CARACTERIZACIÓN DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE

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1 CARACTERIZACIÓN DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE AUTORES Juan Felipe Buitrago Zarabanda Ashley Nataly Paola González Méndez Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería Civil Bogotá D.C. 2016

2 CARACTERIZACIÓN DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE AUTORES Juan Felipe Buitrago Zarabanda Ashley Nataly Paola González Méndez Trabajo final para optar el título de Ingeniería Civil Monografía Director: MsC. Hernando Villota Posso Codirector: PhD. Hugo Rondón Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería Civil Bogotá D.C. 2016

3 NOTA DE ACEPTACIÓN Firma del jurado Firma del jurado

4 DEDICATORIA A nuestros padres, a quienes amamos profundamente y son nuestra fortaleza, orgullo y razón de seguir mejorando día a día, que han brindado su apoyo incondicional y siempre han tenido fe en nosotros. A nuestros hermanos, de quienes hemos aprendido y nunca dejaron de apoyarnos y creer en nosotros. Y en general a nuestros familiares, amigos y buenos profesores que nos acompañaron y fueron esenciales en nuestro proceso de formación.

5 AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen al ingeniero Hernando Villota, director del trabajo, y al Ingeniero Hugo Rondón, codirector, por su apoyo incondicional, conocimientos compartidos, guía y aportes realizados. Además se agradece a la Ingeniera Carol Murillo, profesora de la Universidad Nacional de Colombia, por su colaboración prestada en los trabajos realizados en esta universidad. Sin el apoyo de ellos, difícilmente se hubiera podido llevar a cabo el trabajo. Los autores agradecen a la Universidad Nacional de Colombia por permitir el uso de los equipos del laboratorio de pavimentos, y a sus laboratoristas por el apoyo prestado. También a la Universidad Distrital Francisco José de Caldas y a sus laboratoristas. En general los autores agradecen a todos los familiares, compañeros y amigos que con sus consejos y sugerencias colaboraron en la realización del trabajo.

6 RESUMEN En los últimos años se ha buscado la implementación de métodos que reduzcan los costos y los daños ambientales que generan las diferentes técnicas de construcción y rehabilitación vial, dentro de los cuales se puede encontrar el reciclado de pavimentos asfalticos (RAP). El RAP es un material que día a día es más usado en mezclas asfálticas nuevas pero su manejo se ha hecho de forma empírica, teniendo en cuenta que no se conocen a ciencia cierta las propiedades de este, ya que es un material muy variable y presenta diferentes características que dependen de diferentes factores que influyen en su comportamiento y manejo para la obtención de una determinada mezcla asfáltica nueva. Actualmente se carece de estudios que profundicen en las propiedades y características de este material, razón por la cual no es posible unificar la forma de trabajo y manejo del mismo. En esta investigación se realiza la caracterización del RAP encontrado en la ciudad de Bogotá D.C., se identifican sus propiedades y se establece las principales variaciones que se presenta entre diferentes muestras. Posteriormente se identifica la influencia del contenido y grado de envejecimiento del asfalto presente en el material reciclado, en una mezcla asfáltica nueva en caliente con diferentes porcentajes de adición del mismo. Se tomaron 6 muestras de RAP, 3 del acopio en planta y 3 de tramos de diferentes vías, y se realizó la extracción de asfalto, el análisis granulométrico de los agregados pétreos extraídos, la recuperación del asfalto por destilación con el rotavapor y se aplicaron ensayos para conocer el grado de oxidación del mismo. Posteriormente se fabricó RAP en el laboratorio controlando el contenido de asfalto y se llevó a dos grados de envejecimiento diferentes de forma que se representaran resultados similares a los obtenidos en la caracterización inicial. Se

7 diseñó una mezcla óptima MDC-19 de control por el método Marshall y se elaboraron mezclas con adición del RAP simulado en diferentes porcentajes. Finalmente se evaluó su comportamiento en comparación con la mezcla óptima. La caracterización realizada muestra un alto grado de heterogeneidad en el RAP y una influencia del contenido de asfalto y su grado de envejecimiento significativo en el comportamiento de la mezcla asfáltica en caliente en que se adicione, obteniendo que mezclas asfálticas en caliente con adición de RAP con contenidos de asfalto elevados o cercanos al usado en la mezcla óptima, no cumplen con la norma INVIAS, mientras que con contenidos de asfalto en el RAP cercanos al promedio obtenido en la caracterización realizada al RAP (6.74%) se cumplen todos los requisitos y se presentan las mejores condiciones mecánicas. Además en esta investigación se demuestra que el cloruro de metileno (disolvente permitido por el INVIAS para recuperación de asfalto) presenta efectos sobre el asfalto recuperado, disminuyendo su rigidez y aumentando su fluidez. Se demuestra también que los procedimientos STOA (Short Term Oven Aging) y LTOA (Long Term Oven Aging) permiten obtener mezclas envejecidas con condiciones similares a las reales. En conclusión los resultados obtenidos en este trabajo de investigación sirven como guía para que basados en determinadas propiedades del RAP, se puedan elegir las proporciones adecuadas de materiales nuevos y de reciclado, con el fin obtener mezclas resultantes con buenos comportamientos mecánicos y que cumplan con los requisitos de la norma INVIAS.

8 CONTENIDO 1 INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES JUSTIFICACIÓN OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS METODOLOGÍA MARCO TEÓRICO MARCO CONCEPTUAL Asfalto Mezcla asfáltica Clasificación de las mezclas asfálticas por temperatura Pavimento asfáltico reciclado (RAP) Técnicas de reciclado de pavimento asfáltico Envejecimiento de mezclas asfálticas Envejecimiento de mezclas asfálticas por los métodos STOA y LTOA CAMPAÑA EXPERIMENTAL Materiales utilizados en la investigación Caracterización pavimento asfáltico reciclado (RAP) Evaluación de la influencia del cloruro de metileno en el asfalto... 30

9 6.2.4 Mezcla asfáltica óptima con materiales nuevos Fabricación rap y adición del mismo en mezclas asfálticas nuevas Métodos para la evaluación de las mezclas realizadas RESULTADOS CARACTERIZACIÓN PAVIMENTO ASFALTICO RECICLADO (RAP) Extracción de asfalto en centrífuga Análisis granulométrico de los agregados pétreos Caracterización asfalto recuperado EVALUACIÓN DE LA INFLUENCIA DEL CLORURO DE METILENO EN EL ASFALTO DISEÑO MEZCLA ÓPTIMA CON MATERIALES NUEVOS Porcentaje de vacíos de aire Estabilidad Flujo Relación Estabilidad/Flujo Porcentaje óptimo DISEÑO MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP Caracterización asfalto del RAP simulado Fabricación mezclas nuevas con adición de RAP ANÁLISIS DE RESULTADOS CARACTERIZACIÓN DEL RAP EVALUACIÓN DE LA INFLUENCIA DEL CLORURO DE METILENO EN EL ASFALTO RECUPERACION ASFALTO DE RAP SIMULADO MEZCLAS ASFÁLTICAS CON ADICIÓN DE RAP... 85

10 8.4.1 Porcentaje de vacíos de aire Estabilidad Flujo Relación Estabilidad/Flujo Adición 20% RAP 80% mezcla nueva Adición 40% RAP 80% mezcla nueva Adición 60% RAP 80% mezcla nueva CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA

11 LISTA DE TABLAS Tabla 1. Granulometría admisible para el reciclaje de pavimentos [Artículo 450, especificaciones técnicas del IDU 2011] Tabla 2. Caracterización agregados pétreos Concrescol S.A. [Rondón; Fernández; Zafra, 2016] Tabla 3. Caracterización asfalto Concrescol S.A. realizado en este trabajo Tabla 4. Envejecimientos ejercidos al RAP simulado Tabla 5. Porcentaje de asfalto de cada muestra de RAP Tabla 6. Punto de ignición y punto de llama de asfalto de muestras de RAP Tabla 7. Ductilidad de asfalto de muestras de RAP Tabla 8. Penetración de asfalto de muestras de RAP Tabla 9. Punto de ablandamiento de asfalto de muestras de RAP Tabla 10. Viscosidad de asfalto de muestras de RAP Tabla 11. Porcentaje retenido de penetración e índice de envejecimiento de asfalto de muestras de RAP Tabla 12. Caracterización de asfalto disuelto en cloruro de metileno Tabla 13. Resumen de resultados de porcentaje de vacíos para el diseño de la mezcla asfáltica óptima Tabla 14. Resumen de resultados de estabilidad para el diseño de la mezcla asfáltica óptima Tabla 15. Resumen de resultados de flujo para el diseño de la mezcla asfáltica óptima Tabla 16. Resumen de resultados de relación estabilidad/flujo para el diseño de la mezcla asfáltica óptima Tabla 17. Resultados de mezcla asfáltica óptima con 5.1% de asfalto Tabla 18. Caracterización del asfalto recuperado del RAP simulado... 52

12 Tabla 19. Resumen de resultados de porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Tabla 20. Resumen de resultados de estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Tabla 21. Resumen de resultados de flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Tabla 22. Resumen de resultados de relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Tabla 23. Resumen de resultados de porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Tabla 24. Resumen de resultados de estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Tabla 25. Resumen de resultados de flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Tabla 26. Resumen de resultados de relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Tabla 27. Resumen de resultados de porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Tabla 28. Resumen de resultados de estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Tabla 29. Resumen de resultados de flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Tabla 30. Resumen de resultados de relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Tabla 31. Resumen de resultados de porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Tabla 32. Resumen de resultados de estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Tabla 33. Resumen de resultados de flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento

13 Tabla 34. Resumen de resultados de relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Tabla 35. Resumen de resultados de porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Tabla 36. Resumen de resultados de estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Tabla 37. Resumen de resultados de flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Tabla 38. Resumen de resultados de relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Tabla 39. Resumen de resultados de porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Tabla 40. Resumen de resultados de estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Tabla 41. Resumen de resultados de flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Tabla 42. Resumen de resultados de relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Tabla 43. Porcentaje retenido de penetración e índice de envejecimiento de asfalto de muestras de RAP Tabla 44. Comparación características de asfalto virgen Vs asfalto disuelto en cloruro de metileno Tabla 45. Comparación características de asfalto virgen Vs asfalto recuperado de RAP simulado... 84

14 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Diagrama de flujo caracterización muestras de reciclado de pavimento asfáltico (RAP) Figura 2. Diagrama de flujo influencia de las propiedades del RAP en una mezcla asfáltica en caliente nueva Figura 3. Vista en microscopio de un asfalto. Tomada de ensayo determinación de las fracciones SARA de asfaltos colombianos envejecidos al medio ambiente empleando cromatografía líquida en columna Figura 4. Curva granulométrica de los agregados pétreos de la muestra 1 de RAP Figura 5. Curva granulométrica de los agregados pétreos de la muestra 2 de RAP Figura 6. Curva granulométrica de los agregados pétreos de la muestra 3 de RAP Figura 7. Curva granulométrica de los agregados pétreos de la muestra 4 de RAP Figura 8. Curva granulométrica de los agregados pétreos de la muestra 5 de RAP Figura 9. Curva granulométrica de los agregados pétreos de la muestra 6 de RAP Figura 10. Porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica óptima Figura 11. Estabilidad de mezcla asfáltica óptima Figura 12. Flujo de mezcla asfáltica óptima Figura 13. Relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica óptima Figura 14. Porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Figura 15. Estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento

15 Figura 16. Flujo de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Figura 17. Relación estabilidad/flujo de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Figura 18. Porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Figura 19. Estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Figura 20. Flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Figura 21. Relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Figura 22. Porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Figura 23. Estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Figura 24. Flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Figura 25. Relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Figura 26. Porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Figura 27. Estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Figura 28. Flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Figura 29. Relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Figura 30. Porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento

16 Figura 31. Estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Figura 32. Flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Figura 33. Relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Figura 34. Porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Figura 35. Estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Figura 36. Flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Figura 37. Relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Figura 38. Variación en el porcentaje de asfalto de las muestras de Rap Figura 39. Variación en la ductilidad del asfalto de las muestras de RAP Figura 40. Variación en la penetración del asfalto de las muestras de RAP Figura 41. Variación en el punto de ablandamiento del asfalto de las muestras de RAP Figura 42. Porcentaje de vacíos de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06%, 6.74% y 7.57% en dos envejecimientos Figura 43. Porcentaje de vacíos de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06% en dos envejecimientos Figura 44. Porcentaje de vacíos de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 6.74% y 7.57% en dos envejecimientos Figura 45. Estabilidad de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06%, 6.74% y 7.57% en dos envejecimientos Figura 46. Estabilidad de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06% en dos envejecimientos... 90

17 Figura 47. Estabilidad de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 6.74% y 7.57% en dos envejecimientos Figura 48. Flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06%, 6.74% y 7.57% en dos envejecimientos Figura 49. Flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06% en dos envejecimientos Figura 50. Flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 6.74% en dos envejecimientos Figura 51. Flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 7.57% en dos envejecimientos Figura 52. Relación estabilidad/flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06%, 6.74% y 7.57% en dos envejecimientos Figura 53. Relación estabilidad/flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06% en dos envejecimientos Figura 54. Relación estabilidad/flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 6.74% en dos envejecimientos Figura 55. Relación estabilidad/flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 7.57% en dos envejecimientos Figura 56. Porcentaje de vacíos de mezclas asfálticas con adición de 20% de RAP Figura 57. Estabilidad de mezclas asfálticas con adición de 20% de RAP Figura 58. Flujo de mezclas asfálticas con adición de 20% de RAP Figura 59. Porcentaje de vacíos de mezclas asfálticas con adición de 40% de RAP Figura 60. Estabilidad de mezclas asfálticas con adición de 40% de RAP Figura 61. Flujo de mezclas asfálticas con adición de 40% de RAP Figura 62. Porcentaje de vacíos de mezclas asfálticas con adición de 80% de RAP Figura 63. Estabilidad de mezclas asfálticas con adición de 80% de RAP Figura 64. Flujo de mezclas asfálticas con adición de 80% de RAP

18 LISTA DE ANEXOS ANEXO A. RESULTADOS DE ENSAYOS DE LABORATORIOS EJECUTADOS PARA LA CARÁCTERIZACIÓN DE LAS MUESTRAS DE RECICLADO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO (RAP) ANEXO B. DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA DENSA EN CALIENTE MDC ANEXO C. RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE CON ADICIÓN DE RAP ANEXO D. REGISTRO FOTOGRÁFICO DE ETAPA DE CARACTERIZACIÓN DE LAS MUESTRAS DE RAP ANEXO E. REGISTRO FOTOGRÁFICO DE ETAPA DE IDENTIFICACIÓN DE INFLUENCIA DEL RAP EN MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE

19 1 INTRODUCCIÓN El pavimento de una carretera está sujeto a la acción continua del tráfico y de la meteorología, factores que sumados a las propiedades intrínsecas del material generan un proceso de deterioro del mismo que conlleva a perder la vida útil. Hoy día causa de algunas características de los materiales usados, de procesos constructivos o de la calidad de mano de obra, los pavimentos tienden a disminuir el tiempo de servicio, causando que las adecuaciones en la vías sean más frecuentes aumentado los costos y recursos necesarios para la rehabilitación, reconstrucción y construcción de vías, a su vez generando un aumento significativo de escombros. Actualmente la construcción y adecuación de vías principalmente se basa en el retiro de material existente y su reemplazo por material nuevo con propiedades óptimas, que incluye la aplicación, en su mayoría, de una mezcla asfáltica en caliente. Sin embargo en los últimos años se ha buscado la implementación de métodos que reduzcan los costos y los daños ambientales que estas prácticas generan, dentro de los que se encuentra el reciclado de pavimentos asfálticos (RAP) Del RAP no se conocen a ciencia cierta sus propiedades, ya que es un material muy variable y presenta diferentes composiciones que dependen de los componentes iniciales de la mezcla de la que provienen, del tiempo que lleva en servicio, la cantidad de tráfico que ha soportado, el estado de envejecimiento del mismo, el contenido de asfalto, la granulometría, entre otros factores, que influyen en su comportamiento y manejo para la obtención de una determinada mezcla asfáltica nueva en la que se adicione. El mayor problema radica en que los acopios de reciclado no siempre provienen de una misma obra, y se presentan variaciones significativas en cuanto a calidad y 1

20 gradación de agregados, y contenido y tipo de ligante. Actualmente se realizan ensayos empíricamente hasta obtener el porcentaje óptimo de RAP a utilizar en una mezcla asfáltica, pero no se tiene suficiente información acerca de la influencia que tiene la composición y condición en la que se encuentra el RAP, en el comportamiento de la misma. Con este trabajo se busca realizar una evaluación de las principales variables presentes en el RAP, como el porcentaje de asfalto y su grado de envejecimiento, e identificar como influye cada una de ellas en el comportamiento de una mezcla asfáltica en caliente con adición del mismo, para con esto tener una percepción de cómo se debe trabajar con este material dependiendo de sus características. Se elige una mezcla de control MDC-19 para tráfico 3 y capa de rodadura, de acuerdo a la norma INVIAS y se fabrica RAP en el laboratorio con el fin de controlar las variables en estudio. La investigación realizada se lleva a cabo en el laboratorio de pavimentos de la Universidad Nacional de Colombia y en el laboratorio de suelos de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, en los que se lleva a cabo el desarrollo de la campaña experimental planteada. De esta forma se espera obtener como resultado de la investigación un documento que sirva de guía para el manejo del RAP en mezclas densas en caliente, en el que se identifique la variación en el comportamiento de las mezclas con adición de RAP para diferentes características en diferentes porcentajes de adición en la mezcla. Además se busca incentivar el uso adecuado de este método con el fin de disminuir el daño ambiental y los costos generados por las técnicas actuales, sin perder calidad en las soluciones planteadas. En el documento se muestra inicialmente una revisión bibliográfica que permite contextualizar el tema de estudio e identificar los avances, normativa, y pautas establecidas en el manejo de RAP a nivel nacional e internacional. En el capítulo 5 se observa la metodología aplicada a la investigación y en el capítulo 6 se 2

21 establece una base teórica en la que dan los conceptos clave y se describe la campaña experimental desarrollada en la investigación. Los resultados de los ensayos y procesos llevados a cabo para la caracterización del RAP, el diseño de mezcla óptima y la evaluación de mezclas con adición de reciclado y los análisis de los mismos se observan en los capítulos 7 y 8. Finalmente se dan las conclusiones y recomendaciones de la investigación y se reseña la bibliografía que sirvió de apoyo a la misma. 3

22 2 ANTECEDENTES La implementación de reciclado de pavimento, es un método que se conoce en el mundo aproximadamente desde 1917, puesto en práctica por Estados Unidos hacia la década de los 70 s. Posteriormente fue popularizándose, debido a las grandes ventajas que ofrece tanto económicas como ambientales, siendo actualmente utilizado en varios países del mundo como Canadá, Alemania, Australia, Holanda, Dinamarca, Brasil, España, entre otros [Alarcón Ibarra], llegando a grandes producciones con reciclado de pavimentos. Actualmente el uso del RAP se establece de acuerdo a la normatividad y experiencias de cada país, por lo cual la adición de este material en una mezcla nueva varía entre el 10% y el 50%, en algunos países se adiciona en bajos porcentajes, debido a su calidad y la influencia en la seguridad vial [Patino; Reyes- Ortiz; Camacho Tauta, 2015]. En países como Hungría, Irlanda, Portugal Reino Unido, España se admite únicamente mezclas con adición del 10% de material reciclado, en otros países como Suecia y Polonia se admite el 20%. Aunque es frecuente encontrar porcentajes admitidos del 25-40%, como por ejemplo en Bélgica, Dinamarca, Estados Unidos, Colombia e incluso en Austria y Alemania se permite su adición hasta el 100%. Estos porcentajes hacen referencia al uso en carpeta de rodadura, y según el empleo de la mezcla estos porcentajes permitidos aumentan para capas intermedias y capas base. [Fernández; Rubio, Baltasar; González, Ana, 2011]. Algunos investigadores encontraron que el 40% de RAP, es el contenido máximo permitido para resistir deformaciones permanentes y agrietamientos por fatiga. [Patino; Reyes-Ortiz; Camacho Tauta, 2015]. 4

