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EVALUACIÓN DE MEZCLAS BITUMINOSAS PARA
PAVIMENTOS UTILIZANDO ALQUITRÁN Y ESCORIA
GRANULADA.
RICARDO OCHOA DÍAZ
Ingeniero en Transporte y Vías, Especialista en Geotecnia Vial
Magister (c) en Ingeniería con énfasis en Infraestructura Vial
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
RESUMEN
El presente documento plantea una alternativa de reutilización para algunos residuos y subproductos de la
industria siderúrgica, dado el problema de su acumulación e impacto ambiental. Por lo anterior, surge la
necesidad de analizar la incorporación de escoria granulada como agregado fino y alquitrán de hulla como
ligante en mezclas para pavimentos. De este modo, inicialmente se presenta la procedencia, descripción de
las principales características y propiedades de los materiales a estudiar. Seguidamente se formulan y evalúan
las mezclas, mediante el procedimiento del ensayo “Marshall” realizado para determinar su resistencia. Con
los resultados obtenidos del ensayo se selecciona la mezcla que presente las mejores propiedades físicas y
mecánicas, la cual determina la fórmula de trabajo colocada en obra de un tramo experimental. El tramo
experimental permitió la verificación del comportamiento adecuado de la mezcla bajo la acción del tráfico.
PALABRAS CLAVE: Escoria granulada, alquitrán de hulla, mezcla bituminosa.
ABSTRACT
This document presents an alternative to re-use for some waste and by-products of the steel industry, given
the problem of their accumulation and environmental impact. Therefore, it arise the need to analyze the
incorporation of granulated slag as fine aggregate and coal tar as bind in mixtures for pavement. Thus,
initially is presented the origin, description of the main characteristics and properties of the studied materials.
Immediately, it is the formulation and evaluation mixtures, through the procedure of the test "Marshall" to
determine its resistance. With the results of the test, the best mixture is selected with base in the properties
physical and the mechanical, which determine the work formula, put in an experimental section. The
experimental section allowed verification of the acceptable behavior of the mixture under the action of traffic.
KEY WORDS: Granulated slag, Coal tar, bituminous mixtures.
1. INTRODUCCIÓN
Las actuales condiciones relativas a la limitación
en la existencia de ciertas fuentes de energía y
materiales, así como la incorporación de un factor
de condicionamiento de creciente control como el
impacto ambiental, han logrado la concentración
de esfuerzos en investigación y desarrollo de
técnicas de recuperación y utilización de la mayor
cantidad de residuos industriales. En el caso
particular de los residuos originados en la
industria siderúrgica, la escoria, residuo de alto
horno en la fabricación de arrabio, es hoy
considerada como una fuente potencial de
material; el alquitrán, residuo en la fabricación de
coque, es un material que se puede utilizar como
ligante en mezclas bituminosas.
La conveniencia en la utilización de estos
materiales en mezclas se determinará en esta
primera fase mediante el estudio de propiedades
básicas como estabilidad, flujo y densidad;
consideradas dentro de un diseño por el método
Marshall y determinar el porcentaje óptimo de
alquitrán para garantizar las mejores
características de la mezcla.
La empresa Acerías Paz del Río S.A., única
siderúrgica integral en Colombia, es productora de
gran cantidad de residuos industriales entre los
que se encuentra la escoria granulada y el
alquitrán, razón por la cual está interesada en
promover la investigación y así optimizar el uso
de los residuos que resultan del proceso industrial.
Este trabajo pretende contribuir al desarrollo en la
utilización de residuos y subproductos de la
industria siderúrgica para mejorar las condiciones
ambientales en las zonas de influencia de estas
empresas, primero con la disminución del
almacenamiento de residuos y subproductos que
causan una afectación ambiental en el entorno y
de otra manera, contribuir en el mejoramiento de
la calidad de vida de estos municipios con la
pavimentación de sus vías de acceso y vías
urbanas.
2. MARCO TEÓRICO
2.1. METODO MARSHALL [1].
Los conceptos básicos del método Marshall para
el diseño de mezclas bituminosas fueron
formuladas por Bruce Marshall, un experto
ingeniero, junto con el Mississippi State Highway
Department. El U.S. Corps of Engineers, a través
de extensas investigaciones y estudios
correlacionados, mejoró e incorporó ciertos
aspectos a su procedimiento de ensayo
desarrollándose finalmente un criterio de diseño
de mezclas.
