ASFALTOS MODIFICADOS CON MATERIALES RECICLADOS.

A. Martinez PilonietaUniversidad Pontificia Bolivariana.

L.C. Sequera CarreñoUniversidad Pontificia Bolivariana.

* Email de corresponcia: Alejandromartinezpilonieta@hotmail.com

RESUMEN: A través de los años se ha intentado modificar el asfalto con diferentes tipos de materiales con el fin de mejorar su resistencia, durabilidad y módulo de elasticidad. Pero con la mayoría de materiales utilizados se incrementó el costo del pavimento haciéndolo inasequible. En este artículo se expondrá la mezcla asfalto-polímero el cual mejorara las propiedades fisicoquímicas con respecto al asfalto convencional, al igual representara una disminución razonable en los costos con respecto a los demás asfaltos modificados. Los materiales utilizados como aditivos son los vasos desechables y el ripio de la llanta, los cuales mejoraron el desempeño de las mezclas asfálticas en los pavimentos y son materiales de fácil adquisición. Por otro lado podemos reutilizar estos materiales disminuyendo la contaminación que estos pueden llegar a producir al medio ambiente.

PALABRAS CLAVE: Polímeros, Pavimentos, Resistencia, Contaminación.

ABSTRACT: Over the years it has been attempted to modify the asphalt with different materials in order to improve strength, elastic modulus and durability. But most of the cost of materials used was increased pavement making it unavailable. In this article the asphalt-polymer mixture which improve the physicochemical properties over conventional asphalt will be discussed, as representing a reasonable decrease in costs compared to other modified asphalts. The materials used as additives are disposable and glasses gravel tire, which improved the performance of asphalt paving mixtures and materials are readily available. On the other hand we can reuse these materials reducing pollution that these can produce environmental

KEYWORDS: Polymers, Flooring, Resistance, Pollution.

1. INTRODUCCION.

Un pavimento es una estructura compuesta por un conjunto de capas superpuestas que se diseñan y se construyen técnicamente con materiales apropiados compactados, cuya finalidad es mejorar la circulación, la comodidad del tráfico y la resistencia de cargas repetitivas de tránsito. Existen diferentes tipos de pavimentos como los rígidos, los flexibles y los articulados, cuya estructura difieren a la hora del diseño.

En la actualidad las mezclas asfálticas han sido modificadas con polímeros con el fin de mejorar las propiedades fisicoquímicas como la cohesión, la plasticidad, la resistencia a las altas temperaturas y la durabilidad del pavimento.

Los polímeros son sustancias micromoleculares que se utilizan para modificar el asfalto cuya característica esencial es su elevado peso molecular, se dividen en tres tipos.

Los termoendurecidos (responsables de las altas resistencias mecánicas y físicas).

Termoplásticos (fluye a las altas temperaturas).

Elastómeros (son flexibles y elásticos).

Los materiales modificadores pueden llegar aumentar la resistencia de las mezclas asfálticas disminuyendo deformación y aumentando los esfuerzos a tensión por cargas repetitivas (la fatiga); además, reducen el agrietamiento. Estos materiales son aplicados directamente a la mezcla asfáltica.

Es este caso utilizaremos el poliestireno que se encuentra en los vasos desechables y los mezclaremos con el caucho para incrementar algunas propiedades como la del impacto y la expansibilidad.

Algunas de las características más importantes que presentan en algunos tipos de asfalto como el cemento asfáltico modificado con caucho reciclado la viscosidad de la mezcla aumentan, en altas temperaturas la mezcla se vuelve menos plástica mientras a las bajas temperaturas la mezcla se hace más flexible. Se presentan mejoras en los pavimentos respecto a su deformación permanente su fatiga y la resistencia al fisuramiento en bajas temperaturas.

En el proceso de vía humedad el ligante del pavimento se obtiene entre una mezcla asfalto-caucho; mientras que en el proceso de vía seca el agregado final que se mezcla con los áridos se obtiene de adicionar el caucho de manera directa a la mezcla asfáltica caliente, este proceso se puede utilizar en mezclas en caliente con granulometrías densas o discontinuas pero no se debe utilizar para mezclas en frio ya que si realiza se modificara completamente el ligante.

