LINEAS DE INVESTIGACION. HACIA DONDE NOS ENCAMINAMOS?

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1 LINEAS DE INVESTIGACION. HACIA DONDE NOS ENCAMINAMOS? María del Mar Colás Victoria Vitoria, 6 de Abril 2011 Dirección Técnica de PROAS

2 Objetivos claros. Medioambientales: hacer frente a las exigencias derivadas del protocolo de Kyoto, en lo referente a eficiencia energética, y fundamentalmente, disminución de los gases de efecto invernadero. Seguridad: reducir los riesgos de exposición de los trabajadores en la fabricación y extendido de las mezclas bituminosas (emisiones de gases y contacto con materiales a alta temperatura) Calidad: Asegurar un comportamiento mecánico y de durabilidad de las mezclas similar. Reducir emisiones o consumo energético sin mermas en calidad. Mantener o mejorar la durabilidad del firme para evitar el coste de mayores operaciones de conservación. Económicos: Buenos resultados empresariales (desarrollo sostenible),>seguridad laboral (productividad) y durabilidad (<coste de conservación)

3 MENOR IMPACTO MEDIOAMBIENTAL AHORRO ENERGETICO I+D+i DIRIGIDA A. MEZCLAS BITUMINOSAS DE ALTAS PRESTACIONES RECICLADO PAVIMENTOS LARGA DURACION CONSERVACIÓN EFICIENTE

4 INVESTIGACIÓN N DE NUEVOS LIGANTES ENCAMINADOS HACIA NUEVAS MEZCLAS CONDICIONES DE TRÁFICO CONFORT Y SEGURIDAD SOLUCIONES ESPECIALES ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS AHORRO ENERGÉTICO DISMINUIR EMISIONES FIRMES MÁS DURADEROS AHORRO ECONÓMICO

5 NUEVOS TIPOS DE LIGANTES (1ª PARTE) BETUNES CAUCHO EMULSIONES TERMOADHERENTES BIOEMULSIONES EMULSIONES PARA TÉCNICAS TEMPLADAS

6 BETUNES CAUCHO Objetivo medioambiental: UTILIZACIÓN DEL POLVO DE CAUCHO PROCEDENTE DEL RECICLADOS DE NFU!! TIPOS: BETUNES MODIFICADOS CON CAUCHO( BMC) BETUNES MEJORADOS CON CAUCHO (BC) BETUNES ALTO % DE CAUCHO. IN SITU (BMAVC) CARACTERÍSTICAS DEL LIGANTE: BETUNES MÁS ALTA VISCOSIDAD PUNTO DE REBLANDECIMIENTO MÁS ELEVADO RECUPERACIÓN ELÁSTICA ALTA

7 BETUNES CAUCHO EXPERIENCIAS CONTRASTADAS EN MEZCLAS: UTILIZACIÓN PREFERENTE EN CAPAS DE BASE Y BAJO RODADURA (BC) CAPAS DE RODADURA (BMC) MEZCLAS ANTIFISURAS (BMAVC) FABRICACIÓN Y PUESTA EN OBRA: BC Y BMC, IGUAL A LOS PRODUCTOS HABITUALES ALOS QUE SUSTITUYEN (BETUNES CONVENCIONALES Y MODIFICADOS CON POLÍMEROS). LOS BETUNES CON ALTO % CAUCHO (BMAVC) NECESITAN MÁS TEMPERATURA EN LA FABRICACIÓN Y EXTENDIDO (> 180 ºC)

8 Norma de Características de los betunes referencia Unidad BC35/50 BC50/70 mejorados con caucho Betún original Penetración, 25ºC 1,E+09 Punto de reblandecimiento anillo y bola 1,E+08 Punto 1,E+07 de fragilidad Fraass Diagrama de Black UNE EN 1426 UNE EN 1427 UNE EN ºC ºC ,E+06 Fuerza ductilidad (5cm/min.) 1,E+04 G* (Pa) 1,E+05 1,E+03 Recuperación elástica a 25ºC 1,E+02 1,E+01 B 35/50 BC 35/50 Estabilidad al 1,E+00 Almacenamiento (*) Solubilidad Punto de Inflamación v/a Residuo del ensayo de película fina y rotatoria 1,E+04 UNE EN Variación de masa Penetración retenidad Variación del Punto de Reblandecimiento Diferencia anillo y bola Diferencia de penetración δ (grados) 5ºC UNE EN J/cm 2 0,5 UNE EN UNE EN % 10 UNE EN ,E+08 G* (Pa) 1,E+07 1,E+06 1,E+05 1,E+03 1,E+02 UNE EN % UNE EN ISO ºC ENE EN UNE EN 1426 UNE EN 1427 ºC 0,1 mm % % p.o. ºC F=1,59 Hz G* B 35/50 G* BC 35/50 d B 35/50 d BC 35/ , ,E T (ºC) mín 4 máx mín -5 máx +10 δ (º)

