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Facultad de Ingeniería

Escuela Profesional de Ingeniería Civil

INFLUENCIA DEL CAUCHO GRANULAR EN LAS PROPIEDADES DEL PAVIMENTO FLEXIBLE

PRESENTACIÓN

AUTORES: ALVAREZ HINOSTROZA, Joel

BALDEON VILLANES, Albert

INGA ARIAS, Wilson

PANDURO CHAVEZ, Mijail

https://orcid.org/0000-0003-1715-3655

https://orcid.org/0000-0003-3291-33376

https://orcid.org/0000-0002-6453-6221

https://orcid.org/0000-0003-2414-2014

ASESOR: Ing. Fernández Díaz, Carlos Mario

https://orcid.org/0000-0001-6774-8839

LIMA - Perú

2020

INTRODUCCIÓN

Descripción del Problema

Una de las alternativas para mejorar el masivo desecho de los neumáticos es reciclando y reutilizando el residuo, buscando valorizar el material y convirtiendo en una fuente de solución del pavimento, frente a la excesiva carga vehicular que se genera constantemente en estos tiempos.

RESUMEN

Los neumáticos fuera de uso han sido y seran un gran problema de contaminacion para el pais.

Palabras Clave: asfalto-caucho

asfalto modificado

aditivos en asfalto

JUSTIFICACIÓN

JUSTIFICACION

Los neumáticos desechados constituyen un grave problema ambiental.

todos los neumáticos fuera de uso poseen una utilidad especial desde el punto de vista de la reutilización como materia prima. Se debe tomar en cuenta que alrededor de un 60% de su composición son cauchos naturales o sintéticos y con posibilidad de ser utilizados en otras aplicaciones.

Según Pablo y Simón (2017) “Dentro de los estudios relacionados con la implementación de asfalto caucho, en Colombia no se cuenta con una vasta producción de investigaciones sobre este tema. Sin embargo, existe un estudio cuya problemática tiene su base en el cuidado del ambiente y la afectación que pueden generar los desechos de neumáticos que han perdido su vida útil.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

  • Es determinar la Influencia del caucho granular en las propiedades del pavimento flexible

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

  • Analizar cómo Influye el caucho granular en las propiedades del pavimento flexible
  • Evaluar cómo Influye el caucho granular en las propiedades del pavimento flexible
  • Demostrar cómo Influye el caucho granular en las propiedades del pavimento flexible

OBJETIVOS

METODOLOGÍA

METODOLOGÍA

RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN

RECOLECCIÓN DE INFORMACION

La investigación tuvo un enfoque de carácter cuantitativo sobre la influencia del caucho granular en las propiedades del pavimento flexible, que se desea resolver, teniendo en cuenta el impacto de este. Luego, se mencionará la propuesta y se describirá la forma de búsqueda y revisión de los artículos científicos clasificándolos por metodología de selección, teniendo como resultado 42 artículos

Recolección de Información

PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS

PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS

Fases de Busqueda de Artículos

Fases de Busqueda de Artículos

Fases de Busqueda:

a) Definición del enfoque: En esta fase fue donde se aplicaron distintos filtros y palabras clave para definir la búsqueda de los artículos y así ser seleccionados.

b) Selección de los artículos: en donde se revisó los resúmenes del grupo reducido de artículos para poder quedarnos con la selección final de los mejores.

c) Análisis de resultados: En esta fase se muestran las estadísticas de los resultados obtenidos después de los filtros aplicados previamente, donde se explican brevemente cada resultado.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Para el presente articulo de investigacion sobre la INFLUENCIA DEL CAUCHO GRANULAR EN LAS PROPIEDADES DEL PAVIMENTO FLEXIBLE, se analiso los distintos hallazgos, propiedades y caracteristicas mecanicas del uso del caucho granular, esto aplicado a pavimentos, estructuras antisismicas y todas aplicadas a la industria de la construcción.

