ÍNDICE DEL ANEXO 1. ENSAYO DE DESTILACIÓN 1.1. INSTRUMENTACIÓN DEL ENSAYO 1.2. PROCEDIMIENTO 1.3. RESULTADOS

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1 ÍNDICE DEL ANEXO 1. ENSAYO DE DESTILACIÓN 1.1. INSTRUMENTACIÓN DEL ENSAYO 1.2. PROCEDIMIENTO 1.3. RESULTADOS 2. ENSAYO BTD (BARCELONA TRACCIÓN DIRECTA) 2.1. INSTRUMENTACIÓN DEL ENSAYO 2.2. PREPARACIÓN DE LA PROBETA BTD 2.3. EJECUCIÓN DEL ENSAYO 3. ENSAYO MARSHALL 3.1. INSTRUMENTACIÓN DEL ENSAYO 3.2. PREPARACIÓN DE LA PROBETA MARSHALL 3.3. EJECUCIÓN DEL ENSAYO 4. ENSAYO DE PISTA DE LABORATORIO 4.1. INSTRUMENTACIÓN DEL ENSAYO 4.2. PREPARACIÓN DE LA PROBETA DE PISTA 4.3. EJECUCIÓN DEL ENSAYO

2 1. ENSAYO DE DESTILACIÓN 1.1. INSTRUMENTACIÓN DEL ENSAYO Los elementos necesarios para llevar a cabo este ensayo son los siguientes: - Fogón de gas para calentar el disolvente. - Matraz de vidrio resistente al calor de fondo redondo y de 500 cm 3 de capacidad. - Matraz en columna en el que se depositará la muestra dentro del filtro. - Filtro vegetal de forma cilíndrica donde se depositará la muestra. - Columna de fraccionamiento tipo Dufton o Vigreux, conocida también con el nombre de serpentina. - Mangas de goma por donde entrará el agua fría del circuito y saldrá la caliente. - Diclorometano, que se utilizará como disolvente. Foto 1. Filtros cilíndricos antes del ensayo (izquierda) y después (derecha).

3 Foto 2. Instrumentación del ensayo. Puede observarse el matraz cilíndrico, el matraz redondo, la serpentina con las mangas de goma y la tapa de vidrio que cierra el matraz cilíndrico sirviendo de unión con la serpentina.

4 1.2. PROCEDIMIENTO Primeramente se coloca una cantidad de 200 ml aproximadamente de dicloro en el matraz esférico, el cual se pone sobre el apoyo metálico de tres pies. Debajo de este apoyo, se situará el soplete. A continuación, sobre el matraz esférico se une el cilíndrico dentro del cual se habrá depositado previamente el filtro con 400 g de material reciclado. Este matraz es tapado con una tapa de vidrio que a su vez servirá como punto de unión con la serpentina. Dicha tapa quedará sellada con vaselina con el fin de evitar pérdidas de vapor. Foto 3. Aparato de destilación montado y listo para iniciar el ensayo.

5 Los dos matraces irán unidos a la estructura metálica mediante unas pinzas en el cuello del matraz que los mantendrán en posición vertical. Por último, se ensambla en la parte superior del matraz cilíndrico la serpentina con una manga conectada al grifo (por donde entrará agua) y otra manga de salida de agua. Una vez realizado todo este proceso (Foto 3), ya se está en condiciones de encender el soplete bajo el matraz esférico para calentar el dicloro. Cuando éste llegue a la temperatura de 100ºC comenzará a vaporizarse y el gas subirá hasta la parte superior del matraz cilíndrico. En este momento, el gas encontrará la baja temperatura que proporciona la serpentina, debido a que mediante un circuito de entrada y salida de agua fría se convierte en la refrigeración del ensayo. El gas se condensará y comenzarán a caer gotas de dicloro sobre la muestra situada dentro del filtro. Este dicloro atravesará la muestra y saldrá por el filtro arrasando con él una cierta cantidad de betún del RAP que manchará las paredes del filtro. El dicloro descendente ya condensado se irá depositando en la parte inferior del matraz cilíndrico. Este proceso se irá repitiendo hasta que el dicloro acumulado llegue a la parte superior del matraz, momento en el cual caerá todo el dicloro en el matraz esférico mediante el tubo de unión y se habrá concluido de esta manera el primer ciclo. Se dejará que el dicloro vaya haciendo ciclos y destile el RAP hasta que el dicloro acumulado en el matraz cilíndrico resultante de atravesar la muestra salga transparente, es decir, con su color en estado inicial. Llegado este momento, debe pararse el ensayo debido a que el propio color del dicloro permite deducir que ya no arrasa más betún y que, por tanto, ya no queda más en la muestra. El ensayo puede durar de dos a tres horas RESULTADOS La muestra de RAP que resulta de este proceso debe calentarse en la estufa para después pesar el esqueleto mineral resultante. Sabiendo lo que pesaba la muestra inicial antes de la destilación y lo que pesa después, se puede calcular el porcentaje en peso de betún contenido en el material reciclado. Dicho porcentaje resultó ser del 4,7%.

