Análisis comportamiento MGC-1 utilizando SBS · 2021. 6. 12. · ANÁLISIS COMPORTAMIENTO MGC-1 UTILIZANDO SBS 8 LISTA DE ANEXOS pág. Anexo 1. Diseño MGC-1 con SHELL 60-70 aditivado

ANÁLISIS COMPORTAMIENTO MGC-1 UTILIZANDO SBS 1

ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE LAS MEZCLAS GRUESA EN CALIENTE MGC-1, UTILIZANDO ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS (SBS)

JORGE LUIS ALDANA PERDOMO LUIS EDUARDO ACOSTA VELÁSQUEZ

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA

ESPECIALIZACIÓN EN INGENIERIA DE PAVIMENTOS BOGOTÁ D.C.

2014


ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE LAS MEZCLAS GRUESA EN CALIENTE MGC-1, UTILIZANDO ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS (SBS)

JORGE LUIS ALDANA PERDOMO LUIS EDUARDO ACOSTA VELÁSQUEZ

Trabajo de grado para optar al título de Especialista en Ingeniería de Pavimentos

Director de Proyecto JUAN CARLOS RUGE CÁRDENAS

Ingeniero Civil Asesor de proyecto

JUAN MIGUEL SÁNCHEZ DURÁN Ingeniero Civil

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA

ESPECIALIZACIÓN EN INGENIERÍA DE PAVIMENTOS BOGOTÁ D.C.

2014



Nota de aceptación ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________

______________________________________ Director de Investigación

______________________________________ Asesor Métodológico

______________________________________ Jurado Bogotá D.C., diciembre de 2014


Este gran logro que fue obtenido con inmensa dedicación y esfuerzo no solo es de

nosotros si no que hace parte también de nuestras familias y jefes ya que sin el

apoyo incondicional de ellos esto jamás se hubiese conseguido, siempre pensamos que

este iba hacer un paso más en nuestra carrera como ingenieros civiles y claro daremos grandes pasos en nuestra vida

profesional que ha sido uno de los grandes objetivos de nuestro proyecto de vida

Gracias Totales

Luis Eduardo Acosta Velásquez

Jorge Luis Aldana Perdomo


CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 10

1 GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO ................................................ 11

1.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN........................................................................................ 11

1.2 LOCALIZACIÓN ....................................................................................................... 11

1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA............................................................................. 12

1.3.1 Antecedentes del problema....................................................................... 16

1.3.2 Pregunta de investigación ......................................................................... 17

1.4 JUSTIFICACIÓN....................................................................................................... 18

1.5 OBJETIVOS............................................................................................................ 19

1.5.1 Objetivo general .......................................................................................... 19

1.5.2 Objetivos específicos .................................................................................. 19

2 MARCOS DE REFERENCIA............................................................................... 21

2.1 MARCO CONCEPTUAL ............................................................................................. 21

2.2 MARCO TEÓRICO ................................................................................................... 21

2.3 MARCO JURÍDICO ................................................................................................... 23

2.4 MARCO GEOGRÁFICO ............................................................................................. 28

2.5 MARCO DEMOGRÁFICO ........................................................................................... 30

2.6 ESTADO DEL ARTE.................................................................................................. 31

3 METODOLOGÍA.................................................................................................. 32

3.1 FASES DEL TRABAJO DE GRADO............................................................................... 32

3.2 INSTRUMENTOS O HERRAMIENTAS UTILIZADAS .......................................................... 33

4 METODOLOGÍA DE TRABAJO .......................................................................... 34

5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................... 37

BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................. 38

ANEXOS ....................................................................................................................... 39


LISTA DE FIGURAS

pág. Figura 1. Ubicación del proyecto 12 Figura 2. Marco conceptual 21


LISTA DE ANEXOS

pág. Anexo 1. Diseño MGC-1 con SHELL 60-70 aditivado al 1% - arena lavada 39 Anexo 2. Diseño MGC-1 con SHELL modificado Tipo II 40 Anexo 3. Diseño MGC-1 con SHELL 60-70 aditivado al 1% - con Purnio 41 Anexo 4. Diseño MGC-1, con asfalto tipo II y arenas mezcladas con Purnio 42 Anexo 5. Diseño MGC-1 con SHELL tipo II 43 Anexo 6. Equivalente de arena V1 MGC-1 44 Anexo 7. Valor de azul de metileno en MGC-1 45 Anexo 8. Determinación de las partículas planas, alargadas y planas y

alargadas en el agregado grueso 46 Anexo 9. Solidez de los agregados ante la presencia de sulfatos 47 Anexo 10. Determinación de la resistencia al desgaste utilizando el equipo del

Micro Deval 49 Anexo 11. Geometría de las partículas del agregado grueso 50


Resumen

El presente trabajo tiene como objetivo, analizar en laboratorio los cambios que

sufren las mezclas asfálticas gruesas en caliente MGC-1, en los parámetros de diseño

cuando se modifica el cemento asfáltico con polímeros SBS.

Se analizarán los resultados obtenidos con los ensayos de laboratorio realizados

para la obtención de la fórmula de trabajo de la mezcla MGC-1, siguiendo el método

Marshall con asfalto modificado tipo II y con asfalto convencional grado de penetración

60-70. Igualmente se realizarán los ensayos al agregado pétreo, siguiendo lo

estipulado en las especificaciones generales de construcción de carreteras del INVIAS

2007; para la combinación de las distintas fracciones granulométricas para lo cual se

contemplaran dos arenas de diferente procedencia, para determinar con cual se

obtiene un mejor comportamiento en la mezcla.

Palabras clave: Ingeniería de pavimentos, Polímeros, Análisis, Comportamiento-

MGC-1.


Introducción

En Colombia a lo largo de los años se han realizado varias investigaciones con el

fin de mejorar nuestras mezclas asfálticas usando diferente tipos de materiales las

cuales permitan optimizar sus características y por supuesto que no exita un

incremento en los costos y que no se realice un daño al medio ambiente.