El método Marshall es aplicable a mezclas para
pavimentación que utilizan un ligante y
agregados, con un tamaño máximo nominal de 25
mm (1”) o menor. Se puede utilizar tanto para
diseño en laboratorio como para el control de la
mezcla durante la pavimentación.
Este método usa muestras normalizadas de
pruebas (probetas) de 64 mm (2.5”) de espesor por
103 mm (4”) de diámetro. Una serie de probetas
cada una con la misma combinación de agregados
pero con diferente cantidad de ligante, es
preparada usando un procedimiento específico
para calentar, mezclar y compactar la mezcla.
Después de la compactación se deja enfriar la
probeta al aire, después es extraída del molde por
medio de un gato extractor y se coloca en una
superficie plana hasta que esté lista para ensayar.
Cada probeta compactada es sometida a los
siguientes ensayos: peso específico bulk,
estabilidad y flujo; posteriormente se calcula la
densidad. Una vez realizados los ensayos y
determinaciones se grafican los datos obtenidos.
El contenido óptimo de ligante se determina con
base en los datos graficados, este debe producir:
óptima y adecuada estabilidad, peso unitario
máximo. El valor del contenido óptimo de ligante
será el promedio de los valores determinados en el
diagrama. Se establece luego si la mezcla con el
contenido de ligante seleccionado es satisfactoria,
verificando el cumplimiento de las
especificaciones generales de construcción de
carreteras del INVÍAS.
2.2. ESCORIA DE ALTO HORNO.
La escoria es un residuo siderúrgico de factoría
integral, es decir, de fábricas que parten de
mineral de hierro para la obtención de acero.
El mineral de hierro, es introducido al alto horno,
el cual es calentado a temperaturas superiores a
los 1400 °C para lograr que el mineral se funda
junto con la caliza y el coque. En este proceso la
caliza reacciona con el coque y el mineral de
hierro, limpiando el hierro de algunas impurezas,
lo que lleva principalmente a la producción de
arrabio y escoria.
La escoria de alto horno varía en propiedades
según el método de enfriado a partir de su salida a
1400 °C. Estos productos pueden ser [2]:
Escoria Bruta: Enfriada al aire, posee estructura
vesicular, la fractura es cúbica, angulosa y con
pocas partículas laminares. El color es pardo
grisáceo, su estructura es cristalina, resistente a la
meteorización y al desgaste por pulido.
Escoria granulada: La escoria es evacuada del
alto horno en estado líquido a una temperatura
aproximada de 1400°C, a la salida del horno se
encuentra de frente con un chorro de agua a alta
presión, desintegrándose en partículas pequeñas.
En este caso como es un proceso de enfriamiento
rápido la estructura interna del material es vidriosa
no existiendo fases cristalina.
2.3. PIEDRA CALIZA
La piedra caliza es comúnmente empleada en la
construcción de pavimentos, son rocas
sedimentarias, durables, generalmente con alta
resistencia al desgaste, buen fracturamiento y
excelente adherencia al ligante.
Su principal inconveniente es la baja resistencia al
pulimento, lo que se traduce en superficie
resbaladiza cuando se usan para la elaboración de
mezclas para capas de rodadura [3].
Los yacimientos de caliza que explota Acerías Paz
del Río S.A. (APDR), están situados en Belencito,
se trata de un yacimiento sedimentario marino del
cretáceo inferior [4].
Esta caliza corresponde a una biomicrita
químicamente pura, constituida por fragmentos de
fósiles calcáreos. Entre los minerales de residuo
insoluble domina el cuarzo y la glauconita [5].
La mina de APDR es explotada a cielo abierto,
posteriormente la piedra caliza es transportada a la
planta trituradora, donde es depositada en tolvas
de recibo, para finalmente seguir al proceso de
trituración. El resultado de este proceso queda en
diferentes tanques de acuerdo a su granulometría y
a su destino dentro del proceso siderúrgico [6]. En
la tabla 1 se muestra la distribución
granulométrica después del proceso de trituración
y el destino dentro del proceso siderúrgico.
