FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. LICENCIA CREATIVE COMMONS: Atribución-NoComercial

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1 FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. LICENCIA CREATIVE COMMONS: Atribución-NoComercial AÑO DE ELABORACIÓN: 2017 TÍTULO: COMPORTAMIENTO DE UNA MEZCLA MDC-19 CON ADICIÓN DE TIRAS DE CON RESPECTO A UNA MEZCLA PATRÓN AUTOR (ES): Aguilar Machuca Nelson Alexander. DIRECTOR(ES)/ASESOR(ES): Guerrero Raga Edwin Alirio. MODALIDAD: Trabajo de investigación. PÁGINAS: 100 TABLAS: 1 CUADROS: 32 FIGURAS: 22 ANEXOS: 35 CONTENIDO: INTRODUCCIÓN 1. GENERALIDADES 2. ANALISIS DE RESULTADOS 3. CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOS DESCRIPCIÓN: Se realiza un análisis comparativo de una mezcla asfaltica mdc-19 modificada con tiras de polisombra de 15 cm, en porcentajes de 1.0 y 0.5, con respecto a una 1

2 muestra patron MDC-19. Las mezclas asfalticas fueron evaluadas a traves de pruebas de laboratorio de cantabro y traccion indirecta. METODOLOGÍA: Se realizó una investigación de acción participativa. La cual fue fundamentada a través de la realización de unas pruebas de laboratorio, que fueron ejecutadas en laboratorios privados, ya que la universidad no cuenta con las maquinas necesarias e instalaciones para desarrollar esta investigación, las particas desarrolladas fueron el ensayo de cantabro y tracción indirecta. Los resultados obtenidos de las pruebas de laboratorio fueron analizados de manera comparativa entre los tres tipos de mezcla (MDC-19, MDC % de polisombra, MDC % de polisombra), para determinar la viabilidad del uso de la polisombra como agente modificante en una mezcla MDC-19. PALABRAS CLAVE: Polisombra, mezcla asfáltica, prueba cántabro, tracción, resistencia, ensayo Marshall. CONCLUSIONES: Se encontró que el porcentaje óptimo de asfaltó de una mezcla MDC-19 fue determinado a través de una prueba de laboratorio Marshall, la cual reporto un valor de 5.5% por medio del método del Instituto Nacional del Asfalto (véase en la Ecuación 2). Así mismo por medio del porcentaje óptimo de asfalto se determinaron los pesos de cada porcentaje de polisombra a usar como modificante. La mezcla asfaltica MDC-19 modificada con fibras de longitud 15 cm de polisombra en porcentaje de 1.0, es la mezcla asfáltica que tiene valores de desgaste más positivos; siendo superiores a los obtenidos por la mezcla asfaltica MDC-19 modificada con el 0.5 % de polisombra y la mezcla patrón MDC-19, lo que indica que a mayor porcentaje de polisombra, mayor va a ser su resistencia al desgaste. La polisombra brinda un aumento a la resistencia a los efectos abrasivos y de succión originada por el tránsito vehicular. Se pudo determinar que la resistencia a los esfuerzos de tracción en la mezcla asfáltica se ven afectados considerablemente de manera negativa, por el uso de la polisombra como material modificante, ya que ésta es un 2