23 En Colombia esta técnica se ha implementado aproximadamente desde el año 1995, según Herrera, 2014, fue incluida por el Instituto de Desarrollo Urbano (IDU) desde el año 2005, a través de sus especificaciones Técnicas cuyo soporte normativo es la resolución 1959 del , en sus secciones 450 y 454, donde describe los temas del reciclado de pavimentos asfálticos con el tratamiento o estabilización con emulsión asfáltica, asfalto espumado y cemento portland. Así mismo, el interés por este método ha incrementado en los últimos años siendo base de estudio de diversas universidades de Colombia, y de entidades como el Instituto Nacional de Vías (INVIAS) y el IDU, con el fin de documentar y difundir su uso de tal manera que se implemente en mayor cantidad en las vías. Desde el punto de vista ambiental y de aprovechamiento de materiales, las técnicas de reciclado son altamente beneficiosas, sin embargo el reciclado de mezclas bituminosas en caliente en planta ha sido un procedimiento comúnmente poco empleado en Colombia hasta este momento. El IDU ha aumentado la implementación del uso de material reciclado en los últimos años, llevando a cabo su uso en varios tramos viales de Bogotá incentivando la puesta en práctica de esta técnica. [Herrera, 2014]. De esta forma el IDU consecuente con su objetivo estratégico institucional ha realizado la aplicación del reciclaje de pavimento asfáltico en los proyectos: Troncal NQS norte tramo II (calle 92 calle 68), Contratos Mantenimiento IDU, Intervención de la brigada IDU-SOP y Convenio IDU-IDIPRON. Así mismo cabe resaltar el interés que han puesto diversas instituciones técnicas Colombianas en el desarrollo del reciclado de pavimentos, como el INVIAS, que desde el 2012 se ha preocupado por la capacitación de sus ingenieros y personal acerca del beneficio y el proceso constructivo de este método, promoviendo el uso de RAP y teniendo como premisa en sus capacitaciones que el reciclado de pavimentos flexibles es una técnica viable y económica para el mejoramiento y 5

24 mantenimiento de las carreteras colombianas, lo que representa economía en el mantenimiento y rehabilitación de los pavimentos en servicio, conservando así el patrimonio vial, [INVIAS, 2012]. Otras experiencias en Colombia se tienen en las vías terciarias de Medellín, en las cuales se ha utilizado material reciclado para su mantenimiento, llegando a ser usado en casi un 60% de las vías, con reducción de costos de 20 a 30%. [Méndez, 2015]. En Colombia actualmente se conocen dos formas de reciclado de pavimentos, el reciclado de pavimento en frío con ligantes bituminosos y asfaltos espumados, y el reciclado de pavimento en caliente, cada una regulada por la norma técnica colombiana INVIAS e INVIAS correspondientemente. Actualmente la máxima adición de RAP permitida en Colombia es de 40%. 6

25 3 JUSTIFICACIÓN El desarrollo de un país está basado en diferentes sectores de la economía, la educación y la tecnología, siendo un factor principal para cualquier país el estado y acceso a las vías terrestres, ya que son el punto principal para el comercio, y el transporte del mercado que mueve la economía del país. En Colombia se ha llevado a cabo la construcción de miles de carreteras, vías primarias, secundarias y terciarias, que han permitido la comunicación entre los diferentes departamentos. Dentro de este entorno, un factor clave es el mantenimiento que debe realizarse a las vías, que últimamente a causa de algunas características de los materiales usados, de procesos constructivos o de la calidad de mano de obra, tienden a perder su vida útil en menor tiempo, aumentado los costos y recursos necesarios para la rehabilitación, reconstrucción y construcción de vías. Debido a esto se ha hecho necesario buscar nuevas alternativas que proporcionen una disminución de costos y que a su vez presenten condiciones óptimas de resistencia y calidad, para lo cual un de las alternativas es el reciclado de pavimentos (RAP). El RAP en Colombia se ha usado principalmente como conformación de bases estabilizadas, y en menor medida se ha usado para la conformación de la carpeta asfáltica, siendo este último muy poco utilizado. Aunque se han realizado investigaciones basadas en la importancia y la viabilidad en el uso de esta técnica, todas tienden a realizar el diseño de mezclas asfálticas con RAP basados en ensayos mecánicos realizados empíricamente [Universidad Politécnica de Catalunya, reciclado mezclas bituminosas en caliente], en los que se eligen las cantidades de asfalto, agregados y aditivos por métodos de tanteo o por tablas que relacionan algunas propiedades, y se elige la proporción de materiales que genere el mejor comportamiento, pero no se evalúa a fondo las propiedades del 7

26 reciclado, así pues, se desconoce los factores que influyen en el comportamiento del RAP dentro de la mezcla. Así pues se han realizado varios estudios acerca del manejo y comportamiento del reciclado en diferentes condiciones, que en su mayoría evalúa la cantidad de asfalto adecuada en la mezcla incluyendo el aportado por el RAP, se agregan los agregados pétreos necesarios para obtener una granulometría adecuada y en algunos casos la cantidad de diferentes agentes rejuvenecedores. Sin embargo estas condiciones no representan en su totalidad las condiciones reales en cuanto al manejo de RAP, puesto que generalmente se utilizan muestras cualquiera de RAP y no se tiene en cuenta sus propiedades intrínsecas como el grado de envejecimiento, el contenido de asfalto y la granulometría. De lo anterior se infiere que se carece de estudios que profundicen en las propiedades y características de este material, razón por la cual no es posible unificar la forma de trabajo y manejo del mismo. Es por ello que se hace necesario realizar la caracterización del RAP usado actualmente, identificar sus propiedades y establecer las principales variaciones que se presentan entre las diferentes muestras, e identificar la influencia de las mismas en una mezcla nueva en caliente, para así optimizar el uso de reciclado y contribuir a que sea una técnica más viable y económica para el mejoramiento y mantenimiento de las carreteras del país. 8

27 4 OBJETIVOS 4.1 OBJETIVO GENERAL Realizar una caracterización del RAP e identificar la influencia de la heterogeneidad del material en el comportamiento mecánico de las mezclas en caliente. 4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Realizar una caracterización de diferentes muestras de RAP, evaluando para cada una las propiedades del asfalto y la granulometría de los agregados pétreos. Analizar los resultados obtenidos de la caracterización del RAP con el fin de identificar para cada una el contenido y grado de envejecimiento del asfalto. Diseño de una mezcla óptima en caliente MDC-19 con materiales nuevos y evaluación de su comportamiento mecánico por medio del ensayo MARSHALL. Simular RAP por medio de los métodos STOA (Short Term Oven Aging) y LTOA (Long Term Oven Aging) para así controlar el contenido de asfalto y grado de envejecimiento con el fin evaluar la influencia de cada una de estas en una mezcla en caliente. 9

28 Evaluar la influencia del contenido y el grado de envejecimiento del asfalto del RAP en el comportamiento mecánico de mezclas asfálticas en caliente con adición del mismo en diferentes porcentajes, en comparación con el comportamiento de la mezcla óptima, mediante el ensayo MARSHALL. 10

29 5 METODOLOGÍA La metodología aplicada en el desarrollo de la investigación se divide en tres etapas principales, en la primer etapa se realizó una recolección de la información y revisión bibliográfica que permitió la contextualización del tema y estableció el estado de arte correspondiente al tema de estudio. En la segunda etapa se lleva a cabo la campaña experimental, en la cual inicialmente se toman 3 muestras de RAP del acopio en planta y 3 muestras directamente del tramo de la vía, y se procede a realizar la caracterización de las mismas. Para ello se realiza la separación de los agregados pétreos y el asfalto presente en las mismas por medio de la extracción por centrifuga usando como disolvente cloruro de metileno y posteriormente se obtiene el asfalto recuperado por medio de la destilación en el rotavapor. Luego se obtiene la granulometría de los agregados obtenidos del RAP y al asfalto recuperado de cada muestra se le practican los ensayos de Punto de ignición y de llama, penetración, ductilidad, viscosidad y punto de ablandamiento, con el fin de evaluar el grado de envejecimiento que se tiene para cada muestra. Se evalúa la influencia del cloruro de metileno en el asfalto recuperado por medio del análisis del comportamiento mecánico del asfalto antes y después de ser diluido en el cloruro, para lo cual el asfalto se somete a los mismos ensayos realizados al asfalto recuperado de las muestras de RAP. Con el fin de tener un punto de control, se realiza el diseño de una mezcla densa en caliente MDC-19 para un nivel de tráfico 3 y de uso en capa de rodadura según INVIAS, obteniendo el porcentaje óptimo de asfalto con el análisis de la resistencia a la deformación plástica mediante el aparato MARSHALL. 11

30 Seguidamente se fabrica RAP en el laboratorio por medio de los procedimientos STOA y LTOA. El primero hace referencia al envejecimiento de las mezclas asfálticas a corto plazo y el segundo hace referencia al envejecimiento de las mezclas asfálticas a largo plazo que tiene lugar durante la vida de servicio. Ello con el fin de controlar las variables de estudio (Contenido de asfalto y envejecimiento del RAP). El RAP se simula variando el porcentaje de asfalto, usando los resultados obtenidos en la primera etapa de caracterización del mismo, manteniendo la granulometría de la mezcla óptima. Con el fin de verificar el estado de envejecimiento del RAP simulado, se realiza el procedimiento de extracción en centrifuga (INV E ) y destilación en rotavapor (INV E ) aplicado a las muestras de RAP iniciales. El asfalto recuperado se someterá a los ensayos de punto de ignición y punto de llama, ductilidad, penetración, punto de ablandamiento y viscosidad. Posteriormente se realizan mezclas asfálticas adicionando el RAP simulado, en porcentajes de 20, 40 y 60 en relación a la masa total de la mezcla, es decir la mezcla se compondrá de dos partes, una mantendrá las condiciones establecidas en el diseño de mezcla óptima con materiales nuevos y la otra será el material reciclado. Estas mezclas se someten a un análisis de resistencia a la deformación plástica (MARSHALL). Finalmente en la tercera etapa se analizan los resultados obtenidos y se evalúa la influencia que tiene la variación del contenido de asfalto y su grado de envejecimiento, en el comportamiento mecánico de una mezcla densa en caliente. Se muestra el proceso de la campaña experimental aplicada en los siguientes diagramas. 12

31 Figura 1. Diagrama de flujo caracterización muestras de reciclado de pavimento asfáltico (RAP) 13

32 Figura 2. Diagrama de flujo influencia de las propiedades del RAP en una mezcla asfáltica en caliente nueva 14

33 6 MARCO TEÓRICO. 6.1 MARCO CONCEPTUAL Asfalto El asfalto es un material viscoso, que usualmente se utiliza como cementante en mezclas de concreto asfáltico, cuyo principal uso es en la construcción de pavimentos. El asfalto se constituye de diferentes compuestos, que según la teoría S.A.R.A., se clasifican en 4 fracciones, que aunque son diferentes, presentan propiedades químicas similares. Dichas fracciones son: saturados (S), aromáticos (A), Resinas (R) y asfaltenos (A); estos a su vez se agrupan como maltenos o asfaltenos. Maltenos El grupo compuesto por los saturados, los aromáticos y las resinas, se les denomina maltenos, que son compuestos de baja polaridad. Los maltenos son los compuestos que le dan propiedades de liga y trabajabilidad al asfalto. Saturados: Son aceites que brindan consistencia al asfalto, y a su vez, son los compuestos más ligeros del asfalto, y los más susceptibles al cambio de temperaturas. Los saturados son líquidos incoloros y componen entre el 5% al 15% del total del asfalto. Aromáticos: Son aceites, que junto a los compuestos saturados, le brindan la consistencia al asfalto para que sea trabajable; la fracción aromática mejora las propiedades físicas del asfalto. Son los compuestos, que junto a las resinas, se 15

34 encuentran en mayor cantidad, pues presentan cantidades entre el 30% al 45% del total del asfalto Resinas: Son los compuestos encargados de dar la capacidad de liga al asfalto, pues son aquellos que aglutinan y estabilizan a los asfaltenos; y a su vez, las resinas son las que mejoran la ductilidad del asfalto. Las resinas componen entre el 30% al 45% del total del asfalto, y es un sólido de color negro a determinada temperatura, con propiedades similares a los asfaltenos (de menor peso molecular, y en algunos casos, de mayor polaridad) Asfaltenos Estos por su parte, son los compuestos más pesados del asfalto y presentan alta polaridad; son los compuestos que le proporcionan dureza y viscosidad al asfalto. Es la fracción de compuestos con más alto peso molecular (entre 800 y 3500 gr/mol) y menor susceptible a los cambios de temperatura. Los asfaltenos componen entre el 5% al 20% del total del asfalto, y son los materiales más estudiados debido a su importancia en la viscosidad y el comportamiento reológico del asfalto. Cuando los asfaltenos son separados de los demás componentes del asfalto, son frágiles y tienen una apariencia física sólida de color negro. Los asfaltenos tienden a unirse unos con otros, formando moléculas más grandes (micelas) difíciles de separar, pero ya que son solubles en aceites aromáticos, se hace posible su separación de los maltenos.. 16

35 Figura 3. Vista en microscopio de un asfalto. Tomada de ensayo determinación de las fracciones SARA de asfaltos colombianos envejecidos al medio ambiente empleando cromatografía líquida en columna. El comportamiento del asfalto se ve enormemente influenciado por el contenido y la naturaleza de sus componentes, y aunque actualmente poco se conoce sobre la forma como cambia su composición química, cuando se expone a la intemperie, debido a los procesos de oxidación y el envejecimiento, el conocimiento sobre la pérdida de compuestos químicos permite entender el cambio de las propiedades fisicomecánicas que experimentan las mezclas asfálticas en el pavimento Mezcla asfáltica Es el material más común en los proyectos de construcción de vías de carreteras, vías urbanas, aeropuertos y parqueaderos. La mezcla asfáltica es una mezcla en proporciones exactas de asfalto (ligante hidrocarbonato), y materiales minerales compuestos por diferentes tamaños de áridos y finos. Mientras las capas granulares resisten la acción del tráfico, la función de la mezcla asfáltica es resistir los efectos abrasivos, impermeabilizar la superficie y 17

36 proporcionar una capa de rodadura cómoda y segura a los usuarios que la utilicen. Estas mezclas garantizar resistencia al tráfico demandante, impermeabilidad para que el agua no desestabilice la estructura vial, y debe ser trabajable para que sea factible su instalación en obra. El comportamiento de las mezclas asfálticas, depende de su composición en primera medida, y de agentes externos como la duración de la carga y la temperatura a la que va a estar expuesta Clasificación de las mezclas asfálticas por temperatura Mezcla Asfáltica en Caliente Son las mezclas asfálticas más utilizadas, y consisten en la combinación de un ligante, agregados y en algunos casos aditivos. Su proceso de producción se realiza con asfaltos a temperaturas alrededor de 150 C a 160 C, dependiendo de su viscosidad, con el fin de darle trabajabilidad a la mezcla y garantizar el total recubrimiento de todas las partículas del agregado. Estas mezclas asfálticas son utilizadas tanto en capas de rodadura como en capas inferiores de la estructura vial. Su instalación se realiza a elevadas temperaturas. Mezcla Asfáltica en frío Son mezclas producidas con emulsión asfáltica, trabajadas e instaladas a temperatura ambiente. Estas bajas temperaturas se deben a que el ligante permanece largo tiempo con viscosidad baja, ya que se emplean emulsiones con asfalto fluidificado, y no se necesitan altas temperaturas para darle trabajabilidad a la mezcla y recubrimiento total a las partículas de agregados. 18

37 Estas mezclas se caracterizan por su trabajabilidad, incluso durante semanas, y se utilizan principalmente para vías secundarias en las cuales no se presente mucho tráfico. Mezcla Asfáltica en tibio: Las mezclas asfálticas en tibio son muy parecidas a las mezclas asfálticas en caliente, con diferencia en que se producen e instalan a temperaturas inferiores. Para lograr esto, se utilizan aditivos en la mezcla, que permiten una reducción de la viscosidad a menores temperaturas y un óptimo recubrimiento de los agregados. El objetivo de la utilización de estas mezclas, es el de reducir el consumo de energía y la emisión de gases, en los procesos de producción e instalación de las mezclas asfálticas en caliente Pavimento asfáltico reciclado (RAP) El pavimento asfáltico reciclado es un material que se produce a partir de los procedimientos de fresado de las carpetas asfálticas. En el caso particular de estudio, estos residuos son transportados hasta un lugar de disposición temporal hasta que se requieran para ser reutilizados en estructuras de pavimento nuevas o en rehabilitaciones. Considerando las condiciones mencionadas, se puede deducir que el RAP es un material que tiene una gran heterogeneidad, lo que se traduce en contenidos de asfalto residual y granulometrías variables, con la particularidad de tener generalmente, contenidos de finos muy bajos. 19

38 Considerando que el RAP se compone principalmente de cemento asfáltico y material granular que en algún momento conformaron una mezcla asfáltica, la cual después de envejecer fue sometida al procedimiento de fresado, debe caracterizarse desde dos puntos de vista distintos. El primero será la caracterización granulométrica del RAP, con el objetivo de compararlo con otros agregados utilizados en otro tipo de mezclas, y el segundo será la caracterización del asfalto recuperado del RAP, una vez llevado a cabo el debido procedimiento de extracción y recuperación del cemento asfáltico. Esto último con el objetivo de establecer el grado de oxidación del asfalto de la mezcla, con lo cual puede conocerse que tan envejecida se encontraba la mezcla al momento de haber sido fresada. Tabla 1. Granulometría admisible para el reciclaje de pavimentos [Artículo 450, especificaciones técnicas del IDU 2011] Técnicas de reciclado de pavimento asfáltico Este tipo de métodos se basan en la reutilización de los materiales del pavimento defectuoso a los que se pueden añadir otros elementos como agentes rejuvenecedores, nueva mezcla bituminosa, entre otros. Estas técnicas se dividen en varios tipos diferentes, que se exponen a continuación: 20

39 Reciclado in situ en caliente Se reutilizan los materiales de la estructura envejecida mediante un tratamiento a altas temperaturas en el lugar de la obra, se calienta mediante unos quemadores y este material se mezcla con agentes químicos rejuvenecedores y con nueva mezcla, que al final se extiende y compacta según el espesor requerido. Reciclado in situ en frío con cemento Procedimiento que se fundamenta en el fresado en frío de un cierto grosor del pavimento envejecido y el mezclado de este material con un conglomerante hidráulico como el cemento utilizado normalmente. El nuevo material se extiende y se compacta definiendo una sólida base para posteriores refuerzos. Reciclado in situ en frío con emulsiones bituminosas Esta técnica, reutiliza la totalidad de los materiales extraídos del pavimento envejecido. El procedimiento usual y básico consiste en el fresado en frio de cierto espesor del pavimento, este material se mezcla con una proporción determinada de emulsión y otros aditivos. El nuevo material se extiende y se compacta, seguido del curado de la capa reciclada y por último la extensión de una capa delgada de rodadura a base de mezcla caliente. Reciclado en planta En esta técnica se extrae el RAP de la vía, es transportado hasta un lugar para su posterior uso con material nuevo, y se obtienen mezclas asfálticas nuevas. Este procedimiento permite reciclar el conjunto o una cierta proporción de material envejecido mediante una central asfáltica adaptada. Al ser el porcentaje de 21

40 material envejecido relativamente bajo, esta metodología permite corregir problemas graves de dosificación o calidad de los materiales. En el presente trabajo de investigación se utiliza esta técnica de reciclado de pavimentos. Los estudios realizados por entidades comparando el uso de pavimentos reciclados bajo diferentes parámetros de análisis, han mostrado resultados favorables independientemente de la técnica de reciclado. [Méndez, 2015]. El empleo de RAP en mezclas asfálticas pueden resultar en ahorros económicos apreciables, asociados a la disminución de los requerimientos de agregados. Cabe aclarar que si en el análisis costo beneficio se tienen en cuenta otros factores externos como los derivados del ahorro energético y el ahorro de recursos, los resultados son cada vez más positivos. [Méndez, 2015] Envejecimiento de mezclas asfálticas El envejecimiento de mezclas asfálticas consiste específicamente en el envejecimiento que sufre el asfalto contenido en dicha mezcla. El envejecimiento de la mezcla asfáltica sucede en dos etapas, a corto plazo (en los procesos de fabricación e instalación) y a largo plazo (a través de su prestación de servicio). Según [Arenas, 1999] el envejecimiento del cemento asfáltico sucede por seis factores. La oxidación Consiste en la reacción que ocurre entre el oxígeno presente en el aire y los componentes químicos del cemento asfáltico. La oxidación depende de las características del cemento asfáltico y de la temperatura del medio en el que se encuentre. 22

41 La volatilización Consiste en la evaporación de los solventes más livianos en función de la temperatura. La volatilización no contribuye al envejecimiento del asfalto a largo plazo, ya que ocurre por las altas temperaturas utilizadas en los procesos de fabricación e instalación de la mezcla asfáltica. La polimerización Es una combinación de moléculas que forman grandes cadenas de enlaces carbono-carbono, que ocasiona un endurecimiento progresivo del asfalto, aunque no es un factor relevante en su envejecimiento. La tixotropía Sucede en pavimentos que tienen poco o nulo tránsito, en los cuales se forman estructuras internas al asfalto durante un período de tiempo, pero pueden ser destruidas por sobrecalentamientos. La sinéresis En esta los aceites menos viscosos del asfalto fluyen hacia la superficie ocasionando un aumento en la viscosidad del asfalto, que se traduce en un endurecimiento del mismo. La sinéresis es también considerada un efecto de la oxidación. La separación Consiste en la remoción de los aceites, resinas y asfaltenos del cemento asfáltico, a causa de la adsorción de agregados con alta porosidad. 23

