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Title: Caracterización y clasificación de materiales que resultan del fresado in situ de carpetas asfálticas para su reutilización como bases estabilizadas o bases granulares.
Author: Arenas Zapata, Gustavo Alonso
Galeano Sucrequia, John Fredy
Ruiz Moscoso, John Alexander
Issue Date: 6-Jun-2009
Keywords: Asfalto
Materiales de construcción
Description: “En los últimos años, a nivel mundial se observa cómo ha aumentado la presión ejercida sobre la protección medioambiental, especialmente en lo concerniente a las carreteras. Frente a estos nuevos requisitos, la industria de la construcción ha lanzado nuevas iniciativas que apuestan al desarrollo de técnicas y productos que limitan el impacto de la construcción de carreteras sobre el medio ambiente. Es así que se han introducido nuevas modificaciones en la elaboración de las mezclas” . Paralelamente, la escasez de materiales granulares en algunos sectores es un incentivo para que se tienda cada vez más hacia el reciclado de las materiales in situ, provenientes de las carreteras existentes, es decir que el reciclaje se realiza en el lugar de la pavimentación, con lo que se evita transportar el asfalto viejo a una planta de reciclaje, tratarlo ahí y llevarlo de nuevo al lugar, disminuyendo así considerablemente los costos de pavimentación en relación con otros sistemas. La técnica de reciclaje consiste en levantar el pavimento totalmente deteriorado, fatigado, tronado o envejecido, demolerlo e incorporar una emulsión ligante, homogeneizar la mezcla y obtener así un nuevo pavimento, que debe extenderse y compactarse en el mismo tramo en el que fue levantado. Para darle mayor calidad superficial, se puede colocar encima una nueva carpeta asfáltica, más ligera pues ya tiene como base la del reciclado. Reciclar el pavimento ya deteriorado y utilizarlo como base de una nueva carpeta asfáltica, revitalizándola con nuevos materiales de consolidación, ahorraría los costos de pavimentación así como los tiempos de obra en la repavimentación, minimizando sus efectos contaminantes, pues al reutilizar el material se evita el desecho de toneladas de carpeta asfáltica.
Abstract: El tema tratado a través del desarrollo del presente trabajo está relacionado especialmente con la reutilización de los materiales que resultan del fresado in situ de carpetas asfálticas para convertirlas en bases estabilizadas o bases granulares. Para ello, se llevó a cabo un estudio de carácter teórico-práctico, basado en una investigación descriptiva-cualitativa que, a través de la recopilación y posterior organización de información cuantitativa y cualitativa y, con base en el la aplicación de varias de las normas de ensayo de materiales en carretera del Instituto Nacional de Vías, permitió clasificar y caracterizar los escombros que llegan a la planta de acopio, conociendo sus características físicas y mecánicas y estableciendo los procesos necesarios que deben llevarse a cabo para normalizarlos, y posteriormente transformarlos en materiales granulares. El contenido de este trabajo incluye, en términos generales, una primera parte en la cual se realiza el planteamiento del problema y se identifican los objetivos a alcanzar mediante la solución del problema, encuadrándolo dentro de sus marcos teórico y conceptual, con el fin de mostrar al lector la necesidad que tiene el sector de la construcción de hoy, de contar con técnicas y productos que limiten el impacto del mantenimiento y la construcción de vías sobre el medio ambiente. Posteriormente, se ubica al lector dentro del concepto de fresado in situ de pavimento asfáltico y se describen los requisitos de calidad que deben cumplir los diferentes materiales a emplear en la construcción de capas granulares. Adicionalmente se destaca la importancia del reciclado con emulsión desde el punto de vista técnico, económico y ambiental. Más adelante, se describen se explican los pasos metodológicos que se deben seguir durante los procedimientos de campo y de ensayos de laboratorio para la estabilización de carpeta fresada. Finalmente, se analizan los resultados obtenidos en el laboratorio, se realiza un breve estudio de costos y se describen los impactos que a nivel ambiental generan la utilización de nuevos materiales para la construcción.