Tabla 1. Distribución de la piedra caliza
después de la trituración.
TANQUE GRANULOMETRIA
(mm) DESTINO
1 Y 4 0 - 12 Ventas
2 12 -35 Planta de Sínter
3 35 – 55 Alto Horno
5 55 -90 Planta de
Calcinación 6 90 -127 Fuente: Departamento Mina Caliza, Acerías Paz del Río S.A.
2.4. ALQUITRÁN:
El alquitrán es un residuo de la fabricación de
coque metalúrgico utilizado para la fabricación de
acero en plantas siderúrgicas. Es un producto
bituminoso semisólido a líquido, obtenido de la
destilación, en ausencia de aire, de sustancias
orgánicas que posean material volátil como el
carbón.
Es un ligante en frío, resistente al agua, insoluble
en aceites lubricantes y combustibles derivados
del petróleo, soluble en éter, benceno, sulfuro de
carbono, cloroformo y quinoleína. El alquitrán
está formado por componentes alifáticos y
naftalénicos que contienen hidrogeno, oxigeno,
nitrógeno y azufre [7].
La composición del alquitrán depende de la
temperatura de destilación, pero es también
influenciada por el tipo de carbón utilizado. Los
carbones utilizados en la planta de Coquería de
APDR, proceden en un 80% de la región de Paz
de Río (Boyacá) y 20% de Samacá (Boyacá) y
Cundinamarca. La planta consume carbones de
calidades: Alto, medio y bajo volátil [6].
3. CARACTERÍSTICAS Y
PROPIEDADES DE LOS
MATERIALES.
3.1. ESCORIA GRANULADA.
La escoria que se utilizó en este trabajo fue
granulada, foto 1, procedente de la empresa
Acerías Paz del Río S.A., su granulometría se
presenta en la figura 1 y la composición química
se muestra en la tabla 2.
Foto 1. Escoria Granulada producida en
Acerías Paz del Río S.A.
Figura 1. Distribución granulométrica de
escoria de Alto Horno.
3.2. PIEDRA CALIZA
La empresa Acerías Paz del Río S.A., destinó para
la realización de este trabajo la piedra caliza de
tamaño 0-12 y 12-35 mm., ya que son las que más
se ajustan a la granulometría de mezclas para
pavimentos.
La distribución granulométrica de las muestras de
piedra caliza utilizadas se presenta en las figuras
2 y 3.
Se realizó la prueba de desgaste en la máquina de
los ángeles al agregado de caliza de fracción
12-35 mm, siguiendo la norma INV-E-219-07 [8],
ya que es un indicador de la resistencia a la
abrasión de agregados.
Tabla 2. Composición química de la escoria de
Alto Horno.
COMPUESTO % EN PESO
CaO 42.48
SiO2 35.19
Al2 O2 14.84
MnO 2.74
MgO 1.58
Fe2O3 0.9
S 0.75
K2O 0.45
Na2O 0.24
Zn 0.01 Fuente: Departamento Laboratorios Acerías Paz del Río S.A
Figura 2. Distribución granulométrica piedra
caliza fracción 0-12 mm
Figura 3. Distribución granulométrica piedra
caliza fracción 12-35 mm.
En la tabla 3 se muestran los resultados del
ensayo.
0102030405060708090
100
0.010.101.0010.00100.00
PO
RC
ENTA
JE Q
UE
PA
SA
ABERTURA TAMIZ (mm)
0102030405060708090
100
0.010.101.0010.00100.00
PO
RC
ENTA
JE Q
UE
PA
SA
ABERTURA TAMIZ (mm)
0102030405060708090
100
10100
PO
RC
ENTA
JE Q
UE
PA
SA
ABERTURA TAMIZ (mm)
Tabla 3. Resultados ensayo desgaste máquina
de los ángeles.
DESCRIPCIÓN VALOR UNIDAD
Peso inicial 5018.8 gr
Peso final 2999.1 gr
Peso retenido tamiz
1.70 mm 318.8 gr
Cantidad de esferas 12 und.
