Análisis del comportamiento físico - mecánico de una mezcla asfáltica en caliente modificada con GCR (Grano de caucho reciclado) a partir de neumáticos en desuso, Cusco 2016.

Abstract

La presente tesis analiza el comportamiento físico – mecánico de una Mezcla Asfáltica en caliente modificada con Grano de Caucho Reciclado (GCR) a partir de neumáticos en desuso. Para la realización del estudio mencionado, fue necesario partir de una Mezcla Asfáltica en Caliente Patrón (MACP), con el fin de comparar las propiedades físico – mecánicas de este diseño respecto a las propiedades físico – mecánicas de una Mezcla Asfáltica en Caliente Modificada (MACM) con GCR (Grano de Caucho Reciclado) a partir de llantas desechadas.

En la mezcla patrón (MACP) y en las mejoradas con caucho (MACM), se utilizaron los mismos materiales pétreos y cemento asfáltico. El punto de partida del estudio fue la caracterización de los materiales constituyentes de la mezcla asfáltica (agregado grueso, dos tipos de agregado fino, cemento asfáltico y GCR), para lo cual se tuvo un exhaustivo control de calidad mediante ensayos estandarizados (“Granulometría de los Agregados” MTC E504, “Abrasión de los Ángeles” ASTM C131, “Índice de Aplanamiento y Alargamiento” MTC E221, “Porcentajes de Caras Fracturadas” MTC E210 y ASTM D5821, “Peso Específico y Absorción” MTC E206 y MTC E205, “Durabilidad al Sulfato de Magnesio” ASTM C88, “Índice de Plasticidad” MTC E111, “Equivalente de Arena y Agregados Finos” MTC E114, “Adherencia a los Ligantes Bituminosos” ASTM D1664 y “Penetración de los Materiales Asfálticos” ASTM D5. Una vez hecha la corroboración de los resultados de calidad de los componentes según el “Manual de Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras” EG – 2013, del Ministerio de Transportes y Comunicaciones del Perú (MTC), y según los requerimientos normativos “CE. 010 Pavimentos Urbanos” del Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú (RNE), se procedió a diseñar ambos tipos de Mezcla Asfáltica en Caliente (MACP y MACM).

Para la determinación óptima del ligante, se consideró incrementos porcentuales de asfalto de 0.5%, realizando el Diseño Marshall para siete diferentes porcentajes (4%, 4.5%, 5%, 5.5%, 6%, 6.5% y 7% respecto al peso total de la mezcla) y una vez determinado el contenido óptimo del ligante, se procedió a buscar el contenido óptimo de GCR (Grano de Caucho Reciclado), en cuatro diferentes porcentajes (0.5%, 1%, 1.5% y 2% respecto al peso total de los agregados).

Es crucial mencionar que se tuvo un exhaustivo control en el proceso de diseño aplicando normativas de carácter nacional (MTC) e internacional (AASHTO, ASTM,NLT) y las propiedades físico – mecánicas de caracterización de ambos tipos de diseño de mezclas (MACP y MACM) fueron analizadas mediante los “Parámetros Volumétricos” (VTM, VMA, VFA y Densidad) bajo normativa ASTM D127, ASTM C128, ASTM D1188 y ASTM D2041, así como el análisis del “Ensayo de Flujo y Estabilidad Marshall” bajo normativa MTC E504 y ASTM D1559, Sensibilidad a la Humedad mediante el Ensayo de “Resistencia de Mezclas Asfálticas Compactadas al Daño inducido por Humedad” bajo normativa MTC E522 y AASHTO T283, así como la determinación indirecta del Módulo Dinámico mediante “Nomogramas según el Método de Shell International Petroleum”; finalmente, el análisis comparativo de Precios Unitarios de Producción de ambos tipo de Diseño de Mezcla Asfáltica en estudio.

La presente tesis, es pues, un gran avance para la Ingeniería de Pavimentos en el Perú, así como para la reducción del impacto ambiental que generan las llantas en desuso. Un gran aporte como proyecto eco – amigable, de rentabilidad considerable y aplicación conveniente en la tecnología del Diseño y Producción de Mezclas Asfálticas en Caliente.