Por lo anterior este proyecto tiene el objeto de analizar en laboratorio los

cambios que sufren las mezclas asfálticas gruesas en caliente MGC-1, en los

parámetros de diseño cuando se modifica el cemento asfáltico con polímeros SBS.

Y como gran resultado se analizarán los resultados obtenidos con los ensayos

de laboratorio realizados para la obtención de la fórmula de trabajo de la mezcla MGC-

1, siguiendo el método Marshall con asfalto modificado tipo II y con asfalto

convencional grado de penetración 60-70. Igualmente se realizarán los ensayos al

agregado pétreo, siguiendo lo estipulado en las especificaciones generales de

construcción de carreteras del INVIAS 2007; para la combinación de las distintas

fracciones granulométricas se contemplaran dos arenas de diferente procedencia, y

asi determinar con cual se obtiene un mejor comportamiento en la mezcla.


1. GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO

1.1 Línea de Investigación

En cuanto al lineamiento establecido para adelantar el presente trabajo, analizar

e identificar el comportamiento de los materiales para la optimización de resultados.

1.2 Localización

El Proyecto Vial Ruta del Sol tiene una extensión estimada de 1.071 km, el cual

permitirá mejorar y agilizar la comunicación entre el interior del país y el Caribe Central

y está dividido en tres (3) sectores, en el presente proyecto se localiza en el Sector 1

de la Ruta del sol, el cual comprende la construcción de una doble calzada nueva de

78,3 km, que inicia desde la salida de la ciudad de Villeta en el sector del Cune, hasta

un sitio denominado El Korán, localizado sobre la Troncal del Magdalena 7 km al norte

de la ciudad de Puerto Salgar, en el Departamento de Cundinamarca, sin embargo el

presente trabajo se localiza específicamente entre Guaduas Cundinamarca y el sector

del Korán en Puerto Salgar.


Figura 1. Ubicación del proyecto.

Fuente. Elaboración propia.

1.3 Planteamiento del Problema

En la actualidad la producción del Asfalto Modificado con Polímeros SBS en

nuestro medio es muy común y en las obras se vienen implementando mezclas

asfálticas de Microaglomerados; para esto se debe realizar mantenimiento Periódico a

las Carreteras, realizando minuciosos e intensos estudios de investigaciones en el

laboratorio, para asegurar el cumplimiento de los parámetros técnicos que exigen la


normas. Los Cementos Asfálticos, se vienen utilizando en nuestro medio desde hace

varios años, sabiendo de sus ventajas y características termoplásticas, adherencia e

impermeabilidad y proporcionándoles estas propiedades conocidas a las mezclas

asfálticas.

Con el aumento poblacional, las cargas por vehículo y la continuidad del tráfico

aumentaron y consecuentemente, las exigencias sobre los materiales asfálticos son

cada día más severas; Los gastos originados por las perturbaciones y retrasos ante la

necesidad de reconstrucción y mantenimiento de nuestra red vial, resulta evidente que

los asfaltos modificados con polímeros pueden aportar soluciones.

Los ligantes y mezclas asfálticas influye de manera significativa en el

comportamiento de las mismas, las altas temperaturas de servicio, probablemente

generarían que el ligante llegue a reblandecerse deformando la mezcla. La aparición de

ahuellamientos es más factible de generarse en pavimentos sometidos a tráfico

pesado; Por lo tanto, podemos concluir que al aumentar la rigidez del ligante mediante

el empleo de cementos asfálticos más duros se disminuiría la probabilidad de aparición

de las deformaciones. A temperaturas de servicio bajas, el ligante se torna más rígido,

perdiendo poder de resistencia a las tensiones, volviéndose frágil siendo susceptible a

la fisuración. El grado de susceptibilidad a la fisuración está relacionado con su

"dureza" y su capacidad para absorber las solicitaciones inducidas por el tráfico.

Cuando se busca comportamientos globales satisfactorios en las mezclas asfálticas, la

elección del ligante adecuado para un tipo de mezcla específico, se produce un

compromiso entre ambos extremos, deformaciones a altas temperaturas y

fisuramientos por fragilidad térmica. En general, mejorando el comportamiento a altas

temperaturas se influye negativamente sobre el obtenido a bajas temperaturas y

viceversa.

Los asfaltos modificados son la consecuencia de la interacción físico-químico de

los polímeros con un cemento asfáltico, con la finalidad de mejorar su reología, el

efecto principal de añadir polímeros al cemento asfáltico, es el cambio obtenido en la

relación viscosidad-temperatura, sobre todo el rango de temperaturas de servicio de las

mezclas asfálticas, permitiendo mejorar de esta manera y simultáneamente, el

comportamiento tanto a altas como a bajas temperaturas del ligante. La situación ideal


es aquella de aquel asfalto que mantiene su consistencia en un amplio intervalo de

temperatura.

Estas son las principales ventajas de modificar el cemento asfáltico con

polímeros:

• Disminuye la susceptibilidad térmica.

• Se obtienen mezclas más rígidas a altas temperaturas de servicio reduciendo

el ahuellamiento.

• Se obtienen mezclas más dúctiles a bajas temperaturas de servicio

reduciendo el fisuramiento.

• Disminuye la exudación del asfalto: por la mayor viscosidad de la mezcla, su

menor tendencia a fluir y su mayor elasticidad.

• Mayor elasticidad: debido a los polímeros de cadenas largas.

• Mayor adherencia: debido a los polímeros de cadenas cortas.

• Mayor cohesión: el polímero refuerza la cohesión de la mezcla.

• Mejora la trabajabilidad y la compactación: por la acción lubricante del

polímero.

• Mejor impermeabilización: en los sellados bituminosos, pues absorbe mejor

los esfuerzos tangenciales, evitando la propagación de las fisuras.

• Mayor resistencia al envejecimiento: mantiene las propiedades del ligante,

pues los sitios más activos del asfalto son ocupados por el polímero.

• Mayor durabilidad: los ensayos de envejecimiento acelerado en laboratorio,

demuestran su excelente resistencia al cambio de sus propiedades

características.

