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Título: Propuesta de diseño de una MAC por selección de un asfalto utilizando el criterio del performance grade para zonas de alta irradiación UV en el proyecto puente Nanay y accesos
Otros títulos: Proposal for the design of a HMA by selection of an asphalt using the Performance Grade criterion for areas of high uv irradiation in the Nanay bridge and accesses project
Asesor(es): ​​Lazo Lázaro, Guillermo​
Campo OCDE: https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.01
Fecha de publicación: 14-mar-2024
Institución: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)
Resumen: El clima de la región Loreto, en la cual se desarrolla el proyecto es sumamente cálido, húmedo y presenta lluvias muy intensas. Estos factores afectan significativamente la durabilidad del cemento asfáltico, por ende, del concreto asfáltico que conforma el pavimento, a tal grado de promover aceleraciones en el proceso de oxidación, impactando en la carpeta, en la aparición prematura de deterioros superficiales como peladuras, fisuramientos y desprendimientos, hasta inclusive alcanzar problemas mecanísticos, que comprometen el comportamiento resiliente que se espera, debido a los cambios que se suscitan en la viscoelasticidad del ligante asfáltico. Para el caso de la presente investigación el tema se concentra en determinar de forma tecnológica e innovadora la selección del cemento asfáltico que dará como resultado un concreto asfáltico que trabaje de forma eficiente ante las condiciones críticas de clima y tráfico previstas para el funcionamiento de la carretera en estudio. El proyecto vial integral es retador, dada las condiciones críticas que necesitará atravesar en el manto amazónico, uniendo finalmente el Perú con Colombia. El proyecto refiere a la carretera Bellavista – Mazán – Salvador - El Estrecho, en esta investigación en particular en el tramo I: Puente Nanay viaductos y accesos.   Actualmente en el Perú, la elección de los ligantes asfálticos en la construcción de los pavimentos se basa teniendo en cuenta el grado de penetración, viscosidad y punto de ablandamiento. Esta forma tradicional de caracterizar los ligantes viene siendo desestimada en países desarrollados como EEUU, el frente europeo, asiático y otros países, dado que estos parámetros no consideran el impacto del tránsito de los vehículos ni las temperaturas críticas a las cuales se encontrará sometida la vía y que dañan el asfalto, no teniendo correlación alguna con el comportamiento y vida útil del pavimento. Tecnologías más avanzadas desarrollan diseños de la mezcla asfáltica en caliente (MAC) bajo los criterios del programa SHRP (Strategic Highway Reseach Program), correspondientes al Standard Superpave, que entre otros, clasifican los ligantes asfálticos de acuerdo al denominado: Performance Grade (PG) o Grado de desempeño, que tienen en cuenta las circunstancias climáticas y clases de solicitación de tráfico previsto para la vía, incorporando una serie de modernos modelos matemáticos que correlacionan las temperaturas máximas además de mínimas del clima del lugar con la temperatura de funcionamiento del asfalto y de la carpeta asfáltica, otorgando finalmente una recomendación técnica del ligante a utilizar. Asimismo, este innovador abordaje incorpora de forma complementaria el efecto de la intensidad del tráfico en volumen y frecuencia de impacto en el concreto asfáltico. Terminado con el primer objetivo de seleccionar el ligante por PG se procede con el no menos importante objetivo de la investigación que refiere a diseñar la MAC que trabajará de forma eficiente y especialmente diseñada para las condiciones de clima y tráfico del proyecto. Desarrollados los modelos matemáticos en el cálculo del PG, se llega a recomendar el empleo de asfaltos modificados con polímeros, condición que pasa a integrarse en el diseño de la mezcla asfáltica teórica de laboratorio, para finalmente ponerla a prueba por desempeño en el parámetro de resistencia a la deformación permanente, condición crítica que se evalúa en esta investigación y que da como efecto que la mezcla asfáltica con polímeros, así como diseñada procede para atender las condiciones específicas de clima y tráfico previstas para este tramo vial del Puente Nanay, viaductos y accesos en la región Loreto.

The climate of the Loreto region, where the project is being developed, is extremely hot, humid and has very heavy rains. These factors significantly affect the durability of the asphalt cement, and therefore, of the asphalt concrete that makes up the pavement, to such an extent that they promote accelerations in the oxidation process, impacting the binder, in the premature appearance of surface deterioration such as peeling, cracking and detachments, and even reaching mechanistic problems, which compromise the expected resilient behavior, due to the changes that occur in the viscoelasticity of the asphalt binder. In the case of the present research, the topic focuses on determining in a technological and innovative way the selection of the asphalt cement that will result in an asphalt concrete that will work efficiently under the critical conditions of climate and traffic foreseen for the operation of the road under study. The integral road project is challenging, given the critical conditions it will need to pass through in the Amazonian mantle, ultimately linking Peru with Colombia. The project refers to the Bellavista - Mazán - Salvador - El Estrecho highway, in this research in particular in section I: Nanay Bridge, viaducts and accesses. Currently in Peru, the choice of asphalt binders in the construction of pavements is based on the degree of penetration, viscosity and softening point. This traditional way of characterizing binders is being rejected in developed countries such as the USA, the European front, Asia and other countries, since these parameters don´t consider the impact of vehicle traffic or the critical temperatures to which the road will be subjected and which damage the asphalt, having no correlation with the performance and useful life of the pavement. More advanced technologies develop hot mix asphalt designs (HMA) under the criteria of the SHRP (Strategic Highway Reseach Program), corresponding to the Superpave Standard, which, among others, classify asphalt binders according to the so-called Performance Grade (PG): Performance Grade (PG) or Performance Grade, which take into account the climatic circumstances and classes of traffic solicitation expected for the road, incorporating a series of modern mathematical models that correlate the maximum as well as minimum temperatures of the climate of the place with the operating temperature of the asphalt and the asphalt binder, finally granting a technical recommendation of the binder to be used. This innovative approach also incorporates in a complementary manner the effect of traffic intensity in terms of volume and frequency of impact on the asphalt concrete. Once the first objective of selecting the binder by PG is completed, we proceed with the no less important objective of the research, which refers to designing the HMA that will work efficiently and specially designed for the climate and traffic conditions of the project. Once the mathematical models for the calculation of the PG are developed, the use of polymer-modified asphalts is recommended, a condition that is then integrated into the design of the theoretical laboratory asphalt mix, to finally test it for performance in the parameter of resistance to permanent deformation, critical condition that is evaluated in this research and that gives as effect that the asphalt mixture with polymers, as well as designed, proceeds to attend the specific conditions of climate and traffic foreseen for this road section of the Nanay Bridge, viaducts and accesses in the Loreto region.
Enlace al repositorio: http://hdl.handle.net/10757/673474
Disciplina académico-profesional: Ingeniería Civil
Institución que otorga el grado o título: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC). Facultad de Ingeniería
Grado o título: Ingeniero Civil
Jurado: Durán Ramirez, Gary; Soto Dueñas, Milagros; Ludeña Gutiérrez, Lucas
Fecha de registro: 3-may-2024; 3-may-2024



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