3 material derivado del polietileno que al ser derretido, se comporta como una lámina plástica rígida y frágil; estas mismas propiedades son las que hacen que la mezcla asfaltica sea más sensible a los esfuerzos de tracción, producidos a través de una prueba de laboratorio de tracción indirecta. El comportamiento de la mezcla asfáltica MDC-19 con la adición de fibras de longitud 15 cm de polisombra, en porcentajes de 1.0 y 0.5, presentan mejoras en el desgaste promedio determinado en el ensayo de cántabro. Sobresaliendo el porcentaje de 1.0 % de fibras, siendo éste el porcentaje mayor de adición y con menores valores de desgaste. Los resultados opuestos generados por la mezcla asfaltica MDC-19 modificada con polisombra en las pruebas de cántabro y tracción indirecta, son generados por la forma en que actúa la polisombra fundida, que rigidiza la mezcla asfáltica MDC-19, lo que lleva a que sea menor su desgaste y sea menor la pérdida de material. Así mismo, en la prueba de tracción indirecta la mezcla asfáltica MDC-19 modificada con polisombra, es débil a los esfuerzos de tracción relativa, por ser una muestra más rígida con respecto a la muestra patrón MDC-19. El porcentaje de vacíos en la mezcla MDC-19 modificada con polisombra es muy notorio, debido a que, a mayor porcentaje de polisombra más alto es su porcentaje de vacíos, por lo tanto, se deduce que las mezclas asfálticas modificadas con polisombra, tienden a tener un peso específico bajo, generando disminución en los costos de la mezcla asfáltica y bajando la cantidad de esfuerzos producidos sobre el suelo por el peso específico de la mezcla. La polisombra al ser usada como material modificante para una mezcla asfaltica MDC-19, brinda unas propiedades como la resistencia al desgaste producida por el flujo vehicular, disminuye el peso específico, reduce los precios de construcción, afecta de manera positiva el medio ambiente al usar materiales reciclables, y hacer las cargas producidas sobre el suelo son menores, por el peso de la capa de rodadura. 3

4 La parte negativa del uso de la polisombra como material modificante sobre una mezcla asfáltica MDC-19, es la considerable disminución a los esfuerzos de tracción, produciendo un fisuramiento prematuro en la vía vehicular. FUENTES: ALVAREZ SIFUENTES, Angelo. Materiales para pavimentos [en línea]. Bogotá: BALVIN LEVANO, Felix Alberto. Evaluación del estado actual del pavimento flexible ubicado en el distrito de Ayacucho provincia de huamanga departamento de Ayacucho. Ayacucho: Universidad Católica Los Ángeles de Chimbote. Facultad de Ingeniería. Modalidad trabajo de grado, p. CÁRDENAS, Jaleydi y FONSECA, Elsa. Modelación del comportamiento reológico de asfalto convencional y modificado con polímero reciclado, estudiada desde la relación viscosidad-temperatura. En: Revista EIA. Noviembre diciembre, no.12, p. 125 COE, Delmar Salomón y ZHAI CUI, Huachun. Determinación de la energía de activación de flujo en ligantes asfálticos [en línea]. Bogotá: INVIAS [citado 10 noviembre, 2016]. Disponible en Internet: <URLL: especificaciones_generales _de_construccion_de_carreteras_versionsept14_pdf> CONTRERAS AGUILAR, Abraham. Mejoramiento de mezclas asfálticas con grano de /33780/1/cont DIARIO LA INFORMACIÓN. Argentina estima el costo de Yacyretá en millones de -negocios-yfinanzas/produccion-y-distribucion-de-electricidad/argentina-estima-el-costo-de-yacyretaen millones-de- FIGUEROA INFANTE, Ana Sofía; FONSECA SANTANILLA, Elsa Beatriz y REYES LIZCANO, Fredy Alberto. Caracterización fisicoquímica y morfológica de asfaltos modificados con material reciclado. En: Ingeniería Universitaria. Enero junio, vol. 13, no. 1. 4