• Mejora la vida útil de las mezclas: menos trabajos de conservación.

• Permiten mayor espesor de la película de asfalto sobre el agregado.

• Mayor resistencia ante los derrames de combustibles.

• Aumenta el módulo de la mezcla: Permite la reducción de hasta el 20% de los

espesores por su mayor módulo.

• Mayor resistencia a la flexión en la cara inferior de las capas de mezclas

asfálticas.


Compatibilidad y estabilidad al almacenamiento para que los asfaltos

modificados con polímeros SBS cumplan con su función, es necesario que exista una

compatibilidad adecuada entre el cemento asfáltico base y el polímero que lo modifica.

En caso contrario se corre el riesgo de que el polímero rompa el equilibrio coloidal del

ligante y merme las propiedades que se pretendían ver acrecentadas.

Muchas veces se confunde la compatibilidad ligante/polímero con la estabilidad

al almacenamiento. Estos dos conceptos son completamente diferentes aunque en

algunos casos puedan estar relacionados. Existen asfaltos modificados compatibles y

estables al almacenamiento; asfalto modificado compatible e inestable al

almacenamiento y asfalto modificado incompatible. Estos conceptos son fundamentales

a la hora de fabricar un asfalto modificado y se analiza la importancia de este

parámetro en el comportamiento posterior del asfalto modificado con polímeros.

Desde un punto de vista termodinámico, un ligante y un polímero son

compatibles cuando son miscibles, es decir, pueden mezclarse de tal forma que

constituyan una sola fase. Esta capacidad de mezclado depende tanto de la

composición química del betún, como de la del polímero así como de las condiciones

en las que se haya realizado el mezclado. También depende de la composición de la

mezcla ligante/polímero, es frecuente encontrarse con que un determinado ligante y un

determinado polímero pueden mezclarse formando una sola fase en una proporción

95/5, mientras que si se incrementa la proporción de polímero se formen dos fases.

Desde un punto de vista práctico, la compatibilidad entre un ligante y un polímero

significa que ambos se pueden mezclar para formar un producto homogéneo, en que

las propiedades se encuentren mejoradas con respecto a las del cemento asfáltico

base y en el que la mezcla se puede manipular sin precauciones excesivas.

Normalmente los cementos asfálticos y los polímeros son incompatibles, y al

mezclar un polímero y un ligante existe una separación de fases. Para evitar dicha

separación de fases es necesario utilizar compatibilizantes para cambiar la naturaleza

química del ligante y sistemas especiales de fabricación.

Con los sistemas especiales de fabricación se realiza una dispersión muy fina del

polímero en el ligante de tal forma que microscópicamente se trata de una mezcla


homogénea, aunque microscópicamente, utilizando un microscopio de fluorescencia,

pueden apreciarse dos fases.

Envejecimiento, la primera diferencia significativa entre asfaltos modificados con

polímeros compatibles e incompatibles se muestra en el envejecimiento. Los asfaltos

modificados compatibles presentan una mayor resistencia al envejecimiento que los no

compatibles.

Para realizar estos análisis se ensayan los asfaltos modificados después de

simular la oxidación de los asfaltos puros durante la fase de la fabricación con el

RTFOT el asfalto modificado incompatible presentara una Penetración retenida menor,

un mayor incremento de anillo y bola y una ductilidad a 5º C menor que los betunes

compatibles.

Mezclas Asfálticas, donde más se pone de manifiesto la importancia de utilizar

sistemas compatibles para la fabricación de asfaltos modificados con polímeros es en

la Cohesión de las Mezclas Asfálticas. Uno de los sistemas que pueden utilizarse para

evaluar la cohesión que imparte el ligante a las mezclas asfálticas es aplicar el ensayo

Cántabro a las mezclas asfálticas. Las mezclas asfálticas producidas con asfaltos

modificados compatibles, presenta pérdidas al Cántabro, tanto en seco, como después

de inmersión, menores que las mezclas producidas con asfaltos modificados

incompatibles, independientemente que el ligante sea estable al almacenamiento o no.

Las mismas conclusiones se obtienen cuando se someten las probetas al ensayo

de Tracción Indirecta (Compresión Diametral). La resistencia que proveen los asfaltos

compatibles son mayores a los asfaltos incompatibles, independientemente de que

sean o no estables al almacenamiento.

1.3.1 Antecedentes del problema

En Colombia desde la década de los 90, se ha impulsado e implementado el uso

de productos novedosos (polímeros) para la pavimentación de carreteras; productos

que ya eran de uso rutinario en otros países de sur América hasta ese momento. En la

actualidad la producción del Asfalto Modificado con Polímeros SBS en nuestro medio

es muy común y en las obras se vienen implementando estas mezclas asfálticas; a las


cuales se debe realizar mantenimiento Periódico en las Carreteras, minuciosos e

intensos estudios de investigaciones en el laboratorio, para asegurar el cumplimiento

de los parámetros técnicos que exigen las normas.

De acuerdo a investigaciones los Cementos Asfálticos, presentan entre sus

ventajas y características más relevantes su adherencia, impermeabilidad y que son

termoplásticas además de que se obtienen mezclas más rígidas a altas temperaturas

de servicio reduciendo el ahuellamiento.

Con el actual incremento poblacional, y por ende el Transito promedio diario, las

cargas por vehículo y la continuidad del tráfico aumentaron y consecuentemente, las

exigencias sobre los materiales asfálticos son cada día más severas; Los gastos

originados por las perturbaciones y retrasos ante la necesidad de reconstrucción y

mantenimiento de nuestra red vial, resulta evidente que los asfaltos modificados con

polímeros pueden aportar soluciones.

