Mezclas Asfaltocas
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Fortalecimiento de la
Sustentabilidad en
Pavimentación con Asfalto,
combinando Mezclas Tibias
con materiales reciclados -
Pavimentos Asfalticos
Reciclados(RAP)
- Caucho Recuperado de
Neumaticos
• Autor: Sundaram Logaraj, Federico
Ballinas, Angelo Almeida; Marcelo
Martínez
• AkzoNobel Surface Chemistry LLC
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Que Es Sustentabilidad?
• “Desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades”
- National Asphalt Pavement Association (NAPA)
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Sustentabilidad Relacionada a Los Pavimentos
• “Pavimentos seguros, eficientes y respetuosos del medio ambiente que cumple con las necesidades de transporte de hoy sin comprometer la capacidad de satisfacer las necesidades del futuro”
- Comisión Brundtland, Naciones Unidas
• “Pavimentos que reducen al mínimo los impactos ambientales mediante la reducción del consumo de energía, los recursos naturales y las emisiones asociadas, cumpliendo con todas las condiciones y normas de funcionamiento”
- H. D. Bahia., and T. D. Miller., Pavimentos Asfalticos Sustentables: Tecnologías, 2009
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Caminos Sustentables – Áreas de Enfoque - H. D. Bahia., and T. D. Miller
Zona de
Sustentabilidad
2. Consumo de
Energía 1. Emisiones
de Carbono
3.Conservación
de Recursos
Combustibles
Limpios
Materiales
reciclados Cuidado del Aire
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Sustentabilidad y AkzoNobel
• Principal foco para AkzoNobel
• En 2012 AN fue primera en Índice Mundial
de Sustentabilidad Dow Jones (DJSI)
- En el Segmento Químico
- Basado en medioambiente, performance social
y económica, incluyendo indicadores
prospectivos.
- AN esta entre las 3 primeras desde el 2007
• Énfasis en “Crear Valor En Soluciones Eco
Premium”
• Reducción de uso de energía, emisiones y
conservación de recursos alineados con
nuestros principios
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Oportunidad para mejora en Sustentabilidad Basada en 3 áreas focales
1. Reducción de Emisiones y Energía
• Mezclas Tibias
• Mezclas Frías
• Eliminación de Asfaltos Cortados
2. Conservación de Recursos – Reciclado
• Pavimentos Asfalticos Reciclados (RAP)
• Tejas de Asfalto Recicladas (RAS)
• Caucho recuperado (neumáticos)
• Uso de Escoria de Acero
• Vidrio
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Beneficios de las Mezclas Tibias al Medio Ambiente
1. Reducción de emisiones en la planta de mezcla
- Reducción de Emisiones del 30 al 50% - NAPA
2. Reducción de vapores y aerosoles
- Operador Pavimentadora >50%
- Operador de Regla >50%
- Reinhold Rühl and Ralf Baier, Foro Alemán
BITUMEN
- Menor Polución del Ambiente Laboral para
todo el equipo de pavimentación
3. Permite a las plantas asfálticas operar en áreas congestionadas
4. Aumento en el uso de materiales como RAP reduciendo aun mas el impacto de la pavimentación en el medio ambiente
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Menos Energia y Menos impacto en el medio Ambiente
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Mezclas Tibias Beneficios Practicos
1. Ahorro en Combustible
2. Reduce el desgaste de los equipos
3. Mayor Productividad
• Climas Fríos /Trabajos Nocturnos
• Extender temporada de pavimentación
• Distancias mas Largas
4. Mejora la densidad de compactación
• Aumenta la vida útil del pavimento
5. Posibilidad de usar mas RAP, mejora en el costo
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Proyectos de Mezclas Tibias en los que AkzoNobel estuvo involucrada Selección de proyectos 2007 a 2011
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Selección de Proyectos 2012 América Central y América del Sur
Surface Chemistry
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Selección de Proyectos 2012 Canadá y USA
Surface Chemistry
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Evolución Uso de Mezclas Tibias, Encuesta NAPA
Encuesta RAP, RAS & WMA, Kent R. Hansen, P.E., NAPA,
Segunda Conferencia Internacional Mezclas Tibias, 2011, St Louis,
MO
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Uso de RAP en Asfaltos Calientes o Tibios - Encuesta NAPA
1. Incremento en el uso de RAP especialmente cuando el
costo del ligante asfáltico es de aprox. US$600/ton
2. Reduce la demanda de nuevos agregados
3. Reduce Huella de Carbono
4. Contiene materiales valiosos
- Agregado ~95% >US$10/ton
- Asfalto ~5% ~US$600/ton
- Valor Total >$39.50/Ton (menos costo proceso)
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Consideraciones cuando se usa RAP en Mezclas Tibias
• El grado PG del asfalto oxidado en RAP esta en un rango de PG 82
a PG 94
• La temperatura de mezcla debe estar por encima de esas
temperaturas
• Hasta cierto punto una menor oxidación en el ligante virgen ayuda a