5 FIGUEROA, Ana Sofía; REYES, Fredy Alberto; HERNÁNDEZ, Diana y JIMÉNEZ, Christian. Análisis de un asfalto modificado con icopor y su incidencia en una mezcla asfáltica densa en caliente. En: revista Ingenierõa e Investigación. Noviembre diciebre, vol. 27, no.3. FORIGUA ORJUELA, José Edilson; PEDRAZA DIAZ, Elkin. Diseño mezclas asfálticas modificadas adición de desperdicios plásticos. Bogotá: Universidad Católica de Colombia. Facultad de Ingeniería. Modalidad trabajo de grado, p. GUERRERO, Carlos; LOZANO, Tomás y GONZÁLEZ, Virgilio y ARROY, Eliud. Morfología y propiedades de politereftalato de etilen-glicol y polietileno de alta densidad. En: Ciencia UANL. Abril- Junio, vol. 6, no. 2. INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS INVIAS. Determinación de las propiedades de rotura de los ligantes asfalticos en el ensayo de tracción indirecta. INV-E 722. Bogotá: INVIAS, p Caracterización de las mezclas bituminosas abiertas por medio del ensayo cántabro de pérdida por desgaste. INV E 760. Bogotá: INVIAS, p Evaluación de la susceptibilidad al agua de las mezclas de concreto asfaltico utilizando la prueba de tracción indirecta. INVE Bogotá: INVIAS, p Mezclas asfálticas en caliente (concreto asfáltico y mezcla de alto módulo). Art Bogotá: INVIAS, p Normas de Ensayo de materiales para carreteras. Cemento. Sección 300. Bogotá: INVIAS, p Resistencia de mezclas asfálticas en caliente empleando el aparato Marshall. INV E 748. Bogotá: INVIAS, p Resistencia de mezclas asfálticas en caliente empleando el aparato Marshall. INV E 748. Bogotá: INVIAS, p. ISEIN. Polisombra [en línea]. Bogotá: La Empresa [citado 18 mayo, 2017]. Disponible en Internet: <URL: LEYTON DE LA CRUZ, Andres Felipe. Estudio del comportamiento de una mezcla densa en caliente (MDC-1) elaborada con asfalto modificado con desechos de polipropileno (PP). Bogotá: Universidad Católica de Colombia. Facultad de Ingeniería. Modalidad trabajo de grado, p. 5

6 MIRO RECASENS, Jorge Rodrigo. Metodologia para la caracterizacion de ligantes asfalticos mediante el empleo del ensayo cantabro. Barcelona: Escuela Tecnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, p. PIRAGAUTA PANTOJA, Astrid Yohana (2015). Análisis dinámico de una mezcla densa en caliente tipo 2 (mdc-19) modificada con desechos de caucho-cuero provenientes de una remontadora de calzado - cemento asfaltico y agregado de peña. Bogotá: Universidad Católica de Colombia. Facultad de Ingeniería. Modalidad trabajo de grado, p. /html/glosario.html> servicios/asfaltos/glosario-de-terminos/> - REYES ORTIZ, Oscar Javier; TRONCOSO RIVERA, Juan Ricardo y REYES LIZCANO, Fredy Alberto. Comportamiento mecanico y dinamico de una mezcla asfaltica con adicion de fibras. En: Ciencia e Ingeniería Neogranadina. Noviembre diciembre, no. 15. RODRÍGUEZ, M.; THEBOUX, G. y GONZÁLEZ, A. Evaluación probabilística del agrietamiento de pavimentos asfálticos en carreteras de Chile. En: Revista de la Construcción. Noviembre diciembre, vol.12, no.2. ROJAS, E.T. y GUZMAN, M. A. Influencia del tipo de asfalto en el comportamiento de un concreto asfáltico modificado con desecho de PVC. Bogotá: Universidad Católica de Colombia. Facultad de Ingeniería. Modalidad trabajo de grado, p. 22 RONDÓN QUINTANA, Hugo Alexander y REYES LIZCANO, Fredy Alberto. Evaluación de los parámetros mecánicos de una mezcla asfáltica sometida a las condiciones ambientales de la ciudad de Bogotá D.C. En: Revista Ingeniería de Construcción. Abril mayo, Vol. 27, no. 1. RONDÓN QUINTANA, Hugo Alexander; RODRÍGUEZ RINCÓN, Edgar y MORENO ANSELMI, Luis Ángel. Resistencia mecánica evaluada en el ensayo Marshall de mezclas densas en caliente elaboradas con asfaltos modificados con desechos de policloruro de 6

