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• Presenta ventajas económicas.
• Selección adecuada de la técnica
• Toma de decisiones administrativas con base en el conocimiento técnico, para obtener la mejor relación beneficio-costo.
• Diseños balanceados y Especificaciones basadas en Desempeño.
• Fijar cantidades máximas de RAP por tipo de capa y en función del desempeño esperado
• Desempeño similar o mejor al de una mezcla nueva.
USO RACIONAL
Seresponsable.com
COMITE DE
RECICLADOS AMAAC
Reciclado en caliente en planta
Reciclado en frío en planta
Reciclado en caliente en el lugar
Reciclado en frío en el lugar
• El de costo de construcción más bajo?
• El de menor costo de conservación?
• El que tiene mayor vida útil?
• El que utiliza RAP en su construcción, conservación y rehabilitación ?
El que se construye, conserva y rehabilita racionalmente
PAVIMENTO
SUSTENTABLE
• RAP (Reclaimed Asphalt
Pavement) Es el término dado a
los materiales extraídos y / o
procesados que contienen
asfalto y agregados
• El RAP se utiliza en reciclados en caliente o en frío, en elsitio o en planta central (para construcción de carpetasasfálticas o recuperación a profundidad total)
• Presenta ventajas económicas, disminuye el consumoenergético, el impacto ambiental y el agotamiento de losrecursos naturales no renovables, contribuyendo al impactoen la relación beneficio-costo
BENEFICIOS DEL
USO DE RAPCrisis del petróleo
Aumento en costos de
energía y asfalto
SELECCIÓN DE LA TÉCNICA
DE REHABILITACIÓN
Requerimientos del proyecto
(Vida úitil, ESAL’s, Clima Techo financiero, valuación del
ciclo de vida útil)
Evaluación de fallas existentes (inventario de deterioros)
Evaluación estructural del pavimento (espesor y calidad
de las capas)
Diseño del pavimento (considerar como insumo la calidad de la mezcla que se
puede llegar a obtener con el uso de RAP)
• Se pueden utilizar técnicas de reciclado en caliente o en frío (para carpetas asfálticas) y/o técnicas de recuperación a profundidad total (estabilización de bases)
• Qué puede suceder cuando no se hace un uso racional del RAP y las tecnologías involucradas?. A continuación un caso de estudio
USO DE RECICLADOS EN
CONSERVACION DE PAVIMENTOS
Caso de estudio
Condiciones del pavimento Antes de los trabajos de conservación
Condiciones del pavimento DESPUES de los trabajos de Conservación (< 2 años). SUPERFICIE SIN RIEGO DE SELLO
Condiciones del pavimento DESPUES de los trabajos de Conservación (< 2 años). SUPERFICIE CON RIEGO DE SELLO
Caso de estudio
Tramo contiguo sin conservación
Caso de estudio
•Extracciones de núcleos de la carpeta asfáltica existente (MC-0R)
Muestra de control
•Mezcla tomada de la planta de mezcla :RAP+ agregado virgen+ rejuvenecedor (MR-93R)
Muestra de mezcla
"rejuvenecida"
• Extracciones de carpeta: RAP+agregadovirgen+rejuvenecedor(ER-93R)
Extracciones de carpeta con mezcla
"rejuvenecida"
Granulometría y contenido de asfalto.
Propiedades Volumétricas.
Susceptibilidad a la humedad y deformación permanente (Hamburgo)
Energía de fractura a dos niveles de vacíos de aire.
Energía de fractura
Granulometría y contenido de asfalto.
Propiedades Volumétricas.
Susceptibilidad a la humedad y deformación permanente.
Granulometría y contenido de asfalto.
Propiedades Volumétricas.
Susceptibilidad a la humedad (TSR) y deformación permanente (Hamburgo)
a dos niveles de vacíos de aire
Análisis de laboratorio
Evaluación
Resultados
CONTROL. NÚCLEOS EXTRAÍDOS DE OBRA ANTES DE LOS TRABAJOS DE CONSERVACIÓN
CaracterísticaValor
obtenido
Especificaci
ón
Contenido de asfalto con
respecto a la mezcla, %7.8 -
Vacíos de aire en el
núcleo 1, %10.3 -
Vacíos de aire en el
núcleo 2, %9.9 -
Vacíos de aire promedio,
%10.0 -
Deformación promedio
en Rueda Cargada de
Hamburgo 20000
pasadas ,mm
5.0 10 máx. 10%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
% q
ue
pas
a
Abertura de la Malla
Granulometría de la mezcla
GranulometríaMezcla
#200 100 #60 #50 40 #30 #20 #16 #10 #8 #4 1 /4"
1Especificación Protocolo AMAAC de mezclas en caliente paramás de un millón de ejes equivalentes.
Resultados
Característica Valor obtenido Especificación
Contenido de asfalto con
respecto a la mezcla, %7.4 -
Gravedad Específica Teórica
Máxima, Gmm2.284 -
Después de la compactación de la mezcla en el compactador giratorio Superpave a
dos diferentes niveles de vacíos.