compensar la oxidación del asfalto oxidado del RAP
• Con rangos de uso de RAP mayores al 30% se usan ligantes más
blandos (PG 58-28 en lugar de PG 64-22)
• Cuando se usa RAP la fatiga y agrietamientos a bajas temperaturas
son aspectos a tomar en cuenta cuando se diseñan mezclas
calientes o tibias
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Programa de Modernización del Aeropuerto O’Hare Chicago Ill USA
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Programa de Modernización O’Hare (OMP) Mezcla Tibia conteniendo RAP
• OMP es uno de los mas grandes programas de rehabilitación en US
• El objetivo del programa es modernizar el sistema de pistas
• OMP promueve tecnologías Verdes en pavimentación
• Uso de mezclas tibias con varios niveles de uso de RAP
• Uso de múltiples capas de mezclas tibias con Rediset® LQ en la pista de maniobras
• 70,000 Tons de mezcla tibia
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Programa de Modernización O’Hare(OMP) Distintas mezclas tibias usadas
Fecha Grado PG Aditivo Tipo de mezcla Espesor (In) RAP%
Sept to Dec 2011 58-22 1% K110H2208 WMA BIT
Base CSE, N50 REC 4 40
Sept to Dec 2011 64-22 0.65% K110H2204 WMA BIT,
N50, 19.0 REC Binder 3 + 3 20
Sept to Dec 2011 64-22 0.40% K110H2409 N70
DREC Surf 3 10
Sept to Dec 2011 64-22 0.40% ATPB 6 0
• La mayor parte de los trabajos de realizaron entre Sept y Dic
2011
• Los trabajos se extendieron hasta el 2012
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Tipo de Mezcla RAP Temp.
Reducción de
temperatura Temperatura
% Aire 0F & 0C 0F & 0C Densidad
Planta Pista Planta Regla %
K110H2208 WMA BIT Base
CSE, N50 REC 40 40-75 F 40-50 40-60 260-270 240-260
Rango
94.4 to 95.1
4-24 C 22-28 22-33 127-130 116-127 K110H2204 WMA BIT, N50,
19.0 REC Binder 20 40-75 F 40-50 40-60 260-270 240-260 95.9, 95.8
4-24 C 22-28 22-33 127-130 116-127
K110H2409 N70 DREC
Surf 10 40-75 F 40-50 40-60 280 270
Rango
93.2 to 94.5
4-24 C 22-28 22-33 138 130
ATPB 0 40-75 F 40-50 40-60 260-270 240-260 95.4
4-24 C 22-28 22-33 127-130 116-127
Programa de Modernización O’Hare(OMP) Temperaturas y densidades
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Programa de Modernización O’Hare(OMP) Evaluación de sensibilidad a la humedad para mezclas tibias
Tipo de mezcla Asfalto RAP Sensibilidad a Humedad
PG %
TSR, % Hamburg
K110H2208 WMA BIT Base CSE,
N50 REC PG 58-22 40 86.1
-9.3 mm @20,000
pasadas
K110H2204 WMA BIT, N50, 19.0
REC Binder PG 64-22 20 95.3
-7.6 mm @20,000
pasadas
K110H2409 N70 DREC Surf PG 64-22 10 95.3
-5.8 mm @10,000
pasadas
-9.3 mm @20,000
pasadas
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O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Capa Intermedia 07/10/2011
![Page 22: Mezclas Asfaltocas](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042504/55ae7bb61a28abfa758b47ca/html5/thumbnails/22.jpg)
O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Finalización capa de rodadura - 11/01/2011
![Page 23: Mezclas Asfaltocas](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042504/55ae7bb61a28abfa758b47ca/html5/thumbnails/23.jpg)
O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Pavimentación Base - 01/11/2011
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O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia - Pavimentación Base - Compactado en la mitad del tiempo 01/11/2011
![Page 25: Mezclas Asfaltocas](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042504/55ae7bb61a28abfa758b47ca/html5/thumbnails/25.jpg)
• Compactado <55oC
• Se pudo pasar rodillos mucho antes
• Compactado en la mitad del tiempo comparado con mezclas en caliente
O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia - Pavimentacion Base - Compactado en la mitad del tiempo 01/11/2011
![Page 26: Mezclas Asfaltocas](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042504/55ae7bb61a28abfa758b47ca/html5/thumbnails/26.jpg)
O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia
• Mezcla Tibia 6” ATPB + 6” Capa Intermedia + 19” concreto (calle de maniobras)
![Page 27: Mezclas Asfaltocas](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042504/55ae7bb61a28abfa758b47ca/html5/thumbnails/27.jpg)
O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Pista de maniobras
![Page 28: Mezclas Asfaltocas](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042504/55ae7bb61a28abfa758b47ca/html5/thumbnails/28.jpg)
O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Oficial de la FAA visitando el proyecto
![Page 29: Mezclas Asfaltocas](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042504/55ae7bb61a28abfa758b47ca/html5/thumbnails/29.jpg)
Mezcla Tibia Con Caucho Recuperado de Neumaticos
• USA genera cerca de 300 millones de Neumáticos de desecho cada año
• Muchos conflictos ambientales
• ~260 millones consumen/reciclan
• ~52% usadas como combustible