7 vinilo (PVC), polietileno de alta densidad (PEAD) y poliestireno (PS). En: Revista de Ingenierías. Marzo septiembre, vol. 6, no. 11. RONDÓN, Hugo Alexander y REYES, Fredy. Deformación permanente de materiales granulares en pavimentos flexibles: estado del conocimiento. En: Revista Ingenierías Universidad de Medellín. Enero junio, Vol. 8, no. 14 SECRETARÍA DE INTEGRACIÓN ECOMÓMICA CENTROAMERICANA. Manual Centroamericano para Diseño de Pavimentos. Guatemala: Agencia De Los Estados Unidos Para El Desarrollo Internacional, p. Universidad [citado 18 mayo, 2017]. Disponible en Internet: <URL: UNIVERSIDAD EAFIT. Lista de precios unitarios de ensayos 2016 lista de precios unitarios de ensayos [en línea]. Medellín: La Universidad Disponible en Internet: [URL: laboratorios/servicios/siteassets/paginas/listado-servicios-empresas/descargar %20lista%20dé%20precios%20laboratorio%20suelos,%20concretos%20y%20pavimentos.pdf] UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CATALUNYA. Ensayo de traccion indirecta. in guia de edu/bitstream/handle/2099.1/3324/ VALBUENA MOJICA, H. J. y BUSTAMANTE, M. R. Influencia de factores climáticos en el comportamiento de una mezcla asfáltica tipo MDC-2 con asfalto 80/100 modificado con caucho de llanta. Bogotá: Universidad Católica de Colombia. Facultad de Ingeniería. Modalidad trabajo de grado, p. VARGAS, Yee Wan Yung. Caracterización, diseño y verificación de una mezcla asfaltica drenante en caliente modificada con grano de llanta triturado y fibra kaltex. Medellín: Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Minas. Modalida trabajo de grado, p. LISTA DE ANEXOS: Anexo A. Granulometría para MDC Anexo B. Cemento asfáltico Anexo C. Computación de briqueta MDC Anexo D. Briquetas MDC Anexo E. Prueba de laboratorio Marshall. 70 7

8 Anexo F. Peso en estado seco de una briqueta MDC Anexo G. Peso en estado sumergido de una briqueta MDC Anexo H. Peso en estado húmedo de una briqueta MDC Anexo I. Polisombra en tiras de 15 cm. 74 Anexo J. Preparación de la mezcla modificada con tiras de polisombra de 15 cm 75 Anexo K. Laboratorio de cántabro a través de máquina de los ángeles. 76 Anexo L. Laboratorio de tracción indirecta. 77 Anexo M. Briqueta fallada a través del laboratorio de tracción indirecta. 78 Anexo N. Análisis Granulométrico por Tamizado No Anexo O. Análisis Granulométrico por Tamizado No Anexo P. Ensayo Marshall (MDC-19)-Dosificación 81 Anexo Q. Ensayo Marshall (MDC-19)-Mezcla San Andrés 82 Anexo R. Ensayo de Cántabro (MDC-19) con Adición de Polisombra de 1.0 %. # Anexo S. Ensayo de Cántabro (MDC-19) con Adición de Polisombra de 1.0 %. # Anexo T. Ensayo de Cántabro (MDC-19) con Adición de Polisombra de 1.0 %. # 3 85 Anexo U. Ensayo de Cántabro (MDC-19) con Adición de Polisombra de 1.0 %. # 4 86 Anexo V. Ensayo de Cántabro (MDC-19) con Adición de Polisombra de 1.0 %. # 5 87 Anexo W. Ensayo de Cántabro (MDC-19) con Adición de Polisombra de 0.5 %. # 1 88 Anexo X. Ensayo de Cántabro (MDC-19) con Adición de Polisombra de 0.5 %. # 2 89 Anexo Y. Ensayo de Cántabro (MDC-19) con Adición de Polisombra de 0.5 %. # 3 90 Anexo Z. Ensayo de Cántabro (MDC-19) con Adición de Polisombra de 0.5 %. # 4 91 Anexo AA. Ensayo de Cántabro (MDC-19) con Adición de Polisombra de 0.5 %. # 5 92 Anexo BB. Ensayo de Cántabro (MDC-19). # 1 93 Anexo CC. Ensayo de Cántabro (MDC-19). # 2 94 Anexo DD. Ensayo de Cántabro (MDC-19). # 3 95 Anexo EE. Ensayo de Cántabro (MDC-19). # 4 96 Anexo FF. Ensayo de Cántabro (MDC-19). # 5 97 Anexo GG. Ensayo de Tracción Indirecta (MDC-19) con Adición de Polisombra 1.0 % 98 Anexo HH. Ensayo de Tracción Indirecta (MDC-19) con Adición de Polisombra 0.5 % 99 Anexo II. Ensayo de Tracción Indirecta (MDC-19) 100 8