 40◦C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.23. Equipo: Maquina de rueda cargada - Universidad Nacional. . . . . . . 77

5.24. Acondicionamiento de probetas para ensayo de ahuellamiento. . . . . 78

5.25. Ejecucion del ensayo de ahuellamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

5.26. Ensayo de ahuellamiento para 540 ciclos. . . . . . . . . . . . . . . . . 80

5.27. Ensayo de ahuellamiento para 1080 ciclos. . . . . . . . . . . . . . . . 81

Lista de Tablas

1.1. Composicion quımica de escorias BOF. . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

1.2. Variables para mezclas asfalticas modificadas con escorias BOF. . . . 20

1.3. Ensayos de caracterizacion:MAM-BOF. . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4.1. Gravedad especıfica - escorias BOF. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4.2. Resistencia a la Degradacion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

4.3. Composicion quımica de escorias BOF. . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

4.4. Granulometrıa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

4.5. Caracterizacion: Agregados petreos grava de 3/4 cantera paz de rıo. . 43

4.6. Caracterizacion: Agregados tipo arena. . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

4.7. Propiedades del asfalto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

5.1. Densidad de mezclas asfalticas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

5.2. Estabilidad Marshall. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

5.3. Flujo Marshall. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

5.4. Relacion Estabilidad y flujo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

5.5. Variables del ensayo Estabilidad y Flujo Marshall . . . . . . . . . . . 52

5.6. Densidad de mezclas asfalticas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

5.7. Estabilidad Marshall. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

5.8. Flujo Marshall. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

5.9. Relacion Estabilidad y flujo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

viii

LISTA DE TABLAS ix

5.10. Variables del ensayo Estabilidad y Flujo Marshall . . . . . . . . . . . 57

5.11. Estabilidad y Flujo Marshall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

5.12. Estabilidad y Flujo Marshall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

5.13. Resultados Mezcla patron - ensayo de Traccion indirecta . . . . . . . 66

5.14. Resultados Mezcla MAM-BOF - ensayo de Traccion indirecta . . . . . 68

5.15. Resultados del ensayo de Traccion indirecta . . . . . . . . . . . . . . 68

5.16. Susceptibilidad al dano por humedad - traccion indirecta . . . . . . . 69

5.17. Modulo Dinamico (25◦C). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

5.18. Modulo Dinamico (40◦C). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.19. Resultados de referencia - Modulo Dinamico. . . . . . . . . . . . . . . 76

5.20. Resultados ensayo (540ciclos). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

5.21. Resultados ensayo (1080ciclos). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

5.22. Resultados de referencia - Ahuellamiento . . . . . . . . . . . . . . . . 83

5.23. Resultados ensayos de campana experimental . . . . . . . . . . . . . 84

5.24. Resultados del ensayo de Modulo Dinamico. . . . . . . . . . . . . . . 85

5.25. Resultados del ensayo de Ahuellamiento . . . . . . . . . . . . . . . . 86

INTRODUCCION

El desarrollo de proyectos de infraestructura vial como: construccion, mejoramientoy rehabilitacion de carreteras, relacionan el uso de grandes cantidades de materialespetreos, producto de la explotacion de canteras y rıos, situacion que afecta el medioambiente y generan un alto costo economico. Es por esto, que los estudios e investi-gaciones respecto al uso de materiales para carreteras, enfocan su interes en validaro no el aprovechamiento adecuado de los residuos solidos generados por diferentesindustrias, dentro de los procesos de produccion en ingenierıa.

Entre la gran variedad de materiales que han sido estudiados por diferentes in-vestigadores se encuentra las escorias siderurgicas, que dada su variabilidad fısicay quımica, vale la pena desarrollar un estudio particular que permita evaluar eldesempeno mecanico de mezclas asfalticas. Se selecciona una mezcla definida por elInstituto Nacional de Vıas INVIAS tipo MDC-19 con modificacion en su granulo-metrıa con escorias siderurgicas. Para la elaboracion de la investigacion se utilizomaterial disponibles en el departamento de Boyaca, tomando como fuente de abas-tecimiento latente de escorias la empresa Acerias Paz del Rıo, y como fuente demateriales petreos la empresa Triturados Paz de Rıo.

El desarrollo de esta investigacion se presenta en 5 capıtulos, ası:

En el capıtulo 1, antecedentes de investigacion, se presenta un preambulo en elcual se resaltan escorias siderurgicas como fuente importante para el desarrollode investigaciones a nivel mundial; tambien se presentan un contexto generalen el que se resaltan los aportes logrados por diferentes investigadores y seanalizan las modificaciones a que tienen lugar las investigaciones consultadas.

El capıtulo 2, marco teorico, en el cual se describen los conceptos fundamen-tales como base del desarrollo de la investigacion, la importancia de estudiarlas escorias siderurgicas como agregados de mezclas asfalticas y definicion devariables de ejecucion de la investigacion.

El capıtulo 3, metodologıa de investigacion, se presenta una descripcion delprocedimiento realizado para dar cumplimiento a los objetivos especıficos y

12

LISTA DE TABLAS 13

general.

El capıtulo 4, materiales y metodos, se presentan los resultados de ensayos delaboratorio realizados para la caracterizacion y definicion de las propiedadesde las escorias siderurgicas implementadas en el desarrollo de la investigacionası mismo,se incluye la caracterizacion de los agregados petreos y el asfalto.

El capıtulo 5, caracterizacion de la mezcla asfaltica, esta conformado por dosfases de investigacion; en la primera se presenta el criterio asumido para defi-nir la modificacion granulometrica para la evaluacion del desempeno mecanicode la mezcla asfaltica. En la segunda fase, se presenta la descripcion de eje-cucion, los resultados obtenidos y el analisis en cada uno de los ensayos delaboratorio realizados para caracterizar las mezclas asfalticas y finalmente, co-mo parte del analisis, se presenta una comparacion de resultados respecto alas especificaciones tecnicas del Instituto nacional de vıas INVIAS.

El capıtulo 6, Conclusiones y resultados, se presentan las consideraciones per-tinentes respecto a los resultados obtenidos de la investigacion y con base en laexperiencia adquirida del desarrollo del estudio, se plantea un punto de vistarespecto a proximas investigaciones.

Motivacion

Esta trabajo surge como parte del apoyo a proyectos de investigacion por parte dela Gobernacion de Boyaca, los cuales tienen como proposito fortalecer los sectoresCientıfico, Tecnologico y Productivo del Departamento. La lınea de investigacion seenmarca en la utilizacion de escorias siderurgicas como aditivo en la fabricacion demezclas asfalticas, es decir, el tema de investigacion combina dos aspectos impor-tantes dentro de los sectores estrategicos productivos del departamento; en primerlugar la utilizacion de los residuos generados por las industrias siderurgicas con-sideradas parte importante de la economıa departamental y en segundo lugar lasmezclas asfalticas, definidas como parte fundamental de la infraestructura vial.

Con el desarrollo de esta investigacion, se plantea una alternativa para el aprovecha-miento de las escorias, consideradas desechos generados en el proceso de fabricaciondel acero por las siderurgias del departamento, este proceso industrial trae consigoproblemas de contaminacion ambiental y de disposicion final de los residuos solidos.La alternativa a implementar, esta encamina en promover el uso de las escorias co-mo fuente de material para la fabricacion de mezclas asfalticas, mitigando de algunamanera la afectacion ambiental y la innovacion en la ejecucion de proyectos vialesen el departamento de Boyaca.

Este trabajo se cine a un aporte teorico, encaminado a ser un referente para eldesarrollo de nuevas investigaciones respecto al uso de las escorias siderurgicas enmezclas asfalticas.

14

OBJETIVOS

Objetivo General

Evaluar el desempeno mecanico de mezclas asfalticas en caliente con adicionde escorias como agregado.

Objetivo Especıficos

Conocer las caracterısticas fısicas y quımicas de las escorias de acero.

Determinar la influencia en el comportamiento mecanico de una mezcla asfalti-ca por la inclusion de diferentes porcentajes de escorias de acero.

Evaluar las propiedades mecanicamente de la mezcla asfaltica modificada conescoria.

Comparar los resultados obtenidos referentes al desempeno mecanico, con apli-caciones similares de estudio.

15

Capıtulo 1

ANTECEDENTES

En este capıtulo se presentan de forma general investigaciones relacionadas al usode escorias siderurgicas como agregados en la fabricacion de mezclas asfalticas, conel proposito de establecer una relacion y pertinencia de este trabajo respecto a lascontribuciones bibliograficas existentes y establecer una postura de investigacion.

Los diferentes tipos de escorias son los residuos generados durante el proceso defabricacion del acero, el cual es considerado un insumo de primera necesidad parael desarrollo de proyectos de infraestructura vial, desarrollo urbano y tecnologico;lo que significa que grandes cantidades son fabricadas a diario para suplir dichosrequerimientos y junto con esto aumentan las cantidades de escorias.

En los paıses industrializados las altas cantidades de escorias han fomentado la in-vestigacion en pro de su aprovechamiento, generando una produccion bibliograficaimportante. En la figura 1.1, se presenta la relacion entre la cantidad de investigacio-nes consultadas respecto al paıs de origen predominando China con un 50 % por serel mayor productor de acero, seguido de Taiwan y en menor cantidad estan paısescomo Estados Unidos e India que segun la Asociacion mundial del acero hacen partede los principales productores, indicando esto un interes colectivo por plantear so-luciones a una problematica que como muchos autores mencionan esta relacionadaprincipalmente a la afectacion medioambiental causada por el acopio de las escorias.

Lo anterior, es corroborado por Xue et al (2006), quien menciona en su trabajoque los investigadores chinos han comenzado una gran cantidad de estudios sobre eldesarrollo de campos de aplicacion para los diferentes tipo de escorias.

16

CAPITULO 1. ANTECEDENTES 17

Fig. 1.1: Paıses de referencia bibliografica.

1.1. Ejes tematicos de Investigacion

Las investigaciones consultadas, sustentan su contribucion al conocimiento con resul-tados de campanas experimentales. Las cuales se desarrollan por medio del analisisde las siguientes variables:

A) Caracterizacion quımica de las escorias siderurgicas

Respecto a la composicion quımica de las escorias, el enfasis que hacen autores comoKambole et al (2017), corresponde al estudio de esta caracterıstica para predecirel comportamiento del material. En esta investigacion se presentan dos criteriosrespecto a la composicion quımica de las escorias, en primer lugar las proporcionesmas altas de Ca / SiO2 en la escoria BOF que en los agregados naturales tiendena producir una mejor union del betun y la escoria, esto significa una mejor calidadde pavimento. En segundo lugar la excesiva cantidad de cal libre (CaO) y periclasa(MgO) en las escorias reacciona con el agua, lo que resulta en expansiones de granvolumen que pueden conducir a una falla prematura cuando se usan en carreteras.

Autores como Wu et al, Gao et al and Xie et al (2007), coinciden en precisar que pormedio de los ensayos de difraccion de rayos X, microscopia electronica de barridoy porosimetrıa, buscan estudiar la composicion quımica, la estructura y la morfo-logıa de las escorias como agregados. Ademas, analizar las caracterısticas fısicas y dehidratacion de la escoria, conocer sus propiedades mineralogicas y microtopografi-


cas. Los ensayos mencionados permiten estudiar otras serie de caracterısticas de lasescorias siderurgicas.

Xue (2009), menciona que la cantidad de cada uno de estos componentes quımicosdepende de muchos factores que incluyen el proceso de produccion del acero, lasmaterias primas y el metodos de enfriamiento y recipientes empleados.

En la siguiente tabla, se presenta la composiciones quımicas representativas de lasinvestigaciones consultadas asociadas a su paıs de origen. Estos rangos y valorespermiten plantear un criterio de comparacion respecto a los resultados obtenidospara esta investigacion.

Tabla. 1.1: Composicion quımica de escorias BOF.Paıs China USA Brasil Taiwan

Componente % % % %SiO2 13.71 8 - 20 10 7.75CaO 45.41 30 - 55 46 39.30MgO 6.25 5 - 15 - 8.56Al2O3 3.80 1 - 6 1.5 0.98FeO 21.85 10 - 35 27 -Fe2O3 3.24 - - 38.06MnO 3.27 2 - 15 6 -P2O5 1.42 0.2-3.0 - -Na2O 0.10 - - -K2O 0.06 - - -TiO2 - 0.4 - 2 - 0.94S - - 2 0.02

ZnO - - - 0.03MnO2 - - - 4.24

B) Caracterizacion fısica de las escorias siderurgicas

La investigacion experimental realizada por Xue et al (2006), presenta una descrip-cion de ensayos para realizar una caracterizacion de las propiedades fısicas y micro-propiedades de las escorias de horno de oxıgeno basico BOF, los cuales correspondea difraccion de rayos X, analisis de composicion quımica, tecnicas de microscopioelectronico de barrido SEM, porosimetrıa de mercurio, analisis termogravimetrico.Los analisis derivados de estos ensayos indican que los poros presentes en las esco-rias son de mayor tamano que los de los agregados convencionales, condicion que sevalido tanto con el ensayo de porosimetrıa de mercurio como con el ensayo SEM,otra caracterıstica evaluada corresponde a la perdida de masa por efecto de la tem-peratura condicion que indica inestabilidad termica del material.


C) Diseno de la mezcla asfaltica modificada:

En este apartado, se presentan perspectivas de investigacion para la definicion de lamezcla asfaltica modificada. Es decir, las variables estudiadas por diferentes autoresrespecto a una mezcla asfaltica convencional.

Las modificaciones planteadas por los diferentes investigadores se basan en reem-plazar fracciones dentro de la curva granulometrica definida en el diseno de mezcla.Su objetivo principal es evaluar la viabilidad o no de su uso como agregado dentrode la mezcla asfaltica; autores como Chen et al (2015), concluyen que el uso deescorias como agregado fino en la mezcla asfaltica logra beneficios de tipo mecanico,especıficamente un mejoramiento en la resistencia a la deformacion. Sin embargo, eluso de estas escorias asocia un pre-tratamiento conformado por tamices vibratorios,de tambor y chorros de agua a presion por medio del cual se obtiene una mayorangularidad de las escorias, justificando ası el resultado obtenido.

Ası mismo, investigaciones donde el agregado sustituido es el grueso, indican que lascaracterısticas fısicas de las escorias son apropiadas para hacer el reemplazo; Shen etal (2009), evaluaron mezclas asfalticas con diferentes porcentajes de sustitucion: 0 %,25 %, 50 %, 75 % y 100 %, como conclusion definieron que las mezclas con escoriaBOF producen una mayor estabilidad Marshall y una menor abrasion. Ası comotambien, que la mezcla modificada con 100 % de escoria BOF es el porcentaje desustitucion optimo.

Chen et al (2016), evaluaron mezclas asfalticas con escoria de acero con texturaangular y rugosa, estas propiedades lograron mejorar el mecanismo de trabazon yproporcionaron buenas propiedades mecanicas. Concluyeron por medio de los re-sultados de las pruebas de resistencia a la traccion indirecta, dano por humedady resistencia a la deformacion que, el uso de escoria de acero como sustituto deagregado grueso en los capas superficiales es tecnicamente apropiado.

Autores como Gao et al (2017), evaluaron mezclas asfalticas donde las variaciones sehicieron en funcion de los tamanos de partıcula de la escoria de acero, para lo cualseleccionaron tamanos de 9,5 mm, 2,36 mm y 0,6 mm, y evaluaron propiedades paradeshielo y determinaron que el contenido de volumen de escoria de acero sugeridoes 40 % y 60 % en las mezclas asfalticas. Concluyeron, que la utilizacion de escoriade acero para el pavimento es una novedosa aplicacion para el reciclado de estosmateriales, que puede aliviar la escasez de suministros de materias primas naturalesy mejorar la seguridad del trafico rodado en invierno.

En la siguiente tabla se presentan las variables identificadas en investigaciones queplantean el uso de escorias siderurgicas BOF en mezclas asfalticas. A partir de esterecuento, se evidencian las multiples alternativas de estudio en funcion del tamanode agregado reemplazado y del porcentaje utilizado.


Tabla. 1.2: Variables para mezclas asfalticas modificadas con escorias BOF.

Autor Ano PaısTamano delagregado

% demodificacion

Wu, Xue et al. 2007 China Grueso 24 % - 48 %

Shen,Wu et al. 2009 Taiwan Grueso0 %, 25 %, 50 %,

75 % y 100 %Ahmedzade and Sengoz 2009 Turquıa Grueso –

Marensa 2009 Espana Grueso-fino variable - 100 %Xie, Wu et al. 2012 China Grueso –

Xie, Chen et al. 2013 China Grueso 60 % del peso totalChen, Wu, et al. 2015 China Fino 49 % de la mezcla total

Sanjay andModhiya

2015 India Grueso10 %, 20 % y30 % del peso

totalChen and Wei 2016 Taiwan Grueso –Gao, sha et al. 2017 China Grueso-fino 40 % - 60 %Li, Chen et al. 2017 China Filler –Xie, Wu et al. 2017 China Filler –

Los estudios recientes validaron el uso de las escorias como agregados dentro delas mezclas asfalticas. Sin embargo, cada investigacion se enmarca dentro de unascondiciones asociadas al tipo de material, propiedad mecanica evaluada, condicionmedioambiental y su motivacion. Dentro de este trabajo, se considera como limitanteel no discretizar el tamano de partıcula de escoria utilizada dentro de la franjagranulometrıa del Diseno de mezcla, esta condicion restringe la comparacion directade los resultados obtenidos en esta investigacion respecto a los citados.

D) Comportamiento mecanico de la mezcla asfaltica:

En este apartado, se expone el alcance de las investigaciones consultadas, senalandolos diferentes ensayos de laboratorio que realizaron los autores, sus resultados yconclusiones mas relevantes.

Las mezclas asfalticas modificadas, fueron sometidas a diferentes exigencias con elproposito de evaluar su comportamiento mecanico bajo unas condiciones definidaspor cada investigador ası:

Chen et al (2015), realizaron el ensayo de estabilidad y flujo Marshall, con el proposi-to de conocer la resistencia a la deformacion. Concluyeron, que la modificacion pre-senta un mejor comportamiento en resistencia a la deformacion incrementando enun 27 % de la mezcla modificada con escorias pretratado (mejoramiento de angu-losidad) respecto a la mezcla elaborada con agregados naturales. Por otro lado, lamezcla modificada con escorias sin pre-tratamiento presenta una disminucion de laresistencia de un 18 % respecto a la de referencia. Tambien evaluaron la suscepti-bilidad al dano por humedad de la mezcla asfaltica, implantando una metodologıamediante el ensayo de carga de rueda repetida. Los resultados de esta prueba indican


que despues de tres ciclos, la mezcla que presenta mas deterioro es la modificadacon escorias sin pre-tratamiento.

Ahmedzade et al(2009), realizaron ensayos tanto de estabilidad y flujo Marshall comode traccion indirecta para una mezcla asfaltica con dos tipos de asfaltos. Concluyeronque se presenta un aumento en la estabilidad entre el 16 % y el 18 % de las mezclasmodificadas respecto a la mezcla controla y una disminucion de los valores de flujoentre el 20 % y el 22 %, indicando un aumento en las propiedades mecanicas de lamezcla asfaltica en caliente. Respecto al ensayo de traccion indirecta, la relacion dela resistencia a la tension aumento en un rango del 4 % al 7 %. Otra caracterısticaevaluada en esta investigacion es la sensibilidad electrica y de la misma forma indicaque la modificacion presenta mejor conductividad electrica respecto a una mezclaconvencional.

Xue et al (2006,) los ensayos realizados por estos autores corresponden a pista de larueda de remojo y la prueba Lottman modificada, con las cuales probaron la estabi-lidad a alta temperatura y la capacidad de resistencia al agua. Como conclusion desu investigacion los ensayos y analisis validaron el uso de las escorias en las mezclasasfalticas, considerando que los resultados de deformacion de la mezcla a diferentescargas y temperaturas no varıan considerablemente al simular una condicion proba-ble de uso. Ademas, han sugerido extender el uso de estos materiales, especialmenteen zonas o regiones donde los recursos naturales son limitados y por el contrarioabundan las escorias.

Manresa (2009,) en su tesis plantea un estudio para mezclas asfalticas semidensasy discontinuas modificadas con escorias, planteando el analisis para 4 condiciones;en primer lugar un reemplazo de una fraccion del agregado fino por escorias, ensegundo lugar el reemplazo de una fraccion del agregado grueso por escorias y unatercera condicion en la cual hizo un reemplazo del 100 % del agregado y en cuartolugar una mezcla sin modificar o patron. Realizo ensayos de estabilidad y flujoMarshall, ensayo cantabro, traccion indirecta y ensayo Fenix, logrando una adecuadacaracterizacion. Concluye que los resultados obtenidos sugieren un buen desempeno.Para el ensayo de estabilidad las mezclas presentaron un incremento entre el 13 %y el 53 %, respecto a la muestra patron y para el flujo se evidencian variacionesen lo resultados en funcion del contenido de asfalto, tales como, una disminucionde alrededor 3 % en las mezclas modificadas con contenidos de asfalto del orden de4 % y 4.5 % y un aumento maximo del 7 % en las mezclas modificadas y contenidode asfalto de 5.5 %. Los resultados presentados para el ensayo de traccion indirectamuestras una variacion de la relacion de la resistencia a la traccion, disminuyendosu valor para una de las condiciones evaluadas en un 6 % e incrementado paralas otras dos condiciones en un porcentaje maximo del 5 %. Como parte de lasconclusiones del documento, el autor avala el uso de residuos siderurgicos en lasmezclas asfalticas para ser implementada como capa de rodadura, una vez se define


el contenido de asfalto optimo para cada una de las modificaciones, resalta la granresistencia de las escorias al pulimento y la buena respuesta de las escorias antecondiciones climatologicas y agua.

Xie et al (2017), realizaron ensayos de caracterizacion correspondientes a la pruebade resistencia a la traccion indirecta y la prueba de flexion de tres puntos, modi-ficando la mezcla en el material fino (filler o relleno) por dos fuentes diferentes deescorias, pero del mismo tipo. Concluyeron que por medio de los resultados obte-nidos se demuestra que las mezclas asfalticas con filler de escorias BOF, muestranuna resistencia aceptable y mejor a la humedad y al agrietamiento a baja tempera-tura respecto a las mezclas convencionales; esto es, presenta una disminucion en laresistencia a la traccion para cambios de temperatura cada vez menores, pero man-tiene una tendencia para los dos tipos de materiales analizados. El resultado parala relacion de la resistencia a la traccion, presenta un menor valor para la muestrapatron, es decir definieron mayor afectacion para el agregado natural. Otro aporteimportante de esta investigacion es, que la caracterizacion realizada para el filler deescorias no indican un potencial toxico, respecto a la normativa China. Avalandolascomo un material reutilizable.

En la siguiente tabla se resumen los ensayos de laboratorio planteados para evaluar elcomportamiento mecanico de las mezclas asfalticas modificadas por varios autores;utiles para compara los resultados obtenidos en esta investigacion.

Tabla. 1.3: Ensayos de caracterizacion:MAM-BOF.

Autor Ao Paıs Ensayos Realizados

Xue, Wu et al. 2006 China Fatiga y pista de rueda.