6 2. ENSAYO BTD (BARCELONA TRACCIÓN DIRECTA) 2.1. INSTRUMENTACIÓN DEL ENSAYO El ensayo BTD (Barcelona Tracción Directa) requiere el uso de una máquina que sea capaz de aplicar una carga constante y un desplazamiento monotónico a razón constante. Se utiliza en este caso una prensa MTS accionada hidráulicamente por un motor inyector de aceite que le proporciona una fuerza de hasta 100 KN de tracción o compresión y un dispositivo tipo LVDT necesario para medir el desplazamiento en la dirección de la carga. Este equipo está complementado por un control electrónico de tensiones y deformaciones (TESTSTAR), el cual traduce las aplicaciones de carga y deformaciones ejercidas sobre los pistones en información que es capturada por un ordenador a intervalos de tiempo de 1,5 segundos. La prensa MTS dispone de una cámara de aislamiento ambiental, dentro de la cual se puede controlar fácilmente la temperatura a la que se desea realizar el ensayo. Esta cámara permite obtener un rango de temperaturas entre 130 ºC y 315ºC. El ordenador y el software del ensayo permiten predeterminar los parámetros del ensayo en lo que se refiere a duración, carga máxima, carga mínima, deformación aplicada, temperatura, tiempo de toma de datos, visualización, velocidad del ensayo, etc. Foto 4. Máquina MTS para la realización de los ensayos BTD y Marshall.

7 2.2. PREPARACIÓN DE LA PROBETA BTD Las probetas se fabrican de acuerdo con el procedimiento Marshall el cual será explicado con posterioridad, teniendo éstas un diámetro de 101,6 mm. La principal novedad de estas probetas es la incorporación de un par de pletinas metálicas las cuales se encargarán de recibir el efecto de tracción transmitido por las mordazas de la prensa y producir el efecto de tracción directa deseado. Por lo que respecta a la energía de compactación, se les aplican 50 golpes por una sola cara, lográndose de esta manera densidades satisfactorias. El procedimiento necesario para la preparación de las probetas BTD se resume en los siguientes pasos: Preparación de la granulometría del esqueleto mineral de la mezcla estudiada (foto 5) y colocación en la estufa a una temperatura de 150 ºC durante aproximadamente 24 horas (foto 6), juntamente con los moldes Marshall y las pletinas metálicas. En este caso, el peso total de las muestras (árido virgen más material reciclado) había de ser 800 grs. El betún debe calentarse una hora antes de la fabricación de las probetas para evitar un envejecimiento prematuro del mismo. Pesado del filler de todas las probetas. Éste no se incorpora al principio debido a que, por cuestiones de trabajabilidad, es mejor añadir el filler una vez ya se ha mezclado el resto de los áridos con el betún evitándose de esta manera la formación de grumos que podrían falsear algunos resultados obtenidos en el ensayo (foto 7). Foto 5. Bandeja metálica donde se colocará el árido pesado.

8 Foto 6. Estufa donde se calentarán previamente los áridos, betún, moldes y pletinas. Foto 7. Pesado del filler a parte.