Masa de las esferas 5000±25 gr
Desgaste 40 %
3.3. ALQUITRÁN.
El alquitrán de APDR, foto 2, es producto de la
destilación a 1000 °C cuyas caracteristicas se
muestran en la tabla 4.
Foto 2. Alquitrán de Acerías Paz del Río S.A.
Tabla 4. Características del Alquitrán.
CARACTERISTICA UNIDAD VALOR
Humedad % 2.88
Cenizas % 0.1
Azufre % 0.74
Insolubles en
Quinoleína % 4.0
Insolubles en benceno % 4.57
Poder calorífico Kcal/Kg 8900
Gravedad específica a
25°C gr/cm3 1.2
Fuente: Departamento Laboratorio, Acerías Paz del Río S.A.
Este producto era utilizado dentro del proceso
siderúrgico en la planta de laminación como
combustible en el calentamiento de lingotes para
iniciar el proceso de laminación. Por disposición
Ambiental, el alquitrán no se puede seguir
utilizando como combustible, por ésto la
necesidad de buscar otros mercados como los
pavimentos [6].
4. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
REALIZADO PARA DETERMINAR
LA RESISTENCIA DE LA MEZCLA
UTILIZANDO EL APARATO
MARSHALL.
El procedimiento consistió en la fabricación de
probetas cilíndricas de 101.6 mm (4.0”) de
diámetro y 63.5 mm (2 ½”) de altura, de acuerdo a
la norma INV-E-748-07 [8].
Los materiales disponibles para la elaboración de
las probetas se utilizaron como se producen en la
siderúrgica, sin realizar ninguna modificación
para no producir sobrecostos y además cumplir
con el objetivo de la investigación.
Las mezclas de los agregados se realizaron de
acuerdo a experiencias realizadas en APDR, para
la construcción de algunos tramos de vías internas
dentro de la planta y que han tenido un
comportamiento aceptable. Como aporte adicional
se planteó realizar otras mezclas para tener más
distribuciones y determinar cual combinación de
agregados ofrece los mejores resultados.
En el caso del alquitrán, se elaboraron las probetas
con distinto porcentajes, de tal manera que al
graficar los valores obtenidos de las variables del
método Marshall después de ser ensayadas,
permitan determinar el contenido óptimo.
4.1. PREPARACIÓN DE LOS
AGREGADOS.
La granulometría de los agregados disponibles
para la elaboración de las mezclas se muestra en la
tabla 5.
Se elaboraron cuatro diferentes mezclas, dos de
las cuales se han elaborado de una manera
empírica por personal de la siderúrgica (P1 y P2)
y dos como aporte a la investigación, variando el
contenido de escoria granulada para determinar la
influencia de este material en el comportamiento
de la mezcla (P3 y P4), las cuales son:
Tabla 5. Materiales disponibles para la
elaboración de la mezcla APDR.
TAMIZ
PORCENTAJE QUE PASA
CALIZA FRACCIÓN
12-35 mm
CALIZA FRACCIÓN
0-12 mm
ESCORIA
GRANULADA
2" 100
1 1/2" 70.40
1" 17.50
3/4" 4.64
1/2" 100 100
3/8" 98.89 99.36
No 4 85.61 96.45
No 10 50.60 57.71
No 40 19.84 5.80
No 100 10.84 2.09
No 200 4.34 0.90
Mezcla P1
40% de agregado grueso: Piedra caliza fracción
12-35 mm.
20% de agregado fino: Piedra caliza fracción 0-12
mm.
40% de escoria granulada.
Mezcla P2
30% de agregado grueso: Piedra caliza fracción
12-35 mm.
30% de agregado fino: Piedra caliza fracción 0-12
mm.
40% de escoria granulada.
Mezcla P3
40% de agregado grueso: Piedra caliza fracción
12-35 mm.
30% de agregado fino: Piedra caliza fracción 0-12
mm.
30% de escoria granulada.
Mezcla P4
30% de agregado grueso: Piedra caliza fracción
12-35 mm.
20% de agregado fino: Piedra caliza fracción 0-12
mm.
50% de escoria granulada.
Aplicando estos porcentajes a la granulometría de
los materiales disponibles, se obtuvieron los
valores que se indican en la tabla 6, en las figuras
4 y 5 se puede observar la distribución
granulométrica de cada mezcla propuesta.