Wu, Xue et al. 2007 ChinaPropiedades de resistencia a bajas y altas

temperaturas.Ahmedzade and

Sengoz2009 Turquıa

Estabilidad y flujo Marshall, Traccionindirecta y sensibilidad electrica.

Shen,Wu et al. 2009 Taiwan Traccion indirecta, Deformacion permanente.

Manresa 2009 EspanaEstabilidad y flujo Marshall, Traccionindirecta, Cantabro y ensayo Fenix.

Xie, Wu et al. 2012 China Traccion indirecta, prueba de flexion.Xie, Chen et al.

2013 ChinaPrueba de inmersion, fatiga y fluencia

dinamica.

Chen, Wu, et al. 2015 ChinaResistencia al agrietamiento, expansion de

volumen y modulo elastico.Sanjay and Modhiya 2015 India Estabilidad y flujo Marshall.

Chen and Wei 2016 TaiwanTraccion indirecta y deformacion

permanente.Gao, sha et al. 2017 China Prueba de conductividad termica y

capacidad de calentamiento en microondas.Xie, Wu et al. 2017 China Traccion indirecta, prueba de flexion

*MAM-BOF: mezclas asfalticas modificadas con escorias BOF.


Otros estudios por destacar corresponden a los que evaluan condiciones especıficascomo el comportamiento entre el ligante bituminosos y las escorias; para dicha con-dicion, Chen et al (2014) estudio el comportamiento de union entre las escorias yel ligante asfaltico como una de las propiedades mas importantes para garantizarun pavimento asfaltico a base de escoria BOF. Realizaron la prueba de agua hir-viendo modificada y la prueba de traccion autodisenada, las cuales les permitieroncuantificar el comportamiento de la union entre los dos materiales. Concluyeron quela escoria BOF completamente hidratada y cubierta firmemente por el producto dehidratacion, es adecuada para preparar una mezcla de asfalto resistente a la hume-dad. Ademas, las muestras con escoria BOF tienen un menor porcentaje de danoadhesivo y mayores resistencias a la traccion en comparacion con los agregados con-vencionales.

Dentro de las investigaciones consultadas, vale la pena resaltar aquellas en las cualeslos investigadores han llevado su estudio un paso mas adelante realizando tramos deprueba; Motz and Geiseler (2001) mencionan que en Alemania, para el ano de 1998,aproximadamente el 97 % de las escorias de acero producidas se utilizaron comoagregados para la construccion de carreteras (por ejemplo, capa superficial, base decamino y subbase para carreteras de alto trafico), caminos, movimientos de tierra yarmaduras para estructuras hidraulicas.

Chen and Wei (2016), con base en los buenos resultados que obtuvieron en los en-sayos de laboratorio, demostraron que la adicion de escoria de acero en mezclasasfalticas generaba una alta resistencia a la deformacion permanente y al dano in-ducido por la humedad. A causa de esto, construyeron una carretera de prueba en elano 2012 utilizando tres tipos diferentes de mezclas asfalticas de la siguiente manera:mezcla con alto contenido de gruesos con BOF (SMA-BOF), concreto asfaltico den-so con BOF (DGAC-BOF) y concreto asfaltico con agregado natural (DGAC-NA).Con base en las observaciones y pruebas realizadas en el tramo concluyeron que enlos sitios probados, las secciones con escoria de acero se desempenaron bien o mejorque el sitio de control equivalente construido usando agregado natural. Ademas, laseccion de escoria de acero mostro una buena calidad de conduccion a nivel funcio-nal y proporciona una resistencia al deslizamiento suficiente. Este trabajo de campodemostro que la escoria de acero se pueden usar como agregado grueso en lugaresdonde se espera que el trafico realice frenadas o maniobras de giro.

Ineludiblemente, el comun denominador de las investigaciones realizadas respecto ala reutilizacion de las escorias es: la problematica ambiental, la preservacion de losrecursos naturales, la contaminacion del medio ambiente, de los suelos, del agua, loslugares de acopio o almacenamiento y en algunos casos plantear una solucion parala falta de recursos naturales necesarios para el desarrollo de la infraestructura vial;estas razones han cobrado especial importancia en la realizacion de investigacionesque posibiliten una solucion optima dada una problematica, con la cual se pueda


disminuir la cantidad de escoria de acero en acopio e incentive la proteccion delmedio ambiente y de los recursos naturales.

En ese sentido, esta investigacion se encamina siguiendo la lınea metodologica pre-sentada anteriormente; es decir, en primer lugar se realizo una caracterizacion de lasescorias siderurgicas para definir sus propiedades basicas fısicas y quımicas. Poste-riormente, se definio tecnicamente un diseno de mezcla asfaltica y la modificacioncon los agregados siderurgicos. Finalmente, se realizo una serie de ensayos de labo-ratorio, que permitieron caracterizar tanto la mezcla asfaltica modificada como sinmodificar o mezcla patron.

1.2. Investigacion previa

Como parte del planteamiento de esta trabajo, se realizo una investigacion pre-via, que tiene por nombre: EVALUACION DEL DESEMPENO MECANICO DEMEZCLAS ASFALTICAS CON ESCORIAS DE HORNO DE ARCO ELECTRI-CO, trabajo presentado en el XVIII Congreso nacional del asfalto concreto - 2016,organizado por la asociacion peruana de carretera en Lima (Peru).

La investigacion presentada, tuvo como finalidad evaluar el reemplazo de 2 fraccionesgranulometricas en dos porcentajes diferentes de escorias de horno de arco electricoen mezclas asfalticas en caliente. En esta investigacion se realizaron ensayos deestabilidad, flujo y traccion indirecta para determinar el comportamiento mecanicode la mezcla asfaltica modificada respecto a la mezcla patron.

La definicion de los porcentajes de escorias para adicionar a la mezcla asfaltica, serelacionan con en analisis granulometrico realizado a una muestra representativa delmaterial, por tal motivo, se definen como porcentajes de modificacion el 10 % y el30 % del contenido del agregado de la mezcla con escoria.

De acuerdo con los resultados obtenidos en esa investigacion, se concluyo:

1. Se evidencia variaciones en los valores de densidad. A mayor contenido deescorias, mayor valores de densidad, lo cual se asocia al contenido de hierro dela escoria.

2. Los valores de estabilidad obtenidos para las mezclas modificadas, fueron su-periores a los obtenidos para la mezcla sin modificar.

3. Respecto al flujo, los valores obtenidos, no cumplen los requerimiento de laespecificacion tecnica vigente, articulo 450.13 INVIAS.


4. A partir de los datos obtenidos para el ensayo de traccion indirecta, se eviden-cio alteracion por efecto del agua en las mezclas asfalticas con contenido deescoria.

La importancia de este estudio fue, realizar una evaluacion preliminar del comporta-miento de las mezclas asfalticas por inclusion de escorias siderurgicas. Es importanteaclarar, que tanto la fuente de materiales (agregados finos y gruesos), las escoriassiderurgicas y el material bituminoso, no corresponden a los implementados en eltrabajo final de maestrıa. Esta primera aproximacion sirve como referente para eldesarrollo de esta investigacion.

Capıtulo 2

MARCO TEORICO

En este capıtulo se presentan particularidades de las escorias siderurgicas, proce-so de produccion, tipo de escorias, caracterısticas de las escorias y conceptos quefundamentan el uso de estos materiales como agregado en una mezcla asfaltica.

2.1. Escorias siderurgicas

Las escorias son los residuos e impurezas generados en el proceso de fabricacion delacero, se consideran como uno de los principales subproductos de esta industria.Existen diferentes tipos de escorias que se originan en las etapas de fabricacion, lascuales les confieren caracterısticas fısicas y quımicas particulares.

Tomando como referente la informacion presentada por la Worldsteel Association,(Asociacion Mundial del Acero) para al ano 2016, los 5 paıses principales produc-tores de acero son: China, Japon, India, Estados Unidos y Rusia. Mundialmente,la produccion de acero para el ano 2015 como se evidencia en la Fig.2.1 asciende a1.620 millones de toneladas. La industria siderurgica, va en incremento dada la grandemanda a nivel mundial, desde su aparicion en el mercado como insumo para la in-dustria metalmecanica, la construccion, infraestructura, entre otros. En la siguientefigura se presenta la produccion anual para el ano 2015 (el ultimo reportado por laAsociacion mundial de acero).

26

CAPITULO 2. MARCO TEORICO 27

Fig. 2.1: Produccion mundial de acero.(https://www.worldsteel.org/steel-by-topic/statistics/global-map.html)

Con base en la informacion de la Worldsteel Association se presenta un registro de laproduccion mundial de acero a partir del ano 2000 hasta el ano 2016: en la Fig.2.2, seevidencia un crecimiento exponencial en el tiempo, a excepcion de la produccion deano 2009, donde se registraron 1250 millones de toneladas. La maxima produccionpresentada corresponde al ano 2014 con 1630 millones de toneladas de la produccionmundial de acero.

Fig. 2.2: Produccion historica de acero.(https://www.worldsteel.org/steel-by-topic/statistics/global-map.html)


2.1.1. Produccion Nacional

La produccion de acero en Colombia, para el ano 2016 segun reporte presentadopor el comite Colombiano de productores de acero, registra un disminucion en laproduccion del 7 % respecto al ano inmediatamente anterior, con una produccion de1,32 millones de toneladas. Ubicandose en el puesto 26 del ranking de productoresmundiales de acero y ascendiendo a nivel Latinoamerica al 5to lugar.

Para el ano 2017, la produccion de acero en el paıs alcanza un cifra de 1,2 millonesde toneladas, ubicandose como el tercer paıs en mayor produccion de Sudamerica,superado por Brasil y Argentina.

La industria de acero en Colombia tiene presencia en los siguientes departamentos:Antioquia, Bolıvar, Boyaca, Caldas, Caqueta, Cundinamarca, Huila, Magdalena,Meta, Narino, Norte de Santander, Risaralda, Santander, Tolima, Cauca y Valledel cauca. En la Fig.2.3, se resaltan (blanco) los departamentos antes mencionados,concluyendo que en gran parte del territorio nacional esta presente esta industria.

Fig. 2.3: Produccion de acero a nivel nacional.(http://www.andi.com.co/Uploads/Informe)


El paıs cuenta con 6 plantas de acero y 10 plantas de laminacion, consolidando untotal de 5 empresas de fabricacion de acero, que son las encargadas de abastecer lamayor parte del mercado nacional e importaciones, presentadas a continuacion:

1. Acerıas Paz de Rıo: Es una siderurgica integrada, lo que significa que su pro-duccion se basa en mineral de hierro, carbon, caliza y chatarra. Es la segundaindustria mas grande a nivel nacional, su planta de produccion se localiza enel departamento de Boyaca y genera alrededor de 450.000 toneladas de aceroanualmente.

2. Gerdau Diaco: Es una siderurgica semi-integrada, su materia prima de pro-duccion es la chatarra de hierro y acero, considerada como la principal recicla-dora de chatarra ferrosa. Su produccion asciende a 760.000 toneladas de aceroal ano siendo la de mayor produccion a nivel nacional. Es una empresa queabastece aceros largos en el paıs, tiene plantas productivas en Muna, Yumbo,Tocancipa, Duitama y Tuta.

3. Sidenal: Es una siderurgica Colombiana, que lleva 34 anos en el mercado.Esta empresa basa su produccion en el reciclaje de chatarra asociada a ladesintegracion de vehıculos. Registra una capacidad de produccion anual de250.000 toneladas de acero.

4. Sidoc: siderurgica del occidente, esta empresa lleva mas de 30 anos en el mer-cado nacional. Es una siderurgica semi-integrada, la materia prima principal esla chatarra de hierro y el acero reciclado.Su produccion anual oscila en 200.000toneladas de acero.

5. Ternium: es una multinacional Argentina, productora de aceros planos ylargos localizada en el departamento de Caldas, su operacion en el paıs inicioen el ano 2010. Su produccion se basa en el uso de chatarra como materiaprima y asciende a 14.000 toneladas de acero anualmente.

2.1.2. Proceso de produccion

Se describe el proceso de produccion implementado en un fabrica tipo integrado,considerando que en este proceso se incluyen todas las etapas para la obtencion deacero crudo y acero laminado. El procedimiento presentado corresponde al realizadoen Acerıas paz de rıo, el cual esta conformado por cuatro etapas, presentadas en lafigura 2.4 y descritas a continuacion:

Fabricacion primaria: El proceso siderurgico se inicia con la explotacion dela materia prima basica establecida como: calizas y mineral de hierro, estos


materiales deben cumplir con un tamano mınimo para ser cargadas en la plantade sinterizacion y en el alto horno.

En este proceso se generan gases que son tratados quımicamente para poder serutilizados como materia prima para la produccion de brea, sulfato de amonio,alquitran y otra serie de subproductos utiles en otros procesos industriales.

Como resultado del alto horno la materia prima (solida) es convertida enmateria liquida donde la transformacion corresponde a un producto conocidocomo arrabio, que es la materia principal para la fabricacion del acero, almismo tiempo se generan escorias de alto horno.

Otro proceso alterno, corresponde a la fabricacion de acero a partir de cha-tarra y utilizando el horno electrico; en esta etapa se realiza un proceso deoxidacion que elimina impurezas de manganeso y silicio, como tambien ocu-rre defosforacion, como consecuencia de este proceso se forman las escorias deapariencia espumante conocidas como escorias de horno de arco electrico, lacual es separadas del acero lıquido.

Aceracion: Posteriormente se deposita el arrabio en recipientes conocidoscomo cucharas, para empezar el proceso de aceracion, donde se realiza undesescoriado mecanico para lograr obtener materia homogeneo quımicamentey caracterısticas adecuadas para ser cargado en los convertidores, que sonhornos en donde el material cargado: arrabio y chatarra, es sometido a unafase de soplo donde ser genera la oxidacion de los elementos provenientes delarrabio, proceso que remueve el carbono, garantizando la calidad del material,en este proceso se generan escorias de convertidores o tambien llamadas BOF.

Proceso acero lıquido: posterior a la aceracion se procede a la planta decolada continua de acero donde se producen las palanquillas o secciones cua-dradas de y finalmente se genera el proceso de laminacion.

Laminacion: la laminacion corresponde a la transformacion del acero, pormedio de un proceso de deformacion en caliente de las palanquillas, trasnfor-mandolas en barras corrugadas, rollos de alambre liso o corrugado o en barras.

Recuperacion de material: Todas las escorias generadas en el proceso de fa-bricacion son sometidas a caracterizacion fısica-quımica y un analisis granulo-quımico, para evaluar la posibilidad de hacer recuperacion de material hacien-do uso de procesos como lavado o recribado para extraer fracciones utiles enla fabricacion de acero nuevamente.


Fig. 2.4: Proceso de produccion - Acerıas Paz del Rıo.(Elaboracion: propia)

2.1.3. Tipos de escorias siderurgicas

Segun el proceso presentado anteriormente, acerıas Paz del Rıo genera tres tipos deescorias en su proceso de fabricacion identificadas como:

1. Escoria de alto horno: La composicion y caracteristicas de estas escorias,depende de las materias primas empledas en el horno y el proceso de enfria-miento con agua o aire. De forma general su composicion quımica correspondea CaO (45 %), SiO2 (35 %), Al2O3 (12 %) y MgO (4 %), la proporcion de loscomponentes determina la basicidad de las escorias y su carga hidraulica. En


la figura 2.5, se presenta una muestra de este tipo de escoria.

Fig. 2.5: Escoria granulada de Alto Horno.(Garcia,2013)

2. Escoria de convertidores: Las escorias de convertidores, tambien conocidascomo escorias BOF o LD, son las generadas en el proceso de afinado del arrabio,lo que quiere decir que el metal lıquido caliente es sometido a una inyeccion deoxigeno a alta presion, donde el oxigeno se combina y elimina las impurezas decarbono, monoxido, fosforo, entre otros; como se presenta en la figura 2.6. Unavez finalizado ese proceso el acero lıquido se vierte en un cucharon mientrasque la escoria de acero es retenida en el recipiente para su posterior acopio(Shi,2004).

Fig. 2.6: Horno - Convertidores.(Shi,2004)

3. Escoria de horno de arco electrico: estas escorias corresponden a los re-siduos generados durante el proceso de fusion de la carga metalica, el acero


en estado lıquido es separado de las escorias que son de forma espumante. Sucomposicion quımica corresponde a SiO2, CaO, FeO, Al2O3, MgO, MnO yP2O5. En funcion del proceso de obtencion de hierro se obtienen escorias endiferentes tamanos, como se observa en figura 2.7.

Fig. 2.7: Horno - Convertidores.(Fuente: propia)

En la figura 3, se presenta el aprovechamiento que realiza la empresa acerıas Paz deRıo con las escorias que genera, esto es posible a partir de la caracterizacion quımicaque realizan para cada tipo de escoria, lo cual genera un impacto positivo en el usoadecuado de los esteriles generados.

Fig. 2.8: Uso de las escorias siderurgicas.(Elaboracion: propia)

Capıtulo 3

METODOLOGIA DEINVESTIGACION

Esta investigacion es de tipo experimental, por lo tanto, el desarrollo se enfoca enla realizacion de ensayos de laboratorio que permitan caracterizar cuantitativa ycualitativamente los materiales utilizados en la investigacion: escorias siderurgica,agregados petreos y material bituminoso y el producto generado con los mismo esdecir, la mezcla asfaltica.

Para la ejecucion de los diferentes ensayos, se sigue los procedimientos y recomen-daciones establecidos en las normas tecnicas vigentes, en este caso, las normas deensayos de materiales 2013 y las especificaciones generales de construccion de carre-teras 2013 del Instituto Nacional de Vıas INVIAS.

En la siguiente grafica, se presenta esquematicamente el procedimiento implementa-do para la realizacion de la investigacion; de forma general la primera parte corres-ponde a la caracterizacion de los materiales implementados para la elaboracion dela mezcla asfaltica; posteriormente se realizan ensayos mecanicos en dos etapas, enla primera etapa se realiza el ensayo de estabilidad y flujo Marshall para determinarel contenido de asfalto y de escorias siderurgica optimo para seguir con la etapa dos,en la cual se realiza la caracterizacion de la mezcla asfaltica modificada con escoriasy la mezcla patron para realizar un analisis comparativo.

La informacion detallada de los ensayos ejecutados en cada etapa de la investigacion,se presenta en los capıtulos correspondientes.

34

CAPITULO 3. METODOLOGIA DE INVESTIGACION 35

Capıtulo 4

MATERIALES Y METODOS

La primera parte de la campana experimental desarrollada en esta investigacioncorresponden a la caracterizacion de los materiales utilizados en la elaboracion dela mezcla asfaltica, tales como: agregados petreos, agregados siderurgicos y materialbituminoso.

La mezcla asfaltica en caliente utilizada en esta investigacion, corresponde a unamezcla MDC-19, definida como una mezcla de gradacion continua en el Artıculo450-13 de las Especificaciones Generales de Construccion de Carreteras del InstitutoNacional de Vıas, en adelante INVIAS.

En esta investigacion, se realizo un reemplazo dentro de la fraccion granulometrica dela mezcla asfaltica por escorias siderurgicas de convertidores o BOF, correspondienteal agregado retenido en el tamiz N10. En la figura 4.1, se presenta esquematicamenteel cambio en la granulometrıa de la mezcla.

Fig. 4.1: Reemplazo granulometrico.(Elaboracion: propia)

36

CAPITULO 4. MATERIALES Y METODOS 37

4.1. Agregados Siderurgicos

Los agregados siderurgicos adoptados como la materia prima de estudio en estetrabajo, corresponden a las escorias generadas en los hornos de convertidores, siendolas de mayor volumen de acopio y que no son aprovechable para fertilizante por sucomposicion quımica. Este material fue suministrado por la empresa Acerıas Paz deRıo del Departamento de Boyaca.

Para la caracterizacion fısica y quımica de estos materiales se realizaron los siguientesensayos de los cuales se incluyen como anexos los soportes o actas de ensayo:

4.1.1. Caracterısticas fısicas

De forma general y por medio de identificacion visual de las escorias implementadasen esta investigacion (figura 5.4), se observan las siguientes caracterısticas:

Fig. 4.2: Escorias de Convertidores.(Fuente: propia)

Aspecto: Granular.

Tamano: 1,19 a 2,36 mm.

Color: Gris oscuro.

Forma: redondeada a semi-redondeada.


Textura: Rugosa.

Porosidad: Alta.

Dureza: 6-7 escala de Mohs.

Angulosidad: Alta.

Las caracterısticas presentadas anteriormente representan las condiciones generalesde los agregados siderurgicos implementados en esta investigacion. Sin embargo,es importante tener claridad que las propiedades y caracterısticas de las escoriaspueden variar por los procesos de reaprovechamiento a los que son sometidos parala obtencion de acero.

4.1.2. Granulometrıa (INV E 213-13)

En la figura 4.3, se presenta graficamente la distribucion del tamano de partıculasdeterminado para una muestra representativa de las escorias, producto de un cuarteodel cual se obtuvo una fraccion de 5 Kg. Para su ejecucion se utilizaron tamices deaperturas comprendidas entre 4.75mm y 0.075mm (N4 a N200) marca Gran test; eltamizado fue ejecutado en una tamizadora automatica.

Fig. 4.3: Granulometrıa de las escorias de convertidores.


Como resultado de este ensayo, se define que el tamano de escoria que predominaen la muestra corresponde a un material tipo: arena gruesa, comprendido como lafraccion que pasa el tamiz N4 y es retenido en el tamiz N10, esto significa queaproximadamente un 78 % de material de la muestra representativa es aprovechablepara la investigacion.

Lo anterior permite establecer como primer criterio de investigacion: que la franjagranulometrica de agregados petreos convencionales a sustituir por escorias en lagranulometrıa definida en el diseno de mezcla corresponde a material retenido enel tamiz N10, siguiendo la secuencia granulometrica establecida en la especificacionpara una mezcla asfaltica de gradacion continua MDC-19.

4.1.3. Gravedad Especıfica (INV E 128-13)

En la figura 4.4, se presentan los implementos del ensayo y la muestra analizada.El picnometro es 500ml marca de capacidad, marca Glassco, la balanza tiene apro-ximacion al 0.1g, el equipo de regulacion de temperatura es un bano de agua deuso general marca Thermo Scientific y la muestra ensayada fue de 570 gramos deescorias, en la cual se observan pintas de color naranja que indican oxidacion unavez finalizado el ensayo.

Fig. 4.4: Gravedad especıfica - Gs.(Fuente: propia)

En la siguiente tabla se presenta el resultado obtenido de gravedad especıfica paralas escoria BOF de acerıas paz de rıo junto con valores reportados en investigaciones


utilizadas como referencia bibliografica. El valor obtenido de Gs es de 4,4 correspon-diente a un material pesado e indica en este caso la alta concentracion o contenidode hierro.

Tabla. 4.1: Gravedad especıfica - escorias BOF.

ReferenciaTamano delagregado

Gs

Shen,Wu et al. Grueso 3,49Xie, Wu et al. Grueso 3,41

Chen, Wu, et al. Fino 3,23Gano, sha et al. Grueso - fino 3,27 - 3,34Xie, Wu et al. Filler 3,12

Acerıas Paz de rıo Arena - gruesa 4,40

4.1.4. Resistencia del agregado fino a la degradacion porabrasion (INV E 245-13)

En la figura 5.12, se presenta el equipo micro-deval utilizado, marca R&R inter-nacional, en el cual se ensay una muestra de 503 gramos de escorias sometiendolauna accion combinada de molienda con esferas metalicas y abrasion en condicionhumeda (muestra completamente sumergida).