DISCUSIÓN

RESULTADOS

RESULTADOS

Según Jessica A. Sánchez (2018). “Las propiedades físicas reólogicas, afectan al rendimiento de la mezcla de asfalto y ayudan a comprender la respuesta elástica y viscosa de estos materiales, cuando se someten a tensiones cizallantes, para la construcción de pavimentos, los 4 aditivos utilizados fueron: dos polímeros, un asfalto natural y un producto químico.

GCR

LDPE

Gilsonita

Husil

DISCUSIÓN

Por lo expuesto nos presentan los estudios de la influencia de grano de caucho sobre las propiedades físicas, reológicas, como resultado nos dice que mejoran las propiedades del pavimento flexible modificado en cuanto a mejor resistencia a la fatiga y mejor estabilidad térmica al asfalto, lo cual no sucede con las deformaciones permanentes del pavimento flexible convencional. También indica que la mezcla drenante de tipo cemento asfaltico normalizado tipo CA 60-70 va ser empleado de acuerdo a su área geográfica en cuanto a clima, altura, temperatura ambiental y condiciones severas al tráfico, es decir aplica a altitudes menores a 2000msnm, este estudio fue para evaluar la resistencia al desgaste por abrasión y la resistencia bajo cargas vehiculares.

RESULTADOS

Según Katarzyna Wojcik (2018). “Los agregados, o materiales granulares, son actualmente uno de los materiales de construcción más buscados. El uso de este tipo de agregados permite una mayor minimización del volumen de desechos y su impacto adverso sobre el medio ambiente, para las pruebas de resistencia a la flexión y resistencia a la compresión se llevaron a cabo de acuerdo con la norma PN-EN 196-1: 2016-07.

La muestras de mortero que contiene un modificador de 50%, es creada después de la prueba de resistencia a la flexión

Para la prueba de resistencia a la compresión, se utilizaron las mitades de barra creadas después de la prueba de resistencia a la flexión.

Agregados utilizados en la preparación de muestra.

  • perlita
  • arcilla expandida
  • desechos de caucho
  • arena standar

DISCUSIÓN

NORMA PN-EN 196-1: 2016-07:

Método utilizado para cementos de uso común y otros cementos y sirve para la determinación de la resistencia a la compresión y, opcionalmente, para la resistencia a la flexión del mortero de cemento.

El articulo expuesto determina el impacto de los agregados alternativos, como la Perlita, Arcilla Expandida y caucho granular en nuestro medio ambiente y que la reautilizacion de estos agregados por sus propiedades de resistencia a la flexion y a la compresion posibilitan su uso en la industria de la construccion.

En la tablas estadisticas seleccionadas, se determinaron parametros de desviacion aparente y desviacion estandar de morteros de perlita, arcilla expandida y Residuos de caucho, en el cual la resistencia a la flexión como la resistencia a la compresión disminuyen con un aumento en el contenido de agregado alternativo; los valores más bajos en los parámetros determinados se observaron al 50% de sustitución de arena por un tipo dado de agregado y los valores promedio de resistencia a la flexión fueron 23.35 MPa, 24.66 MPa y 13.01 MPa, para cada mortero con perlita, arcilla expandida o caucho granulado.

Este resultado es un indicativo positivo del caucho sobre la fragilidad del del material compuesto ya que la resistencia atribuida a los hormigones de cemento se encuentran en un rango de esistencia de Flexion de 1.1 a 7.2 MPa. y su Resistencia a la compresion de 15-60 MPa.

RESULTADOS

Según Seyed Mahmoud (2016).” Hoy en día, en la mayoría de los países avanzados y en desarrollo, las llantas de desecho han causado serios problemas ambientales como incendios y contaminación ambiental. Para reutilizarlos de una manera adecuada y beneficiosa, los neumáticos de desecho se han utilizado como material de relleno liviano en aplicaciones de ingeniería geotécnica, como terraplenes de carreteras. En este estudio, se utilizaron arena de grano fino de Babolsar y caucho granulado con tamaños en los rangos de 1 a 4, de 1 a 9 y de 4 a 9 mm. Se llevaron a cabo una serie de pruebas de pie de modelo en arena reforzada con diferentes tamaños de caucho granulado”.

