Análisis comparativo por estabilidad Marshall, deformación permanente y costos de mezclas Stone Mastic Asphalt con grano de caucho reciclado respecto a una mezcla Stone Mastic Asphalt Patrón

Abstract

El Stone Mastic Asphalt S.M.A. es una mezcla bituminosa en caliente que presenta una gradación discontinua, la cual se fundamenta en dos fragmentos: en el primero su estructura granular está formada por el contacto de piedra con piedra y en el segundo fragmento se compone por una mezcla sustanciosa en asfalto, dada su granulometría requiere mayor cantidad de asfalto (6.5% min.), generando escurrimiento en las mezclas bituminosas S.M.A., por lo que indispensable la inclusión de un agente estabilizante para evitar este fenómeno. Por consiguiente, la presente tesis plantea la incorporación del Grano de Caucho Reciclado (GCR) como sustituto parcial del agregado grueso en una mezcla S.M.A. para comprobar su comportamiento respecto a una mezcla asfáltica S.M.A Patrón en cuanto a su desempeño físico-mecánico y costos. En relación con las Mezclas Asfálticas se ha empleado el mismo cemento asfaltico, agente estabilizante (fibra celulosa de papel bond), los mismos agregados, variando solo un porcentaje del agregado grueso, asimismo se llevaron a cabo las pruebas respectivas para verificar la calidad de agregados, se optó por una gradación en base a un TMN del agregado, eligiendo 3 combinaciones granulometricas (Gradación “A”, Gradación “B” y Gradación “C”) que obedezcan los limites granulométricos, posteriormente se seleccionó la gradación que cumplía los requerimientos mínimos para %Va, %VMA y VCAMezcla<VCADRC, continuando con la elección de contenido de asfalto óptimo (6.0%, 6.5%, 7.0% y 7.5%) con el fin de que la mezcla obedezca el requerimiento de contenido de vacíos, para que la mezcla cumpla los requerimientos de porcentaje de vacíos, así como se agregó el agente estabilizante (fibra celulosa de papel bond) al 0.3% para evitar el fenómeno de escurrimiento en el asfalto. Posteriormente se sustituyó el agregado grueso de forma parcial por el Grano de Caucho Reciclado (5%, 10%, 15%, 20%) cumpliendo los requerimientos mínimos de los parámetros volumétricos. Definida la combinación granulométrica optima, contenido de ligante Optimo, contenido de GCR Optimo, se continua con la preparación de especímenes asfalticos para luego determinar el desempeño de sus propiedades físico-mecánicas, mediante pruebas de estabilidad, daño inducido por humedad, deformación permanente y costos, para validar el uso Grano de Caucho Reciclado (GCR) en mezclas S.M.A.

Stone Mastic Asphalt (S.M.A.) is a hot asphalt mixture that presents a discontinuous gradation, which is based on two fragments: first its granular structure is formed by the contact of stone with stone and the second fragment it is composed of a substantial mixture in asphalt, given its granulometry, requires a greater quantity of asphalt (6.5% min.), generating draindown in the S.M.A. asphalt mixtures, for which a stabilizing agent is necessary to avoid this phenomenon. Therefore, present thesis proposes the incorporation of Recycled Rubber Grain (GCR) as a partial substitute for coarse aggregate in a S.M.A. to verify its behavior with respect to a S.M.A. Standard Asphaltic Mix in terms of its physical-mechanical performance and costs. In relation to Asphalt Mixtures, same asphalt cement, stabilizing agent (cellulose fiber of bond paper), same aggregates have been used, varying only a percentage of coarse aggregate, the quality control of aggregates was also carried out, it was decided gradation based on a TMN, choosing 3 granulometric combinations (Gradation "A", Gradation "B" and Gradation "C") that obey the granulometric limits, then choose the gradation that met the minimums requirements for %Va, %VMA and VCAMixture<VCADRC, later chosse gradation that met minimum requirements for %Va, %VMA and VCAMixcla<VCADRC, continuing with choice of optimal asphalt content (6.0%, 6.5%, 7.0% and 7.5%) in order for mix to obey the void content requirement, for mix to meet the void percentage requirements, as well as the stabilizing agent was added (cellulose fiber of bond paper) at 0.3 % to avoid the phenomenon of draindown on the asphalt. Subsequently coarse aggregate was partially replaced by Recycled Rubber Grain (5%, 10%, 15%, 20%) fulfilling the minimum requirements of the volumetric parameters. Once Optimal Gradation, Optimal Asphalt content, Optimal GCR content is defined, preparation of asphalt specimens continues to later determine performance of physical-mechanical properties through stability tests, moisture-induced damage, permanent deformation and costs, to validate use of Recycled Rubber Grain (GCR) in S.M.A. mixtures.