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Copy of Presentación tesis

Estudio del comportamiento de mezclas asfálticas en caliente con la incorporación de coque calcinado como materia prima para su uso en capas distintas a la de rodamiento en pavimentos flexibles
by

jose henriquez

on 2 May 2015

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Transcript of Copy of Presentación tesis

CAPITULO I
EL PROBLEMA
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
Objetivo General
Estudiar el comportamiento de mezclas asfálticas en caliente con la incorporación de coque calcinado como materia prima para su uso en capas distintas a la de rodamiento.
Objetivos Específicos
Caracterizar el coque calcinado como materia prima para su uso en mezclas asfálticas en caliente.
UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL "LISANDRO ALVARADO"
DECANATO DE INGENIERIA CIVIL

ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE CON LA INCORPORACIÓN DE COQUE CALCINADO COMO MATERIA PRIMA
PARA SU USO EN CAPAS DISTINTAS A LA DE RODAMIENTO
EN PAVIMENTOS FLEXIBLES.

ALBARRAN, MANUEL
HENRIQUEZ, JOSE
TUTOR: ING. COLINA, ELEAZAR

Diseñar una mezcla asfáltica en caliente patrón para capas distintas a la de rodamiento sin la incorporación de coque calcinado.
Diseñar una mezcla asfáltica en caliente con sustitución de agregado pétreo por coque calcinado para su uso en capas distintas a la de rodamiento.
Evaluar las propiedades Marshall de las mezclas asfálticas en caliente diseñadas.
Comparar los resultados obtenidos
Justificación
Red Vial
Impacto Ambiental
Avances Tecnológicos
Desechos
Reciclaje
Pavimentos Multiecológicos
Coque
Reducción de la
contaminación ambiental
Desarrollo de nuevas redes viales
Alcance
Análisis comparativo de las Mezclas Asfálticas en Caliente patrón y modificada
Combinación de Diseño con la sustitución de la arena por el coque
Estudio del comportamiento mediante la metodología Marshall
PLANTEAMIENTO
DEL PROBLEMA
CAPITULO II
MARCO TEORICO
Antecedentes:
Colina, Liscano y Sánchez (2012) "Estudio de mezclas asfálticas en caliente con la incorporación de coque como materia prima para su uso en pavimentos flexibles"
Colina, Mogollón y Noguera (2007) “Análisis de mezclas asfálticas en caliente utilizando partículas de caucho como parte del material agregado grueso”
Colina, López y Montesinos (2006) “Evaluación del comportamiento de mezclas asfálticas en caliente para su uso en pavimentos flexibles, elaboradas con escoria de acería y polvo de caucho como materiales granulométricos.”
Colina, Bolívar y Mejías (2004) “Diseño de mezclas asfálticas en caliente utilizando escorias de acería provenientes de la siderúrgica del turbio (SIDETUR). Barquisimeto, Estado Lara”
Estructura del Pavimento
Material de sub-rasante compactada
Base Granular o estabilizada
Sub-base
Base asfáltica intermedia
Capa de Rodamiento
Combinación de Diseño
Estructura granulométrica
Diseño Marshall
Propiedades de control de la Mezcla Asfáltica en Caliente
Debe satisfacer límites normados
Fracción Gruesa
Fracción Fina
Parte retenida hasta el tamiz #8