• ~12% usadas como caucho molido
• Una porción de esto es usado para modificar asfalto
– Asociación de Fabricantes de Caucho 2006
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Asfalto modificado con Caucho de Neumáticos
• Proceso Seco
• Caucho molido usado como parte de los agregados finos
• Resultados variables
• Proceso Húmedo Típico
• Más ampliamente usado CA, AZ, FL
• 18-22% caucho molido (#8 a #10 tamaño máximo)
• Mezcla a 175-190oC por 45-60 minutos
• Las partículas se hinchan intercambiando compuestos con el asfalto
• La mezcla necesita ser producida y aplicada en cierto tiempo
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1. Chip Seal aplicado en Caliente
2. Material para juntas y sellado de grietas
3. Mezclas calientes y tibias modificadas con caucho
• Carreteras más duraderas
• Costo efectivo a largo plazo
• Carreteras menos ruidosas
- Los vapores del asfalto modificado a altas temperaturas es motivo de preocupación
- Especialmente aplicable para mezclas tibias
Website de la Agencia de
protección del medioambiente
(USA)
Asfalto modificado con Caucho de Neumáticos - Usos
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• Proyecto de Ley 338 – 35% de todas las mezclas calientes deben tener asfalto Modificado con Caucho de llantas en 2013
R. G. Hicks, D.Cheng, T.Teesdale, Tech Report: 2010 –
103TM, Tecnologías para el uso de Asfalto caucho en
pavimentación con Mezclas Tibias
Conclusiones and recomendaciones:
• Permite aplicar durante la noche y en climas fríos
• Puede mejorar la trabajabilidad de las mezclas con Asfalto Caucho.
• Puede mejorar las condiciones de trabajo.
• Reduce humos y olores desagradables característicos
• Hasta la fecha, la performance inicial de las mezclas tibias con asfalto caucho aplicadas en California es buena
Confirmado por el trabajo presentado por el Dr. David Jones - D. Jones, R. Wu, C. Barros, J. Peterson, Investigación e implementación de mezclas tibias con asfalto y caucho en California, 2012
Asfalto modificado con Caucho de Neumáticos en California
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Proyecto de Mezcla Tibia con Asfalto Caucho en El Centro, California
![Page 34: Mezclas Asfaltocas](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042504/55ae7bb61a28abfa758b47ca/html5/thumbnails/34.jpg)
DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Rediset® LQ
Contenido de ligante:
7.6% en peso de agregado
seco
Dosificación Rediset® LQ: 0.75% en peso del ligante
Asfalto Base: PG70-10
Contenido de Caucho:
18.0% en peso de Asfalto
![Page 35: Mezclas Asfaltocas](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042504/55ae7bb61a28abfa758b47ca/html5/thumbnails/35.jpg)
Temperatura del Aire 30C a 37C
Temperatura Producción 145-150C
Temperatura Aplicación 127C
Tiempo de transito
30-45 min
DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Rediset® LQ
![Page 36: Mezclas Asfaltocas](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042504/55ae7bb61a28abfa758b47ca/html5/thumbnails/36.jpg)
DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Aplicación Rediset® LQ
Surface Chemistry 35
![Page 37: Mezclas Asfaltocas](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042504/55ae7bb61a28abfa758b47ca/html5/thumbnails/37.jpg)
DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Aplicación Rediset® LQ
![Page 38: Mezclas Asfaltocas](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042504/55ae7bb61a28abfa758b47ca/html5/thumbnails/38.jpg)
Densidades promedio 93.9%
•DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Rediset® LQ - Densidades
![Page 39: Mezclas Asfaltocas](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042504/55ae7bb61a28abfa758b47ca/html5/thumbnails/39.jpg)
• Rediset® LQ fue de muy simple adición y mezclado
• Se cumplieron todas las especificaciones en especial densidades
• Sin problemas de pegajosidad en los equipos
• Sin humos, nieblas o olores
• Se confirmaron reducciones de temperaturas
•DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Rediset® LQ - Observaciones
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Tecnologías sustentables para mezclas asfálticas
• Combinaciones de mezclas tibias y reciclados son
especialmente sustentables
• Mezclas tibias tienen otros beneficios además de reducir
emisiones y ahorrar energía
• Permite el de mayores contenidos de RAP
- Aparte del beneficio medioambiental ayuda a mejorar
costos de mezcla
• Mezclas Tibias son una buena forma de usar mas Caucho
molido de neumáticos
- Mejora la performance a largo plazo de la mezcla
- A medida que aumenta el costo del asfalto la diferencia de
costo entre HMA y RHMA se esta diluyendo
- Mezclas tibias ayudan a reducir humos, olores y
emisiones asociadas a RHMA
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Preguntas?
41 Surface Chemistry
Tecnologías sustentables para mezclas asfálticas