Articulo de Investigación
Investigación e Innovación en Ingenierías, volumen V (número 1) ,Enero - Julio 2017 PP. 1 - 107 ISSN 2344-8652
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Evaluación de las propiedades
mecánicas de una mezcla de concreto
hidráulico para pavimento rígido con
la inclusión de hormigón asfáltico
recuperado tipo “rap”
Evaluaon of mechanical properes and dynamics of a mixture of
concrete pavement hydraulic hard for inclusion with asphalt concrete
type recovered “rap”
Información del artículo: recibido: julio de 2016, aceptado: octubre de 2016
https://doi.org/10.17081/invinno.5.1.2615
David Alberto Santos Montero
Maestría en Ingeniería Civil. Escuela de Ingenierías
y Administración, Facultad de Ingeniería Civil,
Universidad Pontificia Bolivariana.
Correo electrónio: david.santos.d@gmail.com
Norma Cristina Solarte Vanegas
Directora de la investigación. Universidad Ponticia
Bolivariana seccional Bucaramanga.
Correo electrónico: norma.solarte@upb.edu.co
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a construcción de pavimentos rígidos y exibles genera desa-
rrollo social e impacto económico/ambiental en su concepción,
desarrollo y operación posterior. Su construcción requiere de
materiales a bajo costo, alta disponibilidad y total aprovechamiento,
así como de propiedades que garanticen el cumplimiento mínimo
de durabilidad y costos racionales de mantenimiento. Conviene ob-
tener y usar materiales de considerada abundancia y que para su
procesamiento requieran de una tecnología limpia y tradicional, a n
de que el impacto ambiental sea el más bajo posible. Los agregados
reciclables corresponden a estos materiales, y dentro de ellos está el
RAP, del inglés Reclaimed Asphalt Pavement (Pavimento Asfáltico
Recuperado) [1], cuyo término es dado a los materiales extraídos o
procesados que contienen una presencia contraída de betún asfáltico
y que, ahondado en la fatiga estructural de un pavimento exible,
por efectos de envejecimiento, se obtiene por medio de una de las
técnicas más conocidas de recuperación: El fresado. Gran parte de
los países del mundo ha utilizado el RAP en la re-manufactura de
mezclas asfálticas. Con ello se disminuye su retiro a sitios de dispo-
sición nal y se minimiza el consumo de agregados pétreos vírgenes,
lo que produce benecios ambientales a corto plazo, así como otros
que sobresalen por el aprovechamiento de su calidad de mezclado
y condición estructural residual. Todo ello ha generado una nueva
alternativa de estudio en la manufactura de mezclas hidráulicas para
la construcción de pavimentos rígidos.
Resumen
Palabras clave:
RAP, Módulo Elástico, Re-
sistencia a la Resistencia a la
Flexión, Módulo de Ruptura y
Resistencia a la Compresión
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he social and economic-environmental growth since its inception,
development and subsequent operation is generated by a rigid and
exible pavement construction.Pavement construction requires
oow cost material with high availability and use as well as all those pro-
perties that ensure compliance with minimum durability referred to ratio-
nal maintenance costs. It is ideal, to take advantage of materials which are
considered to be abundant; andfor these materials use, a clean and tradi-
tional technology with a consequent low environmental impactis required.
Among these materials there is RAP or Reclaimed Asphalt Pavement co-
rresponding torecycled, extracted or processed materials which has asphal-
tic bitumen , obtained through one of the most popular techniques of reco-
very called“milling, taken from the evident deepen aging in the structureof
a exible pavement. In most of the countries worldwide, have used RAP in
the remanufacturing of asphalt mixtures. With this process, its retirement
to nal disposal sites is diminished, then the consumption of Virgin stone
is minimized and aggregates a short term environmental benets, as well
as others within the protruding achievement in their quality of mixing and
residual structural condition, generating a new alternative to study in the
manufacture of hydraulic mixtures for rigid pavements construction.
Abstract
Keywords:
RAP, Elastic Modulus,
Flexural Strength Resistance,
Modulus of Rupture and
Compressive Strength.
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INTRODUCCIÓN
La recuperación de agregados se ha con-
vertido en un tema muy importante en
la industria de la construcción. El agota-
miento progresivo de los recursos natu-
rales, el aumento en los obstáculos para
desarrollar nuevas canteras y la creciente
conciencia ciudadana respecto a la gestión
sostenible de los residuos, hacen cada vez
más relevante el uso de agregados recicla-
dos en el sector de la construcción. A pe-
sar de que este proceso tiene característi-
cas particulares en cada país, en términos
de coyuntura y escala, se espera que los
materiales procedentes de diferentes tipos
de residuos se conviertan en parte sustan-
cial del mercado de la construcción. En
nuestro país se usa de manera cotidiana
el RAP, como se aprecia en la Figura 1.
