Evaluación del desempeño mecánico de mezclas asfálticas tipo MDC-19 modificadas con grano de caucho reciclado y escoria negra de horno de arco eléctrico

Para la fabricación de mezclas asfálticas se consumen grandes cantidades de materiales pétreos no renovables que causan daños irreversibles al medio ambiente. Una de las alternativas para sustituir estos materiales son las escorias negras de horno de arco eléctrico y el grano de caucho reciclado, ya...

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Autores:: Guerra-Vargas, Mayra Fernanda
Peña-Ibáñez, Lizeth Viviana

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2021

Institución:: Universidad Santo Tomás

Repositorio:: Repositorio Institucional USTA

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description	Para la fabricación de mezclas asfálticas se consumen grandes cantidades de materiales pétreos no renovables que causan daños irreversibles al medio ambiente. Una de las alternativas para sustituir estos materiales son las escorias negras de horno de arco eléctrico y el grano de caucho reciclado, ya que estos son desechados en grandes cantidades por las industrias colombianas y a nivel internacional. Por esta razón, este proyecto tuvo como objetivo determinar la dosificación óptima de mezclas asfálticas densas en caliente tipo 19, modificadas con grano de caucho reciclado y escoria negra de horno de arco eléctrico. Se implementó la metodología Marshall para evaluar el desempeño mecánico de una mezcla asfáltica convencional en comparación con la mezcla asfáltica modificada. La mezcla asfáltica modificada tipo 19 se diseñó con variaciones en el cemento asfaltico 60-70 de la siguiente manera: 90% betún y 10% grano de caucho reciclado, esto de acuerdo a las investigaciones realizadas por Bansal et al. (2017) en la que se concluye que la dosificación más efectiva para la modificación del aglutinante es la mencionada anteriormente. En los agregados gruesos las variaciones fueron del 25%, 50%, 75% y 100% de escoria negra de horno de arco eléctrico. Obteniendo como resultado un nuevo tipo de mezcla asfáltica modificada que causa un impacto positivo al medio ambiente, al sector de infraestructura vial y cumple con las especificaciones mínimas para la construcción.
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Carpetas Asfalticas. http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/10577/Capitulo7.pdf%5Cnhttp://itzamna.bnct.ipn.mx/dspace/handle/123456789/2978 Diaz, C., & Castro, L. (2017). Implementación del grano de caucho reciclado (GCR) proveniente de llantas usadas para mejorar las mezclas asfálticas y garantizar pavimentos sostenibles en BogotáNo Title. Forrest, M. J. (2014). Recycling and Re-use of Waste Rubber. Shrewsbury: Smithers Rapra. Gaspar, J. (2017). Estudio de las mejoras mecánicas de mezclas asfálticas con desechos de llantas. Control, 3(July), 2007–2008. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=465549683002 Gonzales, J., & Cotrina, M. (2019). Diseño de mezcla asfáltica en caliente con incorporación de grano de caucho reciclado en pavimento flexible, Av. Santa Rosa, 2019. Higuera Sandoval, C. H., Olarte Riaño, B. N., & Soler Sánchez, R. D. (2019). Effect of the recycled rubber grain in the rutting of an asphalt mixture type MD-12. Respuestas, 24(1), 86–97. https://doi.org/10.22463/0122820x.1810 López-Díaz, A., Ochoa-Díaz, R., & Grimaldo-León, G. E. (2018). Use of BOF slag and blast furnace dust in asphalt concrete: An alternative for the construction of pavements. DYNA (Colombia), 85(206), 24–30. https://doi.org/10.15446/dyna.v85n206.70404 Lozano, I., & Reyes, C. (2020). Evaluación del comportamiento de un asfalto modificado con Policloruro de Vinilo (PVC) y Grano de Caucho Reciclado (GCR). Modarres, A., & Rahmanzadeh, M. (2014). Application of coal waste powder as filler in hot mix asphalt. Construction and Building Materials, 66, 476–483. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.06.002 Morcote, C. (2019). Evaluación del desempeño mecánico de mezclas asfálticas con escorias de acero. Motz, H., & Geiseler, J. (2000). Products of steel slags an opportunity to save natural resources. Journal of Petrology, 369(1), 1689–1699. https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004 Muniandy, R., Aburkaba, E., & Taha, R. (2013). Effect of mineral filler type and particle size on the engineering properties of stone mastic asphalt pavements. Journal of Engineering Research, 10(2), 13–32. https://doi.org/10.24200/tjer.vol10iss2pp13-32 Nguyen, H. Q., Lu, D. X., & Le, S. D. (2018). Investigation of using steel slag in hot mix asphalt for the surface course of flexible pavements. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 143(1), 0–10. https://doi.org/10.1088/1755-1315/143/1/012022 Pasettto, M., & Baldo, N. (2018). Mix design and performance analysis of asphalt concretes with electric arc furnace slag. Construction and Building Materials, 25(8), 3458–3468. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.03.037 Pineda Rodriguez, Y. A., & Rey Moreno, F. A. (2012). “Mezclas Asfálticas Drenante Modificada Con Grano De Caucho Reciclado.” Universidad Piloto de Colombia, 102. Presti, L. D. (2013). Recycled Tyre Rubber Modified Bitumens for road asphalt mixtures: A literature review. In Construction and Building Materials (pp. 863–881). Rondón, H., & Reyes, F. (2015a). Pavimentos: Materiales, construcción y diseño . Rondón, H., & Reyes, F. (2015b). Pavimentos: Materiales, construcción y diseño . https://books.google.com.co/books?id=zuwcDgAAQBAJ&printsec=frontcover&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false Sánchez, H. (2014). Estado del arte sobre las escorias negras de horno de arco eléctrico y sus aplicaciones en pavimentos. V Congreso de Ingeniería Civil, 1–14. http://www.ustatunja.edu.co/cong/images/Articulos/-ESTADO DEL ARTE SOBRE LAS ESCORIAS NEGRAS DE HORNO DE ARCO ELECTRICO Y SUS APLICACIONES EN PAVIMENTOS.pdf INV E 133 - 13 Equivalente de arenas. INV E 213 - 13 Análisis granulométrico de los agregados gruesos y finos. INV E 215 - 13 Análisis granulométrico del llenante mineral utilizado en la elaboración de mezclas asfáltica. INV E 218 - 13 Resistencia de la degradación de los agregados de tamaños menores de 37.5 mm (1 ½”) por medio de la máquina de los ángeles. INV E 223 - 13 Gravedad específica de agregados gruesos. INV E 225 - 13 Densidad bulk del llenante mineral en kerosene. INV E 227 - 13 Porcentaje de partículas fracturadas en un agregado grueso. INV E 230 - 13 Índice de aplanamiento y alargamiento de los agregados gruesos y finos. INV E 238 – 13 Determinación de la resistencia del agregado grueso a la degradación por abrasión, utilizando el aparato Micro-Deval. INV E 702 - 13 Ductilidad de los materiales asfálticos. INV E 706 - 13 Penetración de los materiales bituminosos. INV E 709 - 13 Punto de inflamación y de combustión mediante la copa abierta Cleveland. INV E 712 - 13 Punto de ablandamiento de materiales bituminosos aparato de anillo y bola. INVE E 717 - 13 Determinación de la viscosidad del asfalto empleando un viscosímetro rotacional. INV E 724 - 13 Índice de penetración. INV E 733 - 13 Gravedad específica bulk y densidad de mezclas asfálticas compactadas no absorbentes empleando especímenes saturados y superficialmente secos. INV E 748 - 13 Estabilidad y flujo de mezclas asfálticas en caliente empleando el equipo Marshall. Sección 560 IDU - 11 Especificación técnica: mezclas asfálticas en caliente con asfaltos modificados con caucho. Art. 410 INV - 13 Suministro de cemento asfáltico. Art. 413 INV - 13 Suministro de cemento asfáltico modificado con grano de caucho reciclado. Art. 450 INV - 13 Mezclas asfálticas en caliente de gradación continua (concreto asfáltico).
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Por esta razón, este proyecto tuvo como objetivo determinar la dosificación óptima de mezclas asfálticas densas en caliente tipo 19, modificadas con grano de caucho reciclado y escoria negra de horno de arco eléctrico. Se implementó la metodología Marshall para evaluar el desempeño mecánico de una mezcla asfáltica convencional en comparación con la mezcla asfáltica modificada. La mezcla asfáltica modificada tipo 19 se diseñó con variaciones en el cemento asfaltico 60-70 de la siguiente manera: 90% betún y 10% grano de caucho reciclado, esto de acuerdo a las investigaciones realizadas por Bansal et al. (2017) en la que se concluye que la dosificación más efectiva para la modificación del aglutinante es la mencionada anteriormente. En los agregados gruesos las variaciones fueron del 25%, 