Rehabilitación de pavimentos con mezclas asfálticas convencionales y modificadas con polímeros en la malla vial del municipio de Itagüí

El Municipio de Itagüí en los últimos años ha sufrido un crecimiento elevado en la circulación de vehículos, especialmente los comerciales debido a que es una ciudad industrial y comercial en donde se ubican importantes fábricas a nivel regional y nacional. El incremento del parque automotor ha acelerado el deterioro de la malla vial de Itagüí, por lo cual el trabajo de grado se enfoca en realizar un estudio en el cual se hace una análisis técnico y económico sobre la utilización de mezclas asfálticas convencionales las cuales son las que actualmente se está instalando en Itagüí, y las mezclas asfálticas modificadas con polímeros que es una nueva alternativa que se está impulsando en el país, para emplearlas en la rehabilitación de pavimentos con altos niveles de tránsito. El análisis se enfoca en identificar mediante la recopilación de información bibliográfica, visitas de campo y ensayos de laboratorio, el comportamiento de las mezclas asfálticas en lo que se refiere al ahuellamiento, fatiga y envejecimiento; y con estos datos realizar una proyección del análisis del ciclo de vida del pavimento a 20 años para evaluar los costos de rehabilitación y mantenimiento de un pavimento para identificar cual es la mezcla asfáltica que brinda un valor más alto en la relación beneficio/costo para ser empleado para las condiciones actuales de Itagüí.

Análisis monotónico de mezclas densas en caliente con asfalto 80 - 100 modificado al 100% de caucho de bota militar

86 p.

Estudio de algunos casos de fisuración descendente en carreteras españolas

Tradicionalmente se ha admitido que la mayor parte de las fisuras que aparecen en la superficie del pavimento procede de las capas inferiores, afectadas por la fatiga o por la retracción que acompaña al fraguado de materiales tratados con cemento. Con dicho enfoque las fisuras superficiales no serían más que la evolución o el reflejo de un problema originado en las capas inferiores. Sin embargo, en la última década diversos trabajos de investigación han puesto de manifiesto la relevancia de otro problema muy diferente: la iniciación de fisuras en la capa de rodadura que progresivamente van afectando a las capas inferiores. Es lo que se ha denominado fisuración descendente (top-down cracking). En este artículo se muestran varios casos estudiados en carreteras españolas, en los que se ha constatado que las fisuras observadas en la superficie afectaban sólo a la capa de rodadura, aunque en algunos casos habían progresado, dañando ya la parte superior de la capa intermedia. Para caracterizar las mezclas asfálticas afectadas por este problema, más generalizado de lo que se creía hasta ahora, al menos en determinadas zonas climáticas, se extrajeron testigos, comprobando la granulometría de las mezclas, sus características mecánicas y el estado del ligante. Como resultado general puede concluirse que las mezclas afectadas tenían problemas de segregación granulométrica en vertical, y en todos los casos el ligante había envejecido sensiblemente, a pesar de tratarse de actuaciones algunas de ellas con sólo unos pocos años en servicio.

Huella de carbono del reciclado en planta asfáltica en caliente con altas tasas de RAP

Este artículo describe un análisis de huella de carbono (Carbon Footprint) desarrollado para la valoración, desde un punto de vista ambiental, del empleo de RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) en la fabricación y puesta en obra de mezclas asfálticas en caliente. El análisis se ha llevado a cabo de forma específica para materiales asfálticos a partir de una metodología de análisis de ciclo de vida (ACV) que ha considerado como unidad funcional la tonelada de mezcla asfáltica fabricada y colocada en obra, y como ecoindicador el kilogramo de CO2 equivalente. La metodología presentada, además de basarse en datos de consumos y emisiones reales, considera dos aspectos fundamentales desde el punto de vista ambiental: la durabilidad y la reciclabilidad de las soluciones estudiadas. Por último, se exponen los resultados obtenidos con la aplicación de esta metodología a distintos tipos de mezclas asfálticas recicladas y a otras producidas mediante el reciclado de mezclas asfálticas con elevado contenido de caucho de neumáticos fuera de uso.