Tabla 6. Distribución granulométrica para
cada mezcla.
Figura 4. Distribución granulométrica mezclas
P1 y P2
Figura 5. Distribución granulométrica mezclas
P3 y P4
0
20
40
60
80
100
0.010.1110100
PO
RC
ENTA
JE Q
UE
PA
SA
ABERTURA TAMIZ (mm) Mezcla P1 Mezcla P2
0
20
40
60
80
100
0.010.1110100
PO
RC
ENTA
JE Q
UE
PA
SA
ABERTURA TAMIZ (mm) Mezcla P3 Mezcla P4
TAMIZ PORCENTAJE QUE PASA
MEZCLA P1
MEZCLA P2
MEZCLA P3
MEZCLA P4
2" 100.00 100.00 100.00 100.00
1 1/2" 88.16 91.12 88.16 91.12
1" 67.00 75.25 67.00 75.25
3/4" 61.86 71.39 61.86 71.39
1/2" 60.00 70.00 60.00 70.00
3/8" 59.52 69.41 59.48 69.46
No 4 55.70 64.26 54.62 65.35
No 10 33.20 38.26 32.49 38.98
No 40 6.29 8.27 7.69 6.87
No 100 3.00 4.09 3.88 3.21
No 200 1.23 1.66 1.57 1.32
4.2. MEZCLADO Y COMPACTACIÓN
Los agregados se secaron al horno hasta peso
constante a una temperatura de 110°C, se
mezclaron en seco, se añadió el alquitrán y se
mezclo a mano con espátula, este proceso se
realizó lo más rápidamente posible hasta obtener
una mezcla homogénea y completa.
La temperatura a la cual se calentó el alquitrán,
para poder realizar la mezcla con los agregados, se
definió con base en el ensayo de punto de ignición
y llama, de acuerdo a la norma INV-E-709-07 [8].
Los resultados se muestran en tabla 7.
Tabla 7. Resultados ensayo punto ignición y
llama del alquitrán.
El mezclado se realizó a 40°C, garantizando así
seguridad en el calentamiento del alquitrán y
viscosidad suficiente.
De acuerdo con el artículo 450-07 del Instituto
Nacional de Vías [9], se determinó realizar la
compactación con 50 golpes del martillo de
compactación, por cada lado de la probeta, esto
corresponde a tráfico liviano NT1.
Después de compactadas las probetas se dejaron
tres días en curado antes de realizar los ensayos.
5. REALIZACIÓN DE ENSAYOS A
PROBETAS COMPACTADAS.
Cada probeta compactada se sometió a los
siguientes ensayos:
Determinación del peso especifico
“Bulk”.
Ensayo de estabilidad y flujo.
5.1. PESO ESPECÍFICO.
Este ensayo se realizó siguiendo la norma
INV E-734-07 [8], dado que la textura superficial
de las probetas es abierta y permeable, foto 3,
todas las probetas fueron parafinadas, las cuales se
debieron limpiar para realizar el ensayo de
estabilidad y flujo.
El peso específico de una probeta compactada es
la relación entre su peso en el aire y su volumen
incluyendo los vacíos permeables. Por lo cual se
determinó con la siguiente fórmula:
[
]
Donde:
A: Peso en el aire de la probeta sin parafina, g.
D: Peso en el aire de la probeta parafinada, g.
E: Peso en el agua de la probeta parafinada, g.
F: Peso especifico de la parafina, g. (0.9 gr/cm3)
Foto 3. Probeta compactada.
5.2. ESTABILIDAD Y FLUJO.
Se colocaron las probetas preparadas con alquitrán
a la temperatura especificada para inmersión en un
baño de agua durante 30 a 40 minutos, se mantuvo
el baño a una temperatura de 37.8 ± 1°C, de
acuerdo a la Norma INV E-748-07 [8].
Se aplicó la carga con la prensa a una rata de
deformación constante de 50.8 mm (2”) por
minuto, hasta que ocurrió la falla. El valor
máximo de carga que se necesitó para producir la
falla se registra como estabilidad Marshall.
La lectura en el medidor de flujo en el instante de
alcanzar la carga máxima será el valor del "flujo"
para la probeta, expresado en centésimas de
pulgada.