Las principales ventajas de modificar el cemento asfáltico con polímeros son:

Disminuye la susceptibilidad térmica, se obtienen mezclas más rígidas a altas

temperaturas de servicio reduciendo el ahuellamiento, se obtienen mezclas más

dúctiles a bajas temperaturas de servicio reduciendo el fisuramiento, disminuye la

exudación del asfalto: por la mayor viscosidad de la mezcla, su menor tendencia a fluir

y su mayor elasticidad, mayor elasticidad, mayor adherencia, mayor cohesión, mejora

la trabajabilidad y la compactación, mejor impermeabilización, mayor resistencia al

envejecimiento, mayor durabilidad, mejora la vida útil de las mezclas, permiten mayor

espesor de la película de asfalto sobre el agregado, mayor resistencia ante los

derrames de combustibles, permite la reducción de hasta el 20% de los espesores por

su mayor módulo, mayor resistencia a la flexión en la cara inferior de las capas de

mezclas asfálticas.

1.3.2 Pregunta de investigación

De acuerdo a las necesidades y exigencias para conservar las estructuras de las

vías se hace necesario adoptar métodos que han sido implementados con éxito en

nuestro continente por lo cual nos hacemos la siguiente pregunta:


¿Qué cambios se producirían en los parámetros obtenidos mediante el diseño

Marshall de la mezcla gruesa en caliente MGC-1 al adicionarle un polímero?

La mezcla modificada podría llegar a tener un mejor comportamiento en altas

temperaturas de servicio, garantizando y prolongando su periodo de vida útil. Por tal

motivo se pretende analizar con ensayos de laboratorio el comportamiento de estas

mezclas y como variaría con relación a un asfalto convencional.

1.4 Justificación

En la actualidad la red vial de nuestro país presenta deficiencia considerable

por la falta de pavimento y solo en algunos casos, apenas tiene superficie de afirmado,

por tal motivo se ve la necesidad de innovar en la elaboración y preparación de los

insumos necesarios para construir nuestras vías.

La Finalidad de este proyecto, es realizar el análisis de los resultados de

laboratorio obtenidos, y de esta manera identificar los beneficios, costos, ventajas y

desventajas del tipo de mezcla a utilizar que le brinde al interesado mayor

funcionalidad, durabilidad y rendimiento a la hora de ejecutar los diferentes proyectos

de infraestructura vial que se desarrollan en nuestro país.

Este proyecto será de gran utilidad para las empresas productoras de mezclas

asfálticas y consumidores de las diferentes entidades privadas y del estado, al

momento de adelantar los diferentes procesos contractuales en los cuales se pueda

implementar. Cabe resaltar el compromiso en la conservación y preservación del medio

ambiente mediante el uso de insumos y materiales que no afectan ni deterioran el

ecosistema.

• Desde el punto de vista de la elección temática.

La elección de la temática a estudiar, fue producto e interés de evaluar los

diferentes material y técnicas que se vienen utilizando en el mundo y especialmente a

nivel de Latinoamérica, con el fin de innovar en la implementación de productos con

materiales que no afecten el entorno y contraste de las zonas y que preserve el

ecosistemas siendo más amigable con el ambiente y menos agresivos.


• Desde el punto de vista de la problemática académica.

La aplicación de los conceptos adquiridos a lo largo de estos dos semestre de la

especialización de ingeniería de pavimentos, lo cual nos conduce explorar mediante el

estudio y analizar del comportamiento de las mezclas gruesa en caliente MGC-1,

utilizando asfaltos modificados con polímeros (SBS), como se muestra a lo largo del

presente documento.

• Desde el punto de vista de la oportunidad.

El campo de acción y de acuerdo al resultado obtenido con el análisis efectuado,

nos brinda oportunidades infinitas las cuales se podrían utilizar en pro de implementar

técnicas que revolucionen el mercado de producción de los asfaltos, haciéndolos más

durables, brindando un mayor confort a los usuarios de las vías, seguridad y buscando

la económicos a la hora de de realizar los diferentes proyectos de infraestructura vial de

nuestro país.

1.5 Objetivos 1.5.1 Objetivo general

Analizar en laboratorio los cambios que sufren las mezclas asfálticas gruesas en

caliente MGC-1 en sus parámetros de diseño cuando se modifica el cemento asfáltico

con polímeros SBS.

1.5.2 Objetivos específicos

• Realizar caracterización al agregado pétreo y del cemento asfáltico,

siguiendo lo estipulado en las especificaciones generales de construcción de

carreteras del INVIAS 2007.

• Diseñar la mezcla asfáltica MGC-1 mediante el método Marshall, con asfalto

modificado tipo II y con asfalto convencional grado de penetración 60-70.


• Analizar el comportamiento de la mezcla MGC-1 con asfalto modificado tipo

II y con asfalto convencional grado de penetración 60-70 al utilizar dos arenas de

diferente procedencia, teniendo en cuenta el método Marshall.


2. Marcos de referencia

2.1 Marco conceptual

Figura 2. Marco conceptual.

Fuente. Elaboración propia.

2.2 Marco teórico

Se denomina pavimento al conjunto de capas de material seleccionado, que

reciben en forma directa las carga del tránsito y las trasmiten a los estratos de las

capas inferiores en forma disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la

cual debe funcionar eficientemente.

Las condiciones necesarias para un adecuado funcionamiento son las

siguientes: ancho, trazo horizontal y vertical, resistencia adecuada a las cargas para


evitar las fallas y agrietamientos, además de una adherencia adecuada entre el

vehículo y el pavimento aun en condiciones húmedas.

Es importante considerar que el aspecto más importante es la estructura de

pavimento, es el que tiene que ver con la resistencia de las capas, la cual debe ser la

adecuada para atenuar los esfuerzos destructivos del tránsito, de la intemperie y del

agua.

Los esfuerzos de un pavimento decrecen con la profundidad, se deberán colocar

los materiales de mayor capacidad de cargas en las capas superiores, siendo de menor

capacidad los que se colocan en las capas inferiores, además que son los materiales

que comúnmente se encuentran en la naturaleza y por consecuencia resultan los más

económicos.

La división de capas que se hace obedece a un factor netamente económico,

cuando determinamos el espesor de una capa el objetivo es darle el grosor mínimo que

reduzca los esfuerzos sobre la capa inmediata inferior; la resistencia de las capas no

solo depende del material que las constituye, debido a que gran parte e influencia que

prima es el proceso constructivo de estas, siendo factores importantes la compactación

y la humedad, cuando un material no se acomoda adecuadamente, este se consolida

por efecto de las cargas y es cuando se producen deformaciones permanentes.