Asphalt rubber mixtures with warm mix asphalt additives

En los últimos años, debido a la creciente preocupación por el calentamiento global y el cambio climático, uno de los retos más importantes a los que se enfrenta nuestra sociedad es el uso eficiente y económico de energía así como la necesidad correspondiente de reducir los gases de efecto invernadero (GEI). Las tecnologías de mezclas semicalientes se han convertido en un nuevo e importante tema de investigación en el campo de los materiales para pavimentos ya que ofrece una solución potencial para la reducción del consumo energético y las emisiones de GEI durante la producción y puesta en obra de las mezclas bituminosas. Por otro lado, los pavimentos que contienen polvo de caucho procedente de neumático fuera de uso, al hacer uso productos de desecho, ahorran energía y recursos naturales. Estos pavimentos ofrecen una resistencia mejorada a la formación de roderas, a la fatiga y a la fisuración térmica, reducen los costes de mantenimiento y el ruido del tráfico así como prolongan la vida útil del pavimento. Sin embargo, estas mezclas presentan un importante inconveniente: la temperatura de fabricación se debe aumentar en comparación con las mezclas asfálticas convencionales, ya que la incorporación de caucho aumenta la viscosidad del ligante y, por lo tanto, se producen mayores cantidades de emisiones de GEI. En la presente Tesis, la tecnología de mezclas semicalientes con aditivos orgánicos (Sasobit, Asphaltan A, Asphaltan B, Licomont) se incorporó a la de betunes de alta viscosidad modificados con caucho (15% y 20% de caucho) con la finalidad de dar una solución a los inconvenientes de mezclas con caucho gracias a la utilización de aditivos reductores de la viscosidad. Para este fin, se estudió si sería posible obtener una producción más sostenible de mezclas con betunes de alto contenido en caucho sin afectar significativamente su nivel de rendimiento mecánico. La metodología aplicada para evaluar y comparar las características de las mezclas consistió en la realización de una serie de ensayos de laboratorio para betunes y mezclas con caucho y con aditivos de mezclas semicalientes y de un análisis del ciclo de vida híbrido de la producción de mezclas semicalientes teniendo en cuenta la papel del aditivo en la cadena de suministro con el fin de cuantificar con precisión los beneficios de esta tecnología. Los resultados del estudio indicaron que la incorporación de los aditivos permite reducir la viscosidad de los ligantes y, en consecuencia, las temperaturas de producción y de compactación de las mezclas. Por otro lado, aunque la adición de caucho mejoró significativamente el comportamiento mecánico de los ligantes a baja temperatura reduciendo la susceptibilidad al fenómeno de fisuración térmica, la adición de las ceras aumentó ligeramente la rigidez. Los resultados del estudio reológico mostraron que la adición de porcentajes crecientes de caucho mejoraban la resistencia del pavimento con respecto a la resistencia a la deformación permanente a altas temperaturas y a la fisuración térmica a bajas temperaturas. Además, se observó que los aditivos mejoran la resistencia a roderas y la elasticidad del pavimento al aumentar el módulo complejo a altas temperaturas y al disminuir del ángulo de fase. Por otra parte, el estudio reológico confirmó que los aditivos estudiados aumentan ligeramente la rigidez a bajas temperaturas. Los ensayos de fluencia llevados a cabo con el reómetro demostraron una vez más la mejora en la elasticidad y en la resistencia a la deformación permanente dada por la adición de las ceras. El estudio de mezclas con caucho y aditivos de mezclas semicalientes llevado a cabo demostró que las temperaturas de producción/compactación se pueden disminuir, que las mezclas no experimentarían escurrimiento, que los aditivos no cambian significativamente la resistencia conservada y que cumplen la sensibilidad al agua exigida. Además, los aditivos aumentaron el módulo de rigidez en algunos casos y mejoraron significativamente la resistencia a la deformación permanente. Asimismo, a excepción de uno de los aditivos, las mezclas con ceras tenían la misma o mayor resistencia a la fatiga en comparación con la mezcla control. Los resultados del análisis de ciclo de vida híbrido mostraron que la tecnología de mezclas semicalientes es capaz de ahorrar significativamente energía y reducir las emisiones de GEI, hasta un 18% y 20% respectivamente, en comparación con las mezclas de control. Sin embargo, en algunos de los casos estudiados, debido a la presencia de la cera, la temperatura de fabricación debe reducirse en un promedio de 8 ºC antes de que los beneficios de la reducción de emisiones y el consumo de combustible puedan ser obtenidos. Los principales sectores contribuyentes a los impactos ambientales generados en la fabricación de mezclas semicalientes fueron el sector de los combustibles, el de la minería y el de la construcción. Due to growing concerns over global warming and climate change in recent years, one of the most important challenges facing our society is the efficient and economic use of energy, and with it, the corresponding need to reduce greenhouse gas (GHG) emissions. The Warm Mix Asphalt (WMA) technology has become an important new research topic in the field of pavement materials as it offers a potential solution for the reduction of energy consumption and GHG emissions during the production and placement of asphalt mixtures. On the other hand, pavements containing crumb-rubber modified (CRM) binders save energy and natural resources by making use of waste products. These pavements offer an improved resistance to rutting, fatigue and thermal cracking; reduce traffic noise and maintenance costs and prolong pavement life. These mixtures, however, present one major drawback: the manufacturing temperature is higher compared to conventional asphalt mixtures as the rubber lends greater viscosity to the binder and, therefore, larger amounts of GHG emissions are produced. In this dissertation the WMA technology with organic additives (Sasobit, Asphaltan A, Asphaltan B and Licomont) was applied to CRM binders (15% and 20% of rubber) in order to offer a solution to the drawbacks of asphalt rubber (AR) mixtures thanks to the use of fluidifying additives. For this purpose, this study sought to determine if a more sustainable production of AR mixtures could be obtained without significantly affecting their level of mechanical performance. The methodology applied in order to evaluate and compare the performance of the mixtures consisted of carrying out several laboratory tests for the CRM binders and AR mixtures with WMA additives (AR-WMA mixtures) and a hybrid input-output-based life cycle assessment (hLCA) of the production of WMA. The results of the study indicated that the incorporation of the organic additives were able to reduce the viscosity of the binders and, consequently, the production and compaction temperatures. On the other hand, although the addition of rubber significantly improved the mechanical behaviour of the binders at low temperatures reducing the susceptibility to thermal cracking phenomena, the addition of the waxes slightly increased the stiffness. Master curves showed that the addition of increasing percentages of rubber improved the resistance of the pavement regarding both resistance to permanent deformation at high temperatures and thermal cracking at low temperatures. In addition, the waxes improved the rutting resistance and the elasticity as they increased the complex modulus at high temperatures and decreased the phase angle. Moreover, master curves also attest that the WMA additives studied increase the stiffness at low temperatures. The creep tests carried out proved once again the improvement in the elasticity and in the resistance to permanent deformation given by the addition of the waxes. The AR-WMA mixtures studied have shown that the production/compaction temperatures can be decreased, that the mixtures would not experience binder drainage, that the additives did not significantly change the retained resistance and fulfilled the water sensitivity required. Furthermore, the additives increased the stiffness modulus in some cases and significantly improved the permanent deformation resistance. Except for one of the additives, the waxes had the same or higher fatigue resistance compared to the control mixture. The results of the hLCA demonstrated that the WMA technology is able to significantly save energy and reduce GHG emissions, up to 18% and 20%, respectively, compared to the control mixtures. However, in some of the case studies, due to the presence of wax, the manufacturing temperature at the asphalt plant must be reduced by an average of 8ºC before the benefits of reduced emissions and fuel usage can be obtained. The results regarding the overall impacts generated using a detailed production layer decomposition indicated that fuel, mining and construction sectors are the main contributors to the environmental impacts of manufacturing WMA mixtures.