Figura 1. Obtención del RAP por fresado
Fuente: Elaboración propi.a.
Cuando este material se recupera al mis-
mo tiempo que los armados existentes
en un estructura de pavimento exible, y
casi de manera inmediata se le incorporan
ligantes hidráulicos, cementicios o asfálti-
cos, se le conoce como “Reciclado” (Figu-
ra 2). La información considerada para su
utilización en la manufactura de mezclas
hidráulicas para pavimentos rígidos es
escasa, debido a las pocas investigaciones
desarrolladas en el ámbito local.
En el presente trabajo se utilizó como guía
las directrices técnicas establecidas por
las Especicaciones Generales de Cons-
trucción de Carreteras INVÍAS–2013 [2]
- Artículo 500 (Excepto la medida de la re-
sistencia a la tracción indirecta), las Nor-
mas Técnicas Colombianas NTC-121, 174,
550, 673, 890, 2871, 3459 y 4025, así como
las metodologías de diseño en pavimen-
tos rígidos AASHTO-1993, PCA-1984 y el
Manual Nacional INVÍAS-ICPC-2008.
Figura 2. Obtención de RAP por reciclado
Fuente: Elaboración propia.
OBJETIVOS
General
Obtener las proporciones óptimas de di-
seño para diferentes mezclas de concreto
hidráulico tipo MR con inclusión de RAP,
de manera tal que permita la evaluación
de las propiedades mecánicas para su im-
plementación en la concepción y construc-
ción de un pavimento rígido.
Especícos
a. Estudiar las propiedades mecá-
nicas y de caracterización del RAP como
un agregado pétreo reciclable de calidad
competente, en forma tal que pueda ga-
rantizar la optimización de recursos en
la manufactura del conc reto hidráulico
como reemplazo parcial de la fracción que
así se justique normativamente.
b. Generar la mezcla de concreto hi-
dráulico tipo MR con la proporción ideal
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de RAP, analizando en ella de manera
particular, sus propiedades mecánicas re-
sultantes bajo las referidas proporciones
ideales.
c. Realizar las pruebas y test de labo-
ratorio que permitan comparar en canti-
dad los resultados obtenidos con los re-
quisitos mínimos exigidos y establecidos
en las especicaciones de INVÍAS/2013.
Amén de analizar y determinar la co-
rrelación entre los ensayos de módulo de
rotura sobre viguetas prismáticas a la e-
xotracción y resistencia a la compresión
simple en moldes cilíndricos.
d. Analizar los datos obtenidos en
las pruebas para evidenciar sus alcances
dentro del cumplimiento normativo IN-
VÍAS-2013 y/o NTC.
e. Modelar alternativas de pavimen-
to rígido, mediante el uso de las metodo-
logías AASHTO, PCA y MANUAL IN-
VÍAS/ICPC, sobre una base clasicatoria
de capacidad portante de baja a media en
sub rasantes de fundación y niveles de
tránsito selectivo. Lo anterior, con base en
los resultados y datos obtenidos que per-
mitan comprobar o no su aplicabilidad
funcional denitiva.
f. Hacer un balance costo-benecio
de la inclusión del RAP como insumo
para la obtención de una mezcla hidráu-
lica tipo MR sobre la base y manufactura
en producción.
METODOLOGÍA
La investigación es de uso descriptiva, ex-
plicativa y cuantitativa. El proyecto se basa
en estudiar la medida de la resistencia a la
exotracción (MR), compresión (f’c) y mó-
dulo elástico (ME) de un concreto hidráu-
lico adicionado en cierta proporción con
RAP, teniendo en cuenta las directrices
formuladas por las normas INVÍAS-2013,
Artículo 500 (ver Figura 3). Igualmente,
fueron tenidas en cuenta las directrices
metodológicas establecidas por la Ameri-
can Concrete Institute (Comité ACI-211) y
las formulaciones de los Ingenieros San-
dino [3] y Sánchez Sabogal [4], además de
los principios teóricos establecidos por
Fuller-Thompson, Weymouth [5], Sánchez
De Guzmán [6] y Bolomey [7].
Fue necesario tener muy en cuenta algu-
nas recomendaciones de la Normatividad
Técnica Colombiana-NTC , descartándo-
se la posibilidad de tener el RAP como
un agregado monogranular, debido a que
el insumo no se ajusta a ninguno de los
usos granulométricos requeridos para la
elaboración de mezclas estructurales. En
este sentido, la incorporación del RAP se
hizo a través de un reemplazo parcial del
agregado grueso, más no como agregado
no. En las Figuras 4 a 8 se muestra un
resumen estadístico de las pruebas y test
practicados.
Figura 3. Tabla 500-6 Criterios de Diseño
Fuente: Normavidad INVÍAS-2013.
Figura 4. Pruebas Agregados Pétreos
Fuente: Elaboración propia.