El procedimiento completo a partir del retiro de la
probeta del baño de agua, se realizó en un periodo
no mayor a 30 segundos.
PARÁMETRO TEMPERATURA
°C
Punto de Ignición 78
Punto de Llama 85
5.3. ANÁLISIS DE DENSIDAD.
Al terminar el ensayo de estabilidad y flujo, se
realizó el análisis de densidad para cada serie de
probetas. Se promediaron los pesos específicos
“bulk” de todas las probetas elaboradas con el
mismo porcentaje de alquitrán, este valor
promedio se multiplica por 62.4 para obtener la
densidad en Lb/pulg3.
6. RESULTADOS.
Los valores obtenidos de las estabilidades
medidas para cada probeta en el ensayo Marshall
se corrigieron ya que éstas no tenían exactamente
la altura de 2.5” mediante los factores de
corrección para estabilidad Marshall respecto al
espesor de cada probeta compactada, de acuerdo a
la Norma INV E-748-07 [6].
Los valores de estabilidad corregida para cada
grupo de probetas se promediaron tomado dicho
valor como estabilidad para ese contenido de
alquitrán. De igual forma se realizó con los
valores de flujo obtenidos.
Luego de obtener todos los datos se gráfica las
relaciones para las diferentes propiedades y
contenido de alquitrán. Las propiedades que se
graficaron son: peso unitario, estabilidad Marshall
y flujo para cada mezcla.
Con base en las curvas de los resultados, el
contenido óptimo de alquitrán se calculó
promediando los siguientes valores:
El que corresponda a la densidad
máxima.
El que corresponda a la estabilidad
máxima.
Con el valor promedio obtenido de porcentaje de
alquitrán y utilizando las gráficas se determinan
los valores de estabilidad y flujo correspondientes,
los resultados se muestran en la tabla 8.
6.1. ANÁLISIS.
De acuerdo a los resultados de la tabla 8, la
mezcla P4 con un contenido óptimo de alquitrán
de 9.3% presenta mejores propiedades de
estabilidad y flujo.
Tabla 8. Contenido óptimo de alquitrán y
propiedades de la mezcla
PARAMETRO MEZCLA
P1 P2 P3 P4
% de alquitrán
para máxima
densidad
12.3 10.3 8.4 10.2
% de alquitrán
para máxima
estabilidad
8.7 10.0 8.2 8.4
% de alquitrán
Promedio 10.5 10.2 8.3 9.3
Estabilidad
(Libras) 500.0 540.0 520.0 570.0
Flujo (0.01 pulg.) 21.5 14.4 17.0 17.7
Los resultados de la mezcla P4, son comparados
con los parámetros de diseño sugeridos para
tráfico liviano por el Instituto del Asfalto [10], con
las especificaciones del cuerpo de Ingenieros de
los Estados Unidos [11] y con las especificaciones
del Instituto Nacional de Vías INVIAS [9]. Para lo
cual se calculó el porcentaje de cumplimiento para
cada una de las especificaciones.
En la tabla 9 se presenta la comparación con las
especificaciones del Instituto del Asfalto, la
estabilidad cumple en 76% y el valor del flujo esta
dentro del rango.
Tabla 9. Comparación resultados mezcla P4
con especificaciones del Instituto del Asfalto.
PARAMETRO MEZCLA
P4
INSTITUTO
DEL
ASFALTO
Cumplimiento
%
ESTABILIDAD
libras 570 750 76
FLUJO
0.01 pulg 17.7 8 -18 100
En la tabla 10 se presenta la comparación con las
especificaciones del cuerpo de Ingenieros de los
Estados Unidos, la estabilidad cumple en 114% y
el valor del flujo esta dentro del rango.
Tabla 10. Comparación resultados mezcla P4
con especificaciones del Cuerpo de Ingenieros
de los Estados Unidos.
PARAMETRO MEZCLA
P4
CUERPO DE
INGENIEROS
DE EEUU
Cumplimiento
%
ESTABILIDAD
libras 570 500 114
FLUJO
0.01 pulg 17.7 Máx 20 100
En la tabla 11 se presenta la comparación con las
especificaciones del Instituto Nacional de Vías
INVIAS, la estabilidad cumple en 52% y el valor
del flujo esta 0.5 mm por encima del valor
máximo.
