Estudio y análisis de desempeño de mezclas asfálticas densas tibias (MAT) producidas con aditivos de origen químico y natural

Abstract

Dentro del mundo de las mezclas asfálticas, el desempeño siempre debe ser prioridad. A lo largo de los años y con el avance de las tecnologías, se han venido desarrollando mejores tipos de mezclas asfálticas, pero no siempre se han tomado en cuenta aspectos ambientales y relacionados con la salud, convirtiéndolos en una preocupación importante en la actualidad, cuando los aspectos de sostenibilidad son de gran relevancia en cualquier industria. Las mezclas asfálticas tibias se presentan como una potencial opción y solución frente a este tipo de impactos, ya que se consideran tecnologías amigables con el medio ambiente o también llamadas tecnologías verdes. Dentro de sus principales características resalta el menor requerimiento de temperatura para procesos de mezcla y compactación, la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, reducción de emisiones de gases carcinógenos para el ser humano y la optimización en el consumo de combustibles fósiles (recurso no renovable y de alto valor económico) y que, además, potencializan su uso para procesos de reciclado y admiten el empleo de mayores cantidades de RAP en mezcla. En cuanto al ligante asfáltico, sus característica físicas y reológicas no se ven afectadas de manera negativa, al contrario, se observan beneficios asociados. A nivel de mezcla asfáltica, se conservan y mejoran las propiedades mecánicas y de desempeño que se pueden potencializar aún más, si el ligante asfáltico posee algún tipo de modificación, por ejemplo: modificación con polímeros. El principal objetivo de la tesis fue analizar el desempeño de las mezclas asfálticas tibias donde se emplearon cuatro aditivos químicos de 3era generación y una propuesta de un aditivo natural con base en aceite de palma. La valoración de propiedades de los ligantes asfálticos aditivados se realizó por medio del análisis de sus parámetros reológicos (PG, RTFOT, PAV, BBR, MSCR y LAS). A nivel de mezcla asfáltica el proceso de valoración se realizó en dos etapas. En la primera se analizaron las propiedades volumétricas y contenidos de vacíos en los diferentes tipos de mezcla asfáltica tibia, posterior al proceso de compactación con tres temperaturas de arranque de proceso (120°C, 130°C y 150°C) y la segunda etapa de valoración contempló estudios de desempeño a nivel de resistencia retenida a la tracción indirecta con humedad inducida, resistencia a deformaciones permanentes mediante la Rueda de Hamburgo y la vida a la fatiga por flexo tracción en viga de 4 puntos. En conclusión, la investigación propone resaltar los beneficios que trae consigo esta tecnología: a nivel de ligante asfáltico se mejoró el desempeño tanto a alta como a baja temperatura y a nivel de mezcla asfáltica, se mejoraron las propiedades volumétricas aun empleando menores temperaturas en el proceso, se potencializó la conservación de resistencia posterior a procesos severos de saturación, congelamiento y descongelamiento, obteniendo mejores valores de resistencia retenida y resistencia a la humedad inducida, se mejoró la resistencia a ahuellamientos y se afectó positivamente el comportamiento de la mezcla frente a aplicaciones de ciclos de carga repetitivos, mejorando de esta forma la resistencia a la fatiga.