En nuestro país, el desarrollo e investigación, en el área de los asfaltos y

mezclas asfálticas modificadas son extensos, en comparación con la cantidad de

estructuras de pavimentos flexibles construidas con esta tecnología.

El desarrollo del presente proyecto, se basa en el análisis de la modificación de

asfaltos y de las mezclas asfálticas. Para determinar puntos clave en el desarrollo de

la investigación como son objetivos, problema de investigación, tipos de aditivos,

metodología, ensayos realizados y a realizar, resultados, recomendaciones y

conclusiones. Una vez determinados estos puntos claves se realizara el análisis del

estado del conocimiento de los proyectos realizados en el área de los asfaltos y las

mezclas modificadas en Colombia y se procede a consignarlos en un documento que

sea de fácil consulta y sirva de análisis para posteriores proyecto de investigación.


2.3 Marco jurídico

Los asfaltos modificados se utilizaron primero en las emulsiones para

impermeabilizantes y después se utilizaron en los pavimentos; en riesgos como

tratamientos superficiales en frío, y posteriormente se empezó a modificar el cemento

asfáltico para utilizarse cuando se requiera un asfaltó de mejor calidad o mayor

resistencia que la que ofrecía un cemento asfáltico normal.

Los materiales asfálticos son el producto de la disolución o incorporación en el

asfalto, de un polímero, que son sustancias estables en el tiempo y a cambios de

temperatura, que se le añaden al material asfáltico para modificar sus propiedades

físicas y reológicas, y disminuir su susceptibilidad a la temperatura y a la humedad, así

como a la oxidación.

Haciendo la revisión de los fundamentos que deben soportar las dinámicas del

sector de la construcción, se considera pertinente tener en cuenta las consideraciones

de las fuentes de regulación técnica y de mercado como lo son:

• Ministerio de Transporte

• Instituto Nacional de Vías

• Agencia Nacional de Infraestructura

• Aeronáutica Civil

• Superintendencia de Puertos y Transportes

• Departamento nacional de planeación

• Departamento Administrativo Nacional de Estadística

• Agencia Nacional de Contratación Pública

• Fondo Financiero de proyectos de desarrollo

• Portal único de contratación

• Fondo de adaptación

• Financiera de desarrollo Territorial

• CORMAGDALENA

• Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible


• Base de Datos del Inventario y Diagnóstico de la Malla Vial - IDU Diciembre

de 2012.(para el caso específico de Bogotá).

• Participación del sector en el PIB nacional y en el PIB industrial.

“Con el propósito de reducir la brecha en las necesidades de infraestructura

del país, el Gobierno de Colombia viene trabajando en la implementación de

grandes proyectos para ser desarrollados a través del sector privado. El

Departamento Nacional de Planeación estima para los años 2011-2014 una

inversión estimada de USD 48.000 millones en proyectos y programas en

hidrocarburos, minería, energía, puertos, carreteras, aeropuertos, sistemas de

transporte urbano y otras necesidades de infraestructura. El 34% de estos

proyectos serán de carácter regional. Además La dirección de la Agencia

Nacional de Infraestructura de Colombia (ANI), ha cifrado recientemente en más

de 6.800 millones de euros, un 3 % del PIB del país, la inversión anual que hará́

el Estado en infraestructuras a partir de 2014. La apertura existente hacia la

participación del sector privado en el desarrollo de infraestructura, se ve reflejada

claramente en que en 2010 el 53% del total de la inversión correspondió ́ al sector

privado. Además la nueva ley de APP ́s (Asociaciones Público Privadas

introduce incentivos a desarrollar este instrumento a través de la iniciativa

privada’’.

“Al analizar el resultado del PIB en el primer trimestre de 2013, comparado

con el mismo periodo de 2012 por grandes ramas de actividad, se observaron las

siguientes variaciones: 16,9% en construcción; 4,5% en servicios sociales,

comunales y personales; 3,4% en suministro de electricidad, gas y agua; 3,4%

en establecimientos financieros, seguros, actividades inmobiliarias y servicios a

las empresas; 2,8% en comercio, reparación, restaurantes y hoteles; 2,4% en

agricultura, ganadería, caza, silvicultura y pesca; 2,0% en transporte,

almacenamiento y comunicaciones; 1,4% en explotación de minas y canteras; y -

4,1% en industrias manufactureras. Por su parte, los impuestos, derechos y

subvenciones, en conjunto, aumentaron 2,8%” (ASOCRETO, 2012).


COMPORTAMIENTO DEL PIB POR RAMAS DE ACTIVIDAD ECONÓMICA –

2013. Departamento Administrativo nacional de estadística - DANE

Variación porcentual anual – Series desestacionalizadas

Dirección de síntesis y cuentas Nacionales

Oferta global

Oferta global – construcción

“En el primer trimestre de 2013, el valor agregado del sector de la construcción

creció 16,9% respecto al mismo periodo de 2012. Este resultado se explica por el

crecimiento en el valor agregado de 16,0% en edificaciones y 17,5% en obras

civiles.

Al comparar el comportamiento con el trimestre inmediatamente anterior, el

valor agregado del sector de la construcción disminuyo 3,5%. Este

comportamiento se debió al crecimiento de la construcción de edificaciones en

3,3% y al decrecimiento en el valor agregado de obras civiles en 2,5%.”

COMPORTAMIENTO SECTOR CONSTRUCCIÓN

“Al comparar las cifras del sector del primer trimestre de 2013 respecto al

mismo periodo del año anterior, se observa que la producción creció 14,7% en

edificaciones residenciales y 21,8% en edificaciones no residenciales, mientras

que el mantenimiento y reparación de edificaciones creció 2,7%.

Respecto al trimestre inmediatamente anterior, la producción aumentó 3,0% en

edificaciones residenciales; 1,0% en edificaciones no residenciales y 0,2% el

mantenimiento y reparación de edificaciones.