42 El proceso de envejecimiento del asfalto es uno de los daños superficiales que contribuyen al deterioro en el tiempo de las mezclas asfálticas, y depende de la composición de la mezcla y su proceso de producción e instalación Envejecimiento de mezclas asfálticas por los métodos STOA y LTOA Los métodos de envejecimiento de mezclas asfálticas STOA y LTOA, son métodos utilizados para simular el envejecimiento que sufre la mezcla asfáltica desde su fabricación, puesta en sitio y a lo largo de su prestación de servicio. STOA (Short Term Oven Aging) Este ensayo se utiliza para simular el envejecimiento que sufre una mezcla asfáltica en su proceso de fabricación e instalación en la vía, es decir, su envejecimiento a corto plazo. Este ensayo consiste en someter una muestra recién preparada y en estado suelto a un calentamiento en estufa con circulación forzada de aire mantenida a 135ºC, durante 4 horas. LTOA (Long Term Oven Aging) Este ensayo se utiliza para simular el envejecimiento que sufre la mezcla asfáltica a lo largo de su prestación de servicio, es decir, su envejecimiento a largo plazo. El mismo consiste en moldear, con la mezcla previamente envejecida durante 4 horas a 135ºC (STOA), probetas con el compactador giratorio y posteriormente someter a la misma a un calentamiento en estufa con circulación forzada con aire durante 5 días a 85ºC. 24

43 6.2 CAMPAÑA EXPERIMENTAL Materiales utilizados en la investigación RAP (Reciclado de Pavimento Asfáltico) Para realizar la evaluación del reciclado de pavimento asfáltico se toman 6 muestras representativas, de las cuales 3 (muestra 4, 5 y 6) son tomadas en el acopio de RAP de la planta de producción de mezclas asfálticas de la UMV (Unidad de Mantenimiento Vial) localizada en Parque Industrial Minero km 4 vía San Joaquín, Mochuelo Bajo, localidad Ciudad Bolívar de la ciudad de Bogotá D.C. y las otras 3 muestras (muestra 1,2 y 3) son obtenidas de carpetas asfálticas levantadas en las siguientes direcciones. Muestra 1: CL 6 entre KR 52 y KR 52A. Localidad Puente Aranda. Bogotá D.C. Muestra 2: DG 13 Bis entre CL 14 y TV 54. Localidad Puente Aranda. Bogotá D.C. Muestra 3: KR 40C entre CL 2B y 2C. Localidad Puente Aranda. Bogotá D.C. Agregados pétreos y asfalto Los agregados pétreos y asfalto utilizados en este trabajo para llevar a cabo el estudio de las mezclas asfálticas, son obtenidos en la planta de producción de mezclas asfálticas de CONCRESCOL S.A., ubicada en la zona industrial minera del Tunjuelo de la ciudad de Bogotá. Estos materiales tienen las siguientes características. 25

44 Tabla 2. Caracterización agregados pétreos Concrescol S.A. [Rondón; Fernández; Zafra, 2016] CARACTERÍSTICA DE LOS AGREGADOS PÉTREOS VALOR Desgaste en la máquina de los Ángeles (%) 24,6 Degradación por abrasión en el equipo Micro Deval (%) 22,3 Resistencia mecánica por el método del 10% de finos. Relación húmedo/seco, mínima (%) 83 Pérdidas en ensayo de solidez en sulfato de magnesio, agregados fino y grueso (%) 12,9 Equivalente de arena (%) 76 Caras fracturadas (%) 87 Tabla 3. Caracterización asfalto Concrescol S.A. realizado en este trabajo CARACTERÍSTICA DEL ASFALTO VALOR Penetración 66,7 Ductilidad (cm) >150 Punto de ignición ( C) 260 Punto de llama ( C) 282 Punto de ablandamiento ( C) 47,8 Viscosidad 60 C (centipoises) Viscosidad 110 C (centipoises) 1588 Viscosidad 135 C (centipoises) 262, Caracterización pavimento asfáltico reciclado (RAP) Extracción de asfalto en centrifuga Se realiza la extracción de asfalto por el método de centrífuga con recuperación de asfalto basado en la norma INV E , para lo cual se usa como disolvente cloruro de metileno realizando lavados de 300ml cada uno y no menos de tres por muestra, variando esta cantidad según se lograra tener como residuo de la 26

45 centrifuga líquido no más oscuro que un color ligero de paja. Se utilizan filtros de papel de poca ceniza y el equipo de extracción es una centrífuga de alta velocidad de flujo continuo. Cabe aclarar que el residuo líquido de la centrífuga es la mezcla del disolvente con el asfalto presente en cada muestra, obteniendo aparte el agregado pétreo de las mismas Análisis granulométrico de los agregados pétreos Inicialmente los agregados pétreos obtenidos mediante la extracción del asfalto en la centrífuga, son lavados sobre un tamiz No. 200 con el fin de remover las pequeñas partículas de asfalto o disolvente, y para determinar el porcentaje de finos pasa No. 200 que componen la granulometría de la mezcla.. Una vez conocido el porcentaje de finos pasa No. 200, por cuarteo se toma una muestra representativa de 6000gr de agregados pétreos para ser tamizados y obtener la granulometría del diseño de mezcla de cada una. En este ensayo son utilizados los tamices 1, ¾, ½, 3/8, #4, #10, #40, #80 y # Recuperación del asfalto de una solución utilizando el rotavapor El residuo obtenido en la extracción de asfalto en la centrífuga que consta de cloruro de metileno (disolvente) y el asfalto presente en cada muestra, se destila en el rotavapor mientras es sometido a un vacío parcial y a un flujo constante de gas de dióxido de carbono. El asfalto recuperado se somete a diferentes ensayos para conocer su estado y características. 27

46 Caracterización asfalto recuperado Punto de ignición y de llama mediante la copa abierta Cleveland Se realiza el ensayo basado en la norma INV para determinar el punto de ignición y el punto de llama de cada una de las muestras de asfalto, teniendo en cuenta que cuando se calienta un asfalto libera vapores que son combustibles, y el punto de ignición es la temperatura a la cual puede ser calentado con seguridad un asfalto sin que se produzca la inflamación instantánea de los vapores liberados en presencia de una llama libre. Esta temperatura generalmente es menor que la temperatura en la cual el material entra en combustión permanente, llamada punto de llama. Se realiza este ensayo con el fin de identificar las temperaturas dentro de las cuales se podrá trabajar de manera segura con el material en una mezcla en caliente. Ductilidad Se realiza el ensayo de ductilidad a las muestras de asfalto recuperado de acuerdo a la norma INV E , para lo cual se toman 3 moldes de ductilidad que son sometidos al ensayo con la muestra asfáltica caliente y vertida en los mismos. Se utiliza un ductilómetro calibrado con una velocidad del sistema de arrastre de 50mm por minuto. De acuerdo a los tiempos, temperaturas y procesos especificados en la norma se procede a realizar el ensayo. Penetración Se realiza el ensayo de penetración a las muestras de asfalto recuperado de acuerdo a la norma INV E , para lo cual se toman 2 moldes de penetración que son sometidos al ensayo con la muestra asfáltica caliente y vertida en los mismos. Se utiliza un penetrómetro manual que dicta resultados en decimas de 28

47 milímetro (aproximación 0.1mm) con una masa total de vástago más aguja de penetración de 50gr y una masa adicional de 50gr, utilizando un cronometro para regular el tiempo de penetración (5 segundos). De acuerdo a los tiempos, temperaturas y procesos especificados en la norma, se procede a realizar el ensayo. Punto de ablandamiento Se realiza el ensayo de punto de ablandamiento basado en la norma INV E Para llevar a cabo este procedimiento se utiliza agua destilada y el equipo de anillo y bola en el que se vierte el asfalto previamente calentado. Una vez se tiene preparada la muestra de ensayo como lo indica la norma, se procede a calentar el agua a una rata de crecimiento de 5 C/min y se toman las lecturas de temperaturas en las cuales se obtiene el punto de ablandamiento del asfalto. Viscosidad Este ensayo se realiza con base en la norma INV E , haciendo uso de un viscosímetro rotacional cuyos moldes son llenados de asfalto previamente calentado para conseguir fluidez del mismo. El ensayo se realiza en dos temperaturas diferentes de acuerdo a las especificaciones dadas por la norma, sometiendo la muestra a una rotación de la aguja del equipo a una velocidad de 20rpm. Finalmente se registran los resultados tomados por el equipo en tres medidas de viscosidad con intervalos de 1 minuto. Grado de envejecimiento Se obtiene una aproximación al grado de envejecimiento que presenta cada muestra mediante su cuantificación en términos del porcentaje retenido de la 29

48 penetración y el indicie de consistencia, cuyas expresiones se muestran a continuación. % retenido de penetracion = Indice de envejecimiento = penetración del asfalto envejecido penetracion del asfalto original viscosidad del asfalto envejecido viscosidad del asfalto original 100 La obtención de estos parámetros se basa en la comparación de la penetración y viscosidad del asfalto recuperado envejecido versus la penetración y viscosidad del mismo asfalto en condiciones iniciales, que no pueden conocerse, por lo cual se decide tomar como punto de referencia los datos promedio para un asfalto Los datos obtenidos se analizan en relación a los límites establecidos en la norma INVIAS artículo , para el índice de envejecimiento del asfalto a 60 C. Para un asfalto de penetración se tiene que este índice debe ser máximo Evaluación de la influencia del cloruro de metileno en el asfalto En este trabajo se realiza una evaluación de los cambios que el cloruro de metileno puede ocasionar en el comportamiento reológico del asfalto cuando actúa en su destilación en el ensayo de rotavapor. Lo anterior se hace debido a que aunque este ensayo es un método avalado por la norma INVIAS, no se conoce con certeza la influencia del cloruro de metileno sobre el asfalto, lo que puede alterar los resultados obtenidos de la caracterización realizada a las muestras de RAP. Para evaluar la influencia del cloruro de metileno sobre el asfalto, se procede a diluir una muestra de asfalto virgen (cuyas propiedades son previamente 30

49 establecidas) en este disolvente y posteriormente se realiza su destilación por el ensayo de rotavapor. Una vez se obtiene el asfalto destilado, se procede a realizar los ensayos planteados en este trabajo para la caracterización del mismo. Finalmente se comparan dichos resultados con los del asfalto virgen y se analizan los resultados Mezcla asfáltica óptima con materiales nuevos Para estudiar la influencia del porcentaje de asfalto y el envejecimiento del RAP en el comportamiento mecánico en mezclas asfálticas en caliente, se realiza inicialmente el diseño de una mezcla densa en caliente MDC-19 para un nivel de tráfico 3 y de uso en capa de rodadura, obteniendo el porcentaje óptimo de asfalto con el análisis de la resistencia a la deformación plástica mediante el aparato MARSHALL. Se tiene así un punto de comparación para las mezclas asfálticas a realizar posteriormente con adición de RAP. Se realiza el diseño de mezcla para una gradación de agregados de acuerdo a la norma INVIAS-13, en la cual se toma la curva central de la granulometría permitida por la misma para una mezcla asfáltica densa MDC-19. Se procede a fabricar probetas con 4 contenidos de asfalto (4.5%, 5.0%, 5.4% y 6.0%) y se realizan 4 probetas por cada contenido de asfalto. Además para el diseño de mezcla se establece la temperatura de mezclado 150ºC-160ºC y la temperatura de compactación 130ºC-135ºC Fabricación rap y adición del mismo en mezclas asfálticas nuevas Debido a que en el comportamiento del RAP intervienen varios factores haciendo difícil la evaluación de la influencia de una sola variable, se fabrica RAP en el laboratorio por medio de los procedimientos STOA y LTOA para controlar cada variable. El primero hace referencia al envejecimiento de las mezclas asfálticas a 31

50 corto plazo que tiene lugar durante el mezclado en planta y la construcción de la carretera, para ello se realiza el mezclado normal a la temperatura especificada ( ºC) y se lleva la mezcla en estado suelto al horno a una temperatura de 135ºC por 4 horas; el segundo hace referencia al envejecimiento de las mezclas asfálticas a largo plazo que tiene lugar durante la vida de servicio, para el cual se compactan las mezclas sueltas provenientes del STOA y se llevan al horno a una temperatura de 85ºC por un tiempo determinado. El RAP se simula variando el porcentaje de asfalto, usando los resultados obtenidos en la primera etapa de caracterización del mismo, y se mantiene la granulometría de la mezcla óptima. Para la evaluación de la influencia que tiene el envejecimiento del RAP en una mezcla nueva, se someten las mezclas de RAP a dos estados de envejecimiento diferentes. En el primero se lleva a cabo el procedimiento LTOA por 5 días y en el segundo por 10 días, sometiendo los dos al mismo envejecimiento por el método STOA. Para cada envejecimiento se tiene: Tabla 4. Envejecimientos ejercidos al RAP simulado ENVEJECIMIENTO TIEMPO EN EL STOA TIEMPO EN EL LTOA ENVEJECIMIENTO 1 4 HORAS 5 DÍAS* ENVEJECIMIENTO 2 4 HORAS 10 DÍAS *Según Bell et al. (1994) un tiempo de 5 días en el procedimiento de LTOA simularía un envejecimiento que una mezcla sufre después de 7 a 10 años de servicio. Posteriormente se realizan mezclas asfálticas adicionando el RAP obtenido, en porcentajes de 20, 40 y 60, que son sometidas a un análisis de resistencia a la deformación plástica (MARSHALL). 32

51 Con el fin de verificar el estado de envejecimiento del RAP simulado, se realiza el procedimiento de extracción en centrifuga (INV E ) y destilación en rotavapor (INV E ) aplicado a las muestras de RAP iniciales. El asfalto recuperado se someterá a los ensayos de punto de ignición y punto de llama, ductilidad, penetración, punto de ablandamiento y viscosidad Métodos para la evaluación de las mezclas realizadas La evaluación del comportamiento de las mezclas asfálticas realizadas se obtiene mediante el análisis de los resultados de deformación plástica y porcentaje de vacíos. La deformación plástica se evalúa por medio del método del aparato Marshall, mientras que para el análisis de vacíos se obtienen previamente las gravedades específicas y densidades de los materiales utilizados y de las probetas compactadas Resistencia de mezclas asfálticas en caliente empleando el aparato Marshall El procedimiento aplicado comienza con la preparación de 4 probetas de diámetro 101.6mm y de altura 63.5mm de la mezcla asfáltica a evaluar, compactada con 75 golpes del martillo de compactación por cada cara. Luego se fallan dichas probetas en la prensa MARSHALL y se determina su estabilidad y deformación o flujo. Se toman las lecturas de estabilidad dadas en Kg, teniendo en cuenta que se debe hacer una corrección en la estabilidad si el espesor de la probeta es diferente de 63.5mm (Tabla 1 Norma INV E ). La estabilidad de la mezcla asfáltica se toma como el promedio de los 4 resultados obtenidos. De acuerdo al artículo

52 de la norma INVIAS-13 la estabilidad para un nivel de tráfico 3 debe estar entre y N. Finalmente para el flujo se toma el valor de deformación (reducción del diámetro de las probetas) obtenido en el medidor de flujo una vez falladas las probetas. El flujo de la mezcla asfáltica se toma como el promedio de los 4 resultados obtenidos. Los límites de flujo establecidos en la norma INVIAS-13 para el nivel de tráfico 3 son 2.0 y 3.5mm. Se aplica el mismo procedimiento para evaluar la resistencia a la deformación plástica y análisis de vacíos de las mezclas con adición de RAP en diferentes porcentajes. Con los datos obtenidos se realiza un análisis para determinar la influencia del uso del RAP en una mezcla asfáltica nueva Gravedad específica máxima teórica y densidad de mezclas asfálticas para pavimentos Se determina la gravedad específica máxima teórica de acuerdo al procedimiento descrito en la norma INVIAS E , para lo cual se usa una muestra de mezcla asfáltica suelta, seca al horno, con una masa determinada, que es sometida en estado sumergido a la aplicación de vibración y un vacío gradual con el fin de retirar aire atrapado y se encuentra el volumen de la muestra a una temperatura dada. Con estos datos de temperatura, masa y volumen se determina la gravedad específica a 25ºC. Se obtiene la densidad máxima teórica para cada porcentaje de asfalto de acuerdo a la siguiente ecuación. Gravedad Específica Máxima Teórica = A A + D E 34

53 Dónde: A= Masa en el aire de la muestra seca en el horno. D= Masa del recipiente lleno con agua a 25 C. E= Masa del recipiente lleno con agua y muestra a 25 C. En caso de que la temperatura de ensayo este por fuera del límite comprendido entre 22.2 C y 26.7 C, se debe corregir la gravedad específica máxima teórica por efectos de temperatura de la siguiente forma: Gravedad Específica Máxima Teórica = A (A + F) (G + H) dw Dónde: A= Masa en el aire de la muestra seca en el horno. F= Masa del recipiente lleno con agua a la temperatura de ensayo. G= Masa del recipiente lleno con agua y muestra a la temperatura de ensayo. H= Corrección por expansión térmica del asfalto. (Figura 5 Norma INV E ) = Densidad de agua a 25 C. dw= Densidad del agua a la temperatura de ensayo. (Curva D en la Figura 6 Norma INV E ) Los datos de densidad máxima teórica o densidad están afectados por la composición de la mezcla en cuanto a tipo y cantidad de agregados y de asfalto, y son usados para calcular el porcentaje de vacíos con aire en la mezcla asfáltica. 35

54 Gravedad específica bulk y densidad de mezclas asfálticas compactadas no absorbentes para pavimentos Se determina la gravedad específica bulk de acuerdo al procedimiento descrito en la norma INVIAS E , para lo cual se obtiene el peso seco al aire, el peso superficialmente seco después de ser sumergido en un baño de maría a 25ºC y el peso sumergido en agua a una temperatura de 25ºC, de las probetas compactadas. La gravedad específica se calcula a partir de estas masas y la densidad se obtiene multiplicando esta gravedad por la densidad del agua. Los datos de gravedad específica bulk está dada como la relación entre la masa (peso seco en aire) de un volumen de material a una temperatura dada, y la masa de un volumen igual de agua destilada libre de gas a la misma temperatura. Este dato se usa para obtener el porcentaje de vacíos con aire en la mezcla asfáltica. Se obtienen los datos correspondientes para determinar la densidad específica bulk que corresponden a la siguiente ecuación: Gravedad Específica Bulk = A B C Dónde: A= Masa en el aire del espécimen seco. B= Masa en el aire del espécimen saturado y superficialmente seco. C= Masa del espécimen en agua. En caso de que la temperatura de ensayo difiera de 25 C en menos de 3 C, se determina la gravedad específica bulk con la siguiente expresión: Gravedad Específica Bulk = K Gravedad Específica Bulk a otra temperatura 36

55 Dónde: K= Factor de corrección. (Tabla 1 Norma INV E ) Si la temperatura de ensayo difiere de 25 C en más de 3 C, se hace necesaria la siguiente corrección: Corrección = ΔT Ks (B C) Dónde: ΔT = 25 C menos la temperatura del ensayo. Ks= Coeficiente promedio de expansión térmica cúbica del concreto asfáltico. (6*10 ⁵ ml/ml/ C) Porcentaje de vacíos de aire en mezclas asfálticas compactadas densas y abiertas Se realiza un análisis de porcentaje de vacíos de aire (bolsas de aire entre las partículas cubiertas con asfalto) en una mezcla asfáltica compactada respecto al volumen total con los datos obtenidos de acuerdo al procedimiento descrito en la norma INVIAS E , en el cual se usan la gravedad específica bulk y la gravedad específica máxima teórica obtenidas previamente. Se obtiene el porcentaje de vacíos de aire en cada mezcla compactada con respecto al volumen total con las siguientes expresiones: Va = 100 %Gmm %Gmm = Gmb Gmm

56 Dónde: Va= Porcentaje de vacíos de aire en la mezcla compactada respecto al volumen del espécimen. B= Gravedad específica máxima teórica. C= Gravedad específica bulk del espécimen compactado. %Gmm= Grado de compactación del espécimen. Para el análisis de vacíos se tienen en cuenta los límites establecidos en la norma INVIAS-13 artículo 450, que para una mezcla MDC-19 y un nivel de tráfico 3 son 4% y 6%. 38

57 7 RESULTADOS En este capítulo se muestran los resultados obtenidos de los ensayos y procedimientos llevados a cabo en laboratorio. Los cálculos realizados se encuentran en los anexos A, B y C. 7.1 CARACTERIZACIÓN PAVIMENTO ASFALTICO RECICLADO (RAP) Extracción de asfalto en centrífuga Los contenidos de asfalto obtenidos para las muestras de reciclado de pavimento asfáltico son: Tabla 5. Porcentaje de asfalto de cada muestra de RAP PORCENTAJE DE ASFALTO Muestra 1 6,98% Muestra 2 6,96% Muestra 3 7,57% Muestra 4 6,67% Muestra 5 6,35% Muestra 6 5,06% 39