Fig. 4.5: Ensayo Micro-deval.(Fuente: propia)


El valor obtenido como porcentaje de perdida en masa de las escorias BOF deAcerıas paz de rıo que fue igual a 6,4 %. Ası mismo, y con el proposito de contrastarlos resultados de referencias bibliograficas, se presentan los valores reportados parael ensayo de resistencia a la degradacion por medio de la maquina de los angelespara escorias BOF. Entendiendo que la comparacion permite establecer un rango deaproximacion de la resistencia a la degradacion considerando las diferencias de losdos ensayos.

Tabla. 4.2: Resistencia a la Degradacion.Ensayo Referencia % de perdida

Ensayo maquinade los angeles

Chen, Wu, et al. 22,1Xue, Wu, et al. 13,1Wu, Xue, et al. 13,2Chen and Wei 11,0

Gano, Sha, et al. 12,7Xie, Wu, et al. 12,9

Micro-Deval Aceras Paz de Rıo 6,4

El valor obtenido de porcentaje de perdida por efecto de la abrasion en condicionhumeda, indica una baja reduccion en la resistencia a la degradacion condicionacorde a las caracterısticas propias de las escorias, como se puede evidenciar conlas referencias bibliograficas citadas. Para este caso, se asocia la dureza a su altocontenido de hierro. Esto significa que, el incluir este tipo de material a la mezclaasfaltica beneficia los procesos de manipulacion, operacion y construccion en los quese genera una degradacion de material.

4.1.5. Fluorescencia de rayos X (Migax PW-2440 Philips -WDXRF)

Por medio de este ensayo se identifica la composicion quımica de las escorias, conel proposito de identificar la cantidad de elementos que confieren propiedades utileso aprovechables en la fabricacion de mezclas asfalticas. Ası mismo, poder identifi-car elementos que produzcan posibles reacciones desfavorables en su aplicacion. Elensayo fue realizado con 100 gramos de polvo de escorias.

A continuacion, se presentas los resultados reportados para las escorias siderurgicasde acerıas Paz de Rıo, los cuales se han identificado como: XFR - BOF, su composi-cion se asemeja a la de las escorias implementadas en investigaciones realizadas enChina y que se han tomado como referencia dentro de esta investigacion.


Tabla. 4.3: Composicion quımica de escorias BOF.

ElementoXFR - BOF Escorias de China% en peso % en peso

SiO2 22,25 13,71CaO 33,57 45,41MgO 4,87 6,25Al2O3 6,41 3,80FeO - 21.85Fe2O3 24,08 3,24MnO 1,19 3,27P2O5 1,90 1,42Na2O 1,51 0,10K2O 0,38 0.06SO3 1,70 -

Se evidencia correspondencia en la composicion quımica, definiendo como el ele-mento en mayor presencia el CaO, con rango de variacion entre 30 - 55 %, siendoel componente de mayor presencia para todos los casos. Otro de los compuestos demayor presencia es el Fe2O3, asociando esto a su alto peso especıfico y dureza. Asımismo, Se evidencia el poco contenido de fosforo, es una caracterıstica que limita eluso de este tipo de escorias como fertilizante.

4.2. Agregados Petreos

Los materiales utilizados en el desarrollo de la campana experimental, fueron sumi-nistrados por la empresa Triturados Paz de Rıo (TPR) del Departamento de Bo-yaca. La mezcla asfaltica esta conformada por materiales de trituracion y de pena,correspondientes a materiales terreos naturales de tamano tipo grava, arenas y limo(fraccion gruesa y fina), de origen sedimentario. Se anexan los soportes o actas deensayo, que justifican los resultados presentados.

4.2.1. Granulometrıa (INV E 213-13)

Se verifica segun los requerimientos del Artıculo 450-13 del INVIAS, la granulometrıade los agregados petreos para elaborar la mezcla asfaltica densa. En la siguientetabla, se presentan los requerimientos en porcentaje pasa para cada tamano deagregado, los tres tipos de transito y el rango establecido para el diseno de mezcla


definido por la empresa triturados Paz de Rıo.

Tabla. 4.4: Granulometrıa.

TamizMDC-25 MDC-19 MDC-10 TPR

%pasa %pasa %pasa %pasa1 100 - - -

3/4 80-95 100 - 100,01/2 67-85 80-95 - 87,73/8 60-77 70-88 100 77,8

No 4 43-59 49-65 65-87 58,0No 10 29-45 29-45 43-61 39,4No 40 14-25 14-25 16-29 20,6No 80 8-17 8-17 0-19 11,2No 200 4-8 4-8 5-10 5,4

*MDC: Mezcla densa en caliente.*TPR: Triturados paz de rıo.

En consecuencia y con base en los requerimiento de las especificaciones tecnicasdel INVIAS, se verifica que el tipo de mezcla que se analiza en esta investigacioncorresponde a una mezcla densa en caliente MDC-19; dado que los porcentajes pasase ajustan a los requerimientos de ese tipo de mezcla.

4.2.2. Requisitos de los agregados tipo grava (Art. 450-13)

Como parte del diseno de la mezcla asfaltica, se validaron los resultados obtenidospor la empresa triturados Paz de Rıo para la caracterizacion de los agregados petreostipo grava, respecto a los requerimientos del Artıculo 450-13 del INVIAS. En la si-guiente tabla se presentan los requerimiento del artıculo para una capa de rodadura,en funcion del tipo de transito y los resultados obtenidos para los agregados.

Tabla. 4.5: Caracterizacion: Agregados petreos grava de 3/4 cantera paz de rıo.

Caracterıstica Norma NT1 NT2 NT3 TPR

Partıculas planas y alargadas. Mx ( %) E-240 10,0 10,0 10,0 6,3 a 10,6Caras fracturadas. Min ( %) E-227 75,0 75,0 85,0 100,0

Desgaste en maquina de los angeles. Mx ( %) E-218 25,0 25,0 25,0 22,0Solidez en sulfato de sodio. Mx ( %) E-220 18,0 18,0 18,0 1,6

Impurezas en agregado grueso. Mx ( %) E-237 0,5 0,5 0,5 0.32*NT : Nivel de transito 1, 2 y 3.*TPR: Triturados paz de rıo.


Los resultados obtenidos para caracterizar los agregados petreos tipo grava, cumplencon los requerimientos establecidos en el artıculo 450-13 INVIAS, si bien para estetipo de capa no se evidencia variacion en la exigencia de la especificacion tecnicarespecto al nivel de transito, se resalta la calidad de los agregados siendo aptos paraimplementarse en cualquier tipo de mezcla para diferentes niveles de transito.

4.2.3. Requisitos de los agregados tipo arena (Art. 450-13)

Para el diseno de la mezcla asfaltica, se implementaron dos tipos de arena; en primerlugar una extraıda de la trituracion de roca y en segundo lugar una extraıda directa-mente de pena. Como parte de la verificacion de las propiedades de estos agregados,se compararon los resultados obtenidos por la empresa triturados Paz de Rıo, res-pecto a los requerimientos del Artıculo 450-13 del INVIAS. En la siguiente tabla sepresentan los requerimiento del artıculo para una capa de rodadura, en funcion deltipo de transito y los resultados obtenidos para dichos agregados.

Tabla. 4.6: Caracterizacion: Agregados tipo arena.

Caracterıstica Norma NT1 NT2 NT3 TPR

Caracterizacion: Arena triturada Cantera paz de rıo.

Indice de plasticidad. E-125 NP NP NP NPEnsayo de equivalente de arena. Min ( %) E-133 50,0 50,0 50,0 65,8

Solidez en sulfato de sodio. Mx ( %) E-220 18,0 18,0 18,0 1,4Caracterizacion: Arena de pena Cantera Tunja.

Indice de plasticidad. E-125 NP NP NP NPEnsayo de equivalente de arena. Min ( %) E-133 50,0 50,0 50,0 31,6

Solidez en sulfato de sodio. Mx ( %) E-220 18,0 18,0 18,0 1,0Caracterizacion material combinado:

50 % Arena triturada y 15 % arena de pena Cantera Tunja.

Ensayo de equivalente de arena. Min ( %) E-133 50,0 50,0 50,0 61,0*NT : Nivel de transito 1, 2 y 3.*TPR: Triturados paz de rıo.

Los resultados obtenidos para caracterizar los dos tipos de arena, cumplen con losrequerimientos establecidos en el Artıculo 450-13 del INVIAS, excepto el ensayo deequivalente de arena, donde se debe plantear la combinacion de los dos tipos dearena, para lograr el porcentaje exigido por la especificacion tecnica; si bien paraeste tipo de capa no se evidencia variacion en la exigencia de la especificacion tecnicarespecto al nivel de transito, se resalta la calidad de los agregados siendo aptos paraimplementarse en cualquier tipo de mezcla para diferentes niveles de transito.

Como parte de la campana de investigacion no se realizo la verificacion de la ca-


racterizacion de los materiales suministrados por la empresa triturados Paz de Rıo,considerando que los ensayos de caracterizacion fueron realizados bajo estricto cum-plimiento de las especificaciones tecnicas y son el soporte de disenos de mezclaspropias de la empresa.

4.3. Material Bituminoso

El asfalto implementado para esta investigacion, corresponde a un material bitu-minoso, que de acuerdo a las caracterısticas climaticas y el tipo de capa a evaluar(capa de rodadura), se define como un asfalto convencional 60-70 y fue suministradopor la empresa Triturados paz de rıo del departamento de Boyaca. Para verificar laspropiedades del material bituminoso, se realizaron ensayo de: penetracion, punto deablandamiento y ductilidad; se anexan los soportes o actas de ensayo, que justificanlos resultados presentados.

Con base en la especificacion tecnica presentada en el Artıculo 410-13 del INVIAS,se verifican los requerimiento tecnicos para el grado penetracion 60-70, respecto alos valores obtenidos en los ensayos realizados.

Tabla. 4.7: Propiedades del asfalto.

Caracterıstica Norma Mın Max TPR

Penetracion (0.1mm) E-706 60 70 65Punto de ablandamiento (C) E-712 48 54 51

Ductilidad Mın. (cm) E-702 100 - 105*TPR: Triturados paz de rıo.

Los valores obtenidos en los ensayos realizados, validan que el material bitumino-so implementado para el desarrollo de la campana experimental cumple como losrequerimientos establecidos en las especificaciones tecnicas del INVIAS.

Capıtulo 5

MEZCLA ASFALTICAMODIFICADA CON ESCORIAS

La segunda parte de la campana experimental, corresponde a la caracterizacion de lamezcla asfaltica patron y la mezcla asfaltica modificada con escorias siderurgicas deconvertidores que, en adelante se denominara MAM-BOF. Para esta caracterizacionse plantearon dos etapas de ejecucion; en la primera etapa se define el contenido deasfalto optimo y de escorias. En la segunda etapa se realiza la caracterizacion de lasmezclas patron y modificada por medio de ensayos de laboratorio para evaluar suspropiedades dinamicas y de resistencia. Se anexan las actas de ensayo, que soportanlos resultados presentados.

5.1. Etapa I: Diseno de la Mezcla Asfaltica Mo-

dificada con escorias (MAM-BOF)

5.1.1. Identificacion del contenido de asfalto optimo

Para la definicion del contenido de asfalto optimo que provee mejores resultadosdel comportamiento mecanico de la mezcla asfaltica sin modificar, se realizaron 16probetas para evaluar 3 contenidos de asfalto, dado que, el porcentaje optimo deasfalto suministrado por la empresa triturados Paz de Rıo era 5,5 %, pero al realizarprobetas de ensayo con ese contenido de asfalto se presentaba exudacion.

Por tal motivo, se realiza la verificacion del contenido optimo de asfalto, analizando4 variables obtenidas del ensayo de estabilidad y flujo Marshall: densidad, estabili-dad, flujo y relacion estabilidad/flujo; en los anexos se presenta adicionalmente laverificacion del volumen de vacıos de cada una de las muestras.

46

CAPITULO 5. MEZCLA ASFALTICA MODIFICADA CON ESCORIAS 47

A) Densidad (ρ): En la siguiente tabla, se presentan los resultados de densi-dad obtenidos para las mezclas analizadas, la variacion porcentual respecto alpromedio de los resultados por contenido de asfalto y finalmente la densidadpromedio, tiendo en cuenta los valores con porcentajes de variacion inferioresal 2 %.

Tabla. 5.1: Densidad de mezclas asfalticas.Contenidode asfalto

N◦

probetaDensidad(g/cm3)

Variacion( %)

Promedio ρ(g/cm3)

4,5 %

1 2,32 1,63

2,362 2,37 0,483 2,37 0,834 2,38 0,62

5,0 %

1 2,40 0,17

2,402 2,41 0,153 2,41 0,174 2,40 0,15

5,5 %

1 2,39 0,51

2,41

2 2,40 0,023 2,40 0,024 2,41 0,005 2,37 1,566 2,42 0,437 2,44 1,268 2,41 0,17

Con base en los resultados obtenidos, se realizo la grafica 5.1 para representarla variacion de la densidad de la mezcla y el contenido de asfalto. Los valoresobtenidos evidencian un comportamiento incremental con el contenido de as-falto, los cuales son adecuados dadas las caracterısticas de los agregados y eltipo de asfalto.

Fig. 5.1: contenido de asfalto vs Densidad.


B) Estabilidad: En la siguiente tabla, se presentan los resultados de estabili-dad obtenidos para las mezclas analizadas, la variacion porcentual respecto alpromedio de los resultados por contenido de asfalto y finalmente el valor deestabilidad promedio, tiendo en cuenta los valores con porcentajes de variacioninferiores al 12 %.

Tabla. 5.2: Estabilidad Marshall.Contenidode asfalto

N◦

probetaEstabilidad

(N)Variacion

( %)Promedio

E(N)

4,5 %

1 15115 20

192362 18539 23 20740 124 18427 1

5,0 %

1 24257 7

235082 24449 83 21815 34 19432 16

5,5 %

1 26563 17

21713

2 30117 273 21999 04 20751 65 22136 16 20211 97 18836 178 23463 6

En la figura 5.2 se presenta la variacion de la estabilidad y el contenido deasfalto. En esta grafica se evidencia un incremento importante en la resistenciapara un porcentaje de asfalto del 5 %. Respecto al contenido de asfalto de 4.5 %el comportamiento se atribuye a una falta de interaccion y aglomeracion de losagregados y el asfalto, para el contenido de asfalto de 5.5 % se presenta unadisminucion mınima respecto a la resistencia obtenida para un porcentaje deasfalto de 5 %. Por tal razon, se considera para el criterio de estabilidad queel contenido de asfalto optimo puede ser de 5 % o 5.5 %.

Ası mismo, se presentan los requerimientos de estabilidad mınima establecidosen el Articulo 450-13 del INVIAS, para cada nivel de transito. Respecto a losvalores de referencia presentados, se concluye que los resultados obtenidosen los ensayos cumplen con los requerimientos mınimos establecidos por lanormativa nacional vigente.


Fig. 5.2: contenidos de asfalto vs Estabilidad.

C) Flujo: En la siguiente tabla, se presentan los resultados de flujo obtenidospara las mezclas analizadas, la variacion porcentual respecto al promedio delos resultados por contenido de asfalto y finalmente el valor de flujo promedio,tiendo en cuenta los valores con porcentajes de variacion inferiores al 12 %.

Tabla. 5.3: Flujo Marshall.Contenidode asfalto

N◦

probetaFlujo(mm)

Variacion( %)

Promedio(mm)

4,5 %

1 4,06 9

3,812 3,56 53 3,30 134 3,81 2

5,0 %

1 4,06 7

3,892 3,81 33 3,05 214 3,81 3

5,5 %

1 5,58 1

5,61

2 5,58 13 5,84 54 5,33 45 5,58 16 6,35 137 6,09 98 5,26 5


En la figura 5.3, se presenta la variacion del flujo y el contenido de asfalto.Se evidencia una deformacion excesiva para el contenido de asfalto de 5.5 %respecto a la registrada para contenidos de asfalto menores, esta condicion quese asocia a un recubrimiento excesivo de los agregados y dada la temperaturade ejecucion del ensayo se presenta un comportamiento desfavorable. Por talrazon, se considera para el criterio de flujo que el contenido de asfalto optimopuede ser de 4.5 % o 5 %.

Fig. 5.3: Contenidos de asfalto vs Flujo.

D) Relacion estabilidad/flujo (E/F): En la siguiente tabla, se presentan larelacion estabilidad y flujo obtenidos a partir de los resultados obtenidos paralas mezclas analizadas anteriormente. Se presentan la relacion obtenida paracada una de las mezclas realizadas y el valor promedio se define con base enlos valores utilizadas para definir los valores promedio de la estabilidad y elflujo marshall.


Tabla. 5.4: Relacion Estabilidad y flujo.Contenidode asfalto

N◦

probetaEstabilidad

(N)Flujo(mm)

E/FE/F

(promedio)

4,5 %

1 15115 4,06 3,7

3,92 18539 3,56 5,23 20740 3,30 6,24 18427 3,81 4,8

5,0 %

1 24257 4,06 5,9

6,02 24449 3,81 6,43 21815 3,05 7,14 19432 3,81 5,1

5,5 %

1 26563 5,58 4,7

5,02 30117 5,58 5,33 21999 5,84 3,74 20751 5,33 3,85 22136 5,58 3,96 20211 6,35 3,17 18836 6,09 3,08 23463 5,26 4,4

En la figura 5.4, se presenta la variacion de la relacion estabilidad/flujo y elcontenido de asfalto. En esta grafica se presentan los rangos (valor mınimo ymaximo) de la relacion estabilidad/flujo para cada nivel de transito estableci-dos en el Artıculo 450-13 del INVIAS.

Fig. 5.4: Contenido de asfalto vs Relacion estabilidad-flujo.


Una vez analizados los tres porcentajes de contenidos de asfalto 4.5 %, 5 % y 5.5 %en la mezcla asfaltica convencional, se recopilan en la siguiente tabla los valorespromedios representativos de cada variable.

Tabla. 5.5: Variables del ensayo Estabilidad y Flujo MarshallContenidode asfalto

Densidad(g/cm3)

Estabilidad(N)

Flujo(mm)

E/F(kN/mm)

4.5 2,36 19236 3,81 3,95 2,40 23508 3,89 6,0

5.5 2,41 21713 5,61 5,0

Con base en los resultados obtenidos y analisis presentados, se determina como por-centaje optimo de asfalto 5 %; evidenciando un mejor comportamiento respecto a losotros porcentajes, dado que con ese contenido se genera una mayor estabilidad con-cepto que se asocia a la resistencia ante la carga aplicada y un mejor flujo condicionque representa una menor deformacion. Como parte de los anexos, se presentan lasactas de ensayo, que contienen la informacion de cada una de las probetas ensayadas;esto soporta los resultados presentados.

5.1.2. Identificacion del contenido de escoria

La definicion del contenido de escorias dentro de la mezcla asfaltica se realizo re-emplazando en la fraccion granulometrica de la mezcla asfaltica convencional elagregado comprendido entre el tamiz pasa N◦4 y el retenido en el tamiz N◦10 porescorias siderurgicas.

Teniendo como precedente un trabajo previo a esta investigacion, en donde se eva-luaron mezclas asfaltica con reemplazos comprendidos entre el 10 % y el 30 %, dandomejor comportamiento mecanico para el reemplazo del 30 % de escorias, se estable-cen 2 porcentajes que permitan evaluar un rango superior y medio definidos como50 % y 100 % de la fraccion granulometrica definida anteriormente.

Para la definicion del contenido de escoria con el que se realizara la evaluacion deldesempeno mecanico de la mezcla modificada, se elaboraron alrededor de 12 probetascon las cuales se analizaron 4 variables obtenidas del ensayo de estabilidad y flujoMarshall ası:

A) Densidad (ρ): En la siguiente tabla, se presentan los resultados de densi-dad obtenidos para las mezclas analizadas, la variacion porcentual respecto alpromedio de los resultados por contenido de escoria y finalmente la densidadpromedio, tiendo en cuenta los valores con porcentajes de variacion inferioresal 2 %.


Tabla. 5.6: Densidad de mezclas asfalticas.Contenidode escorias

N◦

probeta% de

VacıosDensidad(g/cm3)

Variacion( %)

Promedioρ (g/cm3)

0 %

1 3,2 2,40 0,17

2,402 2,9 2,41 0,153 2,9 2,41 0,174 3,2 2,40 0,15

50 %

1 3,2 2,46 0,24

2,462 2,6 2,48 0,383 2,8 2,47 0,224 3,3 2,46 0,36

100 %

1 2,9 2,54 0,52

2,532 4,8 2,49 1,413 3,2 2,53 0,274 2,9 2,54 0,59

Con base en los resultados obtenidos, se realizo la grafica 5.5 para represen-tar la variacion de la densidad de la mezcla y los porcentajes de adicion deescorias. Se observa el aumento progresivo, generada por la inclusion de los di-ferentes porcentajes de escorias siderurgicas, dado que estos materiales tienenuna densidad alta por su composicion quımica (metales pesados).

Fig. 5.5: Contenido de escorias vs Densidad.


B) Estabilidad: En la siguiente tabla, se presentan los resultados de estabili-dad obtenidos para las mezclas analizadas, la variacion porcentual respecto alpromedio de los resultados por contenido de escorias y finalmente el valor deestabilidad promedio por contenido de escorias, tiendo en cuenta los valorescon porcentajes de variacion inferiores al 12 %.

Tabla. 5.7: Estabilidad Marshall.Contenidode escoria

N◦

probetaEstabilidad

(N)Variacion

( %)Promedio

E(N)

0 %

1 24257 3

235072 24449 43 21815 84 19432 16

50 %

1 19213 6

203872 22255 83 16829 214 19693 4

100 %

1 19718 2

176522 18352 103 20452 64 15724 17

Los resultados obtenidos, pueden presentar variaciones aceptables por erro-res de fabricacion o ejecucion de ensayo variables inherentes al desarrollo deensayos experimentales. Sin embargo, con base en las diferentes muestras rea-lizadas, se seleccionaron los resultados que representan una tendencia de com-portamiento adecuado para cada modificacion planteada.

En la figura 5.6 se presenta la variacion de la estabilidad y el contenido deescorias. El comportamiento que expone la mezcla patron representa una demayor resistencia a la deformacion plastica, dado que los resultados son su-periores en un 13 % y 25 % a los reportados para las mezclas modificadas con50 % y 100 % respectivamente.

Ası mismo, se presentan los requerimientos de estabilidad mınima establecidosen el Artıculo 450-13 del INVIAS, para cada nivel de transito. Respecto a losvalores de referencia presentados, se concluye que los resultados obtenidosen los ensayos cumplen con los requerimientos mınimos establecidos por lanormativa nacional vigente.


Fig. 5.6: contenidos de escorias vs Estabilidad.

C) Flujo: En la siguiente tabla, se presentan los resultados de flujo obtenidospara las mezclas analizadas, la variacion porcentual respecto al promedio delos resultados por contenido de escorias y finalmente el valor de flujo promedio,tiendo en cuenta los valores con porcentajes de variacion inferiores al 12 %.