9 Una vez se han retirado los áridos de la estufa, éstos se mezclan y se colocan en un cazo donde también se añadirá la cantidad de betún deseada (este último se devolverá a la estufa) (foto 8). Posteriormente se añade el filler correspondiente y se mezcla bien el conjunto sobre una placa calentadora con el fin de mantener la mezcla en caliente (foto 9). Al mismo tiempo que se hace la mezcla, se prepara el molde de la probeta (que es como el Marshall) donde se incorporarán las pletinas metálicas semicirculares de 10 cm de diámetro (foto 9, parte inferior derecha). Una vez bien mezclado el conjunto, se vierte la mezcla sobre el molde y se dan 25 golpes con una espátula para que los áridos tengan una redistribución adecuada dentro de la mezcla antes de la compactación (foto 10). Foto 8. Pesado del porcentaje de betún agregado en mezcla.

10 Foto 9. Mezcla de áridos con betún sobre placa calentadora. Foto 10. Redistribución previa a la compactación.

11 Compactación mediante el martillo Marshall dando 50 golpes por la cara descubierta, quedando de esta manera la probeta fabricada (foto 11). Foto 11. Compactación final a una o dos caras dependiendo del tipo de ensayo realizado, BTD o Marshall respectivamente. Después de fabricadas las probetas, éstas se rotulan para que puedan ser fácilmente identificadas. Una vez ya se han enfriado, se procede a desmoldarlas con la ayuda de un gato hidráulico. Se le toman a la probeta las medidas necesarias para el ensayo, en este caso la altura de la misma compactada. Se introducen las probetas en un refrigerador y se mantienen a la temperatura determinada del ensayo (20 ºC en este caso) durante 24 horas.

12 2.3. EJECUCIÓN DEL ENSAYO Una vez colocada la probeta en las mordazas de la prensa (foto 12), el ensayo consiste en la aplicación de un desplazamiento a razón de 1 mm/min hasta llegar a una carga cero, rotura total de la probeta. Tanto la carga (P) como el desplazamiento ( ) son medidos en la misma dirección. El ensayo se puede realizar a diferentes temperaturas dependiendo de la circunstancia y del objetivo del estudio, siendo en este caso de 20 ºC tal y como se ha comentado anteriormente. La duración del ensayo oscila entre 5 y 10 minutos, dependiendo del material a ensayar; si es un material de fractura frágil, el ensayo durará alrededor de 5 minutos y si es de fractura dúctil, puede llegar hasta los 10 minutos. Los resultados obtenidos son relaciones entre tiempo-tensiones-deformaciones a partir de los cuales se podrá comprobar la tenacidad de la muestra, resistencia a tracción, índice de rigidez, etc. Foto 12: Disposición de la probeta BTD en la máquina MTS para su ensayo.

13 3. ENSAYO MARSHALL 3.1. INSTRUMENTACIÓN DEL ENSAYO El ensayo Marshall requiere de los siguientes aparatos y materiales necesarios para su correcta ejecución: Conjunto de Compactación: Este conjunto está formado por el molde, el collar y la placa de base, fabricados en acero cadmiado. El molde debe presentar un asa que facilite el conveniente manejo del conjunto. Extractor: Para sacar la probeta del molde una vez compactada, se sustituye la placa de base por un disco extractor de acero de diámetro comprendido entre 100 y 101 mm y unos 15 mm de espesor, utilizando cualquier dispositivo que fuerce suavemente la probeta a pasar del molde al collar (gato hidráulico). Maza de compactación: Para compactar las probetas se emplea un dispositivo de acero formado por una base plana y circular de 98,4 mm de diámetro y un pisón de g, montado de forma que se pueda conseguir una caída libre del mismo sobre la base desde una altura de 457,2 mm. Prensa: Para la rotura de las probetas puede emplearse cualquier tipo de prensa, ya sea mecánica o hidráulica, capaz de proporcionar durante la aplicación de la carga una velocidad uniforme de desplazamiento de la mordaza de 0,85 ± 0,02 mm/s (50,8 mm/min). Su capacidad de carga ha de ser de 30 KN (3.000 kgf) y debe comprobarse frecuentemente que la velocidad de aplicación de la carga durante el ensayo se mantenga dentro de un margen de error de ± 5%. Baño de agua: Para sumergir y calentar las probetas se ha de disponer de un baño de agua de 50 litros como mínimo de capacidad y profundidad mínima de 150 mm, debiendo estar provisto de un control termostático capaz de mantener la temperatura de ensayo con una precisión de ± 1 ºC. Es conveniente que el baño lleve una placa perforada que permita mantener las probetas a 50 mm de su fondo PREPARACIÓN DE LA PROBETA MARSHALL Las probetas se realizan de acuerdo con el procedimiento Marshall, teniendo éstas un diámetro de 101,6 mm y 63,5 mm de altura. Las probetas se compactan mediante la aplicación de 50 golpes por cada una de las caras, lográndose de esta manera densidades satisfactorias. En general, el número mínimo de probetas para fabricar es de tres por cada tipo de mezcla, de manera que se pueda tener una aproximación representativa de los datos y minimizar las dispersiones de las muestras ensayadas. El procedimiento de fabricación de las probetas Marshall es el siguiente: Preparar la granulometría del esqueleto mineral de acuerdo con las distintas fracciones o tamaños UNE definidos en la fórmula de trabajo para el tipo de mezcla de estudio. Hay que tener en cuenta que el pesado del filler se debe realizar por