DISCUSIÓN

El autor nos informa que el caucho granulado de 4 a 9 mm tuvo el mayor efecto sobre la mejora de la capacidad de carga y la reducción del asentamiento de arena de grano fino. Los resultados mostraron que las mezclas de caucho granulado con arena con caucho granulado en el rango de 4 a 9 mm y un contenido de 10% en peso de la mezcla pueden aumentar la capacidad de carga de arena hasta un 50%.

RESULTADOS

Según Junghwoon Lee (2015). “El neumático de goma triturado es un geomaterial que es potencialmente útil en proyectos ambientales y de ingeniería. Aquí, estudiamos el efecto de la relación de tamaño de partícula sobre la conductividad térmica de mezclas granulares que contienen partículas de neumáticos de goma. Las cuentas de vidrio se mezclaron en varias fracciones de volumen con partículas de caucho de tamaño variable.

DISCUSIÓN

La configuración de temperatura de partículas calculadas por el modelo de red para FGB = 60% como se aprecia la conductividad térmica en cualquier plano de sección transversal se puede calcular a lo largo de la altura de la muestra el especímen FGB = 0 y 100% exhiben valores de conductividad constantes.

Sin embargo, las mezclas muestran variaciones en la conductividad a lo largo de su altura, debido a su heterogeneidad y distribución aleatoria.

Esta observación sugiere que el calor no se propaga uniformemente por toda la mezcla, ademas el calor entre partículas difierentes y según la composición varia segun el porcentaje del especimen.

Los resultados experimentales de la conductividad térmica efectiva y el análisis del modelo de red térmica enfatizan que la relación de tamaño relativo de los materiales granulares que comprenden la mezcla es el factor dominante que afecta la conducción, esto segun la volumétria de los materiales estas observaciones determinan que la conductividad térmica de una mezcla granular disminuye con una fracción creciente de partículas de caucho las cuales son menos conductoras.

El tamaño relativo de las partículas menos conductoras determina la evolución única de la conducción térmica a través de su efecto en la configuración espacial de la interconectividad de cada particula. Por lo tanto, la inclusión de grandes materiales aislantes favorece la conducción térmica en mayor medida que la presencia de pequeñas partículas aislantes, a pesar de que las mezclas tienen las mismas fracciones volumétricas de cada componente.

Una prueba adicional con arena natural corrobora la importancia del efecto de la relación de tamaño de partícula sobre la forma de la partícula.

RESULTADOS

Según Juan Wang (2019). “En este estudio, se investigó la microestructura del hormigón de caucho desmenuzado (CRC) utilizando microscopía electrónica de barrido (SEM) y analizador de estructura de poros (PSA). Las muestras se curaron durante 3, 7, 14, 28 y 56 días respectivamente antes de la prueba. Además de las pruebas microscópicas, también se midieron las resistencias a la compresión de las muestras con diferentes períodos de curado.

RESULTADOS

Figura 18. La preparación de la muestra para la observación de microgrietas: (a) La máquina de corte de muestras metalográficas

(b) Rectificado y pulido de muestras

(c) Instrumento de inyección de oro

(d) Muestras utilizadas para el análisis de la estructura de poros

(e) Muestras cortadas de CRC

(f) SEM

(g) PSA

(h) Muestra de observación de productos de hidratación en la interfaz

(i) Muestra de observación de hidratación de mortero

Figura 19. Proceso de observación de distribución de poros:

(a) la zona de observación

(b) imagen grabada de la sub-región de la zona de observación

(c) conversión de imagen binaria.