Tabla. 5.8: Flujo Marshall.Contenidode escoria

N◦

probetaFlujo(mm)

Variacion( %)

Promedio(mm)

0 %

1 4,1 9

3,92 3,8 33 3,0 214 3,8 3

50 %

1 4,3 6

4,32 4,3 63 5,3 144 4,3 6

100 %

1 3,6 4

3,72 2,3 503 3,8 104 4,1 16

En la figura 5.7, se presenta la variacion del flujo y el contenido de escoriassiderurgicas. El flujo es asociado a la deformacion que sufren las probetas almomento de soportar la carga maxima, este comportamiento se evalua a unatemperatura aproximada de 60◦C, condicion que influye en el resultado.


Los resultados obtenidos para la mezcla patron y modificada con el 100 % deescorias tienen una tendencia en su comportamiento, condiciendo en uno de losvalores registrados. Por otro lado la mezcla modificada con 50 % de escorias,registra valores superiores en un 9 % y 14 % a los reportados para las mezclascon 0 % y 100 % de escorias respectivamente.

Fig. 5.7: Contenidos de escoria vs Flujo.

D) Relacion estabilidad/flujo (E/F): En la siguiente tabla, se presentan larelacion estabilidad y flujo obtenidos a partir de los resultados obtenidos paralas mezclas analizadas anteriormente.

Tabla. 5.9: Relacion Estabilidad y flujo.Contenidode escoria

N◦

probetaEstabilidad

(N)Flujo(mm)

E/FE/F

(promedio)

0 %

1 24257 4,1 5,9

6,02 24449 3,8 6,43 21815 3,0 7,14 19432 3,8 5,1

50 %

1 19213 4,3 4,4

4,72 22255 4,3 5,13 16829 5,3 3,14 19693 4,3 4,5

100 %

1 19718 3,6 5,5

4,82 17515 2,3 7,63 20452 3,8 5,34 15724 4,1 3,8


En la figura 5.8, se presenta la variacion de la relacion estabilidad/flujo y elcontenido de escorias, En esta grafica se presentan los rangos (valor mınimo ymaximo) de la relacion estabilidad/flujo para cada nivel de transito estableci-dos en el Artıculo 450-13 del INVIAS, los resultados obtenidos se encuentrandentro de los rango establecidos por la norma nacional vigente.

Fig. 5.8: Contenido de escorias vs Relacion estabilidad-flujo.

Una vez analizados los dos porcentajes de contenidos de escoria 50 % y 100 % adi-cionados en la mezcla asfaltica convencional, se presentan en la siguiente tabla losvalores promedios representativos de cada variable, respecto a la muestra patron.

Tabla. 5.10: Variables del ensayo Estabilidad y Flujo MarshallContenidode escorias

Densidad(g/cm3)

Estabilidad(N)

Flujo(mm)

E/F(kN/mm)

0 2,40 23507 3,9 6,050 2,46 20387 4,3 4,7100 2,53 17652 3,7 4,8

De forma general, se realizo el ensayo de estabilidad y flujo Marshall a tres tiposde mezclas asfalticas con 0 %, 50 % y 100 % de escorias y un contenido optimo deasfalto de 5 %, definido previamente. Con base en los resultados obtenidos y analisispresentados, se determina como porcentaje de escorias optimo el 100 %, evidenciandoun mejor comportamiento respecto al contenido de 50 %. Lo anterior, dado que con


este contenido de escorias genera la menor estabilidad pero cumple los requerimientotecnicos, respecto a flujo, esta mezcla produce un valor menor que cumple con losrequerimiento tecnicos para un transito NT1 y NT2 y la relacion estabilidad-flujoes apropiada para transitos NT2 y NT3.

En consecuencia y como resultado de implementar el ensayo de estabilidad y flujoMarshall para evaluar la densidad, la estabilidad, el flujo y la relacion estabilidad-flujo, se definieron las siguientes parametros para el desarrollo de la investigacion: enprimer lugar se define el 5 % como contenido optimo de asfalto, en segundo lugar sedefine como porcentaje de modificacion el 100 % de adicion de escorias a la mezclaasfaltica y en tercer lugar con base en los resultados obtenidos de los ensayos, seevidencia que el transito para el cual cumplen los criterios de diseno corresponde altransito NT2. Estas variables son conservadas para el desarrollo de la etapa 2 de lacampana experimental. Como parte de los anexos, se presentan las actas de ensayo,que contienen la informacion de cada una de las probetas ensayadas; esto soportalos resultados presentados.

5.2. Etapa 2: Caracterizacion de mezclas asfalti-

cas modificada con escorias (MAM-BOF)

Una vez definido el contenido optimo de asfalto diseno de mezcla asfaltica de refe-rencia o mezcla patron y la mezcla asfaltica modificada con 100 % de escorias comovariacion de estudio, con base en las especificaciones y normas tecnicas del InstitutoNacional de Vıas INVIAS, se determinan los ensayos de laboratorio que permitancaracterizar el comportamiento mecanico las mezclas asfalticas ası:

Estabilidad y flujo de mezclas asfalticas empleando el aparato Marshall - INVE 748-13.

Evaluacion de la susceptibilidad al agua de las mezclas de concreto asfalticoutilizando la prueba de traccion indirecta - INV E 725-13.

Modulo dinamico de mezclas asfalticas INV E 754-07.

Resistencia al ahuellamiento - INV E 756-13.

A continuacion, se presenta los resultados obtenidos en cada uno en los ensayos delaboratorio realizados (se anexan las actas de ensayo, que soportan los resultadospresentados). Previamente se hace una descripcion de las particularidades de la eje-cucion y posteriormente se realiza un analisis comparativo de resultados, entre los


valores obtenidos de los ensayos realizados respecto a los resultados de investigacio-nes previamente consultadas.

5.2.1. Estabilidad y flujo Marshall (INV E 748-13)

En la figura 5.18, se presenta el equipo utilizado en la ejecucion de los ensayos y unaprobeta al finalizar el ensayo, se identifican y verifican: la zona lateral de falla, elcambio de forma producto de la carga aplicada y la integridad de las probeta en elcontorno del molde, condiciones que validan la ejecucion adecuada del ensayo. Estemismo procedimiento se realizo a cada una de las probetas ensayadas.

Fig. 5.9: Equipo: Anillo de carga Ensayo Estabilidad y Flujo.(Fuente: propia)

Como resultado del ensayo realizado en este investigacion, se presentan los valoresdefinidos previamente en la etapa 1 de la campana experimental para la caracte-rizacion de la estabilidad (carga maxima) y el flujo (deformacion) de las mezclas


asfalticas realizadas:

Tabla. 5.11: Estabilidad y Flujo Marshall

DescripcionDensidad(g/cm3)

Estabilidad(N)

Flujo(mm)

REF(kN/mm)

0 % escoria 2,40 23507 3,9 6,0100 % escoria 2,53 17625 3,7 4,8

*REF: Relacion estabilidad-flujo.

Como parte del analisis de resultados, en la siguiente tabla se presenta una reco-pilacion de los resultados del ensayos de estabilidad y flujo Marshall obtenidos eninvestigaciones que fueron consultadas las cuales presentan diferentes modificacionesen el contenido de escorias. La descripcion presentada hace referencia a las diferentesporcentajes de contenido de escorias en las mezclas variando entre 0 % y 100 %, enalgunos resultados se presentan variaciones en la cantidad o el tipo de asfalto y seincluyen los resultados de esta investigacion.

Tabla. 5.12: Estabilidad y Flujo Marshall

Autor N◦ DescripcionDensidad(g/cm3)

Estabilidad(N)

Flujo(mm)

E/F(kN/mm)

Shen et al(2009)

1 0 % escoria 2,07 4190 3,45 1,22 25 % escoria 2,13 4749 3,52 1,33 50 % escoria 2,21 5100 3,58 1,44 75 % escoria 2,28 5330 3,48 1,55 100 % escoria 2,35 5360 3,46 1,5

Chen et al(2015)

6 49 % escoria - 8800 2,93 3,07 49 % escoria mod. - 14200 2,84 5,08 0 % escoria - 11200 3,03 3,7

Ahmedzadeet al(2009)

9 0 % escoria - Asf1 2,39 17460 2,97 5,910 0 % escoria - Asf2 2,38 16500 2,86 5,811 Con escoria - Asf1 2,45 20190 2,32 8,712 Con escoria - Asf2 2,46 19540 2,29 8,5

Manresa(2009)

13 Con escoria (fina) 2,44 17813 2,25 7,914 Con escoria (gruesa) 2,75 23506 2,23 10,515 100 % escoria 2,45 25706 2,52 10,216 0 % escoria 2,46 16508 2,33 7,1

Sanjay et al(2015)

17 4.5 % Asf - 20 % escoria 2,58 8098 2,09 3,918 4.5 % Asf - 0 % escoria 2,55 7175 2,11 3,419 5.0 % Asf - 20 % escoria 2,56 10627 2,35 4,520 5.0 % Asf - 0 % escoria 2,53 9567 2,56 3,721 5.5 % Asf - 20 % escoria 2,54 13940 2,58 5,422 5.5 % Asf - 0 % escoria 2,51 12301 2,97 4,1

Morcote &Murillo(2018)

23 0 % escoria 2,40 23507 3,90 6,024 100 % escoria 2,53 17652 3,70 4,9

*REF: Relacion estabilidad-flujo.


Con base en la recopilacion de informacion presentada anteriormente, se graficanlos resultados para cada una de las variables obtenidas por los diferentes autores; lanumeracion presentada en el eje de las abscisas corresponde al numero asignado enla tabla anterior para cada una de las mezclas realizadas por los autores consultados.

La figura 5.10, corresponde a la variacion de la densidad, en esta, se evidencian va-riaciones en los resultados obtenidos en funcion de la cantidad de escoria adicionadaa la mezcla asfaltica, a medida que se aumenta el contenido de escorias se obtieneuna densidad de mezcla mayor; el valor promedio para las mezclas modificadas es de2,48 g/cm3 y el de mezclas sin modificar es de 2,40 g/cm3; estas variaciones son dadala composicion quımica de las escorias, su contenido de hierro y el proceso industriade su generacion. Los resultados obtenidos en esta investigacion se encuentran comoun valor tıpico regular respecto a las demas investigaciones.

Fig. 5.10: N◦ referencia bibliografica vs Densidad.

La figura 5.11, presenta los resultados obtenidos como carga maxima o estabilidadde las mezclas asfalticas; estos valores presentan variaciones asociadas a las mo-dificaciones que se evaluaron en las investigaciones; de forma general las mezclasmodificadas con escorias reportan valores de resistencia mas altos respecto a lasmezclas sin modificar, tal y como se evidencia en la tabla 4.12, con base en losresultados presentado se determina un aumento del 17 % en la resistencia. Sin em-bargo, los resultados obtenidos en esta investigacion representan una disminucionen la resistencia de la mezcla modificada respecto a la mezcla sin modificar del 25 %,esto puede asociarse al tipo de escoria reemplazada dentro de la mezcla, que tal ycomo se definio en el capıtulo 3. materiales y metodos, corresponde a un agregadopasa tamiz n◦10, es decir agregado fino. Estos resultados son comparables con losreportados en la investigacion de Chen et al (2009), en la cual se trabaja con un


reemplazo de material fino y en los resultados tambien se evidencia una disminucionen la resistencia.

Los resultados obtenidos de estabilidad para las dos mezclas evaluadas se encuentransobre el promedio superior de valores caracterısticos encontrados en las investiga-ciones referencias, lo cual resalta la calidad de los materiales implementados en lainvestigacion.

Fig. 5.11: N◦ referencia bibliografica vs Estabilidad.

La ultima variable analizada en este ensayo, corresponde a la medida de flujo de lamezcla la cual representa la deformacion alcanzada al punto maximo de carga; de losvalores reportados se evidencia que las mezclas modificadas con escorias producenuna deformacion menor, respecto a las mezclas sin modificar. Los resultados norepresentan una tendencia del comportamiento, pues las variaciones en terminosporcentuales estan entre el 2 % y el 20 %; estos resultados y segun la informacionpresentada en la tabla 4.4, estan directamente relacionadas con el contenido deasfalto, como se evidencia en los datos de la investigacion de Sanjay et al (2005), enla cual se realizan ensayos con variaciones en el contenido de asfalto entre el 4.5 %y el 5.5 % siendo esta ultima la de mayor flujo reportado.

La disminucion en el flujo, tambien es resultado de la caracterıstica de dureza delas escorias, como se evidencia en los resultados del ensayos de resistencia a ladegradacion por abrasion en el equipo micro-deval, donde se obtuvo un valor de6,4 % que representa una baja reduccion en la resistencia; esta caracterıstica tambiense asocia al contenido de hierro de las escorias.


Los valores obtenidos en esta investigacion, estan por encima de los reportados en lasinvestigaciones de referencia. Sin embargo, se encuentran dentro del rango exigidosegun normativa nacional.

Fig. 5.12: N◦ referencia bibliografica vs Flujo.

De la misma forma, en la figura 5.13 se presentan las relaciones estabilidad y flujoobtenidas con los resultados presentados en las diferentes investigaciones consulta-das. Al comparar estos resultados con la normativa nacional vigente, se evidenciaque algunos de los valores tomados como referentes no cumplen con la especificacion.

Fig. 5.13: N◦ referencia bibliografica vs relacion estabilidad-flujo.


5.2.2. Susceptibilidad al dano por humedad utilizando laprueba de traccion indirecta (INV E 725-13)

Este ensayo evalua la susceptibilidad al agua en las mezclas de concreto asfaltico,aplicando una carga diametral vertical a la muestra hasta alcanzar un estado defalla; es decir obtener la carga maxima de traccion que soporta justo antes de suruptura. La susceptibilidad se evalua al comparar los resultados obtenidos de ensayarmuestras en condicion seca y muestras en condicion humeda, esta ultima condicionse logra por medio de un acondicionamiento en camara de vacıo y un proceso deinmersion controlando las variables tiempo-temperatura. Como resultado de esteensayo se determina la relacion entre las cargas maximas obtenidas para las doscondiciones del ensayo y se establece el potencial de dano por humedad de la mezclaasfaltica.

En la figura 5.14, se presenta el equipo utilizado para aplicar la carga diametral a lasmuestras, el detalle del molde (mordaza) y el ensamblaje para la ejecucion adecuadadel ensayo. Las muestras implementadas en este ensayo, corresponden a probetas de1200 gramos de material, con dimensiones comprendidas entre 102 mm de altura ydiametro de 63 mm. En este ensayo se debe garantizar que la aplicacion de la cargasea homogenea y constante hasta la falla. La lectura de la carga soportada por lamuestra se realiza por medio del anillo de carga.

Fig. 5.14: Equipo: anillo de carga y molde traccion indirecta.(Fuente: propia)


En este ensayo ademas de cuantificar la relacion de resistencias, se requiere haceruna evaluacion cualitativa de la superficie de falla de cada probeta, con el propositode identificar particularidades en funcion del acondicionamiento de las muestras;basicamente se observa como se desarrolla la fractura respecto a los agregados y lacondicion de adherencia del asfalto sobre los mismos. Dado lo anterior, la ejecuciondel ensayo debe garantizar que las muestras falladas tengan un proceso de fabricacionriguroso que garantice la homogeneidad de la probeta para que la superficie de fallasea representativa, ası como el comportamiento de la mezcla es decir la resistenciaalcanzada en el proceso de falla.

En la figura 5.15, se presenta un ejemplo de la evaluacion cualitativa de la superficiede falla generada por la carga aplicada en el ensayo, se presentan las muestras fa-lladas de la mezcla patron, se presenta la muestra en condicion humeda, en esta seidentificaron tonalidades mas oscuras de superficie, indicando adsorcion de agua; nose evidencian fracturas en los agregados producto de la carga aplicada, el despren-dimiento de los agregados se desarrolla por la interaccion entre los agregados finosy los gruesos. Se resaltan en la figura los agregados identificados en la superficie defalla.

Fig. 5.15: Muestras falladas: condicion humeda y contenido de escoria 0 %.(Fuente: propia)

En la figura 5.16, se presenta la muestra en condicion seca en la cual se identificaronalgunos agregados fracturados y al tacto se presenta disgregacion de los mismos,esta manifestacion es puntual y no representa una condicion general de la carafracturada. En terminos generales, estas mezclas presentan una textura homogenea,buena dispersion de los agregados grueso y finos; la interaccion entre los agregados yel asfalto se considera adecuada, dado que no se evidencian problemas de adherencia,los agregados presentan buen cobertura de asfalto. Se resaltan en la figura 5.16 losagregados identificados en la superficie de falla.


Fig. 5.16: Muestras falladas: condicion seca y contenido de escoria 0 %.(Fuente: propia)

Los resultados obtenidos de porcentaje de vacıos y de resistencias a la tension en con-dicion humeda y seca obtenidos en laboratorio para las mezclas patron, se presentana continuacion:

Tabla. 5.13: Resultados Mezcla patron - ensayo de Traccion indirecta

Muestra% devacıos

RTI-SECA(kPa)

RTI- HUMEDA(kPa)

1 4,6 1257,1 -2 4,2 1230,5 -3 4,1 1469,0 -4 4,8 - 1252,85 4,3 - 1277,26 3,3 - 1082,6

*RTI: Resistencia a la tension.

En la figura 5.17, se presentan las muestras falladas de la mezcla MAM-BOF. Enla parte superior se encuentra la muestra en condicion humeda; en esta muestra sediferencian los agregados, en los cuales no se evidencio algun tipo de fractura enel proceso de falla. El desarrollo de la fractura de la muestra fue por la parte masdebil, es decir por la combinacion de agregados finos y asfalto. En la parte inferiorde la figura 5.17 se presenta la muestra en condicion seca. Esta muestra tiene unasuperficie de falla similar a la generada en la muestra en condicion humeda, es decir,no hay evidencia o presencia de fracturas en los agregados. Se resaltan en la figuralos agregados identificados en la superficie de falla.

En terminos generales, las mezclas asfalticas con adiccion de escorias en las dos


condiciones evaluadas (humeda y seca), no presenta fractura en los agregados. Porotro lado, en estas mezclas es mayor la adsorcion de asfalto por los agregados, estose evidencia en el espesor de la capa que los recubre y la sensacion al tacto, estacondicion puede afectar la adherencia; se aclara que la propiedad de adherenciano fue posible determinarla en laboratorio, por el tamano de partıcula, dado queel ensayo de adherencia en bandeja considera tamanos de partıcula mayores a 9,5mm (1/2”) y menores a 12,5 mm (3/8”); sin embargo se puntualiza, que el tipo defabrica del que provienen las partıculas de escorias, condicionan propiedades comola adherencia y adsorcion de asfalto, dado que el proceso de extraccion del hierrodefine el tamano, textura y caracterısticas de la partıcula. Si se trata de una acerıaintegrada, los procesos de extraccion son mas eficientes, por tanto las partıculas deescorias son de menor tamano y mayor porosidad, este tipo de partıculas fueron lasimplementadas en esta investigacion. Respecto a la superficie de falla de la muestraanalizada, no se percibio afectacion pues no hubo separacion o disgregacion de losagregados y el asfalto.

Fig. 5.17: Muestras falladas - contenido de escoria 100 %.(Fuente: propia)


Los resultados obtenidos de porcentaje de vacıos y de resistencias a la tension encondicion humeda y seca obtenidos en laboratorio para las mezclas MAM-BOF, sepresentan a continuacion:

Tabla. 5.14: Resultados Mezcla MAM-BOF - ensayo de Traccion indirecta

Muestra% devacıos

RTI-SECA(kPa)

RTI- HUMEDA(kPa)

1 3,6 949,5 -2 3,3 881,9 -3 3,5 926,3 -4 3,9 - 754,15 4,0 - 827,86 2,5 - 896,2

*RTI: Resistencia a la tension.*MAM-BOF: Mezcla asfaltica modificada con escorias de convertidores.

Como resultado del ensayo realizado en este investigacion, se presenta el consoli-dado de los valores definidos para la caracterizacion de la mezcla a la resistenciaa la tension humeda (RTH), la resistencia a la tension seca (RTS) y la relacion deresistencias (RRT):

Tabla. 5.15: Resultados del ensayo de Traccion indirecta

DescripcionRTI-SECA

(kPa)RTI- HUMEDA

(kPa)RRT( %)

0 % escoria 1318,9 1204,2 91,3100 % escoria 919,3 826,1 89,9

Se anexan las actas de ensayo, que contienen la informacion de cada una de lasprobetas ensayadas; esto soporta los resultados presentados.

Como parte del analisis de resultados del ensayo de traccion indirecta, se realizouna recopilacion de resultados de investigaciones con el proposito de comparar losresultados obtenidos en esta investigacion y evaluar las diferentes variables suscepti-bles que determinan la resistencia a tension en las dos condiciones evaluadas. En latabla se registra el autor de la investigacion, los resultados obtenidos y se hace unabreve descripcion de las variables del ensayo, estas variaciones estan asociadas a lasalternativas de ejecucion tales como: variacion en el tipo de asfalto, en el contenidode escoria, el tamano de agregado y ciclos de congelamiento.


Tabla. 5.16: Susceptibilidad al dano por humedad - traccion indirecta

Autor N◦ DescripcionRTI-SECA

(kPa)RTI- HUMEDA

(kPa)

RRT( %)

Ahmedzadeet al(2009)

1 0 % escoria - Asf1 766,0 681,0 87,82 con escoria - Asf1 1000,0 925,0 92,53 0 % escoria - Asf2 460,0 388,0 84,34 Con escoria - Asf2 576,0 516,0 89,69

Shen et al(2009)

5 0 % escoria 437,1 326,1 74,66 25 % escoria 487,1 377,9 77,67 50 % escoria 517,7 415,1 80,28 75 % escoria 546,7 451,4 82,69 100 % escoria 565,1 487,4 86,3

Manresa(2009)

10 Con escoria (fina) 2777,0 2663,0 95,911 Con escoria (gruesa) 3020,0 2589,0 85,712 100 % escoria 1488,0 1369,0 92,013 0 % escoria 2685,0 2457,0 91,5

Chen et al(2015)

14 con escoria triturada 2390,0 2141,4 89,615 1er ciclo de congelamiento 2200,0 1834,8 83,416 2do ciclo de congelamiento 2000,0 1530,0 76,517 3er ciclo de congelamiento 1670,0 1095,5 65,6

Chen et al(2016)

18 sin escoria 940,0 733,2 78,019 con escoria 1760,0 1513,6 86,020 roca asfaltica y escorias 800,0 720,0 90,0

Xie et al(2017)

21 Escoria - fabrica 1 650,0 525,9 80,922 Escoria - fabrica 2 580,0 575,4 99,223 sin escoria 540,0 508,7 94,224 Escoria molida 560,0 548,8 98,0

Morcote &Murillo(2018)

25 0 % escoria 1318,9 1204,2 91,326 100 % escoria 919,3 826,1 89,9

Si bien los valores reportados, no son directamente relacionales con los obtenidos enesta investigacion por las variables definidas particularmente para cada investigacionconsultada, se demuestra que siempre los valores obtenidos en las muestras humedasson inferiores a los obtenidos para muestras secas, los valores para las dos condicionesmuestran un amplio rango de variacion desde 437 kPa hasta 3020 kPa para condicionseca y desde 326 kPa hasta 2663 kPa para condicion humeda; pese a estas variaciones,los resultados obtenidos en esta investigacion se encuentran dentro del promediosuperior de los presentados como referencia bibliografica.