Características Normadas
Caras alargadas y planas
≤ 10% del peso de la muestra
Porcentaje de Desgaste en la Maquina de los Ángeles
Porcentaje de Caras Fracturadas
Constituido por material triturado, arena natural y manufacturada
Parte pasante desde el tamiz #8 hasta el tamiz #200
Porcentaje de arena natural
Características de la fracción fina
Estructura Granulométrica de la Combinación de Diseño
MARCO
METODOLÓGICO
CAPITULO III
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
Tipo Experimental
“Es el proceso que consiste en someter a un objeto o grupo de individuos a determinadas condiciones, estímulos o tratamientos (variable independiente), para observar los efectos o reacciones que se producen (variable dependiente)”
Fidias G. Arias (2006)
Variable Independiente
Variable Dependiente
MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA
PROPIEDADES MARSHALL
VARIABLES DE ESTUDIO
POBLACIÓN Y MUESTRA
Población
Producción de coque en Venezuela
24.928,8 Ton/día
Muestra
Suministrada por SIDOR C.A.
Cantidad de 19 kg. aprox. de Coque Calcinado
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
Caracterización del agregado petreo
Granulometría y Combinación de Diseño
Peso Específico
Siguiendo las normas COVENIN 268-98 y COVENIN 269-98
Porcentaje de Caras Largas y Aplanadas
En conformidad con la norma COVENIN 264-77 y ASTM D 4791-99
Porcentaje caras producidas por fractura
Indicado en la norma ASTM D5821-95
Resistencia de los agregados al desgaste utilizando el ensayo de la máquina de Los Ángeles
Procedimiento descrito por la norma ASTM C 131-C535
Equivalente de Arena
En conformidad con la norma ASTM D 2419
Angularidad de los Finos
Se realizó en base a la norma ASTM C 1252
Normado por la AASHTO T27
Caracterización del Coque Calcinado
Preparación del Coque
Pulverizado con el molino de bolas de la UNEXPO
Propiedades Marshall de las Mezclas Asfálticas
Peso Específico
Siguiendo las normas COVENIN 268-98 y COVENIN 269-98
Equivalente de Arena
En conformidad con la norma ASTM D 2419
Angularidad de los Finos
Se realizó en base a la norma ASTM C 1252
Disgregabilidad a los Sulfatos
Especificado en la norma NVF 271
Sulfato de Magnesio (MgSO )
4
Caracterización del Cemento Asfáltico
Ensayo de Penetración
Punto de Ablandamiento
Ductilidad
Punto de Inflamación
Diseño de las Mezclas Asfálticas en Caliente
Mezcla Asfáltica tipo M-19
Determinación de Propiedades Marshall
Porcentaje de Cemento Asfáltico desde 3,0% hasta 6,0%
Intervalos de 0,5%
Elaboración de las Briquetas
El cemento asfáltico debe estar fluido, los agregados y moldes deben calentarse
El mezclado se debe hacer entre los 140 ºC y 150 ºC
La compactación debe hacerse con 75 golpes por cara
Ensayo de las Briquetas
Determinación de Estabilidad y flujo
Ensayo de Densidad Máxima Teórica (RICE)
Medición de Altura de las briquetas
Determinación de la Densidad de las briquetas
Inmersión en baño de María a 60 ºC por 30 min.
Metodología de Análisis
Agregados Pétreos
Cemento Asfáltico
Coque Calcinado
Briquetas Patrón
% C.A. Óptimo
Briquetas Modificada
% C.A. Óptimo
PROPIEDADES MARSHALL