RESULTADOS

Figura 20. Morfología de productos de hidratación en la zona de transición de la matriz de partículas de mortero de goma:

(a) Morfología de productos de hidratación en 3d

(b) Morfología de productos de hidratación en 7d

(c) Morfología de productos de hidratación en 14d

(d) Morfología de hidratación productos en 28d

(e) Morfología de los productos de hidratación en 56d

Figura 21. Morfología de productos de hidratación en mortero de hormigón de caucho:

(a/b) Morfología de productos de hidratación en 3d

(c/d) Morfología de productos de hidratación

DISCUSIÓN

A temprana edad, los parámetros de microestructura de ambos NCy CRC fluctuó y cambió de manera estable con la edad de curado después de 14 días.

El autor del artículo indica que los productos de hidratación en CRC fueron similares al NC, donde la porosidad y el tamaño de poro promedio en CRC son mayores a los del CN, cuando el periodo de curado estaba dentro de los 56 días.

Las partículas de caucho dentro del CRC se aislaron porque las microgrietas estaban completamente cerradas alrededor de las partículas de caucho, lo que fue la razón principal por la cual la resistencia del CRC disminuyó y la capacidad de deformación mejoró.

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

2

  • La influencia del caucho granular en las propiedades del asfalto, mejoran las propiedades de la mezcla asfáltica que un asfalto convencional, obteniendo mayor rigidez y resistencia a las deformaciones permanentes de pavimento flexible, también indica un aumento en la resistencia a fatiga del asfalto, cuando esto es modificado con GCR, que confiere estabilidad térmica al asfalto del pavimento.

  • Al analizar las mezclas asfálticas tradicionales y modificadas, deducimos que las mezclas asfálticas modificadas (influencia o incorporación del caucho granular en las propiedades del pavimento flexible), brindan mayores beneficios estructurales y ambientales, lo cual genera mitigar los grandes daños producidos por la sobrecarga de los vehículos.

CONCLUSIONES

  • Se evaluaron los resultados obtenidos con una mezcla asfáltica con caucho granular y con una mezcla convencional, lo cual una mezcla con caucho presenta mejores propiedades que una convencional, obteniendo mayor cohesión y resistencia a sus esfuerzos cortantes y por ende mejorando su comportamiento elástico.

  • Es importante resaltar que los pavimentos flexibles son afectados directamente por las condiciones climáticas de cada país, en cuanto a la susceptibilidad, a la humedad, sería conveniente demostrar si con la influencia de grano de caucho en mezcla asfáltica, las condiciones climáticas van afectar directamente.

CONCLUSIONES

  • Es importante revisar los artículos de investigación en cuanto a la influencia de caucho granular en las propiedades del pavimento flexible, porque los artículos muestran resultados óptimos de investigación en cuanto a enumerables usos de caucho granular en la construcción de vías de comunicación.

  • Para la influencia del caucho granular en las propiedades del pavimento flexible la es importante determinar los parámetros de temperatura y tiempo de digestión que va a tener la influencia de caucho y interactúe con el asfalto de mezcla, tanto para el pavimento flexible como el rígido.

  • El uso de caucho es considerado como varias soluciones a nivel mundial para el desarrollo sostenible por su reutilización de residuos de materiales, solucionando a disminuir la contaminación ambiental de los neumáticos.

RECOMENDACIONES

RECOMENDACIONES

1. Se recomienda en cada país contar con sus propios almacenes para su internamiento o almacenamiento de llantas en mal estado con el único propósito de evitar su desecho de contaminación en área pública.

2. Se recomienda que las Universidades establezcan la investigación dedicado al estudio del tema y apoyo por medio de ensayos de laboratorios para llevar acabo más investigaciones sobre la influencia granular de caucho en las propiedades de mezcla asfáltica

3. Al agregar granos de caucho para su mejoramiento de la mezcla asfáltica, también se recomendaría, emplear tamaño de caucho más grueso que lo especificado en los artículos de investigación.

4. Para su verificación de beneficios del grano de caucho en las propiedades de mezcla asfáltica, se recomienda realizar tramos de pruebas, para de esa manera poder medir el desempeño de mezcla asfáltica.

5. Para llevar a cabo la influencia granular de caucho en las propiedades del pavimento flexible, se debe contar con laboratorios para llevar acabo los diferentes ensayos.

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