Con base en la recopilacion de informacion presentada anteriormente, se graficanlos resultados de resistencia a la tension en condicion humeda RTI - humeda (barraachuradas), seca RTI - Seca (barra solida), la relacion entre las resistencias RRT(puntos) y como referente de comparacion se presenta el valor mınimo establecidopor el INVIAS en el artıculo 450-13.


En la figura 5.18 se evidencia la variacion en los resultados obtenidos en las inves-tigaciones consultadas, no se establece una tendencia en el comportamiento en laresistencia a la traccion de las mezclas asfalticas, considerando que los resultados re-lacionan modificaciones en diferentes porcentaje de escoria y variacion en el tamanoreemplazado. Sin embrago, la relacion entre las resistencias a la traccion (RRT) eva-luada como el porcentaje de similaridad entre las dos cargas obtenidas para las doscondiciones de falla (siendo 100 % no afectacion y 0 % alta afectacion), indica enton-ces que la mayorıa de resultados estan en un rango aceptable de susceptibilidad aldano por humedad, con factores RRT por encima del 80 %, exigencia mınima paralos 3 niveles de transito por norma INVIAS.

Fig. 5.18: Resultados de ensayos de traccion indirecta.Nota: La numeracion corresponde a la presentada en la tabla de recopilacion bi-bliografica.

5.2.3. Modulo dinamico de mezclas asfalticas (INV E 754-07)

El modulo dinamico es una propiedad elastica, establecida por la relacion entre elesfuerzo y la deformacion para un material de viscosidad lineal al ser sometido auna carga sinusoidal. Este parametro es implementado en el diseno de pavimentosy permite evaluar el comportamiento que ofrece un diseno de mezcla frente a cargasaplicadas y las deformaciones que se pueden generar.


Como parte del desarrollo de esta investigacion y siguiendo los lineamientos presen-tados en la norma tecnica (INV-E-754-07), se definieron las siguientes variables aevaluar: Frecuencias de analisis: 1, 4,10 y 16 Hertz y temperatura de ensayo: 25◦C y40◦C. El equipo implementado para la ejecucion del ensayo fue disenado y desarro-llado por la Universidad Nacional de Colombia (sede Bogota); esta conformado porun servomotor de 5kW, un actuador lineal, una celda de carga dinamica de capaci-dad de 2265 kg y sensores LVDT. Tambien, consta de un desarrollo computacionalpara la obtencion y registro de datos. En la figura 5.19, se presenta el equipo.

Fig. 5.19: Equipo: Modulo dinamico - Universidad Nacional.(Fuente: propia)

En la figura 5.20, se presentan algunas de las muestras que fueron fabricaron en elcompactador giratorio perteneciente al laboratorio de Pavimentos de la Universi-dad de los Andes; se realizaron 6 probetas de las siguientes dimensiones: 10 cm dediametro y de 17.5 cm de altura. Ademas, se presenta el montaje de la probeta pararealizar el ensayo, los sensores de lecturas de deformacion y el aplicador vertical decarga.


Fig. 5.20: Probetas para ensayo de modulo dinamico y montaje.(Fuente: propia)

La variable frecuencia es definida por la programacion interna del equipo, estas fre-cuencias concuerdan con las establecidas en la norma de referencia 1Hz, 4Hz y 16HZ,adicionalmente el equipo evalua 10Hz. Para controlar la variable de temperatura,se realizo un acondicionamiento a las muestras previo a la ejecucion del ensayo enhorno a temperatura constante. Sin lugar a duda, esta ultima variables es la masdifıcil de controlar, dado que el equipo no cuenta con una camara de control de tem-peratura, por lo tanto en el desarrollo del ensayo se hace control de la temperaturacon termometro digital, con esa verificacion se busca garantizan la veracidad de losresultados.

Como resultado del ensayo, se obtienen rangos de valores de carga y deformacionesmedidas por 3 sensores, los cuales deben ser procesados para determinar el valordel modulo dinamico. Al ser una prueba no destructiva, se realizan dos analisis porprobeta; como parte de los anexos, se presentan las actas de ensayo, que contienenla informacion de cada una de las probetas ensayadas; esto soporta los resultadospresentados. En la siguientes tablas y graficas, se presentan los resultados obtenidosde lo ensayos realizados para cada una de las temperaturas evaluadas:


Tabla. 5.17: Modulo Dinamico (25◦C).Frecuencia

HzContenidode escoria

Modulo dinamico(kg/cm2)

Variacion( %)

10( %) 32717

53( %)100( %) 15489

40( %) 34465

38( %)100( %) 21463

100( %) 37809

28( %)100( %) 27284

160( %) 57217

45( %)100( %) 31467

Con base en los resultados presentados, se realizo la siguiente grafica en la cualse evidencia el comportamiento de las mezclas a diferentes frecuencias ensayadasa 25◦C de temperatura, las probetas de mezcla patron o sin escorias presentanun modulo mayor respecto a las probetas MAM-BOF, los resultados evidencianun amplio rango de variacion desde 28 % (frecuencia 10Hz) hasta mas del 53 %(frecuencia de 1Hz), estos valores indican un buen comportamiento de este tipo demezcla a propiedades dinamicas; el valor maximo reportado es de 57217kg/cm2 parala mezcla sin modificar a una frecuencia de 16Hz.

Fig. 5.21: Resultados: Modulo dinamico - 25◦C.


Tabla. 5.18: Modulo Dinamico (40◦C).Frecuencia

HzContenidode escoria

Modulo dinamico(kg/cm2)

Variacion( %)

10( %) 4910

25( %)100( %) 3669

40( %) 8019

4( %)100( %) 7689

100( %) 11070

5( %)100( %) 10535

160( %) 14374

24( %)100( %) 10930

De igual forma, en la figura 5.22 se presentan los resultados obtenidos de las mues-tras ensayadas a 40◦C de temperatura; se evidencian mayores valores de modulopara las mezclas sin modificar respecto a las MAM-BOF; respecto a las variacionespresentadas anteriormente, los rangos estan entre 25 % (frecuencia de 1Hz) hasta 4 %(frecuencia de 4Hz), el valor maximo reportado es de 14374kg/cm2 para las mezclasin modificar a una frecuencia de 16Hz. En el mismo sentido, los datos obtenidosreportan menores valores de modulos dinamicos para las mezclas evaluadas a 40◦C,respecto a las mezclas evaluadas a 25◦C.

Fig. 5.22: Resultados: Modulo dinamico - 40◦C.


De forma general se aprecia una disminucion en el valor del modulo cuando latemperatura de ensayo aumenta; esto esta asociado a la rigidez que presenta lamuestra. Con base en la bibliografıa consultada se precisa que a medida que se bajala temperatura de la muestra, se ocasiona una variacion y disminucion de la medidade re-acomodacion del material, esta situacion modifica el comportamiento dinamicode la muestra ensayada.

El otro comportamiento generalizado que se evidencia a partir de los resultadosobtenidos es que, el modulo dinamico aumenta conforme aumenta la frecuencia deensayo; en este caso se realizaron 4 variaciones; esto obedece a que es una condiciontıpica de materiales viscosos como los estudiados.

Respecto a los modulos dinamicos, se evidencian tendencias marcadas en los resul-tados obtenidos para las dos variaciones de temperatura de ensayo, se presentanmayores variaciones en los resultados de modulo dinamico obtenidos a una tempera-tura de 25◦C; esto se asocia a la susceptibilidad termica, considerando que la mezclacon contenido de escorias tiene mayos capacidad de conservar la temperatura porcuanto se obtienen menores valores de modulo. Tambien, se evidencia una menorvariacion en los valores reportados para frecuencias de 4Hz y 10 Hz, concluyendo quelas condiciones analizadas generan un mejor comportamiento a velocidades entre 24km/h y 60 km/h.

Por otro lado, para una temperatura de ensayo de 40◦C se presentan menores va-riaciones en los resultados obtenidos; en ese sentido se puede decir que la mezclaasfaltica modificada tiene unas propiedades dinamicas similares a las de la mezclapatron, siendo evidente para las frecuencias intermedias, las cuales en terminos develocidad, representan rangos entre 24 km/h y 60 km/h; velocidades tıpicas de vıasurbanas.

En el mismo sentido y dados los resultados obtenidos, la variacion del modulo dis-minuye a medida que se aumenta la temperatura de las mezclas, relacionandose estoal punto de ablandamiento del asfalto, donde las mezclas convergen en su respuestaal comportamiento dinamico.

Como parte del analisis del ensayo de modulo dinamico, se presentan resultados deinvestigacion bajo condiciones de ejecucion similares; pero con variaciones como: eltipo de mezcla, en algunos casos corresponde a mezcla asfaltica densa en caliente y enotros casos a mezclas frıas o drenantes; otra variable identificada es la modificacionde la granulometrıa de la mezcla con escorias siderurgicas o ceniza de cuesco depalma; ası mismo, se identifican variaciones en el contenido de asfalto en la mezcla.


Tabla. 5.19: Resultados de referencia - Modulo Dinamico.

Autor Temp.Modulo dinamico (kg/cm2)

Descripcion1Hz 4Hz 10Hz 16Hz

Marco AntonioSarmientoOtalora

21◦C

440 681 683 900 MAFFE (tiempo decurado 42 dıas)490 752 876 1041

1051 1620 2098 2217 MAFFE (tiempo decurado 57 dıas)1036 1678 2072 2286

Carol PatriciaLopez Moreno

25◦C13723 19040 23329 25410 MAD con 3,5 % de asfalto13501 19810 24008 28495 MAD con 4,5 % de asfalto13849 21008 26923 29348 MAD con 5,5 % de asfalto

40◦C6208 7296 8567 9674 MAD con 3 % de asfalto5575 6868 8329 93595 MAD con 4,5 % de asfalto4141 6741 8234 9341 MAD con 5,5 % de asfalto

CamilaFernanda

Corona Rojas

-10◦C 107338 - 120579 -

Mezcla disenada por elmetodo Superpave

4◦C 61062 - 76634 -21◦C 20945 - 32463 -38◦C 5745 - 10560 -54◦C 2600 - 4493 -

Carlos MarınUribe y Marıa

GuzmanMelendez

20◦C 42610 Disenado Marshall20◦C 128810 Disenado Superpave25◦C 27990 Disenado Marshall25◦C 78930 Disenado Superpave35◦C 7240 Disenado Marshall35◦C 25250 Disenado Superpave

LeonelEduardo Cotes

de la Hoz25◦C

29577 43091 52697 64470 MMCCP 0 % CV 0,3324020 42453 55602 71587 MMCCP 14,54 % CV 0,4119972 32024 46748 68438 MMCCP 50 % CV 0,4739074 53246 62763 75463 MMCCP 50 % CV 0,3324565 31744 43726 56986 MMCCP 85,46 % CV 0,4124752 40546 45338 57096 MMCCP 100 % CV 0,33

CarolinaAndrea Morcote

Catolico

25◦C32717 34465 37809 57217 Mezcla no modificada15489 21463 27284 31467 MAM-BOF

40 ◦C4910 8019 11070 14374 Mezcla no modificada3669 7689 10535 10930 MAM-BOF

*MAFFE: Mezcla asfaltica en frıo fabricadas con Emulsion.*MAD: Mezcla asfaltica drenante.*MMCCP: Mezcla asfaltica con adicion de ceniza de cuesco de palma.*CV: Concentracion volumetrica de filler.*MAM-BOF: Mezcla asfaltica modificada con escorias de convertidores.

Con base en los resultados presentados en la tabla 4.19, se consideran que los re-sultados obtenidos para los modulos dinamicos de la mezcla no modificada y laMAM-BOF, estan dentro de los rangos referenciados para mezclas asfalticas mo-dificadas con otro tipo de materiales y evaluadas en otro tipo de condiciones; estoindica en terminos generales que el desarrollo del ensayo fue adecuado y sirve comopunto de partida para nuevas investigaciones.


5.2.4. Resistencia al Ahuellamiento (INV E 756-13)

Para la realizacion de este ensayo, se toma como referencia el procedimiento descritoen la norma tecnica y las condiciones de ejecucion, dado que el equipo disponible en laUniversidad Nacional, no permite cumplir los procedimientos con rigor; por lo tanto,los resultados obtenidos en este ensayo deberan ser tratados como aproximacionesde la resistencia al ahuellamiento.

Con este ensayo se pretende evaluar uno de los tipos de fallas mas frecuentes de lospavimentos, definido como la acumulacion de deformacion y posible agrietamiento,por medio de una proceso cıclico con paso de una rueda sobre una probeta de mezclaasfaltica con unas condiciones de temperatura, carga y duracion de aplicacion.

Para el desarrollo de este ensayo se utilizo la maquina de rueda cargada del labora-torio de pavimentos de la Universidad Nacional - sede Bogota; en la figura 5.23 sepresenta el equipo y se enumeran las partes que la componen:

Fig. 5.23: Equipo: Maquina de rueda cargada - Universidad Nacional.(Fuente: propia)

1. Motor.

2. Engranaje reductor horizontal, de doble salida.

3. Biela motriz de 15,2 cm de radio.

4. Brazos conectores de conduccion.


5. Caja para carga.

6. Base y canal ajustable de acero.

7. Molde para muestra.

8. Pesas de acero de 10 kg.

9. Ensamblaje con rueda neumatica de 7,6 cm.

Este equipo fue disenado para realizar ensayos con probetas rectangulares con lassiguientes dimensiones: 20 cm de largo, 16 cm de ancho y 8 cm de espesor. Sinembargo, para el desarrollo de esta investigacion, se realizo una adaptacion en elmolde para las muestras, que consistio en, medir el recorrido del neumatico paradeterminar la huella sobre la probeta y definir el area de mayor contacto o aplica-cion de carga, con esta informacion se fabrico un nuevo molde, con el proposito depoder utilizar las probetas fabricadas en laboratorio segun la norma INV E-748-13,condicion que garantiza la integridad de las mismas. En la figura 5.24, se presentala adaptacion al molde para muestras, el cual fue fabricado en madera, material quepermite conservar las variables del ensayo adecuadamente.

Fig. 5.24: Acondicionamiento de probetas para ensayo de ahuellamiento.(Fuente: propia)

El procedimiento implementado para conservar la temperatura en las muestras fue:con un horno convencional de laboratorio se acondicionaron previamente las mues-tras a la temperatura de ensayo, simultaneamente utilizando una resistencia en me-dio acuoso, se acondiciona el molde, la base y el canal de acero unos grados detemperatura por encima de la temperatura del ensayo.


El ensayo entonces, consistio en aplicar ciclos de carga repetidamente sobre la mues-tra y efectuar mediciones para determinar la deformacion ocasionada por la ruedacargada; las lecturas de deformacion se midieron con calibrador de precision de unadecima de milımetro en el punto medio de la probeta, donde se presenta la mayorarea de contacto y aplicacion de carga. En la figura 5.25, se evidencia el efecto delpaso de la rueda sobre la muestra.

Fig. 5.25: Ejecucion del ensayo de ahuellamiento.(Fuente: propia)

Como variables de ejecucion del ensayos se determinaron las siguientes:

Carga aplicada sobre la muestra: estimada en 30 kg.

Temperatura de ensayo: se ensayaron muestras a 25◦C, 40◦C y 60◦C.

Numero de repeticiones: se definio en funcion del desempeno del equipo, porlo tanto se realizaron pruebas a 540 ciclos correspondiente a 6 minutos y 1080ciclos correspondientes a 12 minutos.

Para la definicion de la carga de aplicacion, se realizaron pruebas de carga previaspara verificar la capacidad del equipo, adoptando la carga maxima en la cual lavelocidad de la rueda sobre la muestra fuera constante; la temperatura de ensayosse asocio a las definidas para el ensayo de modulo dinamico y dada la incidencia dela temperatura en esta prueba de carga cıclica, se define un valor de temperaturasuperior en el cual las condiciones de manipulacion de las muestras y acople delensayo fuera posible. Para el ensayo se realizaron un total de 6 probetas. Comoparte de los anexos, se presentan las actas de ensayo, que contienen la informacionde cada una de las probetas ensayadas; esto soporta los resultados presentados.


A continuacion, se presentan los resultados obtenidos para el primer ciclo de carga,correspondiente a 540 ciclos de carga:

Tabla. 5.20: Resultados ensayo (540ciclos).

Temp.Contenido de

escoriaAhuellamiento

(mm)Variacion

( %)

25 ◦C0 % 0,91

58100 % 0,38

40 ◦C0 % 1,22

20100 % 0,97

60 ◦C0 % 2,56

16100 % 2,14

Con base en los resultados obtenidos, se realizan las siguientes graficas. En la mayorvariacion en la medida del ahuellamiento se presenta para una temperatura de 25◦Ccon un 58 % siendo un valor atıpico respecto a los demas resultados obtenidos. Porotro lado, se valida que la variacion entre los resultados es alrededor del 20 % comose evidencia para temperaturas de ensayo de 40◦C y 60◦C; estas deformaciones obte-nidas representan un comportamiento caracterıstico de las mezclas, concluyendo quelas deformaciones son menores en las mezclas modificadas con escorias, dando comovalor maximo de deformacion 2.14mm a una temperatura de 60◦C, esta deformacionesta 0.42mm por debajo del resultado obtenido para una mezcla sin modificar.

Fig. 5.26: Ensayo de ahuellamiento para 540 ciclos.

De la misma forma, en la siguiente tabla y figura 5.27, se representan los resultados


obtenidos para el segundo ciclo de carga correspondiente a 1080 ciclos:

Tabla. 5.21: Resultados ensayo (1080ciclos).

Temp.Contenido de

escoriaAhuellamiento

(mm)Variacion

( %)

25 ◦C0 % 1,43

55100 % 0,64

40 ◦C0 % 1,76

9100 % 1,61

60 ◦C0 % 2,69

15100 % 2,28

Se evidencian mayores variaciones para el ensayo a 25◦C, respecto a los resultadosobtenidos para los ensayos a 40◦C y 60◦C, donde la variacion es de maximo 15 %. Eneste ensayo, las deformaciones son menores en las mezclas modificadas con escoriasa temperaturas de 25◦C y 60◦C, dando como valor maximo de deformacion 2.28mma una temperatura de 60◦C; esta deformacion esta 0.41mm por debajo del resultadoobtenido para una mezcla sin modificar.

Fig. 5.27: Ensayo de ahuellamiento para 1080 ciclos.

En las graficas, se evidencia predominancia de las menores deformaciones por re-peticiones de carga para las mezclas con escorias siderurgicas, en funcion de las


condiciones reales de uso de las mezclas asfalticas, se resaltan los resultados obte-nidos para las mezclas ensayadas a 60◦C, en donde los valores obtenidos evidencianuna tendencia en el comportamiento de la mezcla. Es importante considerar la afec-tacion que pueden tener los resultados del ensayo, especıficamente la conservacion dela temperatura durante la ejecucion del mismo, puesto que el equipo no cuenta conuna camara de temperatura y como se explico anteriormente se realizaron procesospara garantizar la mejor version de ejecucion del ensayo.

Como parte del analisis de los resultados en la tabla 4.22, se presentan como refe-rencia, valores de ahuellamiento obtenidos en investigaciones de mezclas asfalticasmodificadas con otro tipos de materiales (grano de caucho y ceniza de cuesco) y ba-jo otros rangos de temperatura. Los resultados presentan rangos de ahuellamientosimilares, que si bien no son comparables directamente porque se presentan resul-tados de mezclas densas en caliente y mezclas en frıo, las variaciones en las franjasgranulometricas son diferentes y los respectivos procesos de elaboracion tambiendifieren; al realizar la comparacion de la evaluacion del desempeno mecanico delas diferentes mezclas referenciadas, se evidencia que las mezclas realizadas en estainvestigacion con adicion y sin adicion de escorias (BOF), presentan un comporta-miento sobresaliente ante ahuellamiento, considerando que los resultados obtenidosbajo las condiciones analizadas, infieren menor afectacion por el paso de la ruedarespecto a los resultados referenciados.


Tabla. 5.22: Resultados de referencia - Ahuellamiento

Autor AnoAhuellamiento

(mm)Descripcion

Leonel EduardoCotes de la Hoz 2018

1,78 Mezcla no modificada a 25◦C4,00 Mezcla no modificada a 40◦C1,60 MMCCP 50 % - CV 0,33 (25◦C)3,48 MMCCP 50 % - CV 0,33 (40◦C)1,40 MMCCP 100 % - CV 0,33 (25◦C)3,04 MMCCP 100 % - CV 0,33 (40◦C)

Marco AntonioSarmiento Otalora

2012

2,35Mezcla asfaltica en frıo fabricadas conemulsion (tiempo de curado 15 dıas)



Oscar Reyes OrtizFredy Reyes

LizcanoJuan Troncoso

Rivera

2006

4,34 MAC (40◦C - PC: 0.9 MPa)18,26 MAC (60◦C - PC: 0.9 MPa)1,80 MAC (40◦C - PC: 0.36 MPa)6,73 MAC (60◦C - PC: 0.36 MPa)3,51 MAC (40◦C - PC: 0.72 MPa)10,75 MAC (60◦C - PC: 0.72 MPa)1,29 MAC (40◦C - PC: 0.18 MPa)4,95 MAC (60◦C - PC: 0.18 MPa)2,24 MAC (40◦C - PC: 0.54 MPa)9,32 MAC (60◦C - PC: 0.54 MPa)

Fredy ReyesLizcano

Marıa MadridAhumada

Sandra SalasCallejas

2007

1,00 Mezcla no modificada (60◦ - Tiempo: 1 min)10,2 Mezcla no modificada (60◦C - Tiempo: 10 min)10,8 Mezcla no modificada (60◦C - Tiempo: 15 min)18,9 Mezcla no modificada (60◦C - Tiempo: 60 min)1,10 Mezcla con Caucho (60◦C - Tiempo: 1 min)11,7 Mezcla con Caucho (60◦C - Tiempo: 10 min)12,9 Mezcla con Caucho (60◦C - Tiempo: 15 min)23,9 Mezcla con Caucho (60◦C - Tiempo: 60 min)1,90 Mezcla con Plastico (60◦ - Tiempo: 1 min)3,80 Mezcla con Plastico (60◦ - Tiempo: 10 min)4,10 Mezcla con Plastico (60◦ - Tiempo: 15 min)8,90 Mezcla con Plastico (60◦ - Tiempo: 60 min)

Carolina AndreaMorcote Catolico

2019

0,91 Mezcla no modificada (25◦C - 540 ciclos)1,22 Mezcla no modificada (40◦C - 540 ciclos)2,56 Mezcla no modificada (60◦ - 540 ciclos)0,38 MAM-BOF (25◦ - 540 ciclos)0,97 MAM-BOF (40◦C - 540 ciclos)2,14 MAM-BOF (60◦C - 540 ciclos)1,43 Mezcla no modificada (25◦C - 1080 ciclos)1,76 Mezcla no modificada (40◦C - 1080 ciclos)2,69 Mezcla no modificada (60◦ - 1080 ciclos)0,64 MAM-BOF (25◦ - 1080 ciclos)1,61 MAM-BOF (40◦C - 1080 ciclos)2,28 MAM-BOF(60◦C - 1080 ciclos)

*MMCCP: Mezcla asfaltica con adicion de ceniza de cuesco de palma.*CV: Concentracion volumetrica de filler.*MAM-BOF: Mezcla asfaltica modificada con escorias de convertidores.*MAC: Mezcla asfaltica cerrada.*PC: Presion de contacto


5.3. Resultados de la Investigacion

Como parte del analisis de resultados obtenidos en esta investigacion, se presenta eneste capitulo un resumen de cada uno de los ensayos ejecutados a las diferentes mez-clas asfalticas analizadas y su verificacion respecto a las especificaciones establecidaspor el instituto nacional de vıas INVIAS.

