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Efectos de los agregados en el envejecimiento de la mezcla asfáltica

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Título: Efectos de los agregados en el envejecimiento de la mezcla asfáltica
Autor: Llano Muñoz, José Luis
Email del autor: joseluisllanom@gmail.com
Fecha: 2017-01
URI: http://hdl.handle.net/11522/8042
Resumen: The asphalt is a colloidal, viscous and black color solution with asphaltens and maltenes, that it is used like binder of petrous aggregates in the asphaltic mixtures. The mixtures’ aging is a complex phenomenon in which exists degradation and a transformation of the initial binder components, losing its original properties. The accelerated laboratory methods can give an approximate idea of the durability of bituminous binders. While some methods cause aging on films of asphalt binders (used normally), others use asphalt mixtures, compacted or not, with the construction aggregates or with a standard aggregate, and both of them are subjected to some aging process. After doing a theoretical review of asphalt aging methods, we decided use the Method of Universal Characterization of Binder (UCL®), which it is a procedure developed and used by the Escola Técnica Superior D'Enginyers de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB) and it is based on the Cantabrian Test. This method can relate various properties of the asphalt mixtures like cohesion, thermal susceptibility, adhesiveness and aging, through making cylindrical specimens using the Marshall apparatus and the Los Angeles testing machine. In this degree thesis was analyzed the aging of patron asphaltic mixture with a same binder (type and quantity) and with an established opened granulometry, comparing four different types of aggregates from Colombian South-Western region. With regard to the asphalt mixture´s aging, it could conclude that depends on type of aggregates that it has been used to make it and it stiffened, causing fragility and decreasing the disintegration resistance. The short time simulated aging, during the production and construction times (high temperatures) cause highest losses than the long time aging (environment temperature). The asphalt mixture´s properties like the test specimens´ average density, specific gravity and Rice´s theoretical maximum specific gravity are inversely proportional to the Cántabro´s losses. The Pavicol S.A.S. aggregate was the best aggregate that behaved in the experiment, while the Pavicauca S.A.S. aggregate was presented higher losses, despite it is the aggregate that has fewer losses in the Los Angeles abrasion test. The aggregates from Ingeniería de Vías S.A.S. and Amezquita Naranjo had similar behavior in the short time aging but in the long time aging, the Ingeniería de Vías S.A.S. was more affected. Particularly, the aggregates that proceed from river behaved better than the quarry´s aggregate. According the aggregates’ geological characteristics, they can conclude that the volcanic influence affect over the aging behavior. The percent of absorbed asphalt and effective asphalt don´t affect the Cántabro losses, as had been supposed.
Descripción: El asfalto es una solución coloidal de asfaltenos y maltenos, de color negro, viscoso, que se utiliza como aglomerante de agregados pétreos en las mezclas asfálticas. El envejecimiento de estas mezclas es un fenómeno complejo, en el cual existe una degradación y una transformación de los componentes iniciales del ligante, perdiendo sus propiedades originales. Existen métodos de ensayo que simulan el envejecimiento del asfalto en forma artificial y acelerada, que pueden dar una idea aproximada de la durabilidad del material bituminoso. Mientras que algunos ensayos se realizan sobre películas de asfalto, hay otros que evalúan la mezcla, compactada o no. Después de realizar una revisión teórica de los métodos de envejecimiento del asfalto, se decidió utilizar el Método Universal de Caracterización de Ligantes (UCL®), el cual es un procedimiento desarrollado y empleado por la Escola Técnica Superior d´Enginyers de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB) y está basado en el ensayo al Cántabro. Con éste ensayo se pueden relacionar varias propiedades de las mezclas asfálticas como la cohesión, la susceptibilidad, la adhesividad y el envejecimiento, mediante la fabricación de briquetas utilizando el aparato Marshall y la máquina del ensayo de Los Ángeles. En éste trabajo de grado se analizó el envejecimiento de una mezcla asfáltica patrón con un mismo tipo y cantidad de ligante y con una granulometría abierta establecida, se compararon cuatro diferentes tipos de agregados del Suroccidente de Colombia. En cuanto al envejecimiento de la mezcla asfáltica, se pudo concluir que depende del tipo de agregado que se utilice para fabricarla y que la mezcla se endureció, ocasionando fragilidad y disminuyendo la resistencia a la disgregación. El envejecimiento simulado a corto plazo, durante el tiempo de producción y puesta en obra (altas temperaturas) ocasiona mayores pérdidas que el envejecimiento a largo plazo (temperatura del medio ambiente). Las propiedades de la mezcla asfáltica como la densidad promedio de las briquetas, su gravedad específica y su gravedad específica máxima teórica Rice son inversamente proporcionales a las pérdidas al Cántabro, es decir, entre mayores son éstas propiedades menores son las pérdidas en el ensayo. El agregado de Pavicol S.A.S. fue el agregado que mejor se comportó en el ensayo, mientras que el agregado de Pavicauca S.A.S. fue el que presentó mayores pérdidas, a pesar de que es el agregado que tiene menores pérdidas en el ensayo al desgate en la Máquina de Los Ángeles. Los agregados de Ingeniería de Vías S.A.S. y Amezquita Naranjo tienen un comportamiento similar en el envejecimiento a corto plazo, pero a largo plazo el agregado de Ingeniería de Vías S.A.S. fue más afectado. Particularmente, los agregados que proceden de río se comportaron mejor que el agregado proveniente de cantera. Según las características geológicas de los agregados se puede concluir que la influencia volcánica incide sobre el comportamiento al envejecimiento. El porcentaje de asfalto absorbido y el asfalto efectivo no afectan las pérdidas al Cántabro, como se había supuesto.
Palabras clave: Materiales bituminosos
 
Asfalto
 
Agregados (Materiales de construcción)
 
Mezclas asfálticas
 
Hormigón -- Mezclas
Tipo: Tesis Maestría
Citación: Llano Muñoz, J. L. (2017, enero). Efectos de los agregados en el envejecimiento de la mezcla asfáltica. Pontificia Universidad Javeriana, Cali. Tomado de (http://hdl.handle.net/11522/8042).


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