58 De acuerdo a los resultados obtenidos de la caracterización del RAP se toman como puntos representativos de contenido de asfalto el mínimo encontrado, el máximo y un promedio de los demás, siendo estos 5.06%, 7.57% y 6.74% respectivamente. Posteriormente se procede a simular rap en el laboratorio con estos porcentajes de asfalto, para ser incluido en mezclas asfálticas nuevas en 3 porcentajes de adición con las siguientes proporciones (%RAP:%Mezcla Nueva): 20:80, 40:60 y 60:40, e identificar la influencia de esta característica del rap en el comportamiento mecánico de dicha mezcla Análisis granulométrico de los agregados pétreos Los resultados obtenidos en este ensayo son los siguientes. Muestra 1: (Tramo vial) Figura 4. Curva granulométrica de los agregados pétreos de la muestra 1 de RAP 40

59 Muestra 2: (Tramo vial) Figura 5. Curva granulométrica de los agregados pétreos de la muestra 2 de RAP Muestra 3: (Tramo vial) Figura 6. Curva granulométrica de los agregados pétreos de la muestra 3 de RAP 41

60 Muestra 4: (Acopio) Figura 7. Curva granulométrica de los agregados pétreos de la muestra 4 de RAP Muestra 5: (Acopio) Figura 8. Curva granulométrica de los agregados pétreos de la muestra 5 de RAP 42

61 Muestra 6: (Acopio) Figura 9. Curva granulométrica de los agregados pétreos de la muestra 6 de RAP Caracterización asfalto recuperado Una vez recuperado el asfalto proveniente de las muestras de RAP, se realizaron los ensayos de punto de ignición y punto de llama, ductilidad, penetración, punto de ablandamiento y viscosidad. A continuación se muestran los resultados obtenidos para cada uno de estos ensayos Puntos de ignición y de llama mediante la copa abierta Cleveland En la siguiente tabla se muestran los resultados obtenidos para cada muestra correspondientes al punto de ignición y al punto de llama. 43

62 Tabla 6. Punto de ignición y punto de llama de asfalto de muestras de RAP MUESTRA PUNTO PUNTO DE IGNICIÓN INFLAMACIÓN MUESTRA C 310 C MUESTRA C 260 C MUESTRA C 190 C MUESTRA c 290 C MUESTRA C 290 C MUESTRA C 270 C Ductilidad A continuación se presentan los resultados de ductilidad para el asfalto de cada muestra de reciclado de pavimento asfáltico. Tabla 7. Ductilidad de asfalto de muestras de RAP DUCTILIDAD MUESTRA DUCTILIDAD (cm) Muestra 1 33,67 Muestra 2 11,58 Muestra 3 17,92 Muestra 4 18,17 Muestra 5 18,50 Muestra 6 6, Penetración Los resultados de penetración obtenidos del asfalto de cada muestra de reciclado de pavimento asfáltico, son los siguientes. 44

63 Tabla 8. Penetración de asfalto de muestras de RAP PENETRACIÓN MUESTRA Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Muestra 4 Muestra 5 Muestra 6 PENETRACIÓN 26,7 24, Punto de ablandamiento A continuación se presentan los resultados obtenidos de punto de ablandamiento para cada una de las muestras. Tabla 9. Punto de ablandamiento de asfalto de muestras de RAP PUNTO DE ABLANDAMIENTO MUESTRA PROMEDIO ( C) Muestra 1 58,00 Muestra 2 65,30 Muestra 3 65,70 Muestra 4 68,00 Muestra 5 66,90 Muestra 6 74, Viscosidad A continuación se muestran los resultados obtenidos para el ensayo de viscosidad para cada una de las muestras evaluadas. Se decide tomar lecturas de viscosidad 45

64 a 110 C, puesto que el asfalto se encuentra envejecido y el viscosímetro no arroja valores a menores temperaturas. Tabla 10. Viscosidad de asfalto de muestras de RAP MUESTRA VISCOSIDAD 110 C-120 C TEMPERATURA C VISCOSIDAD PROMEDIO (centipoises) Muestra ,00 Muestra ,00 Muestra ,33 Muestra ,33 Muestra ,67 Muestra ,00 MUESTRA VISCOSIDAD 135 C TEMPERATURA C VISCOSIDAD PROMEDIO (centipoises) Muestra ,00 Muestra ,00 Muestra ,00 Muestra ,00 Muestra ,00 Muestra ,00 Nota: Se toman lecturas de viscosidad a 120 C para las muestras que no registran valores de viscosidad a 110 C Grado de envejecimiento En la siguiente tabla se muestran los resultados para el porcentaje retenido de penetración e índice de envejecimiento. La penetración de referencia es de 65 y la viscosidad es de 350 centipoises a 135 C. 46

65 Tabla 11. Porcentaje retenido de penetración e índice de envejecimiento de asfalto de muestras de RAP MUESTRA GRADO DE ENVEJECIMIENTO %retenido penetración Indice de envejecimiento Muestra 1 41,08 2,64 Muestra 2 38,00 4,48 Muestra 3 26,15 5,87 Muestra 4 43,08 6,57 Muestra 5 38,46 5,25 Muestra 6 9,23 4, EVALUACIÓN DE LA INFLUENCIA DEL CLORURO DE METILENO EN EL ASFALTO En la siguiente tabla se muestran los resultados obtenidos de la caracterización del asfalto destilado después de su disolución en cloruro de metileno. Tabla 12. Caracterización de asfalto disuelto en cloruro de metileno ASFALTO CON CLORURO DE METILENO PARÁMETRO ASFALTO CLORURO Punto de ignición (ºC) 280,0 Punto de llama (ºC) 307,0 Ductilidad (cm) >150 Penetración 90,7 Punto ablandamiento (ºC) 39,4 Viscosidad 110 C(centiPoises) 937,5 Viscosidad 135 C (centipoises) 162,5 47

66 7.3 DISEÑO MEZCLA ÓPTIMA CON MATERIALES NUEVOS A continuación se presentan los resultados obtenidos para las mezclas asfálticas fabricadas con los 4 porcentajes de asfalto (4.5%, 5.0%, 5.5% y 6.0%) utilizados para determinar la mezcla óptima Porcentaje de vacíos de aire Se obtiene el porcentaje de vacíos de aire en cada mezcla compactada con respecto al volumen total. Tabla 13. Resumen de resultados de porcentaje de vacíos para el diseño de la mezcla asfáltica óptima Asfalto (%) 4,5 5,0 5,5 6,0 Vacíos de aire (%) 7,08 5,94 5,63 5,52 Figura 10. Porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica óptima 48

67 7.3.2 Estabilidad Se obtuvo la estabilidad para cada porcentaje de asfalto: Tabla 14. Resumen de resultados de estabilidad para el diseño de la mezcla asfáltica óptima Asfalto (%) 4,5 5,0 5,5 6,0 Estabilidad (N) 18503, , , ,43 Figura 11. Estabilidad de mezcla asfáltica óptima 49

68 7.3.3 Flujo Se obtuvo el flujo para cada porcentaje de asfalto. Tabla 15. Resumen de resultados de flujo para el diseño de la mezcla asfáltica óptima Asfalto (%) 4,5 5,0 5,5 6,0 Flujo (mm) 2,98 3,30 4,00 4,13 Figura 12. Flujo de mezcla asfáltica óptima 50

69 7.3.4 Relación Estabilidad/Flujo Se obtiene la relación estabilidad/flujo para cada porcentaje de asfalto. Tabla 16. Resumen de resultados de relación estabilidad/flujo para el diseño de la mezcla asfáltica óptima Asfalto (%) 4,5 5,0 5,5 6,0 RELACIÓN E/F (KN/mm) 6,2 6,09 4,66 3,81 Figura 13. Relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica óptima Porcentaje óptimo Se obtiene 5.1% como porcentaje de asfalto óptimo, puesto que cumple con todos los límites especificados por la norma INVIAS (ART ). Para este porcentaje de asfalto en la mezcla se obtienen los siguientes valores. 51

70 Tabla 17. Resultados de mezcla asfáltica óptima con 5.1% de asfalto PORCENTAJE ÓPTIMO (%) 5,1 VACIOS DE AIRE (%) 5,83 ESTABILIDAD (N) FLUJO (mm) 3,4 RELACIÓN E/F (KN/mm) 5, DISEÑO MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP Caracterización asfalto del RAP simulado A continuación se exponen los resultados de caracterización del asfalto recuperado del RAP simulado con el envejecimiento LTOA por 5 días. Tabla 18. Caracterización del asfalto recuperado del RAP simulado RAP SIMULADO Punto de ignición (ºC) 292 Punto de llama (ºC) 306 Ductilidad (cm) 57,58 Penetración 41 Punto ablandamiento (ºC) 60,40 Viscosidad 110 C(centiPoises) 2096,33 Viscosidad 135 C (centipoises) 337, Fabricación mezclas nuevas con adición de RAP Los resultados de la evaluación de las mezclas asfálticas con RAP en diferentes porcentajes de adición, porcentaje de asfalto y envejecimiento, se presentan a continuación. 52

71 Envejecimiento 1 y porcentaje de asfalto de 5.06% en RAP Porcentaje de vacíos de aire Tabla 19. Resumen de resultados de porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento 1 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Vacíos de aire (%) 6,39 6,59 5,5 Figura 14. Porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento 1 53

72 Estabilidad Tabla 20. Resumen de resultados de estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento 1 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Estabilidad (N) 14420, , ,4 Figura 15. Estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento 1 Flujo Tabla 21. Resumen de resultados de flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento 1 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Flujo (mm) 2,67 2,79 2,54 54

73 Figura 16. Flujo de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento 1 Relación estabilidad/flujo Tabla 22. Resumen de resultados de relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento 1 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 RELACIÓN E/F (KN/mm) 5,41 5,53 7,10 55

74 Figura 17. Relación estabilidad/flujo de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Envejecimiento 1 y % asfalto en RAP 6.74% Porcentaje de vacíos de aire Tabla 23. Resumen de resultados de porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento 1 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Vacíos de aire (%) 6,06 4,5 4,44 56

75 Figura 18. Porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento 1 Estabilidad Tabla 24. Resumen de resultados de estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento 1 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Estabilidad (N) 12063, , ,28 57

76 Figura 19. Estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento 1 Flujo Tabla 25. Resumen de resultados de flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento 1 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Flujo (mm) 3,11 3,05 3,18 58

77 Figura 20. Flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento 1 Relación estabilidad/flujo Tabla 26. Resumen de resultados de relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento 1 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 RELACIÓN E/F (KN/mm) 3,88 5,31 4,97 59

78 Figura 21. Relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Envejecimiento 1 y % asfalto en RAP 7.57% Porcentaje de vacíos de aire Tabla 27. Resumen de resultados de porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 1 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Vacíos de aire (%) 6,21 4,84 3,77 60

79 Figura 22. Porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 1 Estabilidad Tabla 28. Resumen de resultados de estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 1 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Estabilidad (N) 11181, , ,80 61

80 Figura 23. Estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 1 Flujo Tabla 29. Resumen de resultados de flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 1 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Flujo (mm) 3,81 4,32 4,64 62

81 Figura 24. Flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 1 Relación estabilidad/flujo Tabla 30. Resumen de resultados de relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 1 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 RELACIÓN E/F (KN/mm) 2,93 3,18 2,81 63

82 Figura 25. Relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento Envejecimiento 2 y porcentaje de asfalto de 5.06% en RAP Porcentaje de vacíos de aire Tabla 31. Resumen de resultados de porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento 2 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Vacíos de aire (%) 7,92 7,47 6,66 64

83 Figura 26. Porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento 2 Estabilidad Tabla 32. Resumen de resultados de estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento 2 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Estabilidad (N) 13547, , ,54 65

84 Figura 27. Estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento 2 Flujo Tabla 33. Resumen de resultados de flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento 2 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Flujo (mm) 3,05 2,86 2,54 66

85 Figura 28. Flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento 2 Relación estabilidad/flujo Tabla 34. Resumen de resultados de relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento 2 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 RELACIÓN E/F (KN/mm) 4,44 5,52 6,93 67

86 Figura 29. Relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 5.06% del envejecimiento Envejecimiento 2 y porcentaje de asfalto de 6.74% en RAP Porcentaje de vacíos de aire Tabla 35. Resumen de resultados de porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento 2 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Vacíos de aire (%) 7,75 5,55 5,69 68

87 Figura 30. Porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento 2 Estabilidad Tabla 36. Resumen de resultados de estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento 2 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Estabilidad (N) 13628, , ,83 69

88 Figura 31. Estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento 2 Flujo Tabla 37. Resumen de resultados de flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento 2 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Flujo (mm) 3,05 3,11 3,24 70

89 Figura 32. Flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento 2 Relación estabilidad/flujo Tabla 38. Resumen de resultados de relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento 2 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 RELACIÓN E/F (KN/mm) 4,47 5,33 5,45 71

90 Figura 33. Relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74% del envejecimiento Envejecimiento 2 y porcentaje de asfalto de 7.57% en RAP Porcentaje de vacíos de aire Tabla 39. Resumen de resultados de porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 2 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Vacíos de aire (%) 7,67 5,18 4,95 72

91 Figura 34. Porcentaje de vacíos de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 2 Estabilidad Tabla 40. Resumen de resultados de estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 2 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Estabilidad (N) 14794, , ,15 73

92 Figura 35. Estabilidad de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 2 Flujo Tabla 41. Resumen de resultados de flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 2 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 Flujo (mm) 2,73 3,62 3,87 74

93 Figura 36. Flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 2 Relación estabilidad/flujo Tabla 42. Resumen de resultados de relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 2 Adición RAP (%) 20,0 40,0 60,0 RELACIÓN E/F (KN/mm) 5,42 4,12 4,05 75

94 Figura 37. Relación estabilidad/flujo de mezcla asfáltica con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57% del envejecimiento 2 76

95 8 ANÁLISIS DE RESULTADOS. 8.1 CARACTERIZACIÓN DEL RAP Los resultados obtenidos en la etapa de caracterización de las muestras de RAP (reciclado de pavimento asfáltico) permiten establecer que este material es heterogéneo ya que las propiedades y características del asfalto y la granulometría varían de una muestra a otra. Como puede observarse en la siguiente gráfica para las muestras evaluadas de RAP se obtiene una variación en el porcentaje de asfalto entre 5.06 y 7.57%, que significa una diferencia máxima de 2.51%. Esta diferencia infiere diferentes comportamientos de las mezclas asfálticas en las que se adicione RAP. Figura 38. Variación en el porcentaje de asfalto de las muestras de Rap 77

96 En cuanto a los resultados granulométricos, se identifica que la gradación del diseño de mezcla de cada muestra de RAP es diferente, pues los tamaños de partículas y cantidad de las mismas varía de una a otra. En la práctica se identificó que las muestras de RAP tomadas del acopio del mismo en planta de producción, presentan un mayor contenido de partículas con diámetros menores a 0.075mm (pasa tamiz #200) debido a que han sido sometidas a trituración o fresado. Esta diferencia granulométrica ocasiona un comportamiento mecánico diferente de las mezclas. La adición de RAP con gradación de agregados pétreos de mayor proporción en partículas gruesas que en partículas finas, puede generar un mayor porcentaje de vacíos y requerir más asfalto para un adecuado recubrimiento de las partículas. Por otra parte, si se adiciona RAP con mayor contenido de partículas finas podría generar una pérdida de adherencia entre las partículas en la mezcla. Partiendo de la suposición de que el asfalto contenido en las muestras de RAP cumplía con las especificaciones requeridas por las normas INVIAS en el inicio de su prestación de servicio, y con base en los resultados obtenidos en este trabajo de investigación, se deduce que el estado actual de dicho asfalto presenta diferentes grados de envejecimiento en cada mezcla. Analizando los resultados obtenidos en el ensayo de punto de ignición y punto de llama del asfalto, el RAP es un material que se puede trabajar a altas temperaturas sin problemas, lo que permite su uso en mezclas asfálticas en caliente. Para la muestra 3 se obtuvo un punto de ignición de 78

97 178 C y un punto de llama de 190ºC, sin embargo permite ser trabajado de forma segura a temperaturas de mezclado entre 150 a 160ºC. Los resultados de ductilidad obtenidos para las muestras de RAP son bajas en comparación a un asfalto nuevo (mayor a 100cm), obteniendo una máxima ductilidad de 33.67cm en la muestra 1 y una mínima de 6.58cm en la muestra 6, que representa una diferencia de 27.09cm. Esta disminución en la ductilidad del asfalto se debe al envejecimiento que ha sufrido en su prestación de servicio e indica que el asfalto presenta un comportamiento elástico bajo, y ha pasado de ser un material dúctil a ser frágil, por lo que tiende a ser quebradizo y más susceptible a la presencia de agrietamientos, lo a su vez representa una disminución en la durabilidad y adherencia entre partículas al ser adicionado en una mezcla asfáltica nueva. En la siguiente gráfica se observa la variación de la ductilidad de las muestras. Figura 39. Variación en la ductilidad del asfalto de las muestras de RAP 79

98 De acuerdo a los datos obtenidos con el ensayo de penetración que se pueden observar en la siguiente gráfica, se deduce que el asfalto de las muestras se encuentra en altos grados de envejecimiento con penetraciones bajas, siendo la máxima 28 (2.8mm) y la mínima de 6 (0.6mm), lo que representa un alto grado de rigidez. Esto puede generar problemas de agrietamiento y ruptura del pavimento asfáltico, a causa de su comportamiento con alta estabilidad y bajo flujo. Figura 40. Variación en la penetración del asfalto de las muestras de RAP Se observa que para que el asfalto de las muestras de RAP evaluadas alcancen su estado de fluidez no se hace necesario someterlo a elevadas temperaturas, aunque si se ha disminuido su capacidad de fluir. Además, se deduce que las muestras presentan diferentes grados de endurecimiento, representado en la variación de los puntos de ablandamiento que se encuentran entre 58 C para la muestra 1 y 74.8 C para la muestra 6, como se observa en la gráfica. 80

99 Figura 41. Variación en el punto de ablandamiento del asfalto de las muestras de RAP Se evidencia un alto grado de endurecimiento del asfalto presente en las muestras de RAP, reflejado en la necesidad de tomar lecturas de viscosidad desde 110 C, ya que esta es demasiado alta a temperaturas menores y no puede ser registrada por el viscosímetro. De acuerdo a los resultados obtenidos en el ensayo de viscosidad para las muestras de RAP evaluadas, se observa que todas han disminuido su manejabilidad y susceptibilidad térmica, generando altas viscosidades en comparación a un asfalto nuevo a las mismas temperaturas. La muestra 4 es la que presenta más rigidez con viscosidad de 2300 centipoises a 135 C y de centipoises a 120 C, y la muestra 1 es la que presenta menor rigidez con viscosidad de 925centiPoises a 135 C y 4813centiPoises a 110 C. De acuerdo al grado de envejecimiento obtenido, para cada mezcla se deduce que todas las muestras presentan un alto grado de endurecimiento, comportamiento típico de asfalto con alto grado de oxidación, lo que se 81

100 puede notar como se observa en la siguiente tabla, pues ninguna posee un porcentaje mayor al 50% de su penetración inicial, y de acuerdo al índice de envejecimiento todas poseen una viscosidad mayor a 135 C que la inicial. Se tiene según el parámetro de penetración que la muestra 6 se encuentra en estado más rígido con un porcentaje retenido de penetración de 9.23 y la muestra 4 la menos rígida con una mayor proporción de su penetración de 43.08%. No obstante, de acuerdo al índice de envejecimiento, la muestra 4 es la que ha perdido mayor manejabilidad con un valor 6.57, mientras que la muestra 1 ha disminuido su manejabilidad en un menor grado para la cual el índice de envejecimiento es de Se observa que en comparación a los límites establecidos en la norma INVIAS, los valores de indicie de envejecimiento de las muestras de RAP evaluada se encuentran muy alejadas, ya que se obtienen valores cercanos a 4 pero a una temperatura de 135 C, mientras la norma establece este valor a una temperatura de 60 C. Tabla 43. Porcentaje retenido de penetración e índice de envejecimiento de asfalto de muestras de RAP MUESTRA GRADO DE ENVEJECIMIENTO %retenido penetración Indice de envejecimiento Muestra 1 41,08 2,64 Muestra 2 38,00 4,48 Muestra 3 26,15 5,87 Muestra 4 43,08 6,57 Muestra 5 38,46 5,25 Muestra 6 9,23 4,84 82