Al contrastar los resultados del primer trimestre de 2013 respecto al mismo

periodo del año anterior, el área causada ó área construida creció 23,6%; por

tipo de obra, se presentó el siguiente comportamiento: 11,9% crecieron las obras

en proceso; 44,0% las obras paralizadas y 74,0% las obras culminadas.

Frente al primer trimestre de 2012, las licencias de construcción crecieron

31,5%. Al compararlas con el trimestre inmediatamente anterior, crecieron

13,7%. Por tipo deedificación, la variación anual en el primer trimestre de 2013


de las licencias de vivienda aumentaron 27,4% y las de edificaciones no

residenciales crecieron 43,2%.”

Departamento Administrativo nacional de Estadística – DANE – Comunicado

por Prensa.

Variación porcentual anual – Series desestacionalizadas

Dirección de síntesis y cuentas Nacionales

Empleo que genera

“…la generación de empleo en el sector de la construcción en Colombia creció

el 2% en el mes de agosto, lo que quiere decir que se sigue incrementando el

número de puestos de trabajo que aporta el sector al país. Sin embargo, esta

cifra es la menor registrada en los últimos dos años, ya que en promedio, el

crecimiento de este indicador ha sido de 12% durante el periodo 2010 - 2012. El

número de puestos de trabajo en la actividad de la construcción en todo el país

llegó a 1´157.000 en agosto pasado, mientras que en las trece áreas

metropolitanas se registraron 633.000 personas dedicadas a la labor, lo cual se

traduce en un aumento de 5%. La dinámica regional en la generación de empleo

en el sector es diferente. Por ejemplo, en ciudades como Cartagena, Barranquilla

y Cali, donde el crecimiento promedio en el número de ocupados fue de 10%, se

observa un buen dinamismo. Por otra parte, Bogotá y Medellín registraron una

menor dinámica en la creación de nuevos puestos de trabajo, mostrando una

reducción en la tasa de generación de empleo de 8 puntos porcentuales, que se

refleja en la disminución de 43.000 empleos en Bogotá y de 17.000 en Medellín.

Este comportamiento es el resultado del impacto que se genera por el menor

volumen de actividad registrado en los indicadores líderes del sector en lo corrido

del año 2012”. (DANE, 2013).

Publicación - Cámara Colombia de la Construcción.

“¿Cómo este Sector genera empleo en el País?

En Colombia, el Sector de la Construcción es uno de los grandes generadores

de empleo, ya que existen, en el país aproximadamente 1.250.000 personas que

se encuentran vinculadas a esta actividad. Según datos otorgados por Camacol


(Cámara Colombiana de la Construcción) el 35% de la remuneración Total de las

personas asalariadas en el país se genera en los 27 sectores que tiene la

actividad edificadora y que hasta la fecha se encuentran en esta Feria.

*Datos sobre la VII Feria de Expoconstrucción y Expodiseño 2013 Se destaca

también la participación de los más de 520 expositores de esta Feria ya que su

función principal es mostrar su oferta comercial y generar oportunidades para

dinamizar empleo en el sector de la construcción.

La Puesta en Marcha del Plan de Impulso para la Productividad y Empleo,

(PIPE), presentado por el Presidente Juan Manuel Santos también fue resaltado

por CAMACOL ya que se considera como una oportunidad para dejar de perder

empleos, y el comienzo de una verdadera activación de la cadena de valor de la

construcción que responda a los objetivos del Plan.

Aunque no todo han sido buenas noticias para el sector de la construcción en

este 2013. Sandra Forero Ramírez presidente Gremial de CAMACOL expresó

una gran preocupación, en marzo este sector presentó una caída del 13% del

número de ocupados y un 85% por la situación en la ciudad de Bogotá donde el

número de empleados se redujo a 74.000 personas.” (CAMACOL, 2013).

El presente proyecto tiene previsto generar por lo menos 75 empleos directos (7

profesionales, 7 técnicos o auxiliares, 5 trabajadores administrativos, 18 operarios,

cerca de 38 trabajadores de cuadrilla) y más de 100 indirectos, distribuidos entre los

perfiles profesionales, técnicos y administrativos, operarios de equipos y mano de obra

no calificada.

• Principales cifras comerciales.

Para el presente proceso se consideran las siguientes cifras económicas y

comerciales que influyeron en la dinámica del proceso, en especial lo relacionado con

el cálculo de los precios unitarios y de los costos administrativos del proyecto:

Publicación IDU – Proyección ICCP – Octubre 2013

Publicación DANE - Índice de Costos de la Construcción Pesada – Diciembre

2013


Publicación IDU - Listado de precios de referencia de actividades de obra –

Noviembre 2013.

Adicionalmente se debe contemplar y tener en cuenta la RESOLUCIÓN 6981 DE

2011 (Diciembre 27) "Por la cual se dictan lineamientos para el aprovechamiento de

llantas y neumáticos usados, y llantas no conforme en el Distrito Capital".

LOS SECRETARIOS DISTRITALES DE AMBIENTE Y MOVILIDAD

En ejercicio de sus facultades legales, especialmente las conferidas por el

Acuerdo 257 de 2006, Acuerdos: 19 de 1972 y 002 de 2009, Decreto 567 de 2006 y

Decreto 109 de 2009, modificado por el Decreto 175 de 2009, en concordancia con la

Ley 99 de 1993, Decreto 948 de 1995, Decreto 2811 de 1974.

2.4 Marco geográfico

El departamento de Cundinamarca está dividido en 116 municipios, 14

corregimientos, 177 inspecciones de policía, así como, numerosos caseríos y sitios

poblados. Los municipios están agrupados en 58 círculos notariales, con un total de

124 notarías; 3 círculos de registro con sede en Santafé de Bogotá y

13 oficinas seccionales; 1 distrito judicial con cabecera de circuito en Cáqueza,

Facatativá, Gachetá, Girardot, La Palma, Leticia (Amazonas), Soacha, Fusagasugá, La

Mesa, Villeta, Guaduas, Zipaquirá, Chocontá, Pacho y Ubaté. El departamento

conforma la circunscripción electoral de Cundinamarca.

