Evaluación de la calidad de un asfalto colombiano modificado con grano de caucho reciclado y elaborado por vía húmeda en laboratorio para su aplicación en mezclas asfálticas

Abstract

Este trabajo final de maestría se centró en la producción y control de calidad de asfaltos colombianos modificados con grano de caucho reciclado (GCR) por vía húmeda. El estudio se fundamentó en lineamientos técnicos preliminares que resultaron de la recopilación de información normativa y soportes experimentales. Se seleccionaron como materiales base el asfalto 60-70 del CIB y dos productos de GCR de un proveedor nacional a nivel industrial. A partir de mezclas preliminares de prueba se definieron las variables de producción: Tres granulometrías (A, B y C); tres temperaturas de mezclado (130, 160 y 190 °C), tres contenidos de GCR según la granulometría (13, 17 y 21%, Tipo A; 11, 15 y 19%, Tipo B y 9, 11 y 17%; Tipo C); tiempo de reacción de 60 minutos y velocidad de agitación de 1530 RPM. Se configuró un diseño central compuesto y se fabricaron 33 mezclas de asfalto modificado de GCR caracterizadas mediante ensayos de penetración, punto de ablandamiento, viscosidad, recuperación elástica por torsión, resiliencia y envejecimiento en laboratorio TFTOT. Se aplicó la metodología de superficies de respuesta para identificar las regiones óptimas de desempeño físico para cada granulometría determinando condiciones óptimas de fabricación: Tipo A: 17%-175 °C; Tipo B: 16%-175 °C; Tipo C: 13%-175 °C. Las mezclas optimizadas se caracterizaron mediante ensayos físicos y físico-químicos. Se definieron lineamientos técnicos de referencia y se evidenció que la granulometría tiene un impacto directo en la consistencia del ligante modificado recomendándose su implementación tipo A, B y C en clima cálido, templado y frío; respectivamente. (Texto tomado de la fuente).

This academic research focused on the production and quality control of a Colombian asphalts modified with recycled (RCR) crumb rubber using the wet process. The study was based on preliminary technical guidelines derived from normative information and experimental evidence. The selected base materials included 60-70 penetration grade asphalt from CIB and two products supplied by a national industrial-scale provider. Based on preliminary test mixtures, the production variables were defined as follows: three granulometries (A, B and C); three mixing temperatures (130, 160 and 190 °C); and three RCR contents depending on granulometry (13, 17 and 21%, Type A; 11, 15 and 19%, Type B and 9, 11 and 17%; Type C); along with reaction time of 60 minutes and an agitation speed of 1530 RPM. A central composite design was implemented, resulting in the fabrication of 33 RCR-modified asphalt blends, which were characterized through penetration, softening point, viscosity, torsional elastic recovery, resilience, and TFOT aging tests. The response surface methodology was applied to identify the optimal performance regions for each granulometry, leading to the following optimal production conditions: Type A: 17%-175 °C; Type B: 16%-175 °C; Type C: 13%-175 °C. The optimized blends were further characterized through physical and psychochemical test. Technical reference guidelines were defined, and it was demonstrated that granulometry directly influences the consistency of modified binder. Consequently, the use of Types A, B and C is recommended in warm, temperate, and cold climates, respectively.