Table Of Contents: Introducción 1 1 Justificación 3 2 Planteamiento del problema 5 3 Objetivos 6 3.1 General 6 3.2 Especificos 6 4 Marco teórico 7 4.1 Antecedentes 7 4.2 Bases teóricas 9 4.2.1 El reciclado in situ. 9 5 Marco conceptual 12 5.1 Fresado 12 5.2 Fresado de pavimento asfaltico 12 5.2.1 Equipo. 12 5.2.2 Ejecución de los trabajos 12 5.2.3 Medida. 14 5.3 Base granular 14 5.3.1 Materiales 15 5.3.2 Ejecución de los trabajos 16 5.3.3 Calidad de los agregados 18 5.4 Asfaltos 18 5.4.1 Composición del Asfalto. 19 5.4.2 Clases de asfaltos. 19 5.4.3 Propiedades Mecánicas Básicas del asfalto 21 5.4.4 Propiedades físicas del asfalto. 21 5.4.5 Composición química del asfalto 21 5.4.6 Ensayos de laboratorio 23 5.4.7 Comportamiento del asfalto. 25 5.4.8 Mezclas de Asfalto y Parafinas. 25 5.4.9 Mezclas de Asfaltos y Fillers. 25 5.4.10 Polvo de Asfalto 25 5.4.11 Pavimento Asfáltico. 26 5.5 Emulsión asfáltica 27 5.5.1 Descripción 27 5.5.2 Materiales. 27 5.5.3 Equipo 27 5.5.4 Controles 28 5.6 Cemento 30 5.6.1 Tipos de cementos 30 5.7 Cal 32 5.7.1 Tipos de cal 32 6 Metodología general del trabajo 34 6.1 Tipo de investigación 34 6.2 Delimitación 34 6.2.1 Espacial 34 6.2.2 Temporal 35 6.3 Fuentes y técnicas de recolección de información 35 6.3.1 Proceso para la obtención y procesamiento de la información primaria 35 6.4 Recursos financieros 36 6.4.1 Financiación de la investigación 36 6.4.2 Recursos propios 36 7 Caracterización del material granular 37 7.1 índice de aplanamiento de alargamiento de los agregados para carreteras 37 7.1.1 Objeto. 37 7.1.2 Definiciones 37 7.1.3 Resumen del método. 38 7.1.4 Equipo 39 7.1.5 Preparación de la muestra 39 7.1.6 Procedimiento. 41 7.1.7 Cálculos. 42 7.1.8 Informe 43 7.1.9 Precisión. 43 7.2 Porcentaje de caras fracturadas en los agregados 44 7.2.1 Objeto. 44 7.2.2 Definiciones 44 7.2.3 Uso y significado 45 7.2.4 Equipo 46 7.2.5 Muestreo. 46 7.2.6 Preparación de la muestra. 46 7.2.7 Procedimiento 48 7.2.8 Informe 49 7.2.9 Precisión y tolerancias 50 7.2.10 Normas de referencia: ASTM D 5821 – 01 50 7.3 Relación de soporte del suelo en el laboratorio (cbr de laboratorio) 51 7.3.1 Objeto. 51 7.3.2 Uso y significado 52 7.3.3 Equipo y materiales 53 7.3.4 Relación Humedad-Densidad 57 7.3.5 Procedimiento 58 7.3.6 Cálculos 63 7.3.7 Procedimiento para el ensayo sobre muestras inalteradas. 68 7.3.8 Informe: 70 7.3.9 Precisión y tolerancias 71 7.3.10 Normas de referencia 71 7.4 Análisis granulométrico de agregados 72 7.4.1 Objeto 72 7.4.2 Uso y significado. 72 7.4.3 Equipo 73 7.4.4 Muestra 74 7.4.5 Procedimiento. 76 7.4.6 Cálculos 80 7.4.7 Informe 81 7.4.8 Precisión y tolerancias 82 8 Procedimiento de campo 85 8.1 Procedimiento fabricación de briquetas en el laboratorio 86 8.1.1 Para la cal y el cemento. 86 8.1.2 Para la emulsión. 87 8.2 Curado y resistencia a compresión 87 8.2.1 Cemento y cal 87 8.2.2 Emulsión. 88 9 Procedimiento de ensayos en laboratorio para la estabilización de carpeta fresada + base granular de conasfaltos con adición de cemento, cal y emulsión asfáltica 89 9.1 Diseño de mezclas de 50% de base granular + 50% de carpeta asfáltica fresada con adición de cemento 91 9.1.1 Resultados de laboratorio 91 9.1.2 Parámetros de dosificación 93 9.1.3 Determinación del área de la cuadricula para distribución del cemento 93 9.2 Diseño de mezclas de 50% de base granular + 50% de carpeta asfáltica fresada con adición de cal 94 9.2.1 Resultados de laboratorio 95 9.3 Diseño de mezclas de 50% de base granular + 50% de carpeta asfáltica fresada con adición de emulsión crl-1 96 9.3.1 Resultados de laboratorio 96 9.3.2 Parámetros de dosificación 98 10 Análisis de resultados de los ensayos de laboratorio 99 11 Aspectos ambientales 101 11 Análisis de costos 103 Conclusiones 104 Recomendaciones 106 Bibliografía 107 Anexos 108
Program: Ingeniería Civil
Headquarters: Medellín
Publisher: Universidad Cooperativa de Colombia, Facultad de Ingenierías, Ingeniería Civil, Medellín y Envigado
Type: Trabajos de grado - Pregrado
Citation: Arenas Zapata, G. A. Galeano Sucrequia, J. F. & Ruiz Moscoso, J. A. (2009). Caracterización y clasificación de materiales que resultan del fresado in situ de carpetas asfálticas para su reutilización como bases estabilizadas o bases granulares. (Tesis no publicada). Universidad Cooperativa de Colombia. Medellín,Colombia
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