50%, 75% y 100% de escoria negra de horno de arco eléctrico. Obteniendo como resultado un nuevo tipo de mezcla asfáltica modificada que causa un impacto positivo al medio ambiente, al sector de infraestructura vial y cumple con las especificaciones mínimas para la construcción.For the manufacture of asphalt mixtures, large quantities of non-renewable stone materials are consumed that cause irreversible damage to the environment. One of the alternatives to replace these materials are black slag from electric arc furnace and recycled rubber grain, since these are disposed in large quantities by Colombian industries and at the international level. For this reason, this project was to determine the optimal dosage of dense hot asphalt mixtures type 19, modified with recycled rubber grain and black slag from electric arc furnace. The Marshall methodology was implemented to evaluate the mechanical performance of a conventional asphalt mixture compared to the modified asphalt mixture. The modified asphalt mixture type 19 was designed with variations in asphalt cement 60-70 as follows: 90% bitumen and 10% grain of recycled rubber, this according to the research carried out by Bansal et al. (2017) in which it is concluded that the most effective dosage for the modification of the binder is the one mentioned above. In the coarse aggregates the variations were 25%, 50%, 75% and 100% black slag from electric arc furnace. Resulting in a new type of modified asphalt mixture that causes a positive impact on the environment, the road infrastructure sector and meets the minimum specifications for construction.Pregradoapplication/pdfAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Evaluación del desempeño mecánico de mezclas asfálticas tipo MDC-19 modificadas con grano de caucho reciclado y escoria negra de horno de arco eléctricoPregrado Ingeniería CivilDense hot asphalt mixtureBlack slag from electric arc furnaceGrain of recycled rubberOptimal dosageMarshall methodologyMezcla densa en calienteEscoria negra de horno de arco eléctricoGrano de caucho recicladoDosificación óptimaMetodología MarshallTrabajo de gradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCRAI-USTA TunjaAmbiental, C., Empresarial, D., Ambiental, S., El, S., Actual, M., Usados, T., Por, G., Parque, E. L., & Bogot, A. D. E. (2011). Diagnostico ambiental sobre el actual manejo de llantas y neumaticos usados. Union Temporal Ocade Ltda( Colombia), Siniplan (R.J- Brasil), Ambiental S.a (Argentina), 1–18. http://ambientebogota.gov.co/documents/10157/0/Llantas.pdfBansal, S., Kumar Misra, A., & Bajpai, P. (2017). Evaluation of modified bituminous concrete mix developed using rubber and plastic waste materials. International Journal of Sustainable Built Environment, 6(2), 442–448. https://doi.org/10.1016/j.ijsbe.2017.07.009Cardoza, Marialejandra; Angulo, G., & Palomino, K. (2019). Pavimento flexible utilizando una mezcla asfáltica con grano de caucho reciclado para su sostenibilidad en Colombia.Castañeda, J. N. (2009). Carpetas Asfalticas. http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/10577/Capitulo7.pdf%5Cnhttp://itzamna.bnct.ipn.mx/dspace/handle/123456789/2978Diaz, C., & Castro, L. (2017). Implementación del grano de caucho reciclado (GCR) proveniente de llantas usadas para mejorar las mezclas asfálticas y garantizar pavimentos sostenibles en BogotáNo Title.Forrest, M. J. (2014). Recycling and Re-use of Waste Rubber. Shrewsbury: Smithers Rapra.Gaspar, J. (2017). Estudio de las mejoras mecánicas de mezclas asfálticas con desechos de llantas. Control, 3(July), 2007–2008. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=465549683002Gonzales, J., & Cotrina, M. (2019). Diseño de mezcla asfáltica en caliente con incorporación de grano de caucho reciclado en pavimento flexible, Av. Santa Rosa, 2019.Higuera Sandoval, C. H., Olarte Riaño, B. N., & Soler Sánchez, R. D. (2019). Effect of the recycled rubber grain in the rutting of an asphalt mixture type MD-12. Respuestas, 24(1), 86–97. https://doi.org/10.22463/0122820x.1810López-Díaz, A., Ochoa-Díaz, R., & Grimaldo-León, G. E. (2018). Use of BOF slag and blast furnace dust in asphalt concrete: An alternative for the construction of pavements. DYNA (Colombia), 85(206), 24–30. https://doi.org/10.15446/dyna.v85n206.70404Lozano, I., & Reyes, C. (2020). Evaluación del comportamiento de un asfalto modificado con Policloruro de Vinilo (PVC) y Grano de Caucho Reciclado (GCR).Modarres, A., & Rahmanzadeh, M. (2014). Application of coal waste powder as filler in hot mix asphalt. Construction and Building Materials, 66, 476–483. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.06.002Morcote, C. (2019). Evaluación del desempeño mecánico de mezclas asfálticas con escorias de acero.Motz, H., & Geiseler, J. (2000). Products of steel slags an opportunity to save natural resources. Journal of Petrology, 369(1), 1689–1699. https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004Muniandy, R., Aburkaba, E., & Taha, R. (2013). Effect of mineral filler type and particle size on the engineering properties of stone mastic asphalt pavements. 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Pavimentos: Materiales, construcción y diseño .Rondón, H., & Reyes, F. (2015b). Pavimentos: Materiales, construcción y diseño . https://books.google.com.co/books?id=zuwcDgAAQBAJ&printsec=frontcover&redir_esc=y#v=onepage&q&f=falseSánchez, H. (2014). Estado del arte sobre las escorias negras de horno de arco eléctrico y sus aplicaciones en pavimentos. V Congreso de Ingeniería Civil, 1–14. http://www.ustatunja.edu.co/cong/images/Articulos/-ESTADO DEL ARTE SOBRE LAS ESCORIAS NEGRAS DE HORNO DE ARCO ELECTRICO Y SUS APLICACIONES EN PAVIMENTOS.pdfINV E 133 - 13 Equivalente de arenas.INV E 213 - 13 Análisis granulométrico de los agregados gruesos y finos.INV E 215 - 13 Análisis granulométrico del llenante mineral utilizado en la elaboración de mezclas asfáltica.INV E 218 - 13 Resistencia de la degradación de los agregados de tamaños menores de 37.5 mm (1 ½”) por medio de la máquina de los ángeles.INV E 223 - 13 Gravedad específica de agregados gruesos.INV E 225 - 13 Densidad bulk del llenante mineral en kerosene.INV E 227 - 13 Porcentaje de partículas fracturadas en un agregado grueso.INV E 230 - 13 Índice de aplanamiento y alargamiento de los agregados gruesos y finos.INV E 238 – 13 Determinación de la resistencia del agregado grueso a la degradación por abrasión, utilizando el aparato Micro-Deval.INV E 702 - 13 Ductilidad de los materiales asfálticos.INV E 706 - 13 Penetración de los materiales bituminosos.INV E 709 - 13 Punto de inflamación y de combustión mediante la copa abierta Cleveland.INV E 712 - 13 Punto de ablandamiento de materiales bituminosos aparato de anillo y bola.INVE E 717 - 13 Determinación de la viscosidad del asfalto empleando un viscosímetro rotacional.INV E 724 - 13 Índice de penetración.INV E 733 - 13 Gravedad específica bulk y densidad de mezclas asfálticas compactadas no absorbentes empleando especímenes saturados y superficialmente secos.INV E 748 - 13 Estabilidad y flujo de mezclas asfálticas en caliente empleando el equipo Marshall.Sección 560 IDU - 11 Especificación técnica: mezclas asfálticas en caliente con asfaltos modificados con caucho.Art. 410 INV - 13 Suministro de cemento asfáltico.Art. 413 INV - 13 Suministro de cemento asfáltico modificado con grano de caucho reciclado.Art. 450 INV - 13 Mezclas asfálticas en caliente de gradación continua (concreto asfáltico).ORIGINAL2021mayraguerra-lizethpeña.pdf2021mayraguerra-lizethpeña.pdfDocumento Principalapplication/pdf4681812https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/37665/1/2021mayraguerra-lizethpe%c3%b1a.pdffbec46b5399c9ef29b7127fb2afed5c4MD51open accessCarta de derechos de autor.pdfCarta de derechos de autor.pdfCarta derechos de autorapplication/pdf1105678https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/37665/3/Carta%20de%20derechos%20de%20autor.pdfaccfb30e09ffda3ea3d8e43962d3a42eMD53metadata only accessCarta autorización facultad.pdfCarta autorización facultad.pdfCarta autorización Facultadapplication/pdf517264https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/37665/6/Carta%20autorizaci%c3%b3n%20facultad.pdfc17f4d3103c76006d8bd4272895588ddMD56metadata only accessCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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Evaluación del desempeño mecánico de mezclas asfálticas tipo MDC-19 modificadas con grano de caucho reciclado y escoria negra de horno de arco eléctrico

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