Tabla 11. Comparación resultados mezcla P4
con las especificaciones del INVIAS.
PARAMETRO MEZCLA
P4 INVIAS
Cumplimiento
%
ESTABILIDAD libras (Kg)
570
(259) 500 Kg 52
FLUJO 0.01 pulg (mm)
17.7
(4.5) 2-4 mm 88
7. APLICACIÓN EN OBRA.
Luego de diseñada la mezcla, la empresa Acerías
Paz del Río S.A. destino recursos para realizar un
tramo de prueba, el cual se llevó a cabo en las
instalaciones de la empresa en una longitud de
800 metros.
Para la construcción se realizó un estricto
seguimiento para poder cumplir con la fórmula de
trabajo desarrollada para la mezcla P4, y así poder
garantizar el cumplimiento de la dosificación de
los agregados y contenido de alquitrán.
En las fotos 4, 5 y 6 se muestra el proceso de
aplicación en obra.
De acuerdo a lo estipulado en el diseño, una vez
compactada la mezcla se dejaron dos días para el
curado, antes de permitir la circulación de
vehículos.
Foto 4. Extendido y compactación de la mezcla.
Foto 5. Compactación de la mezcla.
Foto 6. Curado de la mezcla.
8. CONCLUSIONES.
Este trabajo pretende abrir la investigación con
miras a evaluar el comportamiento de mezclas
bituminosas para pavimentos utilizando agregados
no convencionales y otro tipo de ligante diferente
al asfalto.
Existen razones económicas, técnicas y
ambientales que apuntan a un uso creciente de
residuos industriales, de los cuales la escoria
granulada y el alquitrán de hulla es solo un
ejemplo en la ingeniería vial.
Existe en Boyacá disponibilidad de estos
materiales procedente de la industria siderúrgica
para abastecer a la infraestructura vial del
departamento, teniendo en cuenta las
características de los materiales y de la mezcla,
ésta se puede utilizar para mejorar las condiciones
de la red vial secundaria y terciaria.
Aunque los parámetros estudiados de estabilidad
y flujo de la mezcla no cumplen con las
especificaciones del Instituto Nacional de Vías
INVIAS para tráfico liviano, en las inspecciones
realizadas al tramo de prueba se pudo establecer
un comportamiento aceptable de la capa de
rodadura instalada.
No se pretende reemplazar el asfalto en la
elaboración de mezclas para pavimentos, la
intensión es buscar alternativas que permitan
escoger el producto que más se ajuste a las
necesidades de cada proyecto específico.
La mezcla que ofreció las mejores propiedades de
estabilidad y flujo es la que contiene más
porcentaje de escoria granulada, razón por la cual
se puede evidenciar su influencia en el
comportamiento de la mezcla.
Este proyecto es el preámbulo de nuevas
investigaciones en donde se puede ajustar las
granulometrías de acuerdo a las especificaciones
para mezclas en Colombia, y determinar las
propiedades no solo físicas y mecánicas si no
dinámicas, que permitan conocer de una manera
más detallada el comportamiento de estas
mezclas.
Las experiencias de utilización de estos
subproductos en Colombia es muy poca, teniendo
la escoria aplicación en la estabilización de bases
y subbases granulares y en la fabricación de
cemento; el alquitrán poco utilizado debido a que
el asfalto es el ligante más utilizado en
pavimentos.
No se hizo análisis de densidad y vacios debido a
que la granulometría de las mezclas no se
ajustaban a ningún tipo de mezcla dentro de las
especificaciones generales de construcción de
carreteras del INVÍAS, estos aspectos se
presentaran en la siguiente etapa de la
investigación en la cual se ajustará la gradación de
los agregados a una mezcla tipo MDC-2.
REFERENCIAS
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Mezcla Asfáltica en Caliente. Asphalt Institute
Serie de Manuales Nº 22 (MS-22), 1992
[2] González, J. Vadillo, L. López, C. González,
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y termoeléctrica. Instituto Tecnológico Geominero
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Fecha de consulta 10 de noviembre de 2011.
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