9 USO: EMULSIONES TERMOADHERENTES RIEGOS DE ADHERENCIA ENTRE CAPAS ASFÁLTICAS CARACTERÍSTICAS DIFERENCIADORAS: BETÚN RESIDUAL DE BAJA PENETRACIÓN SIN FLUIDIFICANTES DOTACIONES: DE 300 g/m 2 a 400 g/m 2 de emulsión ligante residual min 250 g/m 2 bajo capa de rodadura y min 200 g/m 2 en el resto de los casos. VENTAJAS: MÁS EFICACES NO SE PEGAN A LAS RUEDAS DEL TRÁFICO DE OBRA!! LOGRAN QUE LOS PAVIMENTOS TRABAJEN ADECUADAMENTE ASPECTOS A TENER EN CUENTA: UTILIZAR RAMPA DE RIEGO. Cuidar la limpieza de los difusores de la rampa de riego SEGUIR LAS RECOMENDACIONES DEL FABRICANTE

10 EMULSIONES TERMOADHERENTES PARA RIEGOS DE ADHERENCIA BAJO CAPAS DE MEZCLA BITUMINOSA APLICADAS A MÁS DE 120ºC. Dos tipos: convencional (C60B4TER) y modificada (C60BP4TER). Las modificadas se utilizarán para los riegos de adherencia de la capa de rodadura y las convencionales para las adherencias del resto de capas del firme. En épocas y/o zonas cálidas se deberán elegir emulsiones con menor penetración del residuo. Control del riego de adherencia mediante ensayo de corte según la norma NLT-382. El valor mínimo de la resistencia al corte a 20ºC y a una velocidad de deformación constante de 2,50 mm/min será de 0,50 MPa.

11 VENTAJAS DE LAS EMULSIONES TERMOADHERENTES 1. Alta adherencia al soporte, logrando una perfecta y homogénea unión entre capas. 2. Nula pegajosidad a los neumáticos de los vehículos de la obra, manteniendo limpios la obra y su entorno. 3. Estabilidad al almacenamiento y fácil manejo 4. Mayor eficacia con menor consumo (se puede reducir un 30% la dotación frente a una C60B4 ADH) 5. Pronta aplicación de la mezcla asfáltica siguiente.

12 PANORAMA AMBIENTAL ACTUAL Preocupación ambiental creciente Disminución de emisiones Conciencia ambiental

13 Bioemulsiones EMASFALT BIO CON NAFTAS VERDES Sustitución de los fluidificantes actualmente utilizados en algunas formulaciones (naftas de petróleo), por otros productos de origen vegetal. EMASFALT BIO CON TENSOACTIVOS ECOLÓGICOS Sustituir los tensoactivos actualmente utilizados en las emulsiones bituminosas (generalmente aminas grasas) por otros productos más amigables con el medioambiente, sin desfavorecer su poder emulsionante. Nota: En todas ellas se mantienen las prestaciones de las actuales emulsiones bituminosas en las mezclas (adhesividad, capacidad de envuelta, estabilidad, cohesión,..).

14 Consecución de objetivos: DESARROLLO SOSTENIBLE Y PROTECCIÓN AMBIENTAL SEGURIDAD Materias primas seleccionadas NO peligrosas para el medioambiente NI para las personas Naftas sin COV, de baja inflamabilidad y alto poder fluxante. Tensoactivos biodegradables, no tóxicos para los organismos acuáticos.