101 8.2 EVALUACIÓN DE LA INFLUENCIA DEL CLORURO DE METILENO EN EL ASFALTO En relación a los resultados obtenidos de la caracterización del asfalto destilado después de su disolución en cloruro de metileno comparados con los del asfalto virgen, que se muestran en la siguiente tabla, se puede decir que el cloruro actúa sobre el asfalto afectando su comportamiento reológico aumentando su penetración y ductilidad, y disminuyendo su punto de ablandamiento y viscosidad, lo que lo hace más blando, menos rígido y con una mayor fluidez. Tabla 44. Comparación características de asfalto virgen Vs asfalto disuelto en cloruro de metileno ASFALTO CON CLORURO DE METILENO Vs ASFALTO NUEVO PARÁMETRO AFALTO NUEVO ASFALTO CLORURO Punto de ignición (ºC) 260,0 280,0 Punto de llama (ºC) 282,0 307,0 Ductilidad (cm) >150 >150 Penetración 66,7 90,7 Punto ablandamiento (ºC) 47,8 39,4 Viscosidad 110 C(centiPoises) 1588,0 937,5 Viscosidad 135 C (centipoises) 262,5 162,5 De acuerdo con estos resultados se infiere que los datos obtenidos en la caracterización del RAP se ven alterados de forma que los resultados de los ensayos de penetración y ductilidad son menores a los que se muestran, y los de punto de ablandamiento, viscosidad y punto de ignición y de llama son mayores a los indicados. Esto en consecuencia indica que las muestras de RAP evaluadas en este trabajo presentan un mayor grado de oxidación, es decir, se encuentran en un mayor grado de envejecimiento que el establecido anteriormente. 83

102 8.3 RECUPERACION ASFALTO DE RAP SIMULADO De acuerdo a los resultados obtenidos para la caracterización del asfalto extraído del RAP simulado en el laboratorio para el envejecimiento 1, se verifica que este presenta un aumento en el endurecimiento y disminución en la manejabilidad, susceptibilidad térmica y capacidad de fluir con respecto al asfalto nuevo inicial. No obstante en comparación con las muestras de RAP real, este asfalto presenta un menor grado de envejecimiento, aunque no muy alejado, por lo que se espera tenga un comportamiento similar al ser adicionado en una mezcla nueva y permita evaluar la influencia del envejecimiento en la misma. Tabla 45. Comparación características de asfalto virgen Vs asfalto recuperado de RAP simulado RESULTADOS ASFALTO RECUPERADO Vs ASFALTO NUEVO PARÁMETRO AFALTO NUEVO RAP SIMULADO Punto de ignición (ºC) 260,0 292,0 Punto de llama (ºC) 282,0 306,0 Ductilidad (cm) >150 57,6 Penetración 66,7 41,0 Punto ablandamiento (ºC) 47,8 60,4 Viscosidad 110 C(centiPoises) 1588,0 2096,3 Viscosidad 135 C (centipoises) 262,5 337,5 Así mismo se supone que el asfalto del segundo envejecimiento (LTOA 10 días) presentará menor ductilidad, menor penetración, mayor punto de ablandamiento y viscosidades mayores a las temperaturas de 110 C y 135 C, lo que representa un mayor grado de envejecimiento y permite una comparación con respecto al primer envejecimiento. 84

103 8.4 MEZCLAS ASFÁLTICAS CON ADICIÓN DE RAP Porcentaje de vacíos de aire Se identifica que en general el porcentaje de vacíos de aire de una mezcla asfáltica con adición de 20% de RAP en los diferentes contenidos de asfalto, aumenta con respecto a los vacíos de la mezcla óptima, debido a que el asfalto se encuentra en un alto grado de rigidez y se disminuye su capacidad de cubrir superficie de agregados y llenar vacíos. Para RAP con contenido de asfalto de 5.06% se tiene un aumento de porcentaje de vacíos mayor que con uno de contenido de asfalto de 7.57%, a causa de que aunque se encuentren en el mismo estado de envejecimiento, con 7.57% se tiene mayor contenido de asfalto. Figura 42. Porcentaje de vacíos de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06%, 6.74% y 7.57% en dos envejecimientos 85

104 Cuanto más rígido se encuentra el asfalto presente en el RAP adicionado, menor es su capacidad de fluir, y mayor la dificultad de disgregación del RAP y su mezcla con el asfalto y los agregados pétreos nuevos, por lo cual se mantiene un porcentaje de los vacíos internos, que sumados a los que se generan en la nueva mezcla, ocasiona un aumento en los vacíos de aire totales. En mezclas asfálticas con adición de RAP de contenido de asfalto 5.06%, la cantidad de asfalto total presente en la mezcla es similar a la determinada en el diseño de mezcla óptimo, por lo cual se espera que al reemplazar una parte de asfalto virgen por asfalto rígido, los vacíos de aire aumenten a causa de la pérdida de fluidez del asfalto y disminución en su capacidad de recubrir la superficie de los agregados. Esto efectivamente se presenta cuando se adiciona hasta 40% de RAP en la mezcla, pero se evidencia que si se aumenta dicho porcentaje de adición, los vacíos no continúan aumentando sino que por el contrario disminuyen. La justificación de este comportamiento radica en que en el material reciclado se encuentran formados cristales con figuras que se asemejan a cubos conglomerados de partículas, que por su grado de envejecimiento son disgregadas con dificultad y permanecen en el proceso de mezclado. Estas formas de agrupación tienen una superficie específica menor que los agregados naturales, por lo que al aumentar el porcentaje de adición de RAP en la mezcla, la necesidad de asfalto para cubrir las partículas disminuye, con lo cual también disminuye el porcentaje de vacíos. En definitiva, bajas adiciones de RAP en la mezcla representa un aumento de vacíos por la dificultad de acomodamiento de los conglomerados, mientras que para adiciones altas de RAP se requiere menos asfalto para llenar los vacíos presentes en las mismas. 86

105 Figura 43. Porcentaje de vacíos de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06% en dos envejecimientos Para adiciones de 40% y 60% de RAP con contenido de asfalto mayor al utilizado en la mezcla óptima, el porcentaje de vacíos disminuye. Esto se presenta a causa de que aunque el asfalto se encuentra rígido, su contenido en la mezcla es elevado, por lo cual ocupa más espacios vacíos. 87

106 Figura 44. Porcentaje de vacíos de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 6.74% y 7.57% en dos envejecimientos Se identifica que la variación del porcentaje de asfalto en la mezcla tiene una influencia similar para ambos estados de envejecimiento, no obstante, los vacíos son mayores en mezclas asfálticas con RAP del segundo envejecimiento. En definitiva un bajo contenido de asfalto genera un alto porcentaje de vacíos de aire en la mezcla, consecuencia de que en esta pueda presentarse envejecimiento acelerado, alta permeabilidad, fragilidad, fisuración prematura, desprendimiento de agregados y daños por humedad. Por otra parte un alto contenido de asfalto genera una disminución representativa en el porcentaje de vacíos, de lo que se deriva que en la mezcla se presente exudación, y posibles ahuellamiento y deformaciones. 88

107 8.4.2 Estabilidad En general la adición de RAP en la mezcla asfáltica disminuye la estabilidad en comparación con la mezcla asfáltica óptima, sin embargo las mezclas resultantes de este estudio cumplen con las especificaciones de estabilidad dadas por la norma INVIAS para una mezcla MDC-19. Figura 45. Estabilidad de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06%, 6.74% y 7.57% en dos envejecimientos Se observa que para mezclas asfálticas con adición de RAP de contenido de asfalto 7.57% tiene menor estabilidad que las de 6.74%, y estas a su vez tienen menor estabilidad que las de 5.06%. De esto se deduce que el contenido de asfalto en el RAP es inversamente proporcional a la estabilidad de la mezcla asfáltica, por tanto entre mayor es el contenido de asfalto, menor es la estabilidad. 89

108 En cuanto a estabilidad, para contenidos de asfalto en el RAP cercanos al óptimo se identifica que entre mayor sea el porcentaje de adición de RAP en las mezclas asfálticas, mayor es su estabilidad. Teniendo en cuenta que el asfalto contenido en el RAP se encuentra envejecido, se deduce que si se utiliza mayor cantidad de este asfalto en la mezcla, mayor será su estabilidad. Figura 46. Estabilidad de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06% en dos envejecimientos Para RAP con contenidos de asfalto mayores al óptimo, se observa que una adición adecuada de este en una mezcla asfáltica es de 40%, ya que en porcentajes de adición mayores, el estado de envejecimiento del asfalto influye en la estabilidad. Esto se sustenta en que, tal como se muestra en la siguiente gráfica, para el envejecimiento 1 la adición de 60% de RAP reduce la estabilidad a causa del alto contenido de asfalto, mientras que 90

109 para el envejecimiento 2 la aumenta, ya que aunque se presenta un alto contenido de asfalto, este se encuentra más rígido que el asfalto del envejecimiento 1. Figura 47. Estabilidad de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 6.74% y 7.57% en dos envejecimientos Comparando los resultados obtenidos de estabilidad para los dos estados de envejecimiento del RAP con contenidos de asfalto de 6.74% y 7.57%, se infiere que a medida que aumenta el grado de envejecimiento del asfalto del RAP, aumenta la estabilidad de la mezcla asfáltica que lo contiene en cualquiera de los porcentajes adición. Mientras que para el RAP con contenido de asfalto de 5.06% la estabilidad no presenta cambios significativos en el comportamiento de los dos estados de envejecimiento en los tres porcentajes de adición. 91

110 8.4.3 Flujo Como se observa en la siguiente gráfica, el flujo de las mezclas asfálticas con adición de rap con contenido de asfalto de 7.57% es mayor que las de 6.74%, y estas a su vez tienen mayor flujo que las de 5.06%. De esto se deduce que el contenido de asfalto presente en el RAP es directamente proporcional al flujo de la mezcla asfáltica en la que se adicione, así pues, entre mayor es el contenido de asfalto, mayor es la capacidad de deformación plástica de la mezcla asfáltica al ser sometida a cargas. Se identifica que si el contenido de asfalto del RAP es muy alejado del porcentaje de asfalto de la mezcla óptima, el flujo de la mezcla tiende a salir de los límites establecidos por la norma INVIAS para una mezcla MDC-19. Figura 48. Flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06%, 6.74% y 7.57% en dos envejecimientos 92

111 Utilizando RAP con contenidos de asfalto cercanos al óptimo se disminuye el flujo, puesto que la cantidad de asfalto total en la mezcla es similar a la óptima pero se está reemplazando una parte de asfalto nuevo por una de asfalto envejecido, que como se ha demostrado presenta una mayor rigidez y una menor capacidad de deformarse al ser sometido a cargas sin llegar a la falla. Por ende en cuanto mayor sea la adición de este tipo de RAP en la mezcla, menor será el flujo, como se observa en la gráfica. Figura 49. Flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06% en dos envejecimientos Se observa que el flujo de las mezclas asfálticas con adición de RAP con contenido de asfalto 6.74%, es similar al obtenido en la mezcla óptima y no presenta una variación significativa en los diferentes porcentajes de adición de RAP en la mezcla. De lo anterior se infiere que aunque el porcentaje de asfalto del RAP es elevado e implicaría un aumento del flujo, esto no 93

112 sucede a causa del estado de endurecimiento en el que se encuentra el mismo, cuyo comportamiento es propio de asfaltos envejecidos. Figura 50. Flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 6.74% en dos envejecimientos Del análisis del estudio realizado para mezclas asfálticas con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57%, se deduce que para altos contenidos de asfalto en el RAP muy alejados del óptimo, el flujo tiende a situarse por encima del obtenido en una mezcla óptima y a incrementar entre mayor sea el porcentaje de adición de RAP en la misma. Este aumento en el flujo se presenta debido a que aunque el asfalto del RAP se encuentra rígido, el contenido del mismo es muy alto y ocasiona disminución de cohesión entre las partículas. 94

113 Figura 51. Flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 7.57% en dos envejecimientos Se identifica que el envejecimiento del asfalto no es relevante en la variación del flujo de las mezclas con adición de RAP con contenido de asfalto de 5.06% y 6.74%, mientras que para RAP con contenido de asfalto de 7.57% se presenta una diferencia significativa en los resultados obtenidos, en los cuales se evidencia que cuanto mayor es el grado de envejecimiento, menor es el flujo de la mezcla asfáltica. Esta diferencia se debe a que el RAP con este contenido de asfalto aporta una gran cantidad de asfalto envejecido, lo que hace más notoria su influencia en la mezcla. 95

114 8.4.4 Relación Estabilidad/Flujo De los resultados obtenidos en la relación estabilidad / flujo se puede analizar que para comportamientos con alta estabilidad y bajo flujo la relación es alta (ocurre con RAP de contenido de asfalto 5.06%), y para comportamientos con baja estabilidad y alto flujo la relación es baja (ocurre con RAP de contenido de asfalto 7.57%). De esto se deduce que la relación estabilidad / flujo es mayor cuando a la mezcla se le adiciona RAP con contenidos de asfalto bajos, mientras que si se adiciona material reciclado con altos contenidos de asfalto, la relación baja. Figura 52. Relación estabilidad/flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06%, 6.74% y 7.57% en dos envejecimientos 96

115 Se identifica que las mezclas con adición de RAP de contenido de asfalto 5.06% presentan un comportamiento con alta estabilidad y bajo flujo, por lo que se encuentran cercanos al límite superior establecido por la norma INVIAS, sobrepasándolo con adiciones de RAP del 60%. La relación estabilidad / flujo para este contenido de asfalto presente en el material reciclado, aumenta a medida que aumenta el porcentaje de adición de RAP en la mezcla. Además se observa que el grado de envejecimiento del asfalto no es influyente en este factor, puesto que para los dos envejecimientos, los resultados son similares. Figura 53. Relación estabilidad/flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 5.06% en dos envejecimientos Para el contenido de asfalto en el RAP de 6.74% se mantiene una relación adecuada entre la relación de estabilidad y flujo, ya que para todos los porcentajes de adición del material reciclado en la mezcla, dicha relación se encuentra entre los límites establecidos por el INVIAS. Además se 97

116 reconoce que para la relación estabilidad / flujo, en el porcentaje de adición de 60% de RAP en la mezcla, interviene el grado de envejecimiento en el que se encuentre, ya que para el envejecimiento 1 la relación baja, mientras que para el envejecimiento 2 sube. Figura 54. Relación estabilidad/flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 6.74% en dos envejecimientos Se evidencia una relación estabilidad / flujo baja para mezclas con adición de RAP con contenido de asfalto 7.57%, debido a que se presentan altos valores de flujo a causa del alto contenido de asfalto en la mezcla. El grado de envejecimiento del material reciclado es relevante en los resultados obtenidos de la relación estabilidad / flujo, puesto que a un mayor grado de rigidez se presenta mayor estabilidad y una menor deformación, mientras que para grados de rigidez bajos la deformación es mucho mayor en comparación a la estabilidad, por lo que puede situarse por debajo del límite establecido por la INVIAS. 98

117 Figura 55. Relación estabilidad/flujo de mezclas asfálticas con adición de RAP contenido de asfalto 7.57% en dos envejecimientos Adición 20% RAP 80% mezcla nueva En mezclas asfálticas con 20% de adición de RAP se identifica que en general el porcentaje de vacíos de aire incrementan con respecto a los vacíos presentes en una mezcla óptima, no obstante cuanto mayor es el contenido de asfalto del RAP adicionado, menor es el porcentaje de vacíos. Además el grado de rigidez del asfalto presente en el reciclado representa un papel importante, puesto que a mayor grado de envejecimiento, mayor es el porcentaje de vacíos. 99

118 Figura 56. Porcentaje de vacíos de mezclas asfálticas con adición de 20% de RAP La estabilidad en mezclas asfálticas con adición de 20% de RAP en general es menor a la de la mezcla óptima y se observa que el grado de envejecimiento influye representativamente en su comportamiento, puesto que para el envejecimiento 1 entre mayor es el contenido de asfalto en el material reciclado, menor es la estabilidad de la mezcla, mientras que para el envejecimiento 2 sucede lo contrario. Este comportamiento radica en que el envejecimiento 2 se encuentra en un grado de rigidez más alto, lo que hace que la mezcla tenga una mayor resistencia a la deformación. 100

119 Figura 57. Estabilidad de mezclas asfálticas con adición de 20% de RAP Analizando la gráfica de flujo de mezclas asfálticas con adición de 20% de RAP y comparándola con la gráfica de estabilidad de mezclas asfálticas con adición de 20% de RAP se identifica que se tienen comportamientos contrarios, lo que representa que mezclas con alta estabilidad tienen bajo flujo, y mezclas con baja estabilidad tienen alto flujo. 101

120 Figura 58. Flujo de mezclas asfálticas con adición de 20% de RAP Adición 40% RAP 60% mezcla nueva Con respecto a la siguiente gráfica, se infiere que si se adiciona 40% de RAP con altos contenidos de asfalto, el porcentaje de vacíos es menor que el presente en la mezcla óptima y se cumple con los límites de vacíos establecidos por la norma INVIAS, mientras que con bajos contenidos de asfalto, los vacíos son mayores y salen de dichos límites. Este comportamiento se cumple en ambos grados de envejecimiento. 102

121 Figura 59. Porcentaje de vacíos de mezclas asfálticas con adición de 40% de RAP Con adiciones de RAP al 40% para ambos envejecimientos se tienen estabilidades menores que las de la mezcla óptima, pero son mayores a las obtenidas con adiciones del 20%. A su vez se evidencia que la estabilidad aumenta si el contenido de asfalto es mayor al de la mezcla óptima, pero si dicho contenido es muy alto, la estabilidad tiende a disminuir debido a su pérdida en la resistencia. 103

122 Figura 60. Estabilidad de mezclas asfálticas con adición de 40% de RAP Se identifica que con adición de 40% de RAP en la mezcla, a medida que aumenta el contenido de asfalto en el RAP, aumenta el flujo, y además es mayor para las mezclas con adición de reciclado del primer envejecimiento. Comparando esta gráfica (flujo de mezclas asfálticas con adición 40% de RAP) con la obtenida para estabilidad de mezclas con 40% de adición de material reciclado, se reconoce que mezclas con alta estabilidad tienen baja deformación, y con baja estabilidad tienen alta deformación. 104

123 Figura 61. Flujo de mezclas asfálticas con adición de 40% de RAP Adición 60% RAP 40% mezcla nueva El comportamiento de las mezclas asfálticas con adición de 60% de RAP es similar al de 40% de adición del mismo, con diferencia en que con contenidos de asfalto 7.57%, la disminución del porcentajes de vacíos es mayor, y dependiendo del grado de envejecimiento puede o no salir de los límites establecidos por el INVIAS, puesto que entre menos es el grado de rigidez, menores son los vacíos presentes en la mezcla. 105

124 Figura 62. Porcentaje de vacíos de mezclas asfálticas con adición de 80% de RAP Con adiciones de 60% de RAP en la mezcla se disminuye la estabilidad en comparación a la mezcla óptima con ambos grados de envejecimiento, y se presenta un comportamiento similar al generado con adiciones del 40% pero con estabilidades más altas en el segundo envejecimiento y más bajas en el primero. El incremento de estabilidad para el envejecimiento 2 se debe a su alto grado de rigidez, y radica en que con 60% de adición de RAP, la cantidad de asfalto nuevo es baja, y se tiene mayor cantidad de asfalto reciclado que si presenta un mayor grado de envejecimiento tiene menor capacidad de fluir. 106

125 Figura 63. Estabilidad de mezclas asfálticas con adición de 80% de RAP Para porcentaje de adición de 60% de RAP en la mezcla se tiene un comportamiento muy similar al de 40%, en los cuales se presenta un aumento en el flujo de la mezcla a medida que aumenta el contenido de asfalto del material reciclado. Para contenidos de asfalto 7.57% el flujo es significativamente alto con respecto al de la mezcla óptima y supera los límites establecidos por el INVIAS, y además para este contenido de asfalto, el envejecimiento juega un papel importante, de manera que entre mayor sea su estado de rigidez, menor es el flujo. 107

126 Figura 64. Flujo de mezclas asfálticas con adición de 80% de RAP 108

127 9 CONCLUSIONES Se identificó que el RAP es un material heterogéneo que posee propiedades y características que varían significativamente de una muestra a otra, por lo que no puede ser trabajado como un material uniforme. Las variaciones se presentan en cuanto a la granulometría de los agregados pétreos y el contenido y grado de envejecimiento del asfalto, este último representado en la variación que se evidencia en los resultados obtenidos de penetración, punto de llama y punto de ignición, ductilidad, viscosidad y punto de ablandamiento, que indican diferentes grados de oxidación del asfalto. El RAP presenta diferentes granulometrías de agregados pétreos que en general, de acuerdo a la evaluación realizada, no tienen una adecuada gradación y no cumplen los requisitos establecidos en la norma INVIAS para una mezcla MDC-19. El material reciclado de pavimento puede ser incluido en una mezcla en caliente sin riesgo de inflamación, ya que el punto de ignición de este material se encuentra a elevadas temperaturas, superiores a las manejadas regularmente para mezclar y compactar, lo que permite el manejo del mismo con un margen de seguridad adecuado. Los métodos de envejecimiento de mezclas asfálticas STOA y LTOA son herramientas que permiten obtener mezclas envejecidas simulando las condiciones reales de materiales reciclados, y posibilita el control de los materiales a usar, el contenido de asfalto de la mezcla y el grado de envejecimiento. 109