(NTF 2000-1-2009,
INSTITUTO AMERICANO DEL ASFALTO y
COVENIN 2000-87)
ANÁLISIS DE RESULTADOS
CAPITULO IV
Evaluación de las propiedades de los agregados
Evaluación de las propiedades del coque calcinado
La Absorción de la arena fue de 1,36 % y la del Coque de 6,9 %
Determinación del porcentaje óptimo de cemento asfáltico y evaluación de las propiedades Marshall de la combinación granulométrica patrón y modificada.
Comparación de las propiedades Marshall entre la mezcla asfáltica patrón y la mezcla asfáltica modificada
Estabilidad de las Mezclas Asfálticas
Densidad de las Mezclas Asfálticas
Vacíos Totales de las Mezclas Asfálticas
Flujo de las Mezclas Asfálticas
Vacíos del Agregado Mineral de las Mezclas Asfálticas
Vacíos Llenados de asfalto de las Mezclas Asfálticas
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CAPITULO V
CONCLUSIONES
El agregado coque calcinado cumple con los parámetros establecidos por las normas NTF 2000-1-2009 para su utilización como agregado pétreo en mezclas asfálticas en caliente en pavimentos flexibles. En la combinación granulométrica, la angularidad de los finos fue el único parámetro cuyo valor no alcanzó el mínimo especificado para ambas mezclas diseñadas, sin embargo, en ambas mezclas este parámetro se encontraba muy cercano a lo establecido y no afectó sus propiedades Marshall.
La mezcla asfáltica modificada con la presencia de coque como agregado pétreo, exige una mayor cantidad de cemento asfáltico en comparación a la mezcla convencional Tipo M-19, esto podría estar motivado a un porcentaje mayor de absorción del coque respecto a la arena y al aumento del volumen de material en las briquetas elaborada respecto a la mezcla asfáltica patrón.
La mezcla modificada posee una densidad mucho menor a lo normal para este tipo de mezclas asfálticas, haciendo que esta sea más ligera. Este cambio se debe a que el coque calcinado presenta un peso específico mucho menor al del agregado sustituido que en este estudio fue la arena, esto origina que el volumen utilizado para alcanzar el peso de las briquetas en los ensayos sea mayor al necesitado para las mezclas convencionales.
Las propiedades Marshall de ambas mezclas cumplieron con lo establecido en las especificaciones de las normas con las que se comparó. En base a esto, la mezcla modificada cumple para carpetas diferentes a la de rodamiento (bases intermedias).
Aunque no está estipulado para capas intermedias sino para carpetas de rodamiento, se le realizó el ensayo de Disgregabilidad al Sulfato de Magnesio al coque, donde se determinó que el material es resistente a las acciones del agua y a la exposición al medio ambiente.
En base al resultado obtenido para la Disgregabilidad al Sulfato de Magnesio y a las propiedades Marshall, que en ambas mezclas cumplieron con las especificaciones establecidas en las normas NTF 2000-1-2009 y del Instituto Americano del Asfalto, se puede concluir que la mezcla es apta para su utilización en carpetas de rodamiento para pavimentos flexibles en carreteras de tránsito alto.
RECOMENDACIONES
Recomendar a la empresa Siderúrgica del Orinoco “Alfredo Maneiro” C.A. (SIDOR C.A.), realizar los ajustes necesarios en la granulometría del coque calcinado para su utilización industrial como agregado en mezclas tipo M-19 para pavimentos flexibles.
Recomendar a la planta de mezclas asfálticas hacer chequeos en los agregados para mejorar el parámetro de Angularidad de los finos, ya que este se encuentra por debajo del mínimo establecido por la norma NTF 2000-1-2009.
Realizar estudios con porcentajes de cemento asfáltico mayores a 6% para determinar si la tendencia de la densidad y estabilidad se mantienen o llegan a un punto de inflexión en las gráficas de las propiedades Marshall de la mezcla asfáltica en caliente modificada.

Evaluación de las propiedades del cemento asfáltico
Coque
Carbón
Petróleo
Procesos de Producción
Coquificación retardada
Coquificación fluida
Flexocoquificación
Coque de petróleo calcinado
Material Sólido
Temperaturas entre1250-1400 ºC
Alto contenido de carbono
Clasificación según su apariencia fisica
Coque esponja
Coque aguja
Coque perdigón
Estructura
Anisotrópica
Isotrópica
Porosidad
Llevar a cabo ensayos químicos al coque calcinado para evaluar su posible influencia sobre las propiedades del cemento asfáltico, así como también determinar la cantidad de metales o sustancias que son limitadas ambientalmente que podrían incidir en la contaminación del suelo a través de un ensayo de Absorción Atómica
Se recomienda hacer un estudio de factibilidad técnica-económica para la utilización de coque en mezclas asfálticas para capas distintas a la de rodamiento y que se considere dentro de ese estudio los costos ambientales asociados a este proyecto
¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN!
SE DA INICIO A LA RONDA DE PREGUNTAS
BASES TEÓRICAS
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