Mezcla asfáltica modificada con agregados livianos. Nueva alternativa para el desarrollo vial

Abstract

The modification of asphalt mixtures using diverse materials is an alternative that is growing. The use of materials, some of them product of industrial process waste, which can replace traditional aggregates is a technique that has been proven to be sustainable, economical and with great benefits for environmental conservation. Due to the little or no availability of traditional aggregates in some regions of the country and the absence of quarries that comply with legal and environmental provisions, replacements with this type of materials are a viable and poorly studied alternative to promote and allow the road development of the regions. This investigation consists in carrying out the mechanical evaluation of a MDC-19 mixture (according to what is established in the General Construction Specifications of the National Roads Institute), whose granulometry was modified with lightweight expanded clay aggregates, in the dimension retained in the sieve 1⁄2 ”and compacted by “kneading ”, using a gyrator compactor. Lightweight expanded clay aggregates are frequently used in the construction of civil engineering works, having a wide and well-known field of application in the manufacture of lightened hydraulic concretes. For this reason, they are manufactured for engineering finds, use in different parts of the world, mainly in Europe, Africa and Brazil. Likewise, it has been shown that "kneading" compaction more adequately replicates the compaction that is carried out in the field, which allows laboratory performance evaluations to be more precise when predicting the behavior of the mixture in the field. From the modifications made, it could be evidenced that the use of lightweight expanded clay aggregates improved the strength of the mixture, maintaining an optimal stability / flow ratio, without presenting greater variations in the deformation of the specimens evaluated. Likewise, and due to the low density of these materials, the modified mixtures presented a decrease in their density, in relation to the controlled standard sample for comparison. In terms of mechanical behavior, the selected mixture, called R50, present an optimal behavior, which is in the ranges accepted by the current regulations of the country, and it is close to the values reported for controlled standard sample. The use of this type of materials, under the conditions of this investigation, allows to obtain compatible asphalt mixtures whose performance is suitable for temperatures between 15 ° C and 30 ° C, with speeds between 20 km / hour and 60 km / hour.

La modificación de mezclas asfálticas haciendo uso de diversos materiales es una alternativa que está en crecimiento. La utilización de materiales, algunos de ellos residuos de procesos industriales, que remplacen los agregados pétreos tradicionales es una técnica que se ha demostrado es sostenible, económica y con grandes beneficios para la conservación del medio ambiente. Debido a la poca o nula disponibilidad de agregados pétreos en algunas regiones del país y la no existencia de canteras que cumplan con las disposiciones legales y ambientales, los remplazos con este tipo de materiales son una alternativa viable y poco estudiada, para promover y permitir el desarrollo vial de las regiones. Esta investigación consistió en realizar la evaluación mecánica de una mezcla MDC-19 (de acuerdo con lo establecido en las Especificaciones Generales de Construcción del Instituto Nacional de Vías), cuya granulometría fue modificada con agregados livianos de arcilla, en la fracción retenida en el tamiz de ½” y compactada por “amasado”, haciendo uso de un compactador giratorio. Los agregados livianos de arcilla son ampliamente utilizados en la construcción de obras de ingeniería civil, teniendo un campo de aplicación amplio y conocido en la fabricación de concretos hidráulicos aligerados. Por esta razón, son manufacturados con fines de utilización en ingeniería en diferentes partes del mundo, principalmente en Europa, África y Brasil. Así mismo, se ha demostrado que la compactación por “amasado” replica de manera más adecuada la compactación que se realiza en terreno, lo cual permite realizar evaluaciones del desempeño en laboratorio más precisas a la hora de predecir el comportamiento de la mezcla en terreno. De las modificaciones realizadas, se pudo evidenciar que el uso de agregados livianos de arcilla mejoró la resistencia de la mezcla, manteniendo una relación estabilidad/flujo óptima, sin presentar mayores variaciones en la deformación de los especímenes evaluados. Así mismo, y debido a la baja densidad de estos materiales, las mezclas modificadas presentaron una disminución en su densidad, con relación a la muestra patrón utilizada para el comparativo. En términos del comportamiento mecánico, la mezcla seleccionada y denominada R50, presentó un comportamiento óptimo, que se encuentra en los rangos aceptados por la normatividad vigente del país, y que a su vez se encuentra en valores cercanos a los reportados para la mezcla patrón. La utilización de este tipo de materiales, bajo las condiciones de esta investigación, permiten obtener mezclas asfálticas competentes cuyo desempeño es apto para temperaturas entre 15°C y 30°C, con velocidades entre 20 Km/hora y 60 Km/hora.