128 El cloruro de metileno es un disolvente que funciona efectivamente para separar los agregados pétreos y el asfalto presentes en una mezcla asfáltica, y además permite que el asfalto sea recuperado por medio de destilación de acuerdo a los procedimientos establecidos en la norma INVIAS, sin embargo, aunque esta norma permite su uso, no menciona contraindicación alguna sobre los efectos que causa en el asfalto. En este trabajo se demostró que el cloruro de metileno modifica las propiedades reológicas del asfalto, puesto que lo hace más blando, aumenta su ductilidad, disminuye su viscosidad y su punto de ablandamiento. El contenido de asfalto presente en el RAP es un factor muy importante en el comportamiento mecánico de las mezclas asfálticas en caliente con adición del mismo. Para contenidos de asfalto en el RAP cercanos al utilizado en una mezcla óptima, se obtiene un aumento de porcentajes de vacíos, menor estabilidad y menor flujo con respecto a dicha mezcla óptima. Para contenidos de asfalto en el RAP mayores al óptimo, se presenta un aumento de vacíos cuando la adición de reciclado es del 20% y disminuyen para adiciones de 40 y 60%, la estabilidad disminuye y el flujo se encuentra cerca con respecto a la mezcla óptima. Para contenidos de asfalto en el RAP muy superiores al óptimo, se presenta un aumento de vacíos cuando la adición de reciclado es de 20% y disminuyen para adiciones de 40 y 60%, la estabilidad disminuye en mayor medida y el flujo aumenta con respecto a la mezcla óptima. Como conclusión se determina que a mayor grado de envejecimiento del RAP adicionado en una mezcla asfáltica en caliente, mayor es el porcentaje de vacíos y la estabilidad, y menor el flujo de la mezcla resultante. En las mezclas asfálticas en caliente con adición de 20% de RAP, el porcentaje de vacíos es mayor al de una mezcla óptima y no se cumplen 110

129 los parámetros requeridos por la norma INVIAS. Si en el material reciclado se tienen contenidos de asfalto muy elevados, no es recomendable utilizar adiciones de 20% de RAP, ya que si este material no se encuentra en un estado de envejecimiento alto, se presenta un comportamiento con baja estabilidad y alto flujo. Por otra parte, para contenidos no muy altos de asfalto en el material reciclado, se obtienen convenientes resultados de estabilidad y flujo sin importar el grado de envejecimiento en el que se encuentre. Para mezclas asfálticas en caliente con adición de 40% de RAP con bajos contenidos de asfalto, el porcentaje de vacíos no cumple puesto que es superior al de la mezcla óptima y supera los límites establecidos por la norma INVIAS, mientras que para contenidos de asfalto mayores en el reciclado, el porcentaje de vacíos disminuye y cumple dicha norma. La estabilidad de mezclas con este porcentaje de adición cumple para cualquier contenido de asfalto sin importar el estado de envejecimiento, aunque disminuye para contenidos de asfalto elevados. El flujo es elevado con altos contenidos de asfalto en el RAP, y supera el de la mezcla óptima y los límites del INVIAS, entretanto que para contenidos de asfalto no muy altos si se cumplen dichos requerimientos. Para adiciones de 60% de RAP en la mezcla los vacíos disminuyen en función del aumento del contenido de asfalto del material reciclado, para contenidos bajos los vacíos son mayores a los de la mezcla óptima y para altos contenidos son mucho menores que los mismos. La estabilidad se ve afectada para altos contenidos de asfalto en el reciclado puesto que aunque cumplen con la normatividad disminuyen en comparación a los obtenidos con contenidos menores de asfalto. Por último, el flujo aumenta a medida que aumenta el contenido de asfalto presente en el material reciclado, siendo representativo para altos contenidos de asfalto. 111

130 En conclusión se tiene que mezclas asfáltica en caliente con adición de RAP con contenidos de asfalto elevados o cercanos al usado en la mezcla óptima, no cumplen con los parámetros de estabilidad, flujo, porcentaje de vacíos de aire y relación de estabilidad/flujo para ningún porcentaje de adición y envejecimiento de material reciclado, sin embargo para los contenidos bajos se presenta un buen comportamiento mecánico y no se encuentran alejados de cumplir con la norma. Mientras que con contenidos de asfalto en el RAP cercanos al promedio obtenido en la caracterización realizada al RAP (6.74%) se cumplen todos los requisitos y se presentan las mejores condiciones mecánicas, no obstante es recomendable que si se tiene un alto grado de oxidación para estos asfaltos su adición en la mezcla asfáltica sea mayor al 20%. En este trabajo se identificó que en cuanto mayor es el contenido de asfalto en el RAP mayor es el flujo y menor es la estabilidad resultante de la mezcla en la que se adiciona. Además entre mayor es la adición de RAP con altos contenidos de asfalto, en la mezcla asfáltica en caliente, mayor será el asfalto total en la misma y a su vez mayor la proporción de asfalto envejecido, por lo que si se aumenta la adición de RAP se genera un aumento paralelo del grado de envejecimiento de la mezcla asfáltica resultante. Para adiciones mayores al 40% de reciclado con altos contenidos de asfalto el grado de envejecimiento influye en gran medida, puesto que si se tiene un asfalto muy rígido, contrario al comportamiento esperado por su alto contenido de asfalto, la estabilidad aumenta debido a que aunque la cantidad de asfalto total en la mezcla es elevada, la mayor parte de su proporción se encuentra endurecida y se comporta como un cuerpo rígido con bajas capacidades de fluir. En este trabajo de investigación se demostró que aunque el RAP ha perdido algunas de sus propiedades iniciales, aún posee características 112

131 que conociéndolas, permiten diseñar mezclas asfálticas en caliente con adición de RAP y obtener buenos resultados en su comportamiento mecánico. Debido a que el material reciclado es heterogéneo en cuanto al contenido de asfalto y envejecimiento del mismo, al ser adicionado en una mezcla asfáltica desconociendo sus propiedades, el comportamiento resultante de la mezcla se tornaría incierto debido a que estos factores influyen significativamente en el comportamiento de la misma. Por lo que se hace necesaria la realización de procesos empíricos para obtener buenas características en la mezcla. Como conclusión, si se conoce el contenido de asfalto y un aproximado del grado de envejecimiento presentes en el RAP a utilizar, los resultados obtenidos en este trabajo de investigación sirven como guía para que basados en dichas propiedades del RAP se puedan elegir las proporciones adecuadas de materiales nuevos y de reciclado, para obtener mezclas resultantes con buenos comportamientos mecánicos y que cumplan con los requisitos de la norma INVIAS. 113

132 10 RECOMENDACIONES Se recomienda ampliar los estudios acerca de la influencia del reciclado de pavimento asfáltico en una mezcla asfáltica en caliente, evaluando el comportamiento de las mezclas resultantes mediante la aplicación de ensayos de módulo dinámico, tracción indirecta, ahuellamiento, inmersióncompresión, y demás que apliquen. Estos estudios deben ser realizados tomando como punto de partida las mismas condiciones establecidas en el desarrollo de este trabajo, en cuanto a los contenidos de asfalto, grados de envejecimiento y porcentajes de adición del RAP, con el fin de hacer posible la continuación de este estudio, su comparación y su unificación. La estructura de este estudio puede aplicarse a la evaluación en mezclas asfálticas en tibio con adición de RAP, puesto que con esto, de encontrar buenos comportamientos mecánicos, se contribuye a disminuir la emisión de gases con efecto invernadero, el consumo de combustibles y gastos económicos. En este trabajo se evidencia que el cloruro de metileno usado como disolvente para la extracción y recuperación de asfalto, aprobado por la norma INVIAS, presenta alteraciones en el asfalto recuperado, por lo que es aconsejable ampliar las investigaciones para establecer la afectación real. Se recomienda que para hacer diseños de mezcla con adición de material reciclado, inicialmente se realice una caracterización del mismo, en el cual se obtenga el contenido de asfalto presente y de ser posible una aproximación de su grado de envejecimiento. Esto con el fin de determinar las proporciones adecuadas de materiales, tomando como guía los 114

133 resultados de este trabajo, para obtener mezclas asfálticas resultantes que presenten buenos comportamientos. Cuando se tenga RAP con bajos contenidos de asfalto, es aconsejable utilizar adiciones de hasta el 40% de este en la mezcla asfáltica, y que el asfalto nuevo utilizado en la mezcla tenga una proporción mayor que la establecida en la mezcla óptima, que aporte capacidad de fluidez a la mezcla, y así disminuya el porcentaje de vacíos y aumente el flujo. Para RAP con contenidos de asfalto elevados, se recomienda conocer el grado de envejecimiento del asfalto, puesto que si se encuentra muy endurecido se debe adicionar mayor cantidad de asfalto nuevo que aporte capacidad de fluidez a la mezcla, mientras que si su grado de envejecimiento es bajo, se debe utilizar menor cantidad de asfalto nuevo que reduzca el flujo y aumente la estabilidad de la mezcla. Para RAP con contenido de asfalto cercano al promedio identificado en este trabajo (6.74%) no se presentan restricciones en su manejo, no obstante, si se encuentra en un alto grado de envejecimiento, se recomienda adicionarlo en la mezcla asfáltica en porcentajes mayores a 20% para que tenga un porcentaje de vacíos adecuado. En general si se utiliza una adición de 20% de RAP en la mezcla asfáltica nueva, se recomienda hacer un chequeo de porcentaje de vacíos, puesto que en este trabajo se identificó que no cumple para ningún contenido de asfalto, por lo que se haría necesario adicionar mayor cantidad de asfalto nuevo. Adiciones de 60% de RAP se recomiendan cuando su contenido de asfalto no es muy elevado, puesto que en este trabajo se demuestra que cumple con porcentaje de vacíos de aire, estabilidad y flujo. 115

134 11 BIBLIOGRAFIA ALARCON IBARRA. JORGE. RECICLADO DE PAVIMENTOS ASFALTICOS EN CALIENTE EN PLANTA. Capítulo 3. {En línea}. Visitado 13 de octubre de Disponible en: 0 MÉNDEZ REVOLLO. ANGÉLICA ANDREA. EVALUACIÓN TÉCNICA Y ECONÓMICA DEL USO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO RECICLADO (RAP) EN VÍAS COLOMBIANAS. Bogotá Trabajo de grado. (Ingeniero Civil). UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA. Facultad de Ingeniería. Disponible en: %93N%20T%C3%89CNICA%20Y%20ECON%C3%93MICA%20DEL%20U SO%20DE%20PAVIMENTO%20ASF%C3%81LTICO%20RECICLADO%20 (RAP)%20EN%20V%C3%8DAS%20COLOMBIANAS.pdf INSTITUTO NACIONAL DE VIAS. Reciclado del pavimento, una técnica viable y económica para las vías. {En línea}. Publicado 06 de septiembre de Disponible en: HERRERA GUERRA, CARMEN. Seguimiento al diagnóstico, diseño y construcción de la rehabilitación de las rutas sitp-suba-bogota con estabilización de base granular estabilizada asfalto caliente y reciclado de carpeta asfáltica. Bogotá Tesis de maestría. (Ingeniero civil). 116

135 Universidad militar Nueva Granada. Facultad de ingeniería civil. Disponible en: AFIA%20(100%25)con%20caratula%20( )%20ok.pdf INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Especificaciones generales de construcción de carrteras y normas de ensayo para materiales de carretera. Disponible en: documento-tecnicos/1988-especificaciones-generales-de-construccion-decarreteras-y-normas-de-ensayo-para-materiales-de-carreteras INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Evaluación de la susceptibilidad al agua de las mezclas asfálticas compactadas utilizando la prueba de Tracción Indirecta. INVIAS Disponible en : ftp://ftp.ani.gov.co/segunda%20ola/villavicencio%20yopal/4.- %20Est%20Hidra%C3%BAlica/Auxiliar/ANX12%20Especificaciones%20Te cnicas%20invias/normas%20invias/normas/invias/ensayos/norma%20inv %20E pdf HERNANDEZ HERNANDES, PABLO JOSÉ. Evaluación del comportamiento mecánico de mezclas asfálticas utilizando pavimento reciclado, ligantes hidráulicos y emulsiones asfálticas. Bogotá, Colombia Tesis especialización. (Ingeniero Civil. Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería Civil. ARIAS. GEORGE. MEZCLAS ASFALTICAS. {En línea}. Publicado 10 de abril de Visitado 15 de octubre de Disponible en: 117

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137 ANEXO A. RESULTADOS DE ENSAYOS DE LABORATORIOS EJECUTADOS PARA LA CARÁCTERIZACIÓN DE LAS MUESTRAS DE RECICLADO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO (RAP) 119

138 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE EXTRACCIÓN DE ASFALTO EN CENTRIFUGA INVIAS E-732 (CONTENIDO DE ASFALTO MUESTRA 1 Y 2 DE RAP) CONTENIDO DE ASFALTO (%) 6,98 CONTENIDO DE ASFALTO (%) 6,96 120

139 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE EXTRACCIÓN DE ASFALTO EN CENTRIFUGA INVIAS E-732 (CONTENIDO DE ASFALTO MUESTRA 3 Y 4 DE RAP) MUESTRA 3 Recipiente 12A 3A 8A 10A 9A 11A 15A 5A 7A 6A 1A 13A 17A Masa de recipiente 63,21 58,69 63,43 64,26 58,81 61,41 62,86 70,11 59,83 60,07 58,19 60,58 60,16 Masa inicial (g) 1000, , , , , , , , , , , , ,07 Masa material extraido (g) 928,40 924,99 923,91 926,06 926,84 928,24 918,26 927,04 920,97 925,00 927,83 926,14 928,08 Masa filtro inicial (g) 13,64 13,54 13,68 13,61 13,65 13,62 13,62 13,64 13,97 13,70 13,91 13,71 13,59 Masa filtro final (g) 14,31 14,13 14,24 14,85 14,78 14,89 14,42 14,80 14,67 14,39 14,81 14,94 14,57 Peso asfalto extraido (g) 72,66 76,04 77,07 75,97 74,71 73,31 82,59 74,58 79,78 76,20 74,54 75,16 72,97 Contenido de asfalto (%) 7,26 7,60 7,70 7,59 7,47 7,33 8,26 7,45 7,98 7,62 7,44 7,52 7,30 CONTENIDO DE ASFALTO (%) 7,57 MUESTRA 4 Recipiente 8A 17A 15A 1A 9A 3A 11A 13A 10A 12A 6A 7A Masa de recipiente 63,00 59,60 62,40 58,00 58,60 58,40 61,40 60,40 64,20 63,20 59,80 59,80 Masa inicial (g) 1001, , , , , , , , , , , ,00 Masa material extraido (g) 943,60 942,00 934,40 934,80 932,00 926,20 935,60 931,00 934,20 934,80 938,40 936,00 Masa filtro inicial (g) 13,72 13,66 13,86 13,72 13,80 13,80 13,74 13,82 13,89 13,80 13,69 13,78 Masa filtro final (g) 15,04 14,58 14,74 14,90 14,64 14,20 15,17 14,97 14,41 14,74 15,65 15,38 Peso asfalto extraido (g) 59,52 60,12 67,48 66,58 70,04 75,60 66,03 71,75 67,32 67,14 64,76 66,60 Contenido de asfalto (%) 5,94 6,00 6,74 6,66 7,00 7,55 6,60 7,16 6,73 6,71 6,47 6,65 CONTENIDO DE ASFALTO (%) 6,67 121

140 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE EXTRACCIÓN DE ASFALTO EN CENTRIFUGA INVIAS E-732 (CONTENIDO DE ASFALTO MUESTRA 5 Y 6 DE RAP) MUESTRA 5 Recipiente 1A 3A 6A 7A 8A 9A 10A 11A 12A 13A 15A 17A Masa de recipiente 58,00 58,40 59,80 59,80 63,20 58,80 64,00 61,20 63,20 60,40 62,60 59,80 Masa inicial (g) 1000, , , , , , , , , , , ,80 Masa material extraido (g) 932,20 936,60 939,60 935,80 941,40 942,20 934,60 940,60 939,40 940,00 941,80 939,00 Masa filtro inicial (g) 13,78 14,04 13,87 13,84 13,82 13,55 13,82 13,48 13,69 13,81 13,71 13,60 Masa filtro final (g) 14,99 15,35 15,20 15,20 14,54 14,69 15,08 14,38 15,09 14,63 15,07 15 Peso asfalto extraido (g) 69,81 64,91 63,33 66,16 60,72 60,54 66,86 60,30 62,00 61,82 59,96 63,20 Contenido de asfalto (%) 6,98 6,49 6,32 6,61 6,06 6,04 6,68 6,03 6,20 6,18 5,99 6,31 CONTENIDO DE ASFALTO (%) 6,35 MUESTRA 6 Recipiente 1A 2A 3A 6A 7A 8A 9A 10A 11A 12A 13A 14A 15A Masa de recipiente 58,20 60,80 58,60 60,00 60,00 63,40 58,80 64,00 61,00 63,00 60,40 63,00 62,60 Masa inicial (g) 1000, , , , , , , , , , , , ,00 Masa material extraido (g) 952,20 950,80 951,60 950,60 952,20 954,40 950,00 950,60 947,80 953,40 946,60 954,00 948,20 Masa filtro inicial (g) 13,70 13,69 13,78 13,85 13,82 13,87 13,87 13,78 13,78 13,84 13,66 12,13 13,93 Masa filtro final (g) 15,43 14,88 15,37 15,24 14,88 15,00 14,83 15,22 15,25 14,89 14,70 13,19 14,7 Peso asfalto extraido (g) 50,13 51,79 50,79 51,39 50,66 46,73 51,36 50,84 53,87 48,65 54,64 48,26 52,57 Contenido de asfalto (%) 5,01 5,17 5,07 5,14 5,06 4,67 5,13 5,08 5,39 4,86 5,46 4,82 5,26 CONTENIDO DE ASFALTO (%) 5,06 122

141 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO RECICLADO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO - MUESTRA 1 Peso inicial seco del agregado pétreo (gr) Peso seco del agregado pétreo despues del lavado (gr) Porcentaje finos pasa No.200 (%) ,58 No TAMIZ DIAMETRO DIAMETRO MASA DE SUELO PORCENTAJE PORCENTAJE (mm) (Pulg) RETENIDO (gr) RETENIDO (%) QUE PASA (%) 1'' 25, ,6 1,80% 98,20% 3/4'' 19,1 0,75 205,6 3,18% 95,02% 1/2'' 12,7 0,5 427,8 6,62% 88,40% 3/8'' 9,52 0, ,6 3,43% 84,97% 4 4,76 0, ,60% 64,37% , ,58% 44,79% 40 0,42 0, ,4 24,21% 20,57% 80 0,18 0, ,2 6,17% 14,40% 200 0,075 0, ,26% 8,13% FONDO 525,72 8,13% 0,00% MASA TOTAL 6464,92 100,00% 123

142 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO RECICLADO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO - MUESTRA 2 Peso inicial seco del agregado pétreo (gr) Peso seco del agregado pétreo despues del lavado (gr) Porcentaje finos pasa No.200 (%) 12849, ,62 No TAMIZ DIAMETRO DIAMETRO MASA DE SUELO PORCENTAJE PORCENTAJE (mm) (Pulg) RETENIDO (gr) RETENIDO (%) QUE PASA (%) 1'' 25, ,00% 100,00% 3/4'' 19,1 0, ,25% 99,75% 1/2'' 12,7 0,5 237,16 3,76% 95,99% 3/8'' 9,52 0, ,04 3,66% 92,32% 4 4,76 0, ,4 23,25% 69,08% , ,94 17,36% 51,72% 40 0,42 0, ,75 23,25% 28,46% 80 0,18 0, ,28 15,49% 12,97% 200 0,075 0, ,33 7,42% 5,54% FONDO 349,67 5,54% 0,00% MASA TOTAL 6307,57 100,00% 124

143 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO RECICLADO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO - MUESTRA 3 Peso inicial seco del agregado pétreo (gr) Peso seco del agregado pétreo despues del lavado (gr) Porcentaje finos pasa No.200 (%) 11974, ,41 15,07 No TAMIZ DIAMETRO DIAMETRO MASA DE SUELO PORCENTAJE PORCENTAJE (mm) (Pulg) RETENIDO (gr) RETENIDO (%) QUE PASA (%) 1'' 25, ,00% 100,00% 3/4'' 19,1 0,75 79,45 1,15% 98,85% 1/2'' 12,7 0,5 282,1 4,10% 94,75% 3/8'' 9,52 0, ,04% 89,71% 4 4,76 0, ,65 13,03% 76,68% , ,92 11,79% 64,89% 40 0,42 0, ,12 18,94% 45,95% 80 0,18 0, ,2 24,14% 21,82% 200 0,075 0, ,94 8,55% 13,26% FONDO 913,48 13,26% 0,00% MASA TOTAL 6886,86 100,00% 125