El territorio del departamento de Cundinamarca presenta relieves bajos, planos y

montañosos, todos correspondientes a la cordillera Oriental en ambos flancos. En este

contexto, en el departamento, se pueden distinguir cuatro regiones fisiográficas

denominadas flanco occidental, altiplano de Bogotá, flanco oriental y el piedemonte

llanero.

La primera es una faja en dirección sur - norte y se inicia en el páramo de

Sumapaz; las alturas están comprendidas entre los 300 y los 3.500 m sobre el nivel del

mar, siendo los más bajos los accidentes situados en el valle del río Magdalena. La

segunda comprende el centro del departamento; por el sur limita con las estribaciones

del páramo de Sumapaz y por el norte se extiende hasta el departamento de Boyacá;


es de relieve plano enmarcado por los dos cordones cordilleranos y algunos cerros

dispersos en el mismo altiplano.

La tercera es una faja paralela a la anterior, de relieve alto y abrupto reflejado en

las formaciones de Medina y la cuchilla de Ubalá. La cuarta corresponde al oriente del

territorio, como su nombre lo indica; es una franja de transición entre la cordillera y los

llanos orientales (piedemonte llanero) con alturas entre 300 y 1.500 m sobre el nivel del

mar. Todo el territorio se extiende sobre un conjunto de estructuras sinclinales y

anticlinales en los flancos oriental y occidental de la cordillera, con la presencia de

fallas en dirección suroeste y noreste.

El sistema hidrográfico del departamento de Cundinamarca comprende dos

grandes cuencas; al oeste, la del río Magdalena, y al este la del río Meta. A estas

cuencas confluyen un total de 11 subcuencas. El río Magdalena recibe las aguas de los

ríos Bogotá, Negro, Sumapaz, Minero y Ubaté. Por su parte el Meta recibe los ríos

Guavio, Negro, Humea, Guatiquía y Machetá.

Por su posición altimétrica, las condiciones climáticas están influidas por la

circulación atmosférica, la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT) que determinan el

régimen bimodal en la mayor parte del territorio. El suroeste del altiplano es el sector

menos lluvioso (600 mm) debido al efecto de abrigo originado por los cordones

cordilleranos que enmarcan el altiplano.

La mayor pluviosidad se da en el piedemonte llanero, a los 500 m de altura,

donde las lluvias están por encima de los 5.000 mm. Los meses más lluviosos son

marzo - abril y octubre - noviembre, intercalados con los menos lluviosos o secos,

enero - febrero y julio - agosto. Sus tierras se distribuyen en los pisos térmicos cálido,

templado, frío y bioclimático páramo. En el departamento de Cundinamarca se

encuentra el parque nacional natural de Chingaza y comparte con

los departamentos de Meta y Huila el parque nacional natural de Sumapaz.

El sector agropecuario se constituye en la actividad principal de la estructura

económica, seguida por la industria, los servicios y el comercio. Dentro de la gran

diversificación agrícola del departamento de Cundinamarca sobresalen por su

relevancia económica los cultivos transitorios de café, caña panelera, papa, maíz,

plátano, arroz, flores, cebada, sorgo, trigo, algodón, hortalizas y frutales. La producción


avícola se encuentra bien desarrollada; posee con un alto grado de tecnificación y está

localizada en el altiplano cundinamarqués y las terrazas de Fusagasugá, Silvania,

Arbeláez y San Bernardino, principalmente.

Los minerales más importantes del departamento son el carbón térmico, arcillas,

calizas, dolomitas, sal, mármol, oro, plata y esmeraldas; además, existen yacimientos

de cobre y hierro. La mayor actividad y producción industrial se localiza en el altiplano

cundinamarqués: productos lácteos en Sopó, Zipaquirá, Ubaté, Facatativá; vidrio en

Nemocón; cueros y curtiembres en Villapinzón, Chocontá, Mosquera, Cogua; industria

química en Soacha, Sibaté, Tocancipá, Zipaquirá, Madrid, Facatativá; textiles en

Cajicá, Facatativá, Tocancipá, Cota, Madrid, Soacha; papel y madera en Soacha y

Cajicá.

Otras actividades industriales se localizan tanto en el altiplano como en los

alrededores de Girardot, como la industria de alimentos y bebidas, materiales de

construcción, prendas de vestir; las imprentas y editoriales están en pleno desarrollo

principalmente en los municipios cercanos a la capital de la República. Los centros

comerciales más importantes son Girardot, Zipaquirá, Facatativá, Fusagasugá, Chía,

Madrid, Soacha, Funza, Mosquera, Villeta y Tocaima.

2.5 Marco demográfico

Según el censo poblacional del DANE del año 2014, el Municipio de Guaduas

registraba para ese año una poblacional total de 31.146 habitantes, en contraste con el

dato oficial de la oficina del SISBEN del mes de febrero de 2013 la población

sisbenizada es de 28.542 personas (91.64%), de la población total DANE, equivalente

a 7.705 familias.

Según el Plan de Desarrollo y la encuesta realizada por la Administración

municipal en marzo de 2014, el municipio contaba con un total de 5479 viviendas;

37.3% corresponden al sector urbano y 62.7% al sector rural, con un promedio de 5.72

personas por vivienda a nivel municipal. Para el área urbana, el número de habitantes

por vivienda es de 4.43 y para el área rural de 6.5.


Vale la pena resaltar, que el 39.19% de las viviendas del municipio carecen de

algún servicio básico y que en el área rural solamente el 39.9% de las viviendas tienen

servicios completos. Los materiales utilizados para la construcción de las viviendas

son: teja de barro, paja, teja de eternit y zinc, para las cubiertas; ladrillo, bahareque y

adobe para los muros y cemento; tierra, baldosa y madera para los pisos. Aún el 17%

de las viviendas tienen piso en tierra.