Calidad y durabilidad de áridos metamórficos empleados en capas de rodadura gallegas bajo el efecto de la sal y una climatología extrema

El uso del NaCl (sal común) en forma de salmuera está muy extendido durante el mantenimiento invernal de las carreteras españolas, pero este compuesto incide de forma negativa tanto en el medio ambiente como en las propias carreteras. Por este motivo, es necesario realizar un estudio detallado del efecto que tiene la sal cuando es esparcida sobre las carreteras en invierno. Además, esta sal puede permanecer en las superficies de las carreteras durante el verano, donde se pueden alcanzar temperaturas muy superiores a los 40º C. Por este motivo, es necesario considerar también estas condiciones en la evaluación de la durabilidad de una carretera. Por estos motivos, en esta tesis se ha estudiado la capa más superficial de una carretera y, por tanto, más expuesta a los efectos de la sal y agentes meteóricos (capa de rodadura). Estas capas están constituidas por mezclas asfálticas, cuyo mayor componente son los áridos de origen pétreo. Estos materiales son los principales responsables de la calidad y durabilidad de estas mezclas bituminosas por lo que es necesario analizar cómo se comportan bajo el efecto de la sal y en condiciones climatológicas adversas (invierno-verano). Los materiales estudiados fueron esquistos y anfibolitas explotadas en una cantera gallega, próxima a Santiago de Compostela. Esta cantera ha suministrado áridos y mezclas bituminosas a numerosas carreteras y autovías de la región, ya que dispone de su propia planta asfáltica...

Análisis de factores de pago para estructuras de pavimento flexible en tres regiones del territorio nacional por medio del uso de la metodología del FDOT (Florida Departament of Transportation)

71 p.

Determinación del agregado fino (agregado de rio o agregado de peña) con mayor adhesividad al ligante asfáltico

64 p.

Elaboración de procedimientos y formatos que permitan un adecuado control de calidad de los agregados y materiales propios de las actividades de urbanismo del Centro Empresarial Pontevedra en la ciudad de Bogotá. D.C.

73 p.

Sustentabilidad técnica, económica y ambiental en la construcción de viviendas. Producción de materiales con mezclas de suelo cemento.