7% de vacíos de
aire (Va) en la
mezcla
10% de vacíos
de aire (Va) en
la mezcla
Estabilidad Marshall 25°C, Kgf 2923 2100 816 mín.1
Flujo 7.6 5.5 2.0-3.51
Relación de Tensión Indirecta,
TSR, %87 78 80 mín. 2
Esfuerzo de Tensión en seco,
KPa2726 1648 -
Esfuerzo de Tensión en
húmedo, KPa2378 1285 -
Deformación en Rueda
Cargada de Hamburgo 20000
pasadas, mm
0.9 2.2 10. máx. 2
MEZCLA REHABILITADA (MR-93R), COMPACTADA A NIVEL LABORATORIO
Característica Valor obtenido Especificación
Contenido de asfalto con
respecto a la mezcla, %6.3 -
Vacíos de aire en el núcleo
1, %8.8 -
Vacíos de aire en el núcleo
2, %12.4 -
Vacíos de aire promedio, % 10.6 -
Deformación promedio en
Rueda Cargada de
Hamburgo 20000 pasadas
,mm
2.27 10 máx. 1
NUCLEOS EXTRAIDOS DE CAMPO DE LA MEZCLA REHABILITADA
1Especificación N-CMT-4-05-003/08. Requisitos de calidad para mezclas asfálticas de granulometría densa, diseñadas mediante el método Marshall para más de un millón de ejes equivalentes en el carril de diseño.2Especificación Protocolo AMAAC de mezclas en caliente para más de un millón de ejes equivalentes.
Resultados
Abertura
malla, mm
Granulometría de la mezcla, % que pasa
Control
MC-0R
Mezcla
rejuvenecida
MR-93R
Extracciones
de mezcla
rejuvenecida
ER-93R
COV
Coeficiente
de
variación
25.00 100 100 100 0%
19.00 98 100 100 1%
12.50 92 96 96 2%
9.50 85 91 91 4%
4.75 64 65 47 17%
2.36 44 47 35 15%
1.18 31 35 27 13%
0.60 23 27 22 11%
0.30 18 22 16 16%
0.15 13 16 11 19%
0.075 8 11 0 90%
Contenido de
asfalto, %7.8 7.4 6.3 11%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
% q
ue
pas
a
Abertura de la Malla
Granulometría de la mezcla MR-93R
GranulometríaMezcla
0%
20%
40%
60%
80%
100%
% q
ue
pas
a
Abertura de la Malla
Granulometría de la mezcla ER-93R
Granulometría Mezcla
GRANULOMETRIA DE LAS DIFERENTES MEZCLAS ANALIZADAS
Energía de fractura
CMOD = Desplazamiento de apertura de la grieta en la muesca (por sus siglas en inglés)
16
Timeline
100% RAP
Tradicional
o Carretera 1 carril por sentido
o Análisis 1 km de Longitud
o Periodo de análisis, 15 años
o TDPA= 5,000 ambos sentidos
o % Vehículos Pesados = 9%
o Tasa de crecimiento Vehicular= 3%
o Alternativa 1
o Construcción RAP100% 5cm
o Reconstrucción inicial año 2 HMA 7cm
o Rehabilitación año 12 HMA 7 cm
o Alternativa 2
o Diseño Tradicional (Carpeta asfálticaHMA 7cm)
1. Rehabilitación año 10 7cm HMA
CASO DE ESTUDIO: Comparativa RAP100% vs Convencional (HMA)
Software Life Cycle Cost Assessment (LCCA)
Impacto económico
Software Life Cycle Cost Assessment (LCCA)
Impacto económico
o Costos de la Dependencia
o Costos del Usuario en la Zona deTrabajo
Sobrecostos $/KM
o 0.79 MDP más para la dependencia.
o 0.45 MDP más para los usuarios (mayores actuaciones de rehabilitación.
9% más con 100%RAP_Costo
de referencia
54% más con 100%RAP_Costo de
Mercado
120% más con 100%RAP
• La técnica utilizada no presentó ventajas económicas.
• Se hizo una selección incorrecta de la tecnología
• No se hizo una toma de decisiones administrativas con base en el conocimiento técnico, para obtener la mejor relación beneficio-costo.
• No se utilizó un diseño balanceado y Especificaciones basadas en Desempeño.
• No se fijaron las cantidades máximas de RAP en función del desempeño esperado
• No se tuvo un desempeño similar o mejor al de una mezcla nueva.
PRINCIPALES DEFICIENCIAS
OBSERVADAS EN EL CASO DE ESTUDIO
¿En qué consiste el
diseño balanceado?
• Consiste en seleccionar
racionalmente la tasa de
RAP con la cual se garan-
tice un adecuado comportamiento
mecánico de la mezcla asfáltica
a alta temperatura (deformación,
rigidez) y a media-baja temperatura
(Fatiga, agrietamiento térmico) estudiando a la mezcla bajo
pruebas de desempeño, monitoreo en tramos de prueba y
recomendaciones obtenidas en pistas a escala real (p.e
NCAT. En nuestro país el HVS del IMT)
Equilibrio
Principales componentes en el diseño balanceado
Fijar concentraciones máximas de RAP por tipo de capa y desempeño requerido
Indicadores de desempeño
Usos de materiales asfálticos más blandos, con rejuvenecedores.