14 separado por las mismas razones que en el ensayo anterior y que, en este caso, el peso total de las muestras había de ser de g (fotos 5 y 7). Colocar los áridos en un horno a la temperatura de 150 ºC durante aproximadamente 24 horas (foto 6). Preparar la mezcla asfáltica en caliente, adicionándole a los áridos el porcentaje en peso correspondiente de ligante y envolviéndola finalmente con el filler. Es importante no haber dejado el ligante expuesto a las altas temperaturas por un tiempo mayor a una hora, evitando así su envejecimiento prematuro. La operación de mezclado y envuelta debe dar como resultado una mezcla homogénea y uniforme (fotos 8 y 9). Preparar el molde Marshall colocándolo en disposición de recibir el material de la mezcla, previo calentamiento del mismo a temperaturas entre 95 ºC y 150 ºC. Verter dentro del molde la mezcla asfáltica caliente, previa colocación de papel de filtro en el fondo del molde y distribuyendo la mezcla con una espátula mediante la aplicación de 25 golpes, 15 golpes en su periferia y 10 en su interior (foto 10). Tomar a la probeta las medidas necesarias para su ensayo, en este caso altura de la misma compactada y densidades EJECUCIÓN DEL ENSAYO Antes de romperlas, las probetas se sumergen en un baño de agua durante un periodo de tiempo de 35 ± 5 minutos a una temperatura de 60 ºC ± 1 ºC (foto 13). Una vez cumplido el tiempo de calentamiento en el baño, se saca la probeta y se coloca centrada sobre la mordaza colocada en el plato inferior de la prensa; a continuación, se monta la mordaza superior juntamente con el dispositivo o medidor de deformación puesto a cero para la lectura de la deformación absoluta de la probeta durante el ensayo. Finalmente, se aplica la carga a la probeta a la velocidad de 50,8 mm/min hasta que se produce la rotura de la misma. Foto 13. Baño de agua a 60 ºC para probeta Marshall previo ensayo.

15 Los resultados obtenidos son relaciones entre tiempo-tensiones-deformaciones a partir de los cuales se podrá comprobar la estabilidad y deformación Marshall de la muestra. Foto 14. Disposición de la probeta Marshall en la máquina MTS para su ensayo.