En la siguiente tabla, se presentan los resultados obtenidos para los ensayos deestabilidad y flujo marshall y el ensayo de traccion indirecta, se incluyen los valoresestablecidos en el Artıculo 450-13 como criterio para el diseno de la mezclas asfalticaspara todos los niveles de transito NT1, NT2 y NT3, con el proposito de validar losresultados obtenidos.

Tabla. 5.23: Resultados ensayos de campana experimental

Ensayo Propiedad Descripcion ResultadoEspecificacion INVIAS

NT1 NT2 NT3

Estabilidady flujo

MarshallINV E-748

Densidad 0 % escoria 2,40 - - -(g/cm3) 100 % escoria 2,53 - - -Vacıos 0 % escoria 3,0

3 - 5 3 - 5 4 - 6( %) 100 % escoria 3,4

Estabilidad 0 % escoria 23507 5000 7500 9000(N) 100 % escoria 17625 (mın) (mın) (mın)

Flujo 0 % escoria 3,92 - 4 2 - 4 2 - 3,5

(mm) 100 % escoria 3,7E/F 0 % escoria 6,0

2 - 4 3 - 5 3 - 6(kN/mm) 100 % escoria 4,8

TraccionIndirecta

INV E-725

Densidad 0 % escoria 2,37 - - -(g/cm3) 100 % escoria 2,52 - - -

RRT 0 % escoria 91,3 80 80 80( %) 100 % escoria 89,9 ( % mın) ( % mın) ( % mın)

Respecto a los resultados obtenidos para la estabilidad, la mezcla que presenta unmejor comportamiento es la mezcla sin modificar la cual tiene un valor del 25 %por encima de la mezcla modificada, sin embargo, el parametros de flujo, que indicala deformacion de la mezcla es mas alto para la mezcla sin modificacion; por loanterior, y en vista de que los valores de resistencia (estabilidad) son superiores a losestablecidos en la especificacion para los 3 nivele de transito presentados, se consideraque el desempeno logrado por la mezcla modificada con escorias siderurgicas presentaun comportamiento satisfactorio.

Dado que la compactacion realizada en laboratorio fue de 75 golpes por cara, sedescarta el uso de las mezclas para el nivel de transito NT1, considerando que enlas especificaciones hace referencia a una compactacion de 50 golpes por cara paraeste transito.


En relacion al ensayo de traccion indirecta, si bien se evidencian una disminucionen la resistencia en condicion seca y humeda de la mezcla modificada con escoriasdel 30 % respecto a la mezcla no modificada, se mantiene la proporcion lograndorelaciones de resistencia similares entre las mezclas, con una variacion cercana al 1 %.Los valores obtenidos son superiores a los establecidos por las especificaciones delINVIAS, por cuanto se considera que las mezclas tiene un comportamiento adecuadoante susceptibilidad al dano por humedad.

Los valores obtenidos en la investigacion cumplen satisfactoriamente las especifica-ciones tipo INVIAS para un nivel de transito NT2, dado que el flujo no cumple elrequerimiento para nivel de transito NT3 el cual es maximo 3,5mm, se descarta suvalidez para este tipo de transito.

Respecto al ensayo de modulo dinamico y ahuellamiento, el Artıculo 450-13 de la es-pecificacion tecnica INVIAS relaciona valores exigidos para mezclas de alto modulo,valores que no son comparables con los reportados en esta investigacion, teniendo encuenta el tipo de mezcla analizada. Sin embargo, los rangos de valores obtenidos enlos ensayos realizados respecto a los referenciados de investigaciones similares, indi-can un buen comportamiento mecanico de las mezclas. a continuacion, se presentael resumen de los resultados obtenidos para estos ensayos.

Tabla. 5.24: Resultados del ensayo de Modulo Dinamico.

Temp.Modulo dinamico (kg/cm2)

Descripcion1Hz 4Hz 10Hz 16Hz

25◦C32717 34465 37809 57217 Mezcla no modificada15489 21463 27284 31467 MAM-BOF

40 ◦C4910 8019 11070 14374 Mezcla no modificada3669 7689 10535 10930 MAM-BOF

*MAM-BOF: Mezcla asfaltica modificada con escorias de convertidores.

La variacion entre los resultados del ensayo de ahuellamiento en mezclas modificadascon escorias y sin modificar, indican el efecto de las escorias en la mezcla asfaltica;en la caracterizacion de las escorias, se evidencia un porcentaje a la degradacion del6,4 %, considerado un valor mınimo, razon por la cual se asocia esta propiedad alcomportamiento obtenido para el ensayo de ahuellamiento. Ası mismo, las propie-dades del asfalto influyen en el rango de temperatura que mayor afecta la superficiepor el caso de la rueda cargada.


Tabla. 5.25: Resultados del ensayo de AhuellamientoAhuellamiento

(mm)Descripcion

0,91 Mezcla no modificada (25◦C - 540 ciclos)1,22 Mezcla no modificada (40◦C - 540 ciclos)2,56 Mezcla no modificada (60◦C - 540 ciclos)0,38 MAM-BOF (25◦C - 540 ciclos)0,97 MAM-BOF (40◦C - 540 ciclos)2,14 MAM-BOF (60◦C - 540 ciclos)1,43 Mezcla no modificada (25◦C - 1080 ciclos)1,76 Mezcla no modificada (40◦C - 1080 ciclos)2,69 Mezcla no modificada (60◦C - 1080 ciclos)0,64 MAM-BOF (25◦C - 1080 ciclos)1,61 MAM-BOF (40◦C - 1080 ciclos)2,28 MAM-BOF(60◦C - 1080 ciclos)

*MAM-BOF: Mezcla asfaltica modificada con escorias de convertidores.

Capıtulo 6

CONCLUSIONES YRECOMENDACIONES

En esta investigacion, se implementaron residuos siderurgicos conocidos como esco-rias de convertidores o BOF, para reemplazar los agregados petreos de tamano arenasgruesas dentro de una mezcla asfaltica convencional. El estudio de estos materialespermite valorar su aprovechamiento, entendiendo que la produccion de aceros en elpaıs representa una de las industrias mas grandes, por ende hay gran generacionresiduos y la acumulacion de estos esteriles conlleva a problemas ambientales.

Se realizo una campana experimental que permite evaluar el desempeno mecanicode mezclas asfalticas densas en caliente MDC-19 segun las especificaciones INVIAS,realizando las siguientes pruebas de laboratorio: estabilidad y flujo marshall, suscep-tibilidad al dano por humedad utilizando la prueba de traccion indirecta, modulodinamico y resistencia al ahuellamiento.

En consecuencia y tras la realizacion de las actividades establecidas metodologica-mente, se concluye:

Se realizo la caracterizacion fısica de las escorias siderurgicas, determinandoque, la definicion de la franja granulometrica que se reemplazo en la mezclaasfaltica es resultado del analisis granulometrico realizado a las muestras deescorias siderurgicas correspondientes a las partıculas de escorias de tamanotipo arena gruesa; es ası como el tamano reemplazado en la mezcla correspondea un agregado retenido en el tamiz N◦10 (2mm). Ası mismo, se conoce su com-posicion quımica, en la cual los componentes principales son: SiO2 (22,25 %)y CaO (33.57 %), evidenciando similaridad con escorias del mismo tipo carac-terizadas por otros autores.

La primera verificacion realizada, permitio conocer el contenido optimo de

87

CAPITULO 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 88

asfalto, esto por medio del ensayos de estabilidad y flujo Marshall, donde seevaluan 4 variables: Densidad, estabilidad, flujo y relacion estabilidad/flujo,con las cuales se definio como contenido optimo de asfalto el 5 %, .

La verificacion de diferentes porcentajes de escorias se planteo como una pri-mera etapa de donde, por medio del ensayo de estabilidad y el flujo Marshallse analizan dos modificaciones del contenido de escorias. Se evaluo una condi-cion media y una extrema, es decir, contenido en peso de escorias del 50 % y100 % para la franja granulometrica (retiene n◦10). A partir del los resultadosobtenidos, se define como mezcla modificada para realizar la evaluacion deldesempeno mecanico, la mezcla con un contenido de escoria de 100 %, dadoque la mezcla con 50 % de escoria produce valores de flujo que no cumplen conlos requerimiento de la especificacion de construccion de carretas INVIAS.

Respecto a la caracterizacion de las mezclas asfalticas, los resultados obte-nidos del ensayo de estabilidad, indican que las mezclas evaluadas presentanuna resistencia optima superando los requerimientos mınimos establecidos porla especificacion de construccion de carretas INVIAS; la mezcla que presen-ta mayor resistencia corresponde a la mezcla sin adicion de escorias; si bieneste resultado no concuerda con los referenciados bibliograficamente, en lascuales generalmente la mezcla modificada tiene una resistencia superior; esmuy probable que los resultados esten relacionados con las propiedades de losagregados naturales y la fraccion granulometrica modificada.

La deformacion o flujo definido para las mezclas analizadas (0 % o 100 % es-corias), se encuentran entre los rango establecidos en las especificaciones deconstruccion de carreteras; la mezcla que menor deformacion sufre es la modi-ficada con 100 % de escorias; esta caracterıstica se asocia a la interaccion entrelos agregados y el asfalto, posiblemente las escorias por su textura rugosa ge-neran mayor trabazon con la cual se limita el desplazamiento de los mismoante la carga aplicada.

En terminos de susceptibilidad al dano por humedad, las resistencias obteni-das para las mezcla asfaltica modifica en condicion humeda y seca, disminuyenen 30 % a las obtenidas para la mezcla patron. Aun ası, se obtienen porcen-tajes de relacion de resistencias (RRT) elevados, superando los exigidos en laespecificacion INVIAS (mınimo 80 %); el resultado mınimo obtenido en estainvestigacion fue de 89.9 %; por cuanto se recomienda la implementacion delas escorias como agregados para este tipo de mezcla asfaltica.

Respecto a los resultados obtenidos para el ensayo de modulo dinamico, seevidencian mayores modulos para las mezclas sin modificar; ası mismo, lavariacion de la temperatura analizadas genera rangos de modulos mayores a25◦C en las frecuencias analizadas.


Los valores obtenidos de ahuellamiento, producto de 3 variaciones de tempe-ratura y 2 cantidades de ciclos de aplicacion de carga, indican que conformeaumenta la temperatura en la mezcla asfaltica, mayor ahuellamiento se gene-ra, se evidencia que a medida que aumenta la temperatura se presenta menorafectacion al aumentar los ciclos de carga. En terminos generales, los valo-res obtenidos de ahuellamiento indican un buen comportamiento de la mezclaasfaltica ante la aplicacion cıclica de carga produciendose menores deformacio-nes permanentes en las mezclas con contenido de escoria en su granulometrıa.

Se realizo la comparacion de los resultados obtenidos en esta investigacionrespecto a estudios similares; de forma general los resultados presentados enel documento indican que la mezcla analizada tiene propiedades mecanicassatisfactorias y exhibe un comportamiento adecuado, lo cual hace viable eluso de esta mezcla.

Dados los resultados obtenidos en los diferentes ensayos de caracterizacion y eva-luacion mecanica de las mezclas asfalticas, se considera viable el uso de las escoriassiderurgicas de convertidores o BOF como agregados en las mezclas asfalticas tipoMDC-19. No se debe desconocer la existencia de otros tipos de escorias las cualespueden ser motivo de estudios posteriores.

Si bien los resultados obtenidos para la mezcla modificada con escoria en muchoscasos no superaron los valores de la mezcla patron, si se evidencia que cumplen conlos requerimientos de la especificacion tecnica INVIAS, en terminos de estabilidadMarshall, los valores obtenidos estan por encima de lo especificado por el INVIASpara los tres (3) niveles de transito. El requerimiento de flujo o deformacion, va-ria en funcion del transito siendo mas exigente para niveles altos, por cuanto losvalores obtenidos unicamente no cumplen para nivel NT3. El requerimiento de laespecificacion INVIAS para el ensayo de traccion indirecta, es superado por lo va-lores obtenidos en los ensayos realizados con las mezclas modificadas. Finalmente,en terminos de ahuellamiento, se evidencia una menor deformacion en las mezclasmodificadas, esto asociado a la dureza de la partıculas incluidas en la mezcla.

Dados los resultados del ensayo de modulo dinamico se recomienda que la mezclaasfaltica modificada sea utilizada en vıas donde las velocidades oscilen entre los 24km/h y 60km/ y/o zonas donde la temperatura ambiente sea superior a 25◦C, dondela temperatura de las vıas por el paso de los vehıculos se relaciona a las condicionesevaluadas en laboratorio; Con base en los resutlados obtenidos, se evidencia unamejor respuesta dinamica a 25◦C.

Respecto a las requerimiento establecidos en las especificaciones tecnicas vigentes(INVIAS-2013) para caracterizar mezclas asfalticas en funcion de los niveles detransito; se recomienda el uso de la mezcla asfaltica modificada con escorias pa-ra niveles de transito NT2 ( 0.5<N80kN<5.0, en numero de ejes equivalentes de


80kN en el carril de diseno, N80kN, millones). Teniendo en cuenta que, los resulta-dos obtenidos de la caracterizacion, no son directamente comparables con el transitoNT1 por el nivel de compactacion (50 golpes/cara) y frente a la especificacion parael nivel de transito NT3, los valores obtenidos no satisfacen el % de vacıos requeridoni el flujo Marshall (deformacion).

Al validar el comportamiento mecanico de la mezcla asfaltica modificada con escoriassiderurgicas BOF, por medio de ensayos de caracterizacion; se considera adecuadoel uso de este residuo siderurgicos como parte de las granulometrıa de las mezclas,pues si bien no se mejora la respuesta mecanica, se obtienen valores sobresalientesrespecto a los requerimientos normativos. Ademas, es una alternativa sustentable yencaminada a la preservacion del medio ambiente, no solo porque minimizarıa el areadestinada como zonas de acopio, sino que en alguna medida reducirıa la explotacionde recursos naturales.

La informacion presentada en este trabajo final de maestrıa asociada a ensayos delaboratorio, es el resultado del trabajo realizado por el autor en el laboratorio depavimentos de la Universidad Nacional; la verificacion de los procesos y la calidadde los resultados obtenidos se logro por medio de la realizacion de pruebas previasy posteriormente verificaciones de datos obtenidos, constituyendo esto una investi-gacion exclusivamente academica.

Una vez finalizada esta investigacion, se presentan las siguientes recomendacionespara proximos estudios al respecto:

Se recomienda realizar una caracterizacion particular para las escorias si-derurgicas, considerando que su propiedades dependen de factores como elproceso de produccion, la materia prima para la obtencion del hierro, la tem-peratura de extraccion de las escorias, entre otras, condiciones que hacen par-ticular cada investigacion.

Los resultados de los ensayos, dependen del procedimiento que se lleva a ca-bo en laboratorio y del control adecuado de la variables que inciden en losresultados, en esta investigacion, la variable que no fue posible controlar ri-gurosamente fue la temperatura, dado que los equipos de modulo dinamicoy ahuellamiento no cuentan con camaras de temperatura que estandaricen latemperatura de ejecucion, por cuanto los resultados presentados pueden tenerincidencia por la variacion de la temperatura.

La realizacion de un tramo de prueba permite validar directamente las pro-piedades de la mezcla definidas en laboratorio y dinamiza la investigacion,permitiendo orientar tecnicamente la ejecucion de este tipo de estructuras conel proposito de visibilizar su uso cotidiano.


Para futuras investigaciones, se recomienda evaluar diferentes contenidos deescorias en la franja granulometrica de la mezcla asfaltica, lo que permitiracontrastar resultados y optimizar su posible utilizacion.

En esta investigacion se limito el contenido de asfalto al valor optimo obtenidopara la mezcla patron, no se tuvo en cuenta la variacion en funcion de losreemplazos en la franja granulometrica; dada la implicacion que representaa nivel experimental, por lo anterior se define como una constante propiade la investigacion. Para futuras investigaciones, se recomienda evaluar lasvariaciones del contenido optimo de asfalto en funcion de las modificacionesde la franja granulometrica, con el proposito de asociar las propiedades deadsorcion de los materiales estudiados.

Ası mismo, se recomienda realizar investigaciones donde, se implementen losresiduos siderurgicos en capas de base granular o subbase granular y se realicecampanas experimentales que permitan evaluar el comportamiento mecanico;de esta forma, se logran proponer nuevas alternativas de intervencion, dondelos recursos sean escasos o no existan.

Capıtulo 7

BIBLIOGRAFIA

Abril, S.(2014),Estado del arte sobre las escorias negras de horno de arco ElectricoY Sus Aplicaciones En Pavimentos,V Congreso de Ingenierıa Civil,pags. 1 − 14.

Akin, E., Rosli, M., y Aziz, M.(2015),Evaluation of asphalt mixtures incor-porating electric arc furnace steel slag and copper mine tailings for road construc-tion,Journal Transportation Geotechnics 2, pags. 47−55.http://dx.doi.org/10.1016/j.trgeo.2014.09.004

Ahmedzade, P., y Sengoz, B.(2009),Evaluation of steel slag coarse aggregatein hot mix asphalt concrete.,Journal of Hazardous Materials 165(1-3), pags. 300 −305.https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.09.105

Baptista, L., Aparicio, E., Soares, J., Fiorotti, R. y Oliveira, J.(2011),Caracterizacao da mistura de resıduos de granito e escoria de aciaria LD,Revista es-colade minas 64, pags. 169−174.http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=56419030006

Botosso, G., Rebollo, O., y Soengas, C.(2011), Medicion del ahuellamientoen mezclas densas en caliente,Centr de investigaciones viales, pags. 1−12, La Plata,Argentina

Chen, J. S., y Wei, S. H.(2016),Engineering properties and performance of asp-halt mixtures incorporating steel slag,Construction and Building Materials 128, pags.148 − 153.https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.10.027

Chen, S., Lin, D. y Luo et al, H.(2017),Application of reclaimed basic oxy-gen furnace slag asphalt pavement in road base aggregate,Construction and BuildingMaterials 157, pags. 647 − 653.

Chen, Z., Xie, J., Xiao, Y., Chen, J., y Wu, S.(2014),Characteristics of bondingbehavior between basic oxygen furnace slag and asphalt binder,Construction and Buil-

92

CAPITULO 7. BIBLIOGRAFIA 93

ding Materials 64, pags. 60− 66.https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.04.074

Chen, Z., Wu, S., y Xiaoet al, Y.(2016),Effect of hydration and silicone resinon Basic Oxygen Furnace slag and its asphalt mixture,Journal of Cleaner Production112, pags. 392 − 400.

Chen, Z., Wu, S., Wen, J., Zhao, M., Yi, M., y Wan, J.(2015),Utilization ofgneiss coarse aggregate and steel slag fine aggregate in asphalt mixture,Constructionand Building Materials 93, pags. 911−918.https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.05.070

Comite Colombiano de productores de acero - ANDI 2019,informe delsector siderurgico 2018,Colombia.

Corona, C. F. (2017),Determinacion de modulo de rigidez y caracterizacion demodulo dinamico de mezcla superpave, (Tesis pregrado). Universidad tecnica Fede-rico Santa Marıa, Valparaıso.

Cotes, L. E. (2018),Evaluacion de la influencia de la adicion de ceniza de cuescode palma africana en el comportamiento mecanico de mezclas asfalticas con materiallaterıtico, (Tesis postgrado). Universidad Nacional de Colombia, Bogota.

Dıaz, S. A. (2017),Economıa circular de los residuos siderurgicos: sustitucion deabrasivos tradicionales, (Tesis postgrado). Universidad de Oviedo, Principado deAsturias.

Gao, J., Sha, A., Wang, Z., Tong, Z., y Liu, Z.(2017),Utilization of steel slag asaggregate in asphalt mixtures for microwave deicing.,Journal of Cleaner Production152, pags. 429 − 442.https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.03.113

Garcıa, Hernan (2013),Experiencia de Holcim (Espana) con cementos con esco-rias de alto horno altamente adicionados.,Patologıa de cimentaciones, estructuras yhormigones, pags. 1 − 7. Valencia.

Gimenes, J.,(2016),Arido siderurgico en mezclas bituminossa. Experiencia en laautovıa A-2 en la provincia de Barcelona,Ingenierıa civil 182, pags. 93 − 99. Barce-lona.

Gronniger, J. Wistuba, M. y Falchetto, A.(2017),Reuse of Linz ? Donawitz( LD ) Slag in Asphalt Mixtures for Pavement Application, Braunschweig PavementEngineering Centre, Technische Universitat Braunschweig , pags. 1 − 17.

Huang, L., Lin., y Luo et al, H.(2012),Effect of field compaction mode onasphalt mixture concrete with basic oxygen furnace slag,Journal of Construction andBuilding Materials 34, pags. 16 − 27.

INVIAS - Instituto Nacional de Vıas 2013,Especificaciones Generales de


Construccion de Carreteras,Colombia.

INVIAS - Instituto Nacional de Vıas 2013,Normas de Ensayos de Materia-les,Colombia.

Kambole, C., Paige-Green, P., Kupolati, W. K., Ndambuki, J. M., yAdeboje, A. O.(2017),Basic oxygen furnace slag for road pavements: A review ofmaterial characteristics and performance for effective utilisation in southern Afri-ca,Construction and Building Materials 148, pags. 618−631.https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.036

Ko, M., Chen, Y. y Jiang, J.(2015),Accelerated carbonation of basic oxygen fur-nace slag and the effects on its mechanical properties,Construction and Building Ma-terials 98, pags. 286−293.http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0950061815302695

Li, C., Chen, Z., Wu, S., Li, Bo., Xie, J. y Xiao, Y.(2017),Effects of steelslag fillers on the rheological properties of asphalt mastic,Construction and BuildingMaterials 145, pags. 383 − 391

Li, Q., Ding, H. y Rahman et al, A.(2016),Evaluation of Basic Oxygen Furnace(BOF) material into slag-based asphalt concrete to be used in railway substructu-re,Construction and Building Materials 115, pags. 593 − 601

Lopez, C. P. (2013),Comportamiento mecanico de mezclas asfalticas drenante, (Te-sis postgrado). Universidad Nacional de Colombia, Bogota.

Manresa, J. M. (2009),Efecto del empleo de arido siderurgico en las propiedades delas mezclas bituminosas, (Tesis de pregrado). Universidad Politecnica de Cataluna,Barcelona.

Marın, C., y Guzman, M.(2007),Comparacion de modulos dnamicos de probetaselaboradas por el metodo marshall y por el metodo superpave,Revista IngenierıasUniversidad de Medellin, pags. 67 − 76.