2.6 Estado del arte

Los asfaltos modificados se utilizaron primero en las emulsiones para

impermeabilizantes y después se utilizaron en los pavimentos; en riesgos como

tratamientos superficiales en frío, y posteriormente se empezó a modificar el cemento

asfáltico para utilizarse cuando se requiera un asfaltó de mejor calidad o mayor

resistencia que la que ofrecía un cemento asfáltico normal.

Los materiales asfálticos son el producto de la disolución o incorporación en el

asfalto, de un polímero, que son sustancias estables en el tiempo y a cambios de

temperatura, que se le añaden al material asfáltico para modificar sus propiedades

físicas y reológicas, y disminuir su susceptibilidad a la temperatura y a la humedad, así

como a la oxidación.


3. Metodología

3.1 Fases del trabajo de grado.

Las fases de la investigación son las siguientes:

• Fase I preliminar (investigación bibliográfica acerca de los asfaltos

modificados en Colombia y el mundo).

• Fase II descripción del proyecto.

• Fase III Ensayos de laboratorio.

• Fase IV Análisis e interpretación de los resultados.

• Fase V Conclusiones y recomendaciones.

La metodología propuesta para el desarrollo del proyecto se desarrolla de la

siguiente manera:

• Definición del tipo de proyecto, línea de investigación, duración y lugar en

donde se desarrollará.

• Planeación, estructuración y documentación primaria del proyecto donde se

identifican las tareas que se deben ejecutar en el proyecto definiendo fechas y

esfuerzos necesarios para estas, posteriormente se generara toda la información

soporte de estructuración y formalización del proyecto y se irá nutriendo con los

resultados obtenidos de cada actividad.

• Identificación y definición de las fuentes de información estas fuentes podrían

ser: revistas, artículos científicos, libros, proyectos de grado, e investigaciones

en Internet mediante estos se realizara la búsqueda y recolección de la

información necesaria para lograr el conocimiento necesario sobre los asfaltos

modificados, logrando la realización de las actividades propuestas.

• Realización de diferentes ensayos de laboratorio en el sitio de la obra, en

este caso la Ruta del Sol sector 1.

• Clasificación y análisis de la información obtenida.

• Finalmente se realizara la documentación necesaria donde se mostraran los

resultados obtenidos.


3.2 Instrumentos o herramientas utilizadas

Entre los equipos y herramientas a utilizar para la realización de este proyecto

tenemos las siguientes: el Internet y demás escritos sobre investigación de los asfaltos

modificados y los instrumentos de laboratorio necesarios para cumplir los objetivos del

proyecto.


4. Metodología de trabajo

En el desarrollo del presente trabajo surgió la necesidad de adelantar el análisis

del comportamiento de una mezcla MGC-1, adicionándole polímeros SBS en

laboratorio, para esto determinamos adelantar diferentes tipos de ensayos, los cuales

se efectuaron en el municipio de Guaduas – Cundinamarca, con el apoyo del Consorcio

Vial HELIOS, quien es el concesionario que se encuentra a cargo de la Ruta del Sol

Sector 1.

- Polímero SBS: El estireno-butadieno-estireno, frecuentemente abreviado SBS

(del inglés Styrene-Butadiene-Styrene) es un elastómero termoplástico sintético

obtenido mediante la polimerización de una mezcla de estireno y de butadieno.

Es un caucho duro, que se usa para hacer objetos tales como suelas para

zapatos, cubiertas de neumáticos, y otros donde la durabilidad sea un factor

importante. Es un tipo de copolímero llamado copolímero en bloque.

- Estructura química y síntesis: Como se dijo anteriormente el SBS es un

copolímero en bloque. Su cadena principal está constituida por tres segmentos. El

primero es una larga cadena de poliestireno, el del medio es una cadena de

polibutadieno, y el último es otra larga sección de poliestireno.

El poliestireno es un plástico duro y resistente y le da al SBS su durabilidad. El

polibutadieno es un material parecido al caucho y le confiere al SBS sus características

similares al caucho. Además, las cadenas de poliestireno tienden a agruparse

formando grandes masas. Cuando un grupo estireno de una molécula de SBS se une a

una de estas masas y la otra cadena de poliestireno de la misma molécula de SBS se

une a otra masa, las diversas masas se ensamblan entre sí con las cadenas similares

al caucho del polibutadieno. Esto le da al material, la capacidad de conservar su forma

después de ser estirado.

El SBS se obtiene por medio de una polimerización aniónica viviente. Una

polimerización viviente es una que tiene lugar sin reacciones de terminación, es decir,

que una vez que el monómero en el reactor ha sido agotado y se ha transformado en

polímero, las cadenas poliméricas aún se encuentran activas. Si se colocara más

monómero dentro del reactor, se adicionaría al polímero, haciéndolo más grande.


Para obtener una cadena de poliestireno viviente se polimeriza el monómero

estireno con un iniciador aniónico como el butil litio.

Al agregar el segundo monómero (butadieno), éste se adicionará al polímero.

Esto da un copolímero en bloque estireno-butadieno viviente.

Luego se lo hace reaccionar con un compuesto llamado diclorodimetilsilano.

La cadena aniónica viviente expulsa un átomo de cloro del silano y obtenemos

un polímero que termina en un clorosilano para qué el polímero ya no sea más viviente.

Con esto se consigue que el homopolímero poliestireno viviente reaccione con el

polímero terminado en clorosilano, de igual forma en que lo hizo el copolímero estireno-

butadieno con el diclorodimetilsilano. Esto da el copolímero en tribloque

- Propiedades: El SBS pertenecen a la clase de elastómeros termoplásticos que

poseen las propiedades mecánicas del caucho a temperatura ambiente y las

capacidades de procesamiento de termoplásticos. La mayor parte de los cauchos son

difíciles de procesar, porque están entrecruzados. El SBS y otros elastómeros

termoplásticos son similares al caucho sin ser entrecruzados, por lo que resulta sencillo

procesarlos para lograr formas útiles. Punto de fusión 160-200°C (320-400°