Ligantes asfálticos modificados con PET: pavimentos verdes /

Los gigantes asfálticos empleados para la realización de mezclas asfálticas en caliente generalmente necesitan ser modificados con la finalidad de mejorar sus propiedades reológicas y desempeño, de manera que, puedan trabajar de forma satisfactoria durante los años de servicio. Uno de los principale...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Formato: Tesis Libro
Lenguaje:Spanish
Publicado: Panamá : Universidad Tecnológica de Panamá, 2019
Materias:
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245 1 0 |a Ligantes asfálticos modificados con PET: pavimentos verdes /  |c Hormi Guadalupe, Pabilo Katherine ; asesor Ivet Anguizola. 
264 3 1 |a Panamá :  |b Universidad Tecnológica de Panamá,  |c 2019 
300 |a xxxi, 235 hojas :  |b ilustraciones, mapas, graficas, fotografías, cuadros ;  |c 28 cm 
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502 |a Tesis (  |b Licenciatura). --  |c Universidad Tecnológica de Panamá. Facultad de Ingeniería Civil. Licenciatura en Ingeniería Civil,  |d 2019. 
505 0 |a Introducción. -- Capítulo 1: Generalidades y antecedentes de los asfaltos modificados. --  
520 3 |a Los gigantes asfálticos empleados para la realización de mezclas asfálticas en caliente generalmente necesitan ser modificados con la finalidad de mejorar sus propiedades reológicas y desempeño, de manera que, puedan trabajar de forma satisfactoria durante los años de servicio. Uno de los principales inconvenientes que se presentan con los ligantes es su susceptibilidad a la temperatura, razón por la cual su utilización debe ser en base a grados de desempeño (PG), los cuales constituyen los rangos de temperaturas (máxima y mínima) que pueden soportar en un determinado lugar. En la República de Panamá no existen grados PG calculados por zonas dependiendo de la temperatura existente en cada región del país, ya que las temperaturas pueden variar necesitándose una mayor capacidad térmica. Adicional existen otras propiedades que pueden ser mejoradas mediante el uso de polímeros como modificadores de los asfaltos. Entre estas propiedades se pueden mencionar: la rigidez a altas temperaturas para reducir la formación de huellas, menor rigidez a temperaturas intermedias, y a temperaturas bajas de servicio para evitar craqueo térmico y por fatiga, así como, reducción de los valores de viscosidad a altas temperaturas durante la construcción para facilitar el bombeo del ligante. Actualmente se están utilizando otros tipos de polímeros diferentes de los utilizados normalmente para las modificaciones. Uno de estos polímeros es el Tereftalato de Polietileno (PET) que posee buenas propiedades, como dureza, barrera contra la humedad, y alta resistencia al calor, las cuales pueden brindar mejorar a los ligantes asfálticos que se modifiquen. Por lo anterior, los objetivos principales de este trabajo de investigación consisten en la realización de mapas de grado de desempeño para la República de Panamá, y la evaluación de la posible modificación de ligantes asfálticos utilizando el PET; ya que también, brinda beneficios medioambientales por medio de la reducción de los desechos de PET existentes a lo largo del país. La metodología utilizada para la realización de los mapas de grado PG consistió en la aplicación de la fórmula dispuesta por el Manual de Especificaciones Técnicas del Ministerio de Obras Públicas (M. O. P.) - Capítulo 24 mediante la cual se obtiene la temperatura del pavimento. Para dicho cálculo fue necesario obtener las temperaturas del aire, las cuales se consiguieron por medio de las estaciones meteorológicas de la Empresa de Transmisión Eléctrica Panameña (E.T.E.S.A.), específicamente en la Dirección de Hidro meteorología; así como también, las latitudes de cada una de las estaciones. Una vez obtenidas las temperaturas del pavimento se transformaron en grados PG, los cuales están establecidos en incrementos de 6°C de acuerdo con tabla del AASHTO M320.Este procedimiento dio como resultado la obtención de un mapa que contiene los grados PG a utilizarse para cada provincia. Para evaluar la posibilidad de realizar modificaciones al asfalto utilizando PET se probaron dos métodos. Es importante mencionar que el plástico fue triturado antes de ser añadido al asfalto, y también se le realizó el ensayo de granulometría para determinar el tamaño a utilizarse en las modificaciones, escogiendo de esta manera, el tamaño N°16. El método 1 consistió en añadir diferentes porcentajes de PET (0.5%, 1.3%, 1.5%, 1.7%, 3%, 5%) en peso de ligante al asfalto para que se derritiera durante la mezcla. La mayoría de las partículas de PET no se derritieron, pues su punto de fusión (250°C) es mucho mayor que la temperatura máxima a la cual se puede llevar el asfalto (185°C) para evitar envejecimientos prematuros. Por lo anterior, se procedió a realizar un segundo método con el objetivo de optimizar la metodología realizada en el primer método con los porcentajes de PET de 1.5%, 1.7% Y 3.0% en peso de ligante. Este consistió en derretir previamente el PET antes de ser añadido al asfalto, para lo cual fue necesario llevarlo hasta su punto de fusión, y luego entonces incorporarlo al ligante. Cabe destacar que para todas las modificaciones se utilizó un polímero adicional conocido como Acido Polifosfórico, el cual permite mejorar las propiedades reológicas de los ligantes a altas temperaturas, como por ejemplo la rigidez, sin afectar las mismas propiedades a bajas temperaturas. Para analizar los resultados de las mezclas de ligante asfáltico con PET en relación con el asfalto convencional se realizaron pruebas de penetración a 25°C. El resultado fue que las mezclas modificadas tuvieron mejor comportamiento que el asfalto original (sin modificar); sin embargo, estos valores fueron mejores utilizado el método 2. Luego se realizaron las pruebas de Reómetro de Corte Dinámico (DSR) y Multi-Stress Creep and Recovery (MSCR) para determinar los grados de desempeño PG de las diferentes modificaciones; así como, el número de ejes equivalentes (ESALS) para los cuales se pueden diseñar. Cabe destacar que las mezclas fueron envejecidas por medio de la prueba de Horno de Película Delgada (RTFO) para simular el envejecimiento a corto plazo. Utilizando el método 1 se obtuvieron grados PG entre 64 a 76 para temperaturas altas, siendo los valores PG más elevados correspondientes a las muestras envejecidas, sin embargo, la capacidad de recuperación a deformaciones permanentes de estas mezclas fue muy baja, por lo que algunas no cumplen con el parámetro Jnr3200, y otras solo pueden utilizarse en vías diseñadas para 3 millones de ESALs. Para el método 2 se obtuvieron grados de desempeño PG entre 76 a 88 para temperaturas altas, siendo los valores PG más elevados también para las muestras envejecidas, con la diferencia que la capacidad de recuperación a deformaciones permanentes de estas mezclas fue alta. El número de ejes equivalentes (ESAL´s) resultó en capacidades de hasta 30 millones de ESAL´s. Por lo anterior, se concluyó que es de suma importancia derretir el plástico antes de ser agregado al asfalto para poder realmente aprovechar sus propiedades como polímero modificador. Palabras clves: Grados PG, Tereftalato de Polietileno (PET), ligantes asfálticos. ligantes asfálticos modificados, porcentajes de PET.  
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