Ajuste de propiedades volumétricas
Especificaciones basadas en Desempeño.
NCHRP 9-12 (McDaniel et al 2000)
• El RAP es un agregado más.
Recomendaciones:• Mezclas con RAP deben de comportarse igual o mejor
que las mezclas sin RAP.
• Define el procedimiento de diseño en función delcontenido de RAP.
• Caracterización de los materiales (agregados yasfalto
Antecedentes del diseño balanceado
Consideraciones sobre la tasa de utilización de RAP
Contenido
de RAP
+
-
Resistencia a la
deformación
permanente y
rigidez+
-
Resistencia al
agrietamiento
-
+
• Susceptibilidad al daño por humedad(TSR).
• Susceptibilidad a la deformaciónpermanente y al daño por humedad enRueda Cargada de Hamburgo.
• Módulo Dinámico/Módulo Resiliente(Bases estabilizadas).
• Energía de fractura.
Pruebas de desempeño(Comparativa AC 20
versus ProtRAP)
Susceptibilidad al daño porhumedad (TSR)
%RAPTipo de Asfalto
TSR(%)Tipo de Asfalto TSR(%)
0
AC-20
88
ProtRAP
92
15 89 95
30 89 91
45 87 94
Determinación del contenido
de asfalto y propiedades volumétricas
Susceptibilidad al daño por
humedad (TSR)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Esfu
erz
o, K
Pa
Flujo (mm
TSR SECAS. Asfalto AC20
0 %RAP
15%RAP
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Esfu
erz
o, K
Pa
Flujo (mm
TSR ACONDICIONADAS. Asfalto AC20
0 % RAP
15% RAP
30% RAP
45% RAP
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Esfu
erz
o, K
Pa
Flujo (mm
TSR SECAS. Prot RAP
0% RAP
15% RAP
30% RAP
45% RAP
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Esfu
erz
o, K
Pa
Flujo (mm
TSR Acondicionadas. Prot RAP
0% RAP
15% RAP
30% RAP
45% RAP
Módulo Dinámico
Energía de Fractura
Adaptada de ASTM E399 (Tenacidad
de los Metales).
Método ASTM 7313.
Diferente geometría para maximizar la
longitud de ligamento
Velocidad de desplazamiento (1
mm/min)
Temperatura de ensayo 10° C más
arriba del grado PG a baja
temperatura
𝑮𝒇 =𝑨𝑹𝑬𝑨
𝑩(𝑾− 𝒂)
Gf : Energía de fractura (J/m2)
B: Espesor del espécimen (metros)
W: Diámetro del espécimen
a: Longitud de la muesca (metros).
La diferencia entre W y a, es llamada
“longitud de ligamento
Energía de Fractura
Energía de Fractura
Energía de FracturaC
arga
(kN
)
CMOD (mm)
Car
ga (
kN)
CMOD (mm)
Car
ga (
kN)
Car
ga (
kN)
Energía de Fractura
Tendencias encontradas en este estudio
• A medida que se incrementa el contenido de RAPdisminuye el contenido de asfalto de aporte.
• A mayor contenido de RAP el VAM disminuyó.
• Con el uso del asfalto ProtRAP se disminuyó lasusceptibilidad al daño por humedad (TSR) de lamezcla, a los diferentes porcentajes de RAP.
• A mayor contenido de RAP el módulo se incrementa(mayor rigidez de la mezcla) y es menor con el asfaltoProtRAP.
• A temperaturas más bajas y contenidos mayores deRAP disminuye la energía de fractura.
Diseño balanceado
• En nuestro país se producen anualmente de 20 a30 MM de ton de mezcla asfáltica.
• Se estima que se pueden utilizar de 6 a 10MM deton de mezcla reciclada, por año.
• Esto impactaría en un ahorro de $5,000 a $ 7,500MM anuales.
• El ahorro energético sería de 2.8 a 4.2 MM deBTU anuales
• La reducción de emisiones de 60 000 a 90 000tCO2 anuales.
POTENCIAL EN MÉXICO
Selección adecuada de la técnica de rehabilitación.
Diseño de mezcla (balanceado).
Selección adecuada de los materiales y su pro-porcionamiento.
Buenas practicas de acopio y separación del RAP.
Infraestructura adecuada para la elaboración de lamezcla con la inclusión del RAP.
Buenas practicas en el manejo y uso del RAP
Un estricto control de calidad.
Buenas practicas constructivas.
Lineamientos.
Consideraciones para el éxito en el uso de RAP
![Uso Racional Antibioticos[1]](https://img.pdfslide.es/doc/110x75/556b5008d8b42a4c5a8b4c65/uso-racional-antibioticos1.jpg)