Diseño y evaluación del desempeño de una mezcla asfáltica tipo MSC-19 con incorporación de Tereftalato de Polietileno reciclado como agregado constitutivo

Abstract

La tesis aborda el diseño de una mezcla asfáltica semidensa tipo MSC-19, según los estándares de la normativa INVIAS (2013), con incorporación de Tereftalato de Polietileno (PET) reciclado triturado, que por su elevado punto de fusión puede incluirse dentro de la matriz granular en las temperaturas de trabajo, sin degradarse. El desarrollo experimental de la investigación se basó en el análisis de las mezclas con adición de PET a partir de la determinación de sus parámetros volumétricos, la prueba de estabilidad y flujo, así como los ensayos de módulo resiliente y deformación plástica en pista. Para visualizar la disposición del PET triturado en los intersticios de la mezcla asfáltica, se utilizaron las técnicas de microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectrometría por dispersión de rayos X (EDS). En esta etapa se validó que el PET se distribuye en forma adecuada y se adhiere al ligante, creando enlaces más estables entre las partículas del agregado mineral. Como principales hallazgos se registran un aumento de 37% en el módulo resiliente y una disminución de 42% en la velocidad de deformación plástica, para una mezcla que incorporó un 1,0% de PET en tamaños inferiores a 2,0 [mm]. Así, este desarrollo podría resultar una alternativa viable para la construcción de proyectos de infraestructura vial, además de tener un aporte significativo desde la sostenibilidad ambiental, ya que en la fórmula de trabajo seleccionada se estima que pueden ser utilizadas 73.000 botellas de PET por cada kilómetro de vía construida, lo que impactaría las políticas de disposición de residuos que se tienen en la actualidad.

Abstract: The thesis addresses the design of a semi-dense asphaltic mixture type MSC-19, according to INVIAS regulations standards (2013), with the addition of crushed recycled Polyethylene Terephthalate (PET), which due to its high melting point can be included into the granular matrix, at working temperatures without any degrading. The experimental development of the research was based on the analysis of mixtures with the addition of PET from its volumetric parameters, stability and flow test, as well as the resilient modulus tests and plastic deformation on road. Scanning Electron Microscopy (SEM) and Electron Dispersive Spectroscopy (EDS) were used to visualize the disposition of the PET into the asphaltic mixture. During this stage was confirmed that the PET gets properly distributed and added to the asphalt, creating more stable linkages between the particles of the stone aggregate. The main findings are the 37% increase in the resilient modulus and the decrease of 42% in the plastic deformation rate for an asphaltic mixture which added 1,0% of PET in quantities smaller than 2,0 [mm]. Thus, this development might be a viable alternative for the construction of highway infrastructure, besides having a significant contribution to the environmental sustainability, since in the chosen work dosage is estimated that they can be used 73.000 PET bottles per kilometer of road builded, which would impact in the disposing politics of the waste nowadays.