Durante las últimas décadas se ha intentado recuperar el suelo del sitio de la construcción para combinarlo con materiales aglutinantes como el cemento o la cal, a los fines de disminuir la incidencia de costo del material en el monto total de la obra. Como antecedente, la ingeniería vial ha utilizado las mezclas de suelo cemento o suelo cal en terraplenes compactados en búsqueda de estabilidad tenso-deformacional de las obras geotécnicas desde la Segunda Guerra Mundial hasta nuestros días (Guney et al. 2006, Aiassa y Arrúa 2007. En esta región del país, la construcción de diversas obras de ingeniería se realiza con materiales tradicionales como el hormigón, morteros o ladrillos comunes, estos últimos obtenidos de la cocción de una mezcla de suelo arcilloso y paja cocidos (Millogo et al. 2008, Calabria et al. 2009) que provocan un impacto ambiental negativo atribuido a la contaminación atmosférica y la tala excesiva de vegetación local. Se planteará y definirá el manejo de materiales, ensayos y experimentos para el estudio sistematizado de las propiedades del material construido. Con esto se definirá el estudio experimental. Con los resultados obtenidos en el paso anterior, se procederá al análisis e interpretación de estos. Formulando las recomendaciones y conclusiones del proyecto. Se realizará la caracterización del suelo empleado como material de base para las mezclas. Se parametrizarán funciones de densidad de probabilidades para índices típicos del suelo (contenido de humedad natural, pesos unitario seco, límites de consistencia, etc.) Se pretende fijar definiciones respecto de: 1.Caracterización del comportamiento de los suelos limo arcillosos típicos del centro del país como material de construcción 2.Planteo de modelos teóricos-experimentales de caracterización de las relaciones tensión-deformación y la influencia del humedecimiento y permeabilidad en suelos limo arenosos y limo arcillosos compactados con aglomerante 3.Evaluación de los efectos ocasionados sobre el terreno natural, de características típicamente colapsables 4.Estimación de los tiempos requeridos para el curado de los elementos estructurales 5.Niveles de compactación y contenidos de humedad recomendable para el empleo de estos materiales como construcciones de uso civil 6.Elementos o componentes adicionales a los elementos estructurales requeridos para garantizar y verificar el adecuado funcionamiento Con los resultados recavados se establecerán comparaciones económicas entre la fabricación de elementos estructurales con materiales tradicionales o suelo-aglomentante. Hipótesis: Las mezclas suelo-aglomerante son mas económicas a igual calidad que los materiales tradicionales. Desarrollar criterios normativos para establecer estándares de calidad en la fabricación de elementos estructurales de esta naturaleza. Hipótesis: con procedimientos estandarizados se puede lograr la aceptación de los productos de esta investigación en el medio local.

Estimación de funciones no lineales en mezclas post-no lineales

This paper proposes a new method for blindly inverting a nonlinear mapping which transforms a sum of random variables. This is the case of post-nonlinear (PNL) source separation mixtures. The importance of the method is based on the fact that it permits to decouple the estimation of the nonlinear part from the estimation of the linear one. Only the nonlinear part is inverted, without considering on the linear part. Hence the initial problem is transformed into a linear one that can then be solved with any convenient linear algorithm. The method is compared with other existing algorithms for blindly approximating nonlinear mappings. Experiments show that the proposed algorithm outperforms the results obtained with other algorithms and give a reasonably good linearized data

Desviaciones al modelo logarítmico-lineal en la solubilidad de ibuprofén y naproxén en mezclas cosolventes propilenoglicol-agua

The deviations observed in the solubility of ibuprofen (IBP) and naproxen (NAP) in propylene glycol (PG) + water (W) cosolvent mixtures with respect to the logarithmic-linear model proposed by Yalkowsky have been analyzed at 25.00 ± 0.05 ºC. Negative deviations were obtained in all cosolvent compositions for both drugs; they were greater for IBP. Another treatment, based on Gibbs free energy relationships, was also employed showing an apparent hydrophobicity chameleonic effect, because at low PG proportions NAP is more hydrophobic, whereas at high PG proportions IBP is more hydrophobic. The results are discussed in terms of solute-solvent and solvent-solvent interactions.

Método extendido de Hildebrand en la predicción de la solubilidad del ketoprofeno en mezclas cosolventes etanol + agua

Extended Hildebrand Solubility Approach (EHSA) developed by Martin et al. was applied to evaluate the solubility of ketoprofen (KTP) in ethanol + water cosolvent mixtures at 298.15 K. Calculated values of molar volume and solubility parameter for KTP were used. A good predictive capacity of EHSA was found by using a regular polynomial model in order five to correlate the W interaction parameter and the solubility parameters of cosolvent mixtures (δmix). Nevertheless, the deviations obtained in the estimated solubilities with respect to the experimental solubilities were on the same order like those obtained directly by means of an empiric regression of the logarithmic experimental solubilities as a function of δmix values.