15 Características Fabricación en las actuales fábricas de emulsiones sin grandes modificaciones. CALIDAD Características adecuadas según tipo/aplicación. Cumplen las especificaciones recogidas en el artículo 213 del PG 3, así como las de la futura normativa europea de emulsiones UNE-EN

16 LAS TÉCNICAS TEMPLADAS: UNA RESPUESTA A LAS NECESIDADES MEDIOAMBIENTALES (AHORRO ENERGÉTICO Y MENOS EMISIONES CON LAS MISMAS PRESTACIONES) Mezclas calientes ( hot mixes asphalt HMA) >140º Mezclas semicalientes ( warm mixes asphalt WMA ó enrobis tièdes >100º 140º Mezclas templadas ( half warm mixes asphalt WMA ó enrobis semi tièdes <100º >60º Mezclas en frío ( cold mixes asphalt ó enrobis a froid ) Tª Ambiente

17 Qué son? Mezcla de áridos y emulsión, donde el árido se calienta entre 70 y 90ºC y la emulsión entre 40 y 50ºC (puede variar según tipo de mezcla) Drenante templada Composición granulométrica en el huso PA-12 Aridos entre 70 y 80ºC Emulsión C67BPF4 MBA entre 40 y 50ºC Porcentaje habitual de emulsión: 7% Huecos > 20%

18 Reciclado templado Granulometría del fresado según los husos RE1 o RE2 de la OC 8/2001 de reciclado de firmes Material fresado entre 90 y 95ºC Emulsión C60B7 REC a temperatura ambiente Porcentaje habitual de emulsión: 3% Mezclas densas templadas (tipo AC) Granulometría de los áridos según los husos correspondientes Aridos a Tª entre 90 y 120ºC Emulsión C65B4 MBC entre 30 y 50ºC Porcentaje habitual de Emulsión: 8%

19 Frente a mezclas en caliente Posibilidad de acopiar (Tª mín 40-60ºC, según tipo) Seguridad Laboral Mezclas más flexibles Menor consumo de combustible para calentamiento Tasas de reciclado del 100% (en reciclado templado) Frente a mezclas en frío VENTAJAS DE LAS MEZCLAS EN CALIENTE + VENTAJAS DE LAS MEZCLAS EN FRÍO Alta cohesión inicial Elevadas características mecánicas Se evitan tiempos de curado (en reciclado templado)

20 EXPERIENCIAS REALIZADAS Mezcla drenante templada AV 922 entre Pedro Bernardos y Serranillos Finales del 2006

21 EXPERIENCIAS DE REC. TEMPLADO Año 2008: EN 205 PK a PK (Alberto Couto Alves) Año 2009: EN 205 y EN 206 (Famalicão) EN 244 Entre Ponte de Sôr (km ) e cruzamento com EN 118 (km )(Construçoes Jjr & filos S.A) Longitud 25Km Superficie: m2 Tráfico tipo T2. Capa base.

22 ULTIMA EXPERIENCIA REALIZADA Año 2010: PROYECTO TRACC DGC Junta de Castilla y León. Refuerzo de firme con mezclas bituminosas experimentales Carretera CL-600 (Valladolid) (Pk al 8+245)

23 FABRICACIÓN Y PUESTA EN OBRA DE MEZCLAS TEMPLADAS Asimilable a la fabricación y puesta en obra de una MBC Aridos/Fresado calentado entre 70 y 100 ºC s/tipo mezcla Mezcla con la emulsión Envuelta de los áridos Posibilidad de acopio (atención a la temperatura mínima de compactación) Transporte al lugar de empleo con volquetes de caja lisa

24 FABRICACIÓN DE MEZCLAS TEMPLADAS En central en caliente convencional Continua Discontinua Precaución en la alimentación de la emulsión Conductos de alimentación no calefactados Si no, implementar sistema de alimentación Mínimo coste de adaptación a la técnica

25 Extendido convencional PUESTA EN OBRA DE MEZCLAS TEMPLADAS Equipo de extendido el habitual en MBC Plancha de extendido caliente Precompactación Especial atención a la temperatura mínima de compactación

26 CONCLUSIONES FINALES HAY UNA GRAN INQUIETUD ENTRE LOS FABRICANTES DE LIGANTES PARA CONTINUAR DESARROLLANDO NUEVOS PRODUCTOS. EXISTEN NUEVOS LIGANTES PARA DAR RESPUESTA A LAS NECESIDADES ACTUALES DE LAS CARRETERAS Y MEJORAR EL COMPORTAMIENTO DE LOS FIRMES. LA TENDENCIA FUTURA ESTÁ FUERTEMENTE INFLUENCIADA POR UN MENOR IMPACTO AL MEDIO AMBIENTE. SE BUSCA UN AHORRO ECONÓMICO SIEMPRE QUE LA CALIDAD Y DURABILIDAD DE NUESTRAS CARRETERAS NO SE VEA PERJUDICADA.

27 MUCHAS GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN Mª del Mar Colás

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