Mendez, P. A. (2011),Utilizacion de escorias como sustitutos de aridos, (Tesispostgrado). Escuela de organizacion industrial, Madrid.

Morcote, C., Murillo, C. (2016),Evaluacion del desempeno mecanico de mez-clas asfalticas con escorias de horno de arco electrico, (ponencia). Asociacion pe-ruana de carreteras, Lima.

Motz, H., y Geiseler, J.(2001),Products of steel slags an opportunity to save na-tural resources, Waste Management. https://doi.org/10.1016/S0956-053X(00)00102-1

Piatak, N. M., Persons, B. M., y Robert, R(2014),Characteristics and enviro-


mental aspects of slag: a review,Applied Geocheistry 57 , pags. 236−266.http://dx.doi.org/10.1016/j.apgeochem.2014.04.009

Pasetto, M., y Baldo, N(2011),Mix design and performance analysis of asphaltconcretes with electric arc furnace slag,Construction and Building Materials 25, pags.3458 − 3468.http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.03.037

Reyes, O., Reyes, F., Y., y Troncoso, J.(2006),Efecto de la presion de contactoy la temperatura en el ahuellamiento de una mezcla asfaltica,Ingenierıa 10, pags.9 − 18

Reyes, F., Madrid, M., Y., y Salas, S.(2007),Mezcla asfaltica modificada conun elastomero (caucho) y un plstomero (tiras de bolsas de leche con asfalto 80-100),Infraestructura vial N◦17, pags. 25 − 34

Sajay, P. y Modhiya, C. (2015),A Study on Effect of Steel Slag as a PartialReplacement in the Performance of Bituminous Mix,Advanced Materials Research,pags. 2240− 2243. https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/20421338.2017.1302681

Sarmiento, M. A. (2012),Estudio del comportamiento de una mezcla asfaltica fa-bricada con emulsion, (Tesis postgrado). Universidad Nacional de Colombia, Bogota.

Shen, D. H., Wu, C. M., y Du, J. C.(2009),Laboratory investigation of basic oxy-gen furnace slag for substitution of aggregate in porous asphalt mixture,Constructionand Building Materials 23(1) , pags. 453−461.https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2007.11.001

Shi, C.(2004),Steel Slag-Its production, processing, characteristics and cementitiousproperties,Journal of materials in civil engeneering, pags. 230 − 236.

Skaf, M. Manso, J, Aragon, A. y Fuente, J. A.(2017),EAF slag in asphaltmixes: A brief review of its possible re-use,Resources, Conservation and Recycling ,pags. 176 − 185.http://dx.doi.org/10.1016/j.resconrec.2016.12.009

Wang, G. Wang, Y. y Gao, Z. (2007),Use of steel slag as a granular material:Volume expansion prediction and usability criteria,Journal of Hazardous Materials,pags. 555 − 560. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.08.071

Wu, S., Xue, Y., Ye, Q., y Chen, Y.(2007),Utilization of steel slag as aggregatesfor stone mastic asphalt (SMA) mixtures,Building and Environment 42, pags. 2580−2585. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2006.06.008

Xie, J., Chen, J. y Wu et al, S.(2013),Performance characteristics of asphaltmixture with basic oxygen furnace slag, Construction and Building Materials 38,pags. 796 − 803.


Xie, J., Chen, Z. y Pang et al, L.(2014),Implementation of modified pull-off testby UTM to investigate bonding characteristics of bitumen and basic oxygen furnaceslag (BOF), Construction and Building Materials 57, pags. 61 − 68.

Xie, J., Wu, S., Lin, J., Cai, J., Chen, Z., y Wei, W.(2012),Recycling ofbasic oxygen furnace slag in asphalt mixture: Material characterization & mois-ture damage investigation, Construction and Building Materials 36, pags. 467 −474.https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.06.023

Xie, J., Wu, S., Zhang, L., Xiao, Y., Liu, Q., Yang, C., y Nie, S.(2012),Materialcharacterization and performance evaluation of asphalt mixture incorporating basicoxigen furnace slag (BOF) sludge, Construction and Building Materials 147, pags.362 − 370.http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.04.131

Xue, Y., Hou, S., y Zhu, S.(2009),Characteristics and mechanisms of phosphateadsorption onto basic oxygen furnace slag,Journal of Hazardous Materials 161, pags.973 − 980.http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.05.131.

Xue,Y., Wu, S., Hou, H., y Zha, J.(2006),Experimental investigation of basicoxygen furnace slag used as aggregate in asphalt mixture,Journal of Hazardous Ma-terials 138(2), pags. 261 − 268.https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2006.02.073


Normas Tecnicas

INV E-128 - 13 Determinacion de la gravedad especıfica de las partıculas solidas delos suelos y del llenante mineral, empleando un picnometro con agua.

INV E-213 - 13 Analisis granulometrico de los agregados grueso y fino.

INV E-245 - 13 Determinacion de la resistencia del agregado fino a la degradacionpor abrasion, utilizando el aparato micro-deval.

INV E-702 - 13 Ductilidad de los materiales asfalticos.

INV E-706 - 13 Penetracion de los materiales bituminosos.

INV E-712 - 13 Punto de ablandamiento de materiales bituminosos (aparato anilloy bola).

INV E-725 - 13 Evaluacion de la susceptibilidad al agua de las mezclas de concretoasfaltico utilizando la prueba de traccion indirecta.

INV E-735 - 13 Gravedad especıfica maxima de mezclas asfalticas para pavimentos.

INV E-748 - 13 Estabilidad y flujo de mezclas asfalticas empleando el aparato Mars-hall.

INV E-754 - 07 Modulo dinamico de mezclas asfalticas.

INV E-756 - 13 Resistencia al ahuellamiento.

ANEXOS

98

Proyecto:

Muestra: Escorias siderurgicas Tamaño Muestra: 5000 g

4 4.75 130 2.6 2.6 97.4

8 2.36 3166 63.32 65.92 34.08

10 2 760 15.2 81.12 18.8816 1.19 688 13.76 94.88 5.1230 0.595 130 2.6 97.48 2.5250 0.297 24 0.48 97.96 2.04

100 0.149 16 0.32 98.28 1.72Fondo 76 1.52 99.8 0.2

% Pasa

FORMATO DE TOMA DE DATOS

ENSAYO DE LABORATORIO

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE LOS AGREGADOS GRUESO Y FINO INV-E-213

Evaluación del desempeño mecánico de mezclas asfálticas modificadas con escorias siderurgicas.

Tamiz mmPeso

retenido (g)% retenido

% retenidoacumulado

Proyecto:

Muestra: Escorias siderurgicas Tamaño Muestra: Retiene tamiz #10

8

Temperatura de Ensayo (°C) 21.6Peso del picnómetro + agua + suelo (g) 746.29Peso del Recipiente (g) 175.77Peso del recipiente + muestra seca (g) 280.43Masa seca (g) 104.66

Ecuacion de calibracion del picnómetro:

Y=-0.00004x^3 +0.0025x^2-0.1823x+668.333

Peso de picnómetro a la temperatura de ensayo 665.16

Gravedad Específica de la Muestra

Gs 4.45

Registro Fotográfico


Picnómetro N°


ENSAYO DE LABORATORIO:

DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LAS PARTÍCULAS SÓLIDAS DE LOSSUELOS Y DEL LLENANTE MINERAL, EMPLEANDO UN PICNÓMETRO CON AGUA INV-E-

128

Proyecto:

Muestra: Escorias siderurgicas Tamaño Muestra: Retiene tamiz #10

Datos:

Masa de la muestra (g) 503.15

Masa seca al horno (g) 470.82

Porcentaje de pérdidas (%) 6.4





DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LAS PARTÍCULAS SÓLIDAS DELOS SUELOS Y DEL LLENANTE MINERAL, EMPLEANDO UN PICNÓMETRO CON AGUA

INV-E-128

JEFE DE LABORATORIO INGENIERO JEFE DE LABORATORIO

YENAIN DUARTE MOSQUERA RODOLFO PAIPA CAMARGO

INTEGRAL DE OBRAS CIVILES & LABORATORIO S.A.S. Nit 900637164 - 9

Cra 16A No 19 - 83 Duitama Boyacá E-MAIL [email protected] 310 - 2400587

CIVILAB. S.A.S.

MATERIAL DE GRAVA DE 3/4 " CANTERA PAZ

DE RÍO

YEYEYEYEYEYEYENANANANANANANAIN DUARTE MOSQUE

2127,1

ING FABIO EDUARDO CELY

INTERVENTOR :CONTRATO :CLIENTE :FECHA : ABRIL -- 2017

PESO : 2

MATERIAL :

3/4'

PROCEDENCIA :

GRANULOMETRÍA

% PASA

100,00,0

0,019 0,0

CIVILAB. S.A.S.

NORMA APLICABLE I.N.V. E - 123 - 13



ENSAYO DE GRANULOMETRÍA

668,9 31,2

1'

MUNICIPIO DE PAZ DEL RÍO BOYACÁ

CANTERA PAZ DE RÍO

GRAVA DE 3/4 "

1

PESO : 1

MUESTRA :

LOCALIZACIÓN :

40,6665,8 31,0

59,469,0

28,431,0

610,3

0,00,00,0

0,0

2147

% RETENIDO

0,0

TAMIZABERTURA

(mm)PESO RETENIDO

1 1/2' 38,1

100,0

100,00,0

% ACUMULADO

1/4' 6,40

1/2' 12,73/8' 9,51

INGENIERO JEFE DE LABORATORIO

OBSERVACIONES :


25,4

JEFE DE LABORATORIO

0,2

2,8

100,0

No 200 0,074FONDO

No 4 4,76No 10 2,00No 40No 80 0,177

98,5 1,56,39,60,420

98,80,3

18,96,6

0,4

2,8142,398,197,2

0,9

2

69,0100,019

38,125,4

12,7

1,9

0,0741,20,9

6,44,76

0,420,177

1,5

9,4

9,490,6

0,9100,0

1,9

1,299,1

100,0

19,9 0,95,0

GRANULOMETRÍA DEL MATERIAL

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,010,1110100

ABERTURA EN ( mm )

( %

) P

AS

A

YEYEYEYEYEYEYEYEYENAIN DUARTE MOSQUE

BASE GRANULAR

25% MÁXIMO

6,8

ACEPTACIÓN

668,9 45,2

MEZCLA DE ASFALTOSUB - BASE GRANULAR

210,5

1945,0

MEZCLA CONCRETO RÍGIDO 25% MÁXIMO

35%35%

MÁXIMOMÁXIMO

27,5

9,1

ESPECIFICACIÓN I.N.V. CLASE DE MATERIAL

823,5176,8TOTALES 90,6

ÍNDICE DE ALARGAMIENTO

3/8" 1/4" 6,4 31,2

665,8 62,33/4" 1/2" 12,7 31,0322,81/2" 3/8" 9,5 28,4 610,3 69,3 11,4

9,4 290,21" 3/4" 19

1 1/2" 1" 25,4

11,0ÍNDICE DE APLANAMIENTO

TAMIZ ABERTURA % RETENIDORETIENEPASA ( mm )PESO

FRACCIÓN

214,7

ÍNDICE DE ALARGAMIENTO

CALCULO FINAL (%)ALARGADAS

( % )

2" 1 1/2"

1/4"

3/4"

19

1/2"

3/4"

1/2" 3/8" 70,6

1 1/2" 1"

1"

25,438,1

328,811,6

75,6

1000,0

11,4 352,1

33,2

10,2 319,0

APLANADAS

ÍNDICE DE APLANAMIENTOTAMIZ

PASA RETIENE

28,49,5

CALCULO FINAL (%)

% RETENIDOABERTURA

( mm )PESO

FRACCIÓN PESO

APLANADAS( % )

2"

610,3

12,7 31,0 665,8

TOTALES 90,6 1945,0

3/8"

1 1/2" 38,1

PESO

6,4 31,2 68,5668,9

ALARGADAS


OBSERVACIONES :


LOCALIZACIÓN :PROCEDENCIA :


ENSAYO DE APLANAMIENTO Y ALARGAMIENTO

CIVILAB. S.A.S.INTEGRAL DE OBRAS CIVILES & LABORATORIO S.A.S. Nit 900637164 - 9



GRAVA DE 3/4 "

INTERVENTOR :CONTRATO :


ABRIL -- 2017

MATERIAL :CANTERA PAZ DE RÍO

MUESTRA : FECHA :1

CLIENTE :

YEYEYEYEYEYEYEYENANANANANANANANAIN DUARTE MOSQUE

CIVILAB. S.A.S.

ENSAYO DE CARAS FRACTURADAS MECÁNICAMENTE



RODOLFO PAIPA CAMARGO


38,1

25,4


OBSERVACIONES :

YENAIN DUARTE MOSQUERA

ACEPTACIÓN

ESPECIFICACIÓN I.N.V. CLASE DE MATERIAL

PORCENTAJE CARAS FRACTURADAS

6,4

1/2" 3/8"

668,93/8"

2"

1 1/2" 1"

D1 1/2"

% FINAL FACTURACIÓN

3/4" 1/2"

1" 3/4"

EA

TAMIZPASA RETIENE

1/4"

28,4

MEZCLA CONCRETO RÍGIDO 90% MINIMO

50% MINIMOBASE GRANULARMEZCLA DE ASFALTO 75% MINIMO

100,0TOTALES

19

12,7

9,5

% DE FACTURACIÓN

610,3

B C

PESO FRACCIÓN

ABERTURA

31,2

PARTÍCULAS FRACTURADAS

No PARTÍCULAS

No PARTÍCULAS

31,0

% RETENIDO

INTERVENTOR :CONTRATO :

665,8 665,8

FRACCIÓN GRUESA

( mm )

100,0

2842,6


ABRIL -- 2017

100,0

3101,1

CLIENTE :FECHA :

90,6 1945,0 1945,0

610,3

GRAVA DE 3/4 "

1

9059,2

668,9 100,0

300,0

3115,5

MATERIAL :MUESTRA :


CANTERA PAZ DE RÍO


YEYEYEYEYEYEYENANANANANANANAIN DUARTE MOSQUE

MATERIAL : ING FABIO EDUARDO CELY


BASE GRANULAR


OBSERVACIONES :


CIVILAB. S.A.S.

NORMA APLICABLE I.N.V. E - 218 - 219 - 13



ENSAYO EN LA MAQUINA DE LOS ÁNGELES

MASA Y GRANULOMETRÍA DE LA MUESTRA

64

D E( mm )

3"

DATOS SOBRE GRADACIÓN, CARGA ABRASIVA Y REVOLUCIONES

TAMIZ

PASA RETIENE A B C

ABERTURA

MEZCLA DE ASFALTO

SUB - BASE GRANULAR

38,1

No 4 No 8

3/8" No 3

12,7

4,8

25%

2500

25,4

19

2500

5000

2500

2 1/2"

1250

1250

1 1/2"

1"

3/4"

2" 50,8

No 3 No 4

1/2" 3/8"

5,7

1250

2,4

9,5

G

1250

F

5000

5000 50005000 10000

8

10000PESO TOTAL DE LA MUESTRANo DE ESFERAS

5000 5000

2500

2500

2500

50% MENOR

12 11

500

MENOR

No REVOLUCIONES

CLASE DE MATERIAL

500

MEZCLA CONCRETO RÍGIDO

AFIRMADO

ESPECIFICACIÓN I.N.V. ACEPTACIÓN35%

MÁXIMO30% MÁXIMO

MENOR 50%

3/4" 1/2"

2"

1 1/2"

1"

2 1/2"

5000 5000

5000

ESPECIFICACIÓN I.N.V. MUESTRA No 1

12 12 12

500 500

6

% DE DESGASTE 21,8

PESO INICIAL MUESTRAPESO FINAL MUESTRA

50003912

PERDIDA MUESTRA 1088

MUESTRA :

INTERVENTOR :CONTRATO :CLIENTE :FECHA :


CANTERA PAZ DE RÍO

GRAVA DE 3/4 "

1 ABRIL -- 2017

No DE ESFERASNo DE REVOLUCIONES

12500

GRADACIÓN USADA B

1000 1000 1000

YENYENYENYENYENYENYENYENAIN DUARTE MOSQUER

325,931,2 300 0,4

CANTERA PAZ DE RÍO

1

INTERVENTOR :LOCALIZACIÓN :PROCEDENCIA :

GRAVA DE 3/4 "

CONTRATO :CLIENTE :


MATERIAL : ING FABIO EDUARDO CELY

1,2

FRACCIÓN GRUESA

% DE SOLIDEZ

4,8

MUESTRA :

No 4

191 1/2" 1"

FRACCIÓN GRUESA

ABRIL -- 2017FECHA :

3/8"

CIVILAB. S.A.S.


ENSAYO DE SOLIDEZ EN SULFATOS DE SODIO /O MAGNESIO




OBSERVACIONES :

LA SOLUCIÓN ES SULFATO DE SODIO CON UNA DENSIDAD 1,165 gr/cm3


TOTALES

38,1

12,79,5

2" 1 1/2"

PERDIDA TOTAL (%)

PERDIDA CORREGIDA (%)

ABERTURA

( mm )PESO DESPUÉS

DE ENSAYONo PARTÍCULAS


% DE GRADACIÓN PESO FRACCIÓN No PARTÍCULAS

3/4"3/4"

TAMIZPASA RETIENE

670

25,4

3/8 " No 4 4,76

1/2" 3/8"1/2"

1"0,3

1,2

0,80,82,7

0,10,4

PASA RETIENE ( mm )No PARTÍCULAS

ABERTURA PESO FRACCIÓN

TAMIZPERDIDA TOTAL

(%)

No 30 0,595

12% MÁXIMOMEZCLA DE ASFALTO

SUB - BASE GRANULARAFIRMADO MÁXIMO

18% MÁXIMO12% MÁXIMO

12% MÁXIMO

No 4 No 8 2,38No 8 No 16 1,19No 16

18%

No PARTÍCULAS

BASE GRANULARMÁXIMO

18%MÁXIMO

% DE SOLIDEZ

18% MÁXIMO12%

PESO DESPUÉS DE ENSAYO

1290,4

668,1

1300

296,4330

90,6

% DE GRADACIÓN

28,431,0

No 30 No 50 0,297

TOTALES

ESPECIFICACIÓN I.N.V.

CLASE DE MATERIAL PERDIDA EN SOLIDEZSULFATO DE SODIO MAGNESIO

18% MÁXIMOMÁXIMOAGREGADO FINO 10% MÁXIMO 15%

AGREGADO GRUESO 12% MÁXIMO

YENANANANANANANANAIN DUARTE MOSQUERA



CIVILAB. S.A.S.

ARENA TRITURADA CANTERA PAZ DE RÍO


YENAIN DUARTE MOSQUERA RODOLFO PAIPA CAMARGOYENANANANANANANANAIN DUARTE MOSQUERA

11,6112,5 6,0

100,0

8,165,888,4


100,0100,0

91,9100,0

3,58,1

100,0

0,1770,074

11,68,1

17,6

19

38,125,4

12,74,76

43,3274,2

100,0

100,0

25,8

100,0

17,682,443,3

0,0

56,7

FONDO 153,3

25,830,9

74,2

25,7No 402,00

486,8582,3

0,420

No 4No 10

4,76

485,6

12,73/8' 9,51

1 1/2' 38,11' 25,4

19

0,42

TAMIZABERTURA

(mm)% RETENIDOPESO RETENIDO

No 80 0,177No 200 0,074

1/2'


OBSERVACIONES :


% PASA

1886,3 1733,0

100,0

PESO : 2

0,00,00,0

0,0

0,0

0,00,0

0,00,00,0

0,0

0,0

PESO : 1

MUESTRA :



CANTERA PAZ DE RÍO

ARENA TRITURADA

1

CIVILAB. S.A.S.






100,0

% ACUMULADO

0,0

0,0

GRANULOMETRÍA

MATERIAL :

3/4'


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,010,1110100

ABERTURA EN ( mm )

( %

) P

AS

A


0 0 0

0,0 0,0 0,0


OBSERVACIONES :


Recipiente NoPeso Material Húmedo (gr)

JEFE DE LABORATORIO


Peso del Recipiente (gr)Peso del Agua (gr)

Peso Material Húmedo (gr)


ENSAYO DE LIMITES DE CONSISTENCIA



LOCALIZACIÓN :

% de Humedad

Numero de Golpes

Peso Material Seco (gr)

LIMITE PLÁSTICO

LIMITE LIQUIDO

Peso Material (gr)

Peso del Agua (gr)

Recipiente No


Peso del Recipiente (gr)Peso Material (gr)

6,5HUMEDAD NATURAL %0,0ÍNDICE DE PLASTICIDAD %

SPCLASIFICACIÓN U.S.C.S.CLASIFICACIÓN AASHTO

0,0LIMITE PLÁSTICO %0,0

1 FECHA :

RESULTADOS

LIMITE LIQUIDO %

% de Humedad


ABRIL -- 2017

PROCEDENCIA :MATERIAL :MUESTRA :

INTERVENTOR :CONTRATO :CLIENTE :


CANTERA PAZ DE RÍO

ARENA TRITURADA

LIMITE LIQUIDO

16,0

17,0

18,0

19,0

20,0

21,0

10 100

NUMERO DE GOLPES

% D

E H

UM

ED

AD

YENANANANAININININ DUARTE MOSQUERA

NL

NP

% DE ARENA

% PROMEDIO DE ARENA

89,0 85,0

140,0

63,6

142,0

61,3

25,0% MÍNIMO

145,0

58,6

61,2

MÍNIMO

LECTURA DE LA ARCILLA

DATOS DEL ENSAYO

CANTERA PAZ DE RÍO

ARENA TRITURADA

1

CONTRATO :CLIENTE :FECHA :

PROCEDENCIA :ING FABIO EDUARDO CELY

87,0LECTURA DE LA ARENA

No 1 No 2No DE ENSAYO No 3



ENSAYO DE EQUIVALENTE DE ARENA

INTERVENTOR :MUNICIPIO DE PAZ DEL RÍO BOYACÁ

CIVILAB. S.A.S.



OBSERVACIONES :


60,0%

MÍNIMO

CRITERIO DE ACEPTACIÓN

MÍNIMO

BASE GRANULAR

SUB-BASE GRANULAR

MEZCLA DE CONCRETO

50,0%MEZCLA ASFÁLTICA

30,0%

MATERIAL :

LOCALIZACIÓN :

MUESTRA : ABRIL -- 2017

YENAININININININININ DUARTE MOSQUERA



ABRIL -- 20171

0,42 25,7

100,0

38,1

% DE GRADACIÓN

FRACCIÓN GRUESA

AGREGADO GRUESO MÁXIMOMÁXIMO

LOCALIZACIÓN :PROCEDENCIA :MATERIAL :MUESTRA :


CANTERA PAZ DE RÍO

ARENA TRITURADA

AGREGADO FINO 10% MÁXIMO 15%


0,93TOTALES

12% MÁXIMO

MÁXIMO12% MÁXIMO12% MÁXIMO

18%

MÁXIMO

0,5 0,03

0,2198,6 0,431,4

0,26

PERDIDA TOTAL (%)


No PARTÍCULASPESO DESPUÉS

DE ENSAYO

18%

99,2 0,8

99 199,5

SULFATO DE SODIO MAGNESIO

MÁXIMO 18% MÁXIMOMÁXIMO 18%

BASE GRANULAR18%

100,0

CLASE DE MATERIAL PERDIDA EN SOLIDEZ

SUB - BASE GRANULARMÁXIMOAFIRMADO 12%

12%MEZCLA DE ASFALTO

0,177 6,0No 80 No 80 100,0

% DE SOLIDEZ

2,00 30,9

PASA RETIENE ( mm )

No 40 No 40

3/8"

No 10 No 10

TOTALES

TAMIZ ABERTURA

% DE SOLIDEZ

No 4 4,76 25,8

FRACCIÓN GRUESA

No PARTÍCULAS

No 4

PESO FRACCIÓN

1/2" 3/8"No 4 4,8

% DE GRADACIÓN No PARTÍCULASPESO DESPUÉS

DE ENSAYO

1912,7

1 1/2"3/4"1"

1"3/4" 1/2"

9,5

25,42" 1 1/2"

100,0

TAMIZPASA RETIENE

ABERTURA

( mm )PERDIDA TOTAL

(%)No PARTÍCULASPESO FRACCIÓN



OBSERVACIONES :







YENAINININININININININ DUARTE MOSQUERA



CIVILAB. S.A.S.