144 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO RECICLADO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO - MUESTRA 4 Peso inicial seco del agregado pétreo (gr) Peso seco del agregado pétreo despues del lavado (gr) Porcentaje finos pasa No.200 (%) 11173, ,2 10,13 No TAMIZ DIAMETRO DIAMETRO MASA DE SUELO PORCENTAJE PORCENTAJE (mm) (Pulg) RETENIDO (gr) RETENIDO (%) QUE PASA (%) 1'' 25,4 1 28,6 0,43% 99,57% 3/4'' 19,1 0, ,74% 96,82% 1/2'' 12,7 0,5 651,8 9,88% 86,94% 3/8'' 9,52 0, ,44% 80,49% 4 4,76 0, ,2 18,23% 62,26% , ,52% 50,74% 40 0,42 0, ,60% 36,13% 80 0,18 0, ,8 19,32% 16,82% 200 0,075 0, ,6 7,12% 9,70% FONDO 639,48 9,70% 0,00% MASA TOTAL 6594,48 100,00% 126

145 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO RECICLADO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO - MUESTRA 5 Peso inicial seco del agregado pétreo (gr) Peso seco del agregado pétreo despues del lavado (gr) Porcentaje finos pasa No.200 (%) 11263, ,34 No TAMIZ DIAMETRO DIAMETRO MASA DE SUELO PORCENTAJE PORCENTAJE (mm) (Pulg) RETENIDO (gr) RETENIDO (%) QUE PASA (%) 1'' 25, ,89% 99,11% 3/4'' 19,1 0,75 271,6 4,04% 95,07% 1/2'' 12,7 0, ,36% 83,72% 3/8'' 9,52 0, ,4 8,00% 75,71% 4 4,76 0, ,04% 56,67% , ,6 10,68% 45,99% 40 0,42 0, ,6 12,98% 33,01% 80 0,18 0, ,2 16,17% 16,84% 200 0,075 0, ,40% 11,44% FONDO 769,77 11,44% 0,00% MASA TOTAL 6728,17 100,00% 127

146 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO RECICLADO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO - MUESTRA 6 Peso inicial seco del agregado pétreo (gr) Peso seco del agregado pétreo despues del lavado (gr) Porcentaje finos pasa No.200 (%) 12362, ,2 16,53 No TAMIZ DIAMETRO DIAMETRO MASA DE SUELO PORCENTAJE PORCENTAJE (mm) (Pulg) RETENIDO (gr) RETENIDO (%) QUE PASA (%) 1'' 25, ,00% 100,00% 3/4'' 19,1 0,75 77,4 1,11% 98,89% 1/2'' 12,7 0, ,38% 90,51% 3/8'' 9,52 0, ,6 7,56% 82,95% 4 4,76 0, ,2 17,06% 65,89% , ,74% 52,15% 40 0,42 0, ,6 17,12% 35,03% 80 0,18 0, ,2 13,30% 21,73% 200 0,075 0, ,6 7,04% 14,69% FONDO 1023,45 14,69% 0,00% MASA TOTAL 6966,05 100,00% 128

147 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE RESULTADOS ENSAYOS DE PUNTO DE LLAMA Y PUNTO DE IGNICIÓN (INV E ) Y PENETRACIÓN (INV E ) DE ASFALTO RECUPERADO DE MUESTRAS DE RAP MUESTRA PUNTO PUNTO DE IGNICIÓN INFLAMACIÓN MUESTRA C 310 C MUESTRA C 260 C MUESTRA C 190 C MUESTRA c 290 C MUESTRA C 290 C MUESTRA C 270 C MUESTRA Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Muestra 4 Muestra 5 Muestra 6 PENETRACIÓN MOLDE PENETRACIÓN PENETRACIÓN PENETRACIÓN PENETRACIÓN (mm) Molde 1 3 2,5 2,6 2,7 Molde 2 2,6 2,8 2,60 2,67 Molde 1 2,4 2,8 2,40 2,53 Molde 2 2,60 2,4 2,40 2,47 Molde 1 1,70 1,7 1,70 1,70 Molde 2 1,60 1,7 1,70 1,67 Molde 1 2,50 2,9 2,40 2,60 Molde 2 2,90 2,8 2,70 2,80 Molde 1 2,50 2,6 2,40 2,50 Molde 2 2,20 2,2 2,40 2,27 Molde 1 0,50 0,7 0,60 0,60 Molde 2 0,50 0,60 0,70 0,60 PENETRACIÓN 26,7 24,

148 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE RESULTADOS ENSAYOS DE VISCOSIDAD (INV E ) DE ASFALTO RECUPERADO DE MUESTRAS DE RAP MUESTRA TEMPERATURA C VISCOSIDAD 1 (centisokes) VISCOSIDAD 2 (centisokes) VISCOSIDAD 3 (centisokes) VISCOSIDAD PROMEDIO (centipoises) Muestra , , , ,00 Muestra , , , ,00 Muestra , , , ,33 Muestra , , , ,33 Muestra , , , ,67 Muestra , , , ,00 MUESTRA TEMPERATURA C VISCOSIDAD 110 C-120 C VISCOSIDAD 1 (centisokes) VISCOSIDAD 135 C VISCOSIDAD 2 (centisokes) VISCOSIDAD 3 (centisokes) VISCOSIDAD PROMEDIO (centipoises) Muestra ,00 925,00 925,00 925,00 Muestra , , , ,00 Muestra , , , ,00 Muestra , , , ,00 Muestra , , , ,00 Muestra , , , ,00 130

149 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE RESULTADOS ENSAYOS DE PUNTO DE ABLANDAMIENTO (INV E ) Y DUCTILIDAD (INV E ) DE ASFALTO RECUPERADO DE MUESTRAS DE RAP PUNTO DE ABLANDAMIENTO MUESTRA VALOR 1 ( C) VALOR 2 ( C) PROMEDIO ( C) Muestra 1 57,80 58,20 58,00 Muestra 2 65,00 65,60 65,30 Muestra 3 65,60 65,80 65,70 Muestra 4 67,80 68,20 68,00 Muestra 5 66,60 67,20 66,90 Muestra 6 74,60 75,00 74,80 DUCTILIDAD MUESTRA MOLDE 1 MOLDE 2 MOLDE 3 DUCTILIDAD (cm) Muestra 1 29,25 33,50 38,25 33,67 Muestra 2 8,25 12,50 14,00 11,58 Muestra 3 16,25 18,50 19,00 17,92 Muestra 4 15,00 19,50 20,00 18,17 Muestra 5 17,00 18,50 20,00 18,50 Muestra 6 6,25 6,75 6,75 6,58 131

150 ANEXO B. DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA DENSA EN CALIENTE MDC

151 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE CURVA DE CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO (INV E ) TEMPERATURA ºC MASA (g) 20,2 7475,8 20,6 7474,0 24,0 7471,6 28,1 7468,0 32,7 7403,2 133

152 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA (INV E ) GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK (INV E ) PARA MEZCLA ASFÁLTICA ÓPTIMA GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA % ASFALTO 4,50 5,00 5,50 6,00 Masa picnómetro + tapa 3092, , , ,20 Masa seca en el aire (A) 1492, , , ,40 Masa picnómetro + tapa + muestra + agua (G y E) 8356, , , ,20 Temperatura agua (ºC) 21,60 22,60 21,40 20,70 Masa picnómetro + tapa + agua (F y D) 7473, , , ,93 H= 0,10 0,05 0,10 0,15 dw= 0, , , ,99800 GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA 2,452 2,437 2,447 2,465 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK Masa del espécimen seco en el aire, g, (A) 1188,1 1184,1 1185,3 1187,2 Masa en el aire del espécimen saturado y superfic 1192,3 1186,6 1186, ,1 Masa del espécimen en agua, g. (C ) 670,45 669,75 673,15 678,05 Absorción de agua 0,80 0,48 0,30 0,18 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK A 22,5ºC 2,28 2,29 2,31 2,33 FACTOR DE CORRECCIÓN DE K 1, , , ,00061 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK A 25ºC 2,28 2,29 2,31 2,33 134

153 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE PORCENTAJE DE VACÍOS DE AIRE EN LA MEZCLA ASFÁLTICA ÓPTIMA (INV E ) CALCULO PORCENTAJE DE VACÍOS Gravedad específica bulk (Gmb) 2,28 2,29 2,31 2,33 Gravedad específica máxima teórica (Gmm) 2,452 2,437 2,447 2,465 Grado de compactación (%Gmm) 92, , , , PORCENTAJE VACÍOS DE AIRE (%Va) 7,08 5,94 5,63 5,52 135

154 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ESTABILIDAD DE LA MEZCLA ASFÁLTICA ÓPTIMA (INV E ) POR APARATO MARSHALL CONTENIDO DE ASFALTO 4.5% PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCIÓN K ESTABILIDAD FINAL (Kg) 64, , ,45 64, , ,42 65, , ,79 64, , ,25 CONTENIDO DE ASFALTO 5,0% PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCIÓN K ESTABILIDAD FINAL (Kg) 64, , ,294 64, , ,78 65, , ,06 63, , ,45 CONTENIDO DE ASFALTO 5.5% PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCIÓN K ESTABILIDAD FINAL (Kg) 65, , ,16 64, , ,9 63, , ,08 64, , ,03 CONTENIDO DE ASFALTO 6,0% PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) ESTABILIDAD FACTOR CORRECCIÓN K ESTABILIDAD FINAL (Kg) 64, , ,72 64, , ,27 64, , ,5 63, , ,8 PROMEDIO ESTABILIDAD 1886,2275 PROMEDIO ESTABILIDAD 2050,396 PROMEDIO ESTABILIDAD 1900,0425 PROMEDIO ESTABILIDAD 1601,5725 ESTABILIDAD (N) 18503,89 ESTABILIDAD (N) 20114,38 ESTABILIDAD (N) 18639,42 ESTABILIDAD (N) 15711,43 136

155 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE FLUJO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA ÓPTIMA (INV E ) POR APARATO MARSHALL DEFORMACIÓN (FLUJO) % ASFALTO FLUJO-1 (in) FLUJO-2 (in) FLUJO-3 (in) FLUJO-4 (in) PROMEDIO FLUJO (in) FLUJO (mm) 4,50% 0,11 0,11 0,11 0,14 0,1175 2,98 5,00% 0,14 0,13 0,13 0,12 0,13 3,30 5,50% 0,15 0,15 0,17 0,16 0,1575 4,00 6,00% 0,18 0,15 0,16 0,16 0,1625 4,13 137

156 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE RELACIÓN ESTABILIDAD-FLUJO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA ÓPTIMA RELACIÓN ESTABILIDAD / FLUJO % ASFALTO ESTABILIDAD (KN) FLUJO (mm) RELACIÓN E/F 4,50% 18,50 2,98 6,20 5,00% 20,11 3,30 6,09 5,50% 18,64 4,00 4,66 6,00% 15,71 4,13 3,81 138

157 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE RESULTADOS DE MEZCLA ASFÁLTICA ÓPTIMA 5,1% DE CONTENIDO DE ASFALTO 139

158 ANEXO C. RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE CON ADICIÓN DE RAP 140

159 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE CARACTERIZACIÓN ASFALTO NUEVO DUCTILIDAD MUESTRA MOLDE 1 MOLDE 2 MOLDE 3 DUCTILIDAD (cm) Asfalto nuevo >150 >150 >150 >150 MUESTRA MOLDE PENETRACIÓN 1 PENETRACIÓN 2 PENETRACIÓN 3 PENETRACIÓN PENETRACIÓN Molde 1 60,00 68,00 63,00 63,67 Asfalto nuevo 66,7 Molde 2 65,00 67,00 68,00 66,7 MUESTRA PUNTO IGNICIÓN PUNTO DE MUESTRA ( C) INFLAMACIÓN ( C) Asfalto nuevo PUNTO DE ABLANDAMIENTO MUESTRA VALOR 1 ( C) VALOR 2 ( C) PROMEDIO ( C) Asfalto nuevo 47,60 48,00 47,80 TEMPERATURA C VISCOSIDAD VISCOSIDAD 1 (centisokes) VISCOSIDAD 2 (centisokes) VISCOSIDAD 3 (centisokes) VISCOSIDAD PROMEDIO (centipoises) Asfalto nuevo , , , ,00 Asfalto nuevo ,50 262,50 262,50 262,50 141

160 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE CARACTERIZACIÓN ASFALTO RECUPERADO DE RAP SIMULADO MUESTRA MOLDE PENETRACIÓN 1 PENETRACIÓN 2 PENETRACIÓN 3 PENETRACIÓN PENETRACIÓN Molde 1 4,30 4,20 3,80 4,10 RAP simulado 41 Molde 2 4,50 3,80 4,00 4,10 MUESTRA DUCTILIDAD MUESTRA MOLDE 1 MOLDE 2 MOLDE 3 DUCTILIDAD (cm) RAP simulado 55,75 58,00 59,00 57,58 PUNTO IGNICIÓN PUNTO DE MUESTRA ( C) INFLAMACIÓN ( C) RAP simulado PUNTO DE ABLANDAMIENTO MUESTRA VALOR 1 ( C) VALOR 2 ( C) PROMEDIO ( C) RAP simulado 60,20 60,60 60,40 TEMPERATURA C VISCOSIDAD 1 (centisokes) VISCOSIDAD VISCOSIDAD 2 (centisokes) VISCOSIDAD 3 (centisokes) VISCOSIDAD PROMEDIO (centipoises) RAP simulado , , , ,33 RAP simulado ,50 337,50 337,50 337,50 142

161 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE CARACTERIZACIÓN ASFALTO CON CLORURO DE METILENO DUCTILIDAD MUESTRA MOLDE 1 MOLDE 2 MOLDE 3 DUCTILIDAD (cm) Asfalto con cloruro de metileno >150 >150 >150 >150 MUESTRA MOLDE PENETRACIÓN 1 PENETRACIÓN 2 PENETRACIÓN 3 PENETRACIÓN PENETRACIÓN Asfalto con cloruro Molde 1 98,00 92,00 87,00 92,33 90,7 de metileno Molde 2 90,00 90,00 92,00 90,7 MUESTRA Asfalto con cloruro de metileno MUESTRA Asfalto con cloruro de metileno PUNTO IGNICIÓN ( C) PUNTO DE INFLAMACIÓN ( C) PUNTO DE ABLANDAMIENTO MUESTRA VALOR 1 ( C) VALOR 2 ( C) PROMEDIO ( C) Asfalto con cloruro de metileno 39,20 39,60 39,40 TEMPERATURA C VISCOSIDAD VISCOSIDAD 1 (centisokes) VISCOSIDAD 2 (centisokes) VISCOSIDAD 3 (centisokes) VISCOSIDAD PROMEDIO (centipoises) ,50 937,50 937,50 937, ,50 162,50 162,50 162,50 143

162 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA (INV E ) GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK (INV E ) PARA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 5,06% ENVEJECIMIENTO 1 GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA % Asfalto en RAP 5,06 5,06 5,06 % RAP 20,00 40,00 60,00 Masa picnómetro + tapa 3092, , ,20 Masa seca en el aire (A) 1500, , ,20 Masa picnómetro + tapa + muestra + agua (G y E) 8347, , ,60 Temperatura agua (ºC) 23,00 22,00 24,50 Masa picnómetro + tapa + agua (F y D) 7472, , ,30 H= N.A. 0,08 N.A. dw= N.A. 0,9977 N.A. GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA 2,40 2,42 2,42 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK Temperatura de ensayo (ºC) 25,00 25,00 25,00 % Asfalto en RAP 5,06 5,06 5,06 % RAP 20,00 40,00 60,00 Masa del espécimen seco en el aire, g, (A) 1188, , ,15 Masa en el aire del espécimen saturado y superficie 1194, , ,60 Masa del espécimen en agua, g. (C ) 665,75 668,70 675,75 Absorción de agua 1,26 0,93 1,05 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK A 25ºC 2,25 2,26 2,29 144

163 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE PORCENTAJE DE VACÍOS DE AIRE EN LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTEDIDO DE ASFALTO 5,06% ENVEJECIMIENTO 1 (INV E ) CÁLCULO PORCENTAJE DE VACÍOS % Asfalto en RAP 5,06 5,06 5,06 % RAP 20,00 40,00 60,00 Gravedad específica bulk (Gmb) 2,25 2,26 2,29 Gravedad máxima teórica (Gmm) 2,40 2,42 2,42 Grado de compactación (%Gmm) 93,61 93,41 94,50 PORCENTAJE VACÍOS DE AIRE (%Va) 6,39 6,59 5,50 145

164 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ESTABILIDAD DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 5,06% ENVEJECIMIENTO 1 (INV E ) ADICIÓN DE RAP 20% ESTABILIDAD (RAP CON ASFALTO 5,06%) PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCIÓN K ESTABILIDA D FINAL (Kg) PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 65, , ,538 65, , ,513 64, , ,8 64, , ,2 ADICIÓN DE RAP 40% 1470, ,83 PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCIÓN K ESTABILIDA D FINAL (Kg) PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 65, , ,277 65, , ,322 65, , ,901 63, , ,816 ADICIÓN DE RAP 60% 1576, ,79 PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCIÓN K ESTABILIDA D FINAL (Kg) PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 65, , ,684 64, , ,102 65, , ,114 65, , , , ,40 146

165 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE FLUJO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 5,06% ENVEJECIMIENTO 1 (INV E ) FLUJO (RAP CON % ASFALTO= 5,06%) % ADICIÓN RAP FLUJO 1 FLUJO 2 FLUJO 3 FLUJO 4 PROMEDIO FLUJO (mm) (in) (in) (in) (in) FLUJO 20 0,11 0,10 0,11 0,10 0,11 2, ,12 0,11 0,10 0,11 0,11 2, ,09 0,10 0,10 0,11 0,10 2,54 147

166 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE RELACIÓN ESTABILIDAD-FLUJO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 5,06% ENVEJECIMIENTO 1 RELACIÓN ESTABILIDAD / FLUJO (RAP CON % ASFALTO= 5,06%) % ADICIÓN ESTABILIDAD RAP (KN) FLUJO (mm) RELACIÓN E/F 20,00 14,42 2,67 5,41 40,00 15,46 2,79 5,53 60,00 18,04 2,54 7,10 148

167 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA (INV E ) GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK (INV E ) PARA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 6,74% ENVEJECIMIENTO 1 GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA % Asfalto en RAP 6,74 6,74 6,74 % RAP 20,00 40,00 60,00 Masa picnómetro + tapa 3092, , ,20 Masa seca en el aire (A) 1500, , ,20 Masa picnómetro + tapa + muestra + agua (G y E) 8353, , ,20 Temperatura agua (ºC) 23,00 21,50 24,00 Masa picnómetro + tapa + agua (F y D) 7472, , ,60 H= N.A. 0,09 N.A. dw= N.A. 0,9978 N.A. GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA 2,42 2,41 2,43 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK Temperatura de ensayo (ºC) 25,00 25,00 25,00 % Asfalto en RAP 6,74 6,74 6,74 % RAP 20,00 40,00 60,00 Masa del espécimen seco en el aire, g, (A) 1242, , ,95 Masa en el aire del espécimen saturado y superfic 1246, , ,95 Masa del espécimen en agua, g. (C ) 700,45 674,05 678,60 Absorción de agua 0,63 0,15 0,19 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK A 25ºC 2,28 2,30 2,32 149

168 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE PORCENTAJE DE VACÍOS DE AIRE EN LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTEDIDO DE ASFALTO 6,74% ENVEJECIMIENTO 1 (INV E ) CÁLCULO PORCENTAJE DE VACÍOS % Asfalto en RAP 6,74 6,74 6,74 % RAP 20,00 40,00 60,00 Gravedad específica bulk (Gmb) 2,28 2,30 2,32 Gravedad máxima teórica (Gmm) 2,42 2,41 2,43 Grado de compactación (%Gmm) 93,94 95,50 95,56 PORCENTAJE VACÍOS DE AIRE (%Va) 6,06 4,50 4,44 150

169 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ESTABILIDAD DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 6,74% ENVEJECIMIENTO 1 (INV E ) ADICIÓN DE RAP 20% ESTABILIDAD (RAP con asfalto 6,74%) PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCIÓN K ESTABILIDAD FINAL (Kg) PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 65, , ,758 65, , ,216 67, , ,64 64, , ,2 ADICIÓN DE RAP 40% PROMEDIO ESTABILIDAD FACTOR ESTABILIDAD (Kg) CORRECCIÓN K FINAL (Kg) 63, , ,86 63, , ,154 63, , , , , ,112 ADICIÓN DE RAP 60% PROMEDIO ESTABILIDAD FACTOR ESTABILIDAD (Kg) CORRECCIÓN K FINAL (Kg) 64, , ,2 63, , ,605 64, , ,845 64, , , , ,39 PROMEDIO ESTABILIDAD PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 1684, ,93 ESTABILIDAD (N) 1673, ,28 151

170 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE FLUJO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 6,74% ENVEJECIMIENTO 1 (INV E ) FLUJO (RAP CON % ASFALTO= 6,74%) % ADICIÓN PROMEDIO FLUJO 1 (in) FLUJO 2 (in) FLUJO 3 (in) FLUJO 4 (in) FLUJO (mm) RAP FLUJO 20 0,12 0,11 0,15 0,11 0,12 3, ,13 0,13 0,12 0,11 0,12 3, ,14 0,12 0,14 0,12 0,13 3,30 152

171 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE RELACIÓN ESTABILIDAD-FLUJO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 6,74% ENVEJECIMIENTO 1 RELACIÓN ESTABILIDAD / FLUJO (RAP CON % ASFALTO= 6,74%) % ADICIÓN ESTABILIDAD RAP (KN) FLUJO (mm) RELACIÓN E/F 20,00 12,06 3,11 3,88 40,00 16,52 3,11 5,31 60,00 16,41 3,30 4,97 153

172 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA (INV E ) GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK (INV E ) PARA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 7,57% ENVEJECIMIENTO 1 GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA % Asfalto en RAP 7,57 7,57 7,57 % RAP 20,00 40,00 60,00 Masa picnómetro + tapa 3092, , ,20 Masa seca en el aire (A) 1500, , ,00 Masa picnómetro + tapa + muestra + agua (G y E) 8355, , ,80 Temperatura agua (ºC) 21,40 25,00 22,00 Masa picnómetro + tapa + agua (F y D) 7473, , ,00 H= 0,09 N.A. 0,08 dw= 0,9978 N.A. 0,9977 GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA 2,43 2,43 2,41 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK Temperatura de ensayo (ºC) 23,00 23,00 23,00 % Asfalto en RAP 7,57 7,57 7,57 % RAP 20,00 40,00 60,00 Masa del espécimen seco en el aire, g, (A) 1190, , ,30 Masa en el aire del espécimen saturado y superfic 1193, , ,70 Masa del espécimen en agua, g. (C ) 670,80 675,75 676,10 Absorción de agua 0,49 0,10 0,08 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK A 25ºC 2,28 2,32 2,32 154

173 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE PORCENTAJE DE VACÍOS DE AIRE EN LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTEDIDO DE ASFALTO 7,57% ENVEJECIMIENTO 1 (INV E ) CÁLCULO PORCENTAJE DE VACÍOS % Asfalto en RAP 7,57 7,57 7,57 % RAP Gravedad específica bulk (Gmb) 2,28 2,32 2,32 Gravedad máxima teórica (Gmm) 2,43 2,43 2,41 Grado de compactación (%Gmm) 93,79 95,16 96,23 PORCENTAJE VACÍOS DE AIRE (%Va) 6,21 4,84 3,77 155

174 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ESTABILIDAD DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 7,57% ENVEJECIMIENTO 1 (INV E ) ESTABILIDAD (RAP CON ASFALTO 7,57%) ADICIÓN DE RAP 20% ESPESOR PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCIÓN K ESTABILIDAD FINAL (Kg) 65, , ,495 65, , ,68 66, , ,712 66, , ,45 ADICIÓN DE RAP 40% ESPESOR PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCIÓN K ESTABILIDAD FINAL (Kg) 64, , ,074 64, , ,23 64, , , , , ,178 ADICIÓN DE RAP 60% ESPESOR PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCIÓN K ESTABILIDAD FINAL (Kg) 64, , ,292 64, , ,048 62, , ,184 63, , ,232 PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 1139, ,77 PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 1398, ,43 PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 1329, ,80 156

175 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE FLUJO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 7,57% ENVEJECIMIENTO 1 (INV E ) FLUJO (RAP CON % ASFALTO= 7,57%) % ADICIÓN PROMEDIO FLUJO 1 (in) FLUJO 1 (in) FLUJO 1 (in) FLUJO 1 (in) FLUJO (mm) RAP FLUJO 20,00 0,17 0,14 0,14 0,15 0,15 3,81 40,00 0,18 0,16 0,18 0,16 0,17 4,32 60,00 0,16 0,17 0,22 0,18 0,18 4,64 157

176 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE RELACIÓN ESTABILIDAD-FLUJO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 7,57% ENVEJECIMIENTO 1 RELACIÓN ESTABILIDAD / FLUJO (RAP CON % ASFALTO= 7,57%) % ADICIÓN ESTABILIDAD RAP (KN) FLUJO (mm) RELACIÓN E/F 20,00 11,18 3,81 2,93 40,00 13,72 4,32 3,18 60,00 13,04 4,64 2,81 158

177 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA (INV E ) GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK (INV E ) PARA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 5,06% ENVEJECIMIENTO 2 GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA % Asfalto en RAP 5,06 5,06 5,06 % RAP 20,00 40,00 60,00 Masa picnómetro + tapa 3092, , ,20 Masa seca en el aire (A) 1500, , ,00 Masa picnómetro + tapa + muestra + agua (G y E) 8363, , ,60 Temperatura agua (ºC) 24,10 22,80 21,70 Masa picnómetro + tapa + agua (F y D) 7471, , ,20 H= N.A. N.A. 0,08 dw= N.A. N.A. 0,9978 GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA 2,46 2,44 2,43 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK Temperatura de ensayo (ºC) 25,00 25,00 25,00 % Asfalto en RAP 5,06 5,06 5,06 % RAP 20,00 40,00 60,00 Masa del espécimen seco en el aire, g, (A) 1188, , ,85 Masa en el aire del espécimen saturado y superficie 1194, , ,10 Masa del espécimen en agua, g. (C ) 670,90 670,30 670,45 Absorción de agua 1,14 1,45 1,00 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK A 25ºC 2,27 2,26 2,27 159

178 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE PORCENTAJE DE VACÍOS DE AIRE EN LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTEDIDO DE ASFALTO 5,06% ENVEJECIMIENTO 2 (INV E ) CÁLCULO PORCENTAJE DE VACÍOS % Asfalto en RAP 5,06 5,06 5,06 % RAP 20,00 40,00 60,00 Gravedad específica bulk (Gmb) 2,27 2,26 2,27 Gravedad máxima teórica (Gmm) 2,46 2,44 2,43 Grado de compactación (%Gmm) 92,08 92,53 93,34 PORCENTAJE VACÍOS DE AIRE (%Va) 7,92 7,47 6,66 160

179 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ESTABILIDAD DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 5,06% ENVEJECIMIENTO 2 (INV E ) ADICIÓN DE RAP 20% ESTABILIDAD (RAP CON ASFALTO 5,06%) PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCIÓN K ESTABILIDA D FINAL (Kg) PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 66, , ,804 65, , ,874 64, , ,275 65, , ,064 ADICIÓN DE RAP 40% 1381, ,65 PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCIÓN K ESTABILIDA D FINAL (Kg) PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 65, , ,187 64, , ,214 65, , ,129 65, , ,88 ADICIÓN DE RAP 60% 1607, ,03 PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCIÓN K ESTABILIDA D FINAL (Kg) PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 65, , ,92 65, , ,52 64, , ,3 65, , , , ,54 161

180 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE FLUJO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 5,06% ENVEJECIMIENTO 2 (INV E ) FLUJO (RAP CON % ASFALTO= 5,06%) % ADICIÓN PROMEDIO FLUJO 1 (in) FLUJO 2 (in) FLUJO 3 (in) FLUJO 4 (in) FLUJO (mm) RAP FLUJO 20 0,12 0,11 0,12 0,13 0,12 3, ,11 0,11 0,12 0,11 0,11 2, ,1 0,11 0,09 0,1 0,10 2,54 162

181 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE RELACIÓN ESTABILIDAD-FLUJO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 5,06% ENVEJECIMIENTO 2 RELACIÓN ESTABILIDAD / FLUJO (RAP CON % ASFALTO= 5,06%) % ADICIÓN ESTABILIDAD RAP (KN) FLUJO (mm) RELACIÓN E/F 20,00 13,55 3,05 4,44 40,00 15,77 2,86 5,52 60,00 17,61 2,54 6,93 163

182 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA (INV E ) GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK (INV E ) PARA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 6,74% ENVEJECIMIENTO 2 GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA % Asfalto en RAP 6,74 6,74 6,74 % RAP 20,00 40,00 60,00 Masa picnómetro + tapa 3092, , ,20 Masa seca en el aire (A) 1500, , ,20 Masa picnómetro + tapa + muestra + agua (G y E) 8362, , ,80 Temperatura agua (ºC) 20,00 20,00 20,30 Masa picnómetro + tapa + agua (F y D) 7476, , ,40 H= 0,05 0,05 0,06 dw= 0,9981 0,9981 0,9980 GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA 2,45 2,45 2,45 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK Temperatura de ensayo (ºC) 25,00 25,00 25,00 % Asfalto en RAP 6,74 6,74 6,74 % RAP 20,00 40,00 60,00 Masa del espécimen seco en el aire, g, (A) 1187, , ,10 Masa en el aire del espécimen saturado y superfic 1195, , ,50 Masa del espécimen en agua, g. (C ) 669,15 678,10 678,15 Absorción de agua 1,48 0,43 0,47 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK A 25ºC 2,26 2,31 2,31 164

183 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE PORCENTAJE DE VACÍOS DE AIRE EN LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTEDIDO DE ASFALTO 6,74% ENVEJECIMIENTO 2 (INV E ) CÁLCULO PORCENTAJE DE VACÍOS % Asfalto en RAP 6,74 6,74 6,74 % RAP 20,00 40,00 60,00 Gravedad específica bulk (Gmb) 2,26 2,31 2,31 Gravedad máxima teórica (Gmm) 2,45 2,45 2,45 Grado de compactación (%Gmm) 92,25 94,45 94,31 PORCENTAJE VACÍOS DE AIRE (%Va) 7,75 5,55 5,69 165

184 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ESTABILIDAD DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 6,74% ENVEJECIMIENTO 2 (INV E ) ADICION DE RAP 20% ESTABILIDAD (RAP con asfalto 6,74%) PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCION K ESTABILIDAD FINAL (Kg) PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 67, , ,761 67, , ,394 66, , ,596 67, , ,344 ADICIÓN DE RAP 40% PROMEDIO ESTABILIDAD FACTOR ESTABILIDAD (Kg) CORRECCION K FINAL (Kg) 64, , ,19 64, , ,791 64, , ,92 64, , ,55 ADICION DE RAP 60% PROMEDIO ESTABILIDAD FACTOR ESTABILIDAD (Kg) CORRECCION K FINAL (Kg) 64, , ,756 63, , ,994 64, , ,627 63, , ,78 PROMEDIO ESTABILIDAD PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 1690, ,01 ESTABILIDAD (N) 1800, ,83 166

185 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE FLUJO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 6,74% ENVEJECIMIENTO 2 (INV E ) FLUJO (RAP CON % ASFALTO= 6,74%) % ADICIÓN PROMEDIO FLUJO 1 (in) FLUJO 2 (in) FLUJO 3 (in) FLUJO 4 (in) FLUJO (mm) RAP FLUJO 20 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 3, ,13 0,14 0,11 0,11 0,12 3, ,14 0,12 0,13 0,12 0,13 3,24 167

186 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE RELACIÓN ESTABILIDAD-FLUJO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 6,74% ENVEJECIMIENTO 2 RELACIÓN ESTABILIDAD / FLUJO (RAP CON % ASFALTO= 6,74%) % ADICIÓN ESTABILIDAD RAP (KN) FLUJO (mm) RELACIÓN E/F 20,00 13,63 3,05 4,47 40,00 16,58 3,11 5,33 60,00 17,66 3,24 5,45 168

187 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA (INV E ) GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK (INV E ) PARA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 7,57% ENVEJECIMIENTO 2 GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA % Asfalto en RAP 7,57 7,57 7,57 % RAP 20,00 40,00 60,00 Masa picnómetro + tapa 3092, , ,20 Masa seca en el aire (A) 1500, , ,20 Masa picnómetro + tapa + muestra + agua (G y E) 8359, , ,00 Temperatura agua (ºC) 19,60 25,00 21,00 Masa picnómetro + tapa + agua (F y D) 7476, , ,70 H= 0,24 N.A. 0,15 dw= 0,9984 N.A. 0,9980 GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA 2,44 2,43 2,43 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK Temperatura de ensayo (ºC) 23,00 23,00 23,00 % Asfalto en RAP 7,57 7,57 7,57 % RAP 20,00 40,00 60,00 Masa del espécimen seco en el aire, g, (A) 1184, , ,35 Masa en el aire del espécimen saturado y superfic 1190, , ,95 Masa del espécimen en agua, g. (C ) 663,40 675,05 677,55 Absorción de agua 1,08 0,50 0,50 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK A 23ºC 2,25 2,30 2,31 FACTOR DE CORRECCIÓN DE K 1, , , GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK A 25ºC 2,25 2,30 2,31 169

188 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE PORCENTAJE DE VACÍOS DE AIRE EN LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTEDIDO DE ASFALTO 7,57% ENVEJECIMIENTO 2 (INV E ) CÁLCULO PORCENTAJE DE VACÍOS % Asfalto en RAP 7,57 7,57 7,57 % RAP Gravedad específica bulk (Gmb) 2,25 2,30 2,31 Gravedad máxima teórica (Gmm) 2,44 2,43 2,43 Grado de compactación (%Gmm) 92,33 94,82 95,05 PORCENTAJE VACÍOS DE AIRE (%Va) 7,67 5,18 4,95 170

189 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ESTABILIDAD DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 7,57% ENVEJECIMIENTO 2 (INV E ) ESTABILIDAD (RAP con asfalto 7,57%) ADICION DE RAP 20% ESPESOR PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCION K ESTABILIDAD FINAL (Kg) 65, , ,364 65, , ,73 65, , ,56 63, , ,666 ADICION DE RAP 40% ESPESOR PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCION K ESTABILIDAD FINAL (Kg) 63, , ,512 63, , ,912 64, , ,84 63, , ,188 ADICION DE RAP 60% ESPESOR PROMEDIO ESTABILIDAD (Kg) FACTOR CORRECCION K ESTABILIDAD FINAL (Kg) 63, , , ,652 64, , ,808 63, PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 1508, ,26 PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 1518, ,14 PROMEDIO ESTABILIDAD ESTABILIDAD (N) 1597, ,15 171

190 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE FLUJO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 7,57% ENVEJECIMIENTO 2 (INV E ) FLUJO (RAP CON % ASFALTO= 7,57%) % ADICIÓN PROMEDIO FLUJO 1 (in) FLUJO 2 (in) FLUJO 3 (in) FLUJO 4 (in) FLUJO (mm) RAP FLUJO 20,00 0,09 0,11 0,11 0,12 0,11 2,73 40,00 0,13 0,15 0,14 0,15 0,14 3,62 60,00 0,14 0,16 0,14 0,17 0,15 3,87 172

191 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE RELACIÓN ESTABILIDAD-FLUJO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA CON ADICIÓN DE RAP CONTENIDO DE ASFALTO 7,57% ENVEJECIMIENTO 2 RELACIÓN ESTABILIDAD / FLUJO (RAP CON % ASFALTO= 7,57%) % ADICIÓN ESTABILIDAD RAP (KN) FLUJO (mm) RELACIÓN E/F 20,00 14,79 2,73 5,42 40,00 14,90 3,62 4,12 60,00 15,67 3,87 4,05 173

192 ANEXO D. REGISTRO FOTOGRÁFICO DE ETAPA DE CARACTERIZACIÓN DE LAS MUESTRAS DE RAP 174

193 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE TOMA DE MUESTRAS Y PREPARACIÓN DE LAS MISMAS Muestra extraída de acopio Eliminación de sobre tamaños y partículas no deseasadas Toma muestras acopio en planta de Unidad de Mantenimiento Víal (UMV) Calentamiento en estufa para disgregación del RAP Cuarteo de muestras para obtener condiciones representativas de cada una 175

194 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE EXTRACCIÓN DE ASFALTO DE MUESTRAS DE RAP EN CENTRÍFUGA (INV E ) Toma de muestra (1000gr por cada extracción) Se lleva muestra a Centrífuga con un filtro Proceso de extracción en centrífuga Residuo de centrífuga (disolvente + asfalto recuperado) Se toma peso de filtro final y se tiene en cuenta para cálculo de contenido de asfalto Residuo centrífuga (Agregado pétreo recuperado) 176

195 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE RECUPERACIÓN DEL ASFALTO DE UNA SOLUCIÓN CON CLORURO DE METILENO UTILIZANDO EL ROTAVAPOR Rotavapor equipo de destilación Proceso de destilación asfalto recuperado en presencia de CO2 y aplicando vacío parcial Recuperación cloruro de metileno Recuperación asfalto con el fin de realizar ensayos de caracterización del mismo 177

196 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO AGREGADOS PÉTREOS RECICLADO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO Cuarteo agregado pétreo total extraído en la centrífuga por cada muestra Tamizado de agregados de acuerdo a la curva del INVIAS para MDC-19 Toma de muestra para granulometría Separación por tamaños después de tamizado 178

197 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE PENETRACIÓN (INV E ) DE ASFALTO RECUPERADO DE MUESTRAS DE RAP Preparación 2 moldes por muestra. Se dejan enfriar a temperatura ambiente Baño maría a 25 C por hora y media Acomodación en cero del equipo. Aguja en leve contacto con la superficie del asfalto Lectura de penetración. Se toman 3 medidas por molde 179

198 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE VISCOSIDAD (INV E ) DE ASFALTO RECUPERADO DE MUESTRAS DE RAP Viscosímetro rotacional con control de temperatura, se toman viscosidades a dos temperaturas Lectura de resultados arrojados por el viscosímetro para valores de viscosidad a determinada temperatura. 180

199 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE RESULTADOS ENSAYOS DE PUNTO DE ABLANDAMIENTO (INV E ) Montaje de la prueba. Se usa mezclador que homogeniza la temperatura Inicio de la prueba Temperatura cercana al punto de ablandamiento Punto de ablandamiento (Las esferan tocan la placa de metal) 181

200 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE DUCTILIDAD (INV E ) DE ASFALTO RECUPERADO DE MUESTRAS DE RAP Preparación moldes Enrazar moldes con espátula caliente-llevar baño de maría a 24 C Inicio de prueba se acomodan moldes y se pone en cero el medidor Los moldes se estiran a una rata de 5cm/min Ductiilidad alcanzada por asfaltos nuevos y con cloruro Ductilidades bajas para muestras de RAP 182

201 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE PUNTO DE IGNICIÓN Y DE LLAMA MEDIANTE LA COPA ABIERTA CLEVELAND (INV E ) Preparación muestra a temepratura ambiente A determinada temperatura se empiezan a evaporar los compuestos mas livianos presentes en el asfalto que se evidencia en los vapores provenientes de la muestra. A determinada temperatura se preseta una chispa en los vapores del asfalto y a una temperatura más elevada se presenta combustión del material manteniendo la llama El ensayo se realiza con un aumento gradual de temperatura 183

202 ANEXO E. REGISTRO FOTOGRÁFICO DE ETAPA DE IDENTIFICACIÓN DE INFLUENCIA DEL RAP EN MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE 184

203 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA (INV E ) GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK (INV E ) PARA MEZCLA ASFÁLTICA ÓPTIMA GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA CON EL PICNÓMETRO Y APLICACIÓN DE VACÍO Y VIBRACIÓN GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK 185

204 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE MEZCLADO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CON ADICIÓN DE RAP (INV E ) Se precalientan agregados y RAP a usar en la mezcla Se adiciona RAP de acuerdo a las proporciones adecuadas Se inicia proceso de mezclado de agregados pétreos y RAP Se obtiene mezcla de agregados, RAP y asfalto nuevo. Se obtiene mezcla uniforme y se controla temperatura. Se garantiza temperatura de mezclado C 186

205 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE COMPACTACIÓN Y OBTENCIÓN DE BRIQUETAS (INV E ) Compactación en martillo mecánico,se garantiza temperatura de compactación de C Extracción de probetas con gato hidráulico Probetas finales diseño mezcla óptima Probetas con adición de RAP 187

206 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE APARATO MARSHALL Y PROBETAS RESULTANTES DEL ENSAYO Dial de medida de resistencia a la deformación plástica en KG*10 Equipo Marshall Probetas despues de la ruptura en el aparto Marshall 188

207 TRABAJO DE GRADO - INGENIERÍA CIVIL CARACTERIZACION DEL RAP E IDENTIFICACIÓN DE SU INFLUECIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE MEDIDORES DE ESTABILIDAD Y FLUJO DEL APARATO MARSHALL Equipo para ejecutar prueba Marshall Medidor de deformación en décimas de pulgada 189