16 4. ENSAYO DE PISTA DE LABORATORIO 4.1. INSTRUMENTACIÓN DEL ENSAYO El equipo de ensayo para la fabricación de las probetas se compone básicamente de los siguientes elementos: Conjunto de compactación: Está formado por molde, collarín y cuatro angulares construidos en acero. Base de compactación: Está formada por una pieza prismática de hormigón de 60 x 60 x 20 cm como mínimo y apoyada en una de sus caras mayores sobre un dispositivo de anclaje con amortiguación. Elemento compactador: La compactación de la mezcla dentro de los moldes se realiza mediante una placa de acero sobre la que van montados dos vibradores iguales. Dispositivos de extensión y enrase: Su objetivo es lograr una uniforme y homogénea distribución de la mezcla en el molde así como un correcto enrasado. Estufa: Sirve para el calentamiento de los áridos, ligante bituminoso y moldes, estando provista de termostato. Mezcladora: Deberá ser capaz de producir una mezcla uniformemente cubierta y homogénea sin producir alteraciones en la granulometría y permitiendo un vertido correcto de la mezcla fabricada. Para el ensayo propiamente dicho, el equipo utilizado está constituido esencialmente por los siguientes elementos: Máquina de ensayo: Consiste fundamentalmente en un carretón móvil de forma rectangular soportado por un sistema horizontal-vertical de ruedas metálicas capaces de deslizar sobre unos perfiles de apoyo. Este carretón irá unido a un motor-reductor que produce un movimiento alternativo de vaivén por encima del cual va situada la rueda de ensayo metálica y con una banda de rodadura de goma maciza de características fijas. Cámara termostatizada: Su finalidad es lograr que la temperatura sea constante durante todo el ensayo PREPARACIÓN DE LA PROBETA DE PISTA La masa de la mezcla necesaria se calcula a partir de la densidad relativa Marshall y del volumen del molde. Se pesan las diferentes fracciones de RAP y de árido de aportación necesarias para la fabricación de la probeta previamente calculadas. A continuación, se mezclan en la amasadora durante 30 segundos, se pone el árido en los moldes y se introducen en el horno a una temperatura de 150ºC (Foto 15). Por lo que respecta al filler, éste se pesa a parte ya

17 que no se calentará. El betún se pone en la estufa a 150ºC durante aproximadamente 3 horas. Después de haber transcurrido el tiempo necesario, se ponen aproximadamente 1,5 kg de áridos en la olla de la amasadora. Se coloca la olla con los áridos en la balanza y se tara. Una vez que la balanza está tarada, se añade la cantidad necesaria de betún para la fabricación de las probetas (Foto 16). Se coloca la olla con el 1,5 kg de áridos y el betún total de la mezcla en la amasadora (Foto 17), vigilando que el recipiente quede elevado mediante la utilización de la palanca lateral de la amasadora. Seguidamente se añade todo el árido restante, a excepción del filler, con la ayuda de una tolva. Se amasa la mezcla (árido y betún) durante 1 minuto y a continuación se añade el filler en frío, amasando la mezcla durante 2 minutos más. Una vez vaciada la mezcla en el molde (Foto 18) y enrasada (Foto 19), se puede proceder a su compactación. Ésta se realiza sobre una base prismática de hormigón de 60 x 60 x 20 cm 3 que va apoyada sobre 4 pies con tacos de goma cuya función es hacer de dispositivo de anclaje y de amortiguamiento. La mezcla se compacta dentro de los moldes mediante una placa de acero sobre la que van montados dos vibradores iguales (Foto 20). Después de su compactación, las probetas se dejan enfriar durante un mínimo de 24 horas procediendo posteriormente a su desmoldeamiento. Las probetas obtenidas tendrán unas dimensiones aproximadas de 300 x 300 x 40 mm (Foto 21). Foto 15. Horno con las bandejas de áridos y RAP mezclados y los moldes de las probetas en su interior.

18 Foto 16. Dosificación del betún en la mezcla. Foto 17. Amasadora.

19 Foto 18. Vaciado de la mezcla bituminosa en el molde metálico. Foto 19. Enrase de la superficie de la probeta.

20 Foto 20. Posicionamiento del equipo de vibrocompactación. Foto 21. Identificación de probetas una vez concluido el ensayo de pista.

21 4.3. EJECUCIÓN DEL ENSAYO Antes de empezar el ensayo de pista, las probetas se introducen en una estufa durante cuatro horas como mínimo a una temperatura de 60ºC. Dos horas antes del ensayo, se conecta también el sistema de calentamiento de la cámara termostatizada. El ensayo propiamente dicho empieza con tres pasadas completas de rueda para conseguir un asentamiento de la rueda sobre la probeta (Foto 22). La duración total del ensayo es de 120 minutos sin interrupciones. Foto 22. Aplicación de carga sobre la probeta a través de la rueda metálica Los resultados obtenidos son deformaciones totales de la probeta en los minutos 1,3 y 5; a continuación cada 5 minutos hasta completar los primeros 45 minutos y a partir de aquí cada 15 minutos hasta el final del ensayo.