ARENA DE PEÑA


YENAIN DUARTE MOSQUERA RODOLFO PAIPA CAMARGOYENANANANANANANANAIN DUARTE MOSQUERA

19,5641,4 42,2

100,0

7,3186,280,5


100,0100,0

92,7100,0

12,37,3

100,0

0,1770,074

19,57,3

61,7

19

38,125,4

12,74,76

93,3297,5

100,0

100,0

2,5

100,0

61,738,393,3

0,0

6,8

FONDO 110,9

2,54,2

97,5

31,5No 402,00

38,664,0

0,420

No 4No 10

4,76

478,9

12,73/8' 9,51

1 1/2' 38,11' 25,4

19

0,42

TAMIZABERTURA

(mm)% RETENIDOPESO RETENIDO

No 80 0,177No 200 0,074

1/2'


OBSERVACIONES :


% PASA

1520 1409,1

100,0

PESO : 2

0,00,00,0

0,0

0,0

0,00,0

0,00,00,0

0,0

0,0

PESO : 1

MUESTRA :



CANTERA PAZ DE RÍO

ARENA DE PEÑA

1

CIVILAB. S.A.S.






100,0

% ACUMULADO

0,0

0,0

GRANULOMETRÍA

MATERIAL :

3/4'


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,010,1110100

ABERTURA EN ( mm )

( %

) P

AS

A


0 0 0

0,0 0,0 0,0


OBSERVACIONES :


Recipiente NoPeso Material Húmedo (gr)

JEFE DE LABORATORIO


Peso del Recipiente (gr)Peso del Agua (gr)

Peso Material Húmedo (gr)


ENSAYO DE LIMITES DE CONSISTENCIA



LOCALIZACIÓN :

% de Humedad

Numero de Golpes


LIMITE PLÁSTICO

LIMITE LIQUIDO

Peso Material (gr)

Peso del Agua (gr)

Recipiente No


Peso del Recipiente (gr)Peso Material (gr)

6,5HUMEDAD NATURAL %0,0ÍNDICE DE PLASTICIDAD %

SPCLASIFICACIÓN U.S.C.S.CLASIFICACIÓN AASHTO

0,0LIMITE PLÁSTICO %0,0

1 FECHA :

RESULTADOS

LIMITE LIQUIDO %

% de Humedad


ABRIL -- 2017

PROCEDENCIA :MATERIAL :MUESTRA :

INTERVENTOR :CONTRATO :CLIENTE :


CANTERA PAZ DE RÍO

ARENA DE PEÑA

LIMITE LIQUIDO

16,0

17,0

18,0

19,0

20,0

21,0

10 100

NUMERO DE GOLPES

% D

E H

UM

ED

AD

YENANANANAININININ DUARTE MOSQUERA

NL

NP

% DE ARENA

% PROMEDIO DE ARENA

85,0 85,0

260,0

32,7

255,0

34,5

25,0% MÍNIMO

255,0

33,3

33,5

MÍNIMO

LECTURA DE LA ARCILLA

DATOS DEL ENSAYO

CANTERA PAZ DE RÍO

ARENA DE PEÑA

1

CONTRATO :CLIENTE :FECHA :

PROCEDENCIA :ING FABIO EDUARDO CELY

88,0LECTURA DE LA ARENA

No 1 No 2No DE ENSAYO No 3



ENSAYO DE EQUIVALENTE DE ARENA

INTERVENTOR :MUNICIPIO DE PAZ DEL RÍO BOYACÁ

CIVILAB. S.A.S.



OBSERVACIONES :


60,0%

MÍNIMO

CRITERIO DE ACEPTACIÓN

MÍNIMO

BASE GRANULAR

SUB-BASE GRANULAR

MEZCLA DE CONCRETO

50,0%MEZCLA ASFÁLTICA

30,0%

MATERIAL :

LOCALIZACIÓN :

MUESTRA : ABRIL -- 2017

YENAININININININININ DUARTE MOSQUERA






OBSERVACIONES :



TAMIZPASA RETIENE

ABERTURA

( mm )PERDIDA TOTAL

(%)No PARTÍCULASPESO FRACCIÓN


100,0

2" 1 1/2"

9,5

25,419

12,7

1 1/2"3/4"1"

1"3/4" 1/2"


DE ENSAYOPESO FRACCIÓN

1/2" 3/8"No 4 4,8

% DE GRADACIÓN No PARTÍCULAS

3/8"

No 10 No 10

TOTALES

TAMIZ ABERTURA

% DE SOLIDEZ

No 4

No 40 No 40

4,76No 4

PASA RETIENE ( mm )

No 80 No 80 100,0

% DE SOLIDEZ

AFIRMADO 12%12%MEZCLA DE ASFALTO

0,177 42,2

2,00 4,22,5

18%

BASE GRANULAR18%

100,0

CLASE DE MATERIAL PERDIDA EN SOLIDEZ

SUB - BASE GRANULARMÁXIMO

98,4

SULFATO DE SODIO MAGNESIO

MÁXIMO 18% MÁXIMOMÁXIMO

98,7 1,3

98,7 1,3


DE ENSAYO

0,41

PERDIDA TOTAL (%)


FRACCIÓN GRUESA

1,6 0,68

0,0399,5 0,020,5

12% MÁXIMO

MÁXIMO12% MÁXIMO12% MÁXIMO

18%

MÁXIMO18%


1,14TOTALES

AGREGADO FINO 10% MÁXIMO 15%AGREGADO GRUESO MÁXIMO

MÁXIMO

LOCALIZACIÓN :PROCEDENCIA :MATERIAL :MUESTRA :


CANTERA PAZ DE RÍO

ARENA DE PEÑA

1

0,42 31,5

100,0

38,1

% DE GRADACIÓN

FRACCIÓN GRUESA


ABRIL -- 2017


YENAINININININININININ DUARTE MOSQUERA

EQ UIV A LEN TE D E A REN A D E

M A T ERIA L C O M BIN A D 50%

A REN A T RIT U RA D A 15%

A REN A D E PEÑA zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

\ TiN A IN D U A R T E M O SQ U ER A

JEFE DE LA BO RA TO RiO

R O D O L FO P A IP A C A . M A R G O

INGENIERO JEf E DE lA BO RA TO RlO

IN TEG RA L DE OBRA S CIV ILES & LA BO RA TO RlO SA .S.zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA NIt 900637164 - 9 zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

Cra 1 6 A No 1 9 - 8 3 Duitama B o y a c á E - M A I L [email protected] 310 - 2400587

EN SA YO D E EQ UIV A LEN TE D E A REN A zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBANORMA A PLIC A BLE I.N.V. E - I 3 3 - B

LOCALIZACIÓN :

PROCEDENCLA:

M A TERIA L:

M UESTRA :

MUNICIPIO DE PAZ DEL RÍO BOYACÁ INTERVENTOR:

CANTERA PAZ DE RÍO CONTRATO :

COMBINADA ^ 1 0 % CLIEN TE:

1 FECHA :


2/ 03/ 2017

• •,.:-;ING:-t:.>;-;-:-;. ¡NOzyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA Z . rN o i

LECTURA DE lA ARENA 88,0 83,0 85,0

LECTURA DE LA ARCILLA 140,0 135,0 145,0

% DE ARENA

% PRO M ED

62,9

lO D E A REN A

61,5 58,6

':m:mmyy^y

BASE GRANULAR 30,0% M ÍN IM O

SUB-BASE GRANULAR 25,0% M ÍN IM O

1 M EZCLA ASFÁLTICA 50,0% .MÍNIMO

1 M FZ CIA D E CON CRETO 60,0% M ÍN IM O

OBSERVACIONES:

Proyecto:

Muestra: Asfalto 60/70 Tamaño Muestra:

Datos: RESULTADOS

INV E - 706 Penetración de los materiales bituinosos 65 (0,1mm)

INV E - 712 51 (°C)

INV E - 702 Ductilidad de los materiales asfalticos 105.0 (cm)


Punto de ablandamiento de materiales bituminosos (aparato anillo ybola)



CARACTERIZACAIÓN: MATERIAL BITUMINOSO


Proyecto:

Etapa I: Diseño de la mezcla asfáltica modificada con escoria

Objetivo: Identificar el contenido de asfalto óptimo

N° Probeta: 1 Fecha de elaboración: 07/03/2018

Nombre: A4.5 Fecha de Falla: 08/03/2018

Contenido de asfalto: 4.50% Tipo de Compacatación Manual

Diámetro 1 102,05 mm Altura 1 64,13 mmDiámetro 2 101,96 mm Altura 2 62,49 mmDiámetro 3 102,01 mm Altura 3 61,97 mmDiámetro 4 102,04 mm Altura 4 62,85 mm

Masa del especimen seco (g) 1186,6Masa del especimen superficialmente seco (g) 1192,5Masa del especimen sumergido (g) 683,6Gravedad Específica Bulk 2,33Gravedad Específica Máxima 2,48Volumen de Vacios (%) 6,1

Lectura de celda de carga 343

Lectura del deformimetro (.01") 16

DIMENSIONES DE LA MUESTRA

MASAS DE LA MUESTRA

LECTURAS ENSAYO ESTABILIDAD Y FLUJO

IDENTIFICACIÓN DE LA MUESTRA



ESTABILIDAD Y FLUJO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE EMPLEANDO EL EQUIPOMARSHALL INV-E-748


Proyecto:




Nombre: B4.5 Fecha de Falla: 08/03/2018







MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:




Nombre: C4.5 Fecha de Falla: 08/03/2018







MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:











MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:





Contenido de asfalto: 5,00% Tipo de Compacatación Manual






MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:











MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:




Nombre: D5.0 Fecha de Falla: 08/03/2018







MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:











MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:




Nombre: D5.5 Fecha de Falla: 10/01/2018







MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:




Nombre: E5.5 Fecha de Falla: 23/01/2018







MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:




Nombre: F5.5 Fecha de Falla: 15/02/2018







MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:




Nombre: G5.5 Fecha de Falla: 15/02/2018







MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:




Nombre: H5.5 Fecha de Falla: 15/02/2018




Lectura de celda de carga (N)* 21526,0

Lectura del deformimetro (mm)* 5,26


MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:


Objetivo: Identificar el contenido de escorias siderúrgicas


Nombre: A50% Fecha de Falla: 14/03/2018

Contenido de escorias: 50.00% Tipo de Compacatación Manual






MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:




Nombre: B50% Fecha de Falla: 14/03/2018







MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:




Nombre: C50% Fecha de Falla: 14/03/2018







MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:




Nombre: D50% Fecha de Falla: 16/03/2018







MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:




Nombre: A100% Fecha de Falla: 15/03/2018







MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:




Nombre: B100% Fecha de Falla: 15/03/2018







MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:




Nombre: C100% Fecha de Falla: 15/03/2018







MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:




Nombre: D100% Fecha de Falla: 16/03/2018







MASAS DE LA MUESTRA







Proyecto:

Etapa 2: Caracterización de mezclas asfálticas patrón

Objetivo: Caracterización mecánica de mezcla patrón


Nombre: 1 a 9 Fecha de Falla: 11/05/2018


Diámetro 1 Diámetro 2 Diámetro 3 Diámetro 4(mm) (mm) (mm) (mm)

1 101.78 101.64 101.68 101.912 102.23 102.15 101.53 101.693 101.85 101.31 101.49 101.704 102.00 101.84 101.47 101.625 101.63 101.89 101.50 101.966 101.32 101.50 101.39 101.447 101.75 101.49 101.57 102.008 101.49 101.50 101.40 101.459 102.00 101.88 101.69 101.55

Altura 1 Altura 2 Altura 3 Altura 4(mm) (mm) (mm) (mm)

1 61.57 61.47 62.24 61.262 63.39 61.25 61.48 63.573 62.49 61.82 61.89 61.954 63.40 62.34 61.81 62.075 61.85 61.15 61.38 62.386 62.48 61.04 62.34 64.007 61.16 61.59 60.37 60.998 60.62 60.80 60.54 61.489 62.80 62.40 61.40 61.25

# Muestra

# Muestra

DIMENSIONES DE LAS MUESTRAS



EVALUACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD AL AGUA DE LAS MEZCLAS DE CONCRETOASFÁLTICO UTILIZANDO LA PRUEBA DE TRACIÓN INDIRECTA INV-E-725



Proyecto:

Etapa 2: Caracterización de mezclas asfálticas modificada con escorias (MAM-BOF)

Objetivo: Caracterización mecánica de MAM-BOF


Nombre: 1 a 6 Fecha de Falla: 11/05/2018


Diámetro 1 Diámetro 2 Diámetro 3 Diámetro 4(mm) (mm) (mm) (mm)

1 101.59 101.80 101.78 101.452 101.56 101.39 101.30 101.333 101.58 101.58 101.49 101.434 101.46 101.70 101.37 101.575 101.78 102.00 101.53 102.576 101.51 101.72 102.10 101.75


1 56.90 58.85 58.05 56.392 56.06 57.11 57.80 56.183 56.78 56.81 57.50 56.834 56.98 56.34 56.45 56.955 58.62 56.46 56.56 59.196 57.88 56.73 56.12 56.87


# Muestra

# Muestra






Proyecto:

Etapa 2: Caracterización de mezclas asfálticas del proyecto

Objetivo: Caracterización mecánica

N° Probeta: 9 6 Fecha de elaboración: 08/05/2018

Nombre: 1 a 9 1 a 6 Fecha de Falla: 11/05/2018

Contenido de escorias: 0% Y 100% Tipo de Compacatación Manual

MS MSS MSU(g) (g) (g)

1 1185.35 1187.00 687.202 1188.20 1190.62 691.603 1182.45 1184.58 688.604 1188.45 1190.15 688.005 1189.57 1190.87 694.406 1193.00 1195.32 693.607 1179.66 1180.41 698.408 1182.83 1183.62 693.009 1184.81 1185.67 692.80

MS MSS MSU(g) (g) (g)

1 1157.74 1159.26 701.602 1153.29 1154.27 700.003 1158.14 1159.42 702.404 1150.48 1152.02 696.205 1159.67 1161.92 701.806 1161.48 1163.00 709.20

*MS: Masa del especimen seco*MSS: Masa del especimen superficialmente seco*MSU: Masa del especimen sumergido

# Muestra

MASAS DE LAS MUESTRAS - 0% ESCORIA


# Muestra






Proyecto:

Muestra: Mezcla patrón Tamaño Muestra: 2500 g

Datos:

Masa en el aire de la muestra seca (g) 2469

Masa de la tapa más el picnometro lleno de agua a 25°C (g) 7469.4

Masa del picnómetro con la tapa, el agua y la muestra a 25°C 8945.0

Muestra: Mezcla modificada Tamaño Muestra: 2500 g

Datos:

Masa en el aire de la muestra seca (g) 2467.4

Masa de la tapa más el picnometro lleno de agua a 25°C (g) 7469.4

Masa del picnómetro con la tapa, el agua y la muestra a 25°C 8997.0



GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA DE MEZCLAS ASFÁLTICAS PARA PAVIMENTOSINV-E-735


Proyecto:







1 62.41 63.26 61.91 61.602 61.08 61.91 62.16 61.003 62.80 63.40 62.31 61.004 60.41 60.97 61.28 61.035 60.46 60.54 61.37 60.506 62.48 62.79 60.44 60.75


1 56.58 56.82 56.72 57.082 56.55 57.18 58.62 57.633 57.20 56.51 56.15 56.52

# Muestra

ACONDICIONAMIENTO GRUPO HÚMEDO - DIMENSIONES DE LAS MUESTRAS100% DE ESCORIA

ACONDICIONAMIENTO GRUPO HÚMEDO - DIMENSIONES DE LAS MUESTRAS0% DE ESCORIA

# Muestra






Proyecto:






MSS MSU(g) (g)

1 1197.00 695.602 1195.46 697.603 1201.58 699.204 1187.43 695.205 1188.07 698.206 1191.03 697.60

MSS MSU(g) (g)

1 1158.26 699.602 1167.54 709.003 1167.64 714.00

*MS: Masa del especimen seco*MSS: Masa del especimen superficialmente seco*MSU: Masa del especimen sumergido


# Muestra


# Muestra






Proyecto:






1 Seca 2812 Seca 2793 Seca 3304 Húmeda 2835 Húmeda 3616 Húmeda 2887 Húmeda 2058 Húmeda 1939 Húmeda 242

1 Seca 1982 Seca 1813 Seca 1914 Húmeda 1555 Húmeda 1736 Húmeda 184






LECTURAS DE CARGA - 0 % ESCORIA

Condición

LECTURAS DE CARGA - 100 % ESCORIA

# Muestra

Lectura# Muestra

Condición Lectura

Proyecto:


Objetivo: Caracterización dinámica


Nombre: 1 a 3 Fecha de Ensayo: 19/05/2018

Contenido de escorias: 0.00% Tipo de Compacatación Automática

Temperatura (°C): 25°C

1 12176.5 10260.7 11218.62 11195.4 62830.7 37013.11 55787.7 14422.1 35104.92 30541.9 10455.2 20498.61 18783.5 26846.3 22814.92 23033.7 48842.5 35938.1

1 16896.0 28044.0 22470.02 14431.4 41130.4 27780.91 23597.7 23190.3 23394.02 54276.3 16324.6 35300.41 23836.9 44405.2 34121.12 22294.7 59024.8 40659.7

RESULTADOS POST-PROCESO DE INFORMACIÓN - 1 HZ



MÓDULO DINÁMICO DE MEZCLAS ASFÁLTICASINV-E-754 -07



PromedioEnsayo


Probeta N° Promedio

Probeta N°

1

2

3

Ensayo Sensor 1 Sensor 2

1

2

3

Sensor 1 Sensor 2

Proyecto:







1 15966.8 34899.3 25433.12 19592.1 52854.7 36223.41 29964.4 27604.0 28784.22 55679.5 23110.1 39394.81 65724.0 59331.2 62527.62 38041.4 85312.8 61677.1

1 31381.4 63927.0 47654.22 20257.0 42781.2 31519.11 48160.0 30114.1 39137.12 57204.3 20571.1 38887.71 55487.4 114034.7 84761.02 48055.5 85506.3 66780.9







Probeta N° Ensayo Sensor 1 Sensor 2 Promedio

1

2

3

1

2

3



Proyecto:

Etapa 2: Caracterización de mezclas asfálticas MAM-BOF






1 10253.6 10757.7 10505.72 10381.7 13109.8 11745.71 19701.8 19380.5 19541.12 14995.8 14053.3 14524.51 10215.9 21313.7 15764.82 14962.6 16780.8 15871.7

1 18561.8 15539.6 17050.72 18759.4 20732.3 19745.91 22925.8 20798.1 21861.92 20371.5 17156.7 18764.11 13266.2 37207.7 25236.92 21723.4 30518.0 26120.7








1

2

3

1

2

3



Proyecto:







1 23062.9 20560.5 21811.72 23787.1 29032.9 26410.01 27033.4 29819.0 28426.22 26385.3 23972.0 25178.61 20069.9 31899.4 25984.72 27374.8 44411.6 35893.2

1 21177.8 30620.7 25899.22 26893.0 33286.7 30089.91 30159.7 29243.5 29701.62 27348.2 28459.3 27903.81 51619.5 73431.1 62525.32 33684.2 42667.0 38175.6








1

2

3

1

2

3



Proyecto:







1 4316.8 4985.0 4650.92 1376.3 4666.3 3021.31 7076.5 1076.5 4076.52 3544.9 1391.8 2468.31 9978.0 1205.7 5591.82 9326.8 1317.3 5322.1

1 8611.5 9772.6 9192.02 2291.0 8129.7 5210.31 9233.6 2178.9 5706.22 5914.0 3039.4 4476.71 19854.8 2587.9 11221.32 15559.3 2763.7 9161.5








1

2

3

1

2

3



Proyecto:







1 11121.6 13257.5 12189.52 3591.4 11645.1 7618.31 7250.8 2700.5 4975.62 7579.0 4837.9 6208.51 28301.8 3470.5 15886.22 22615.6 4192.9 13404.3

1 10348.7 14337.5 12343.12 3900.6 11772.7 7836.61 6530.9 3095.9 4813.42 7786.1 5918.6 6852.41 35348.2 3271.1 19309.72 27696.6 5116.7 16406.7








1

2

3

1

2

3



Proyecto:







1 2073.8 1421.7 1747.82 2737.7 1550.2 2144.01 4255.3 4924.6 4589.92 3851.1 4697.8 4274.41 817.8 558.5 688.12 836.7 883.7 860.2

1 3072.5 2181.3 2626.92 4506.1 3237.0 3871.51 9296.0 11044.3 10170.22 8250.0 9801.5 9025.71 1607.6 1276.6 1442.12 1661.4 1602.9 1632.2








1

2

3

1

2

3



Proyecto:







1 3790.0 3352.2 3571.12 7556.5 3683.9 5620.21 10932.9 14991.6 12962.32 11135.3 14915.6 13025.41 2295.3 1656.8 1976.02 2295.9 2581.4 2438.7

1 6267.2 2374.7 6267.22 7793.7 2478.3 7793.71 10930.0 9871.2 10930.02 10930.0 9871.2 10930.01 3094.6 1837.5 2466.12 3036.3 2502.0 2769.1








1

2

3

1

2

3



Proyecto:



N° Probeta: 3 3 Fecha de elaboración: 06/07/2018 07/07/2018

Nombre: 1 a 3 1 a 3 Fecha de Ensayo: 08/07/2018 11/07/2018

Contenido de escorias: 0% y 100% Tipo de Compacatación Manual

Temperatura (°C): variable




RESISTENCIA AL AHUELLAMIENTOINV-E-756 -13


3.69

LECTURAS DE DEFORMACIÓN - 0% ESCORIA

Temperatura(°C)

Lectura Inicial 540 ciclos 1080 ciclos

60

LECTURAS DE DEFORMACIÓN - 100% ESCORIA

Temperatura(°C)

Lectura Inicial 540 ciclos 1080 ciclos

40 4.41 5.38 6.02

4.60

4.07 5.29 5.83

6.50 9.06 9.19

5.1225

40

60

25

3.99 6.13 6.27

3.90 4.28 4.54

evaluacion del desempe no mec~ anico de mezclas …

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