2. METODOLOGÍA.

2.1 Modificación del asfalto.

Para esta investigación los materiales (polímeros) que se deben utilizar para modificar el asfalto deben ser previamente molidos antes de ser mezclados con el asfalto con la finalidad de conseguir el tamaño más indicado y apropiado para la mezcla. El procedimiento que se debe utilizar para la trituración del caucho de las llantas y el icopor es el esmerilado. Una de las condiciones para el icopor es obtener un tamaño que pase por el tamiz No. 10 y quede retenido en el tamiz No. 40. El tamaño de la partícula de la llanta se clasifica según un tamizado sugerido por la (ASTM), la cual sugiere un tamaño óptimo, el cual debe ser menor al tamiz No. 40. Esta clasificación que se hace según su tamaño es para que el material tenga una mayor dispersión, por lo tanto, obtener una mezcla más homogénea de asfalto.

Fuente: h

ttp://pocaban.blogspot.com/2011/06/modificacion-de-mezcla-asfaltica-con.html

Los porcentajes establecidos de los materiales modificadores que dan un mejor rendimiento en las propiedades del asfalto modificado son: para la llanta esta alrededor del 15% del peso total de la mezcla al igual que el icopor pero con un porcentaje de 1%.

Los ensayos que se realizaron a las mezclas asfálticas, convencionales y modificadas, teniendo en cuenta las normas del Instituto Nacional de Vias (Invias) fueron las siguientes: ductilidad, penetración, punto de ignición y llama, peso específico punto de ablandamiento y pérdida de masa en película delgada y rotatoria.

Uno de los ensayos requeridos para este estudio es el ensayo de estabilidad asfalto- polímero, el cual consiste en colocar mezclas asfálticas con un cierto porcentaje de llanta e icopor durante un periodo de tiempo de 72 horas a 160°C en el horno después de este proceso se realiza el ensayo que determina el punto de ablandamiento a un tercio de su cara superior e inferior de la mezcla si la diferencia de temperatura entre el tercio superior e inferior es menor a 4 °C se considera que hay una buena compatibilidad asfalto- polímero

Al asfalto convencional y modificado se realizó la curva reológica donde se evaluó la viscosidad a diferentes temperaturas. Este método consta de disolver un porcentaje de asfalto a diferente temperaturas en un volumen determinado de solvente, con este método se determina la solubilidad del material asfaltico.

3. ANALISIS Y RESULTADOS

Asfalto modificado 1% de icopor (modificado 1)

Asfalto modificado con 15% de llanta ( modificado 2)

Asfalto modificado 1% de icopor y 12% de llanta ( modificado 3)

Asfalto con 1% icopor y 14% de llanta ( modificado 4)

Asfalto con 1% icopor y 16% de llanta ( modificado 5)

Asfalto con 1% icopor y 18% de llanta ( modificado 6)

Asfalto con 1% icopor y 20% de llanta ( modificado 7)

Tabla 1: Resultados del ensayo de estabilidad asfalto-polímero

Fuente:http://ehis.ebscohost.com/ehost/pdfviewer/pdfviewer?sid=f9084ece-e988-44e4-9e2b-4c96c871cb25%40sessionmgr4003&vid=9&hid=111

Las mezclas modificadas 1 y 4 presentan una mejor compactibilidad ya que la diferencia entre punto de ablandamiento son menores a 4; las mezclas asfálticas con un solo polímero presenta una buena compactibilidad a diferencia de otras mezclas que tiene los dos tipos de polímeros

Tabla 2. Resultados de la caracterización fisicoquímica del asfalto convencional del CIB y el modificado con 14% de llanta y 1% de icopor

Fuente:http://ehis.ebscohost.com/ehost/pdfviewer/pdfviewer?sid=f9084ece-e988-44e4-9e2b-4c96c871cb25%40sessionmgr4003&vid=9&hid=111

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos a partir de los ensayos, se puede observar que el asfalto modificado mejora algunas propiedades como la penetración, punto de ignición, etc.

Tabla 3: Curva reologica del asfalto modificado.

Tabla 4: Curva reologica del asfalto.

Los datos arrojados en curva reologica de los dos tipos de asfalto (modificado y convencional) revelan que la viscosidad de la mezcla modificada disminuye más lento que la convencional a medida que aumenta la temperatura.

4. CONCLUSIONES

Para garantizar que una mezcla sea homogénea durante un buen periodo de tiempo, se necesita de una adecuada estabilidad de la mezcla asfalto-polímero

Los tamaños de la particula de la llanta y el icopor en el momento de ser añadidos influyen en la homogeneidad estructural del ligante donde mejora la estabilidad de las fases del ligante modificado.

El icopor empleado como polimero mejoro algunas propiedades elásticas del ligante, mientras que el cuacho de la llanta mejoro las propiedades morfológicas y fisicoquímicas

del asfalto como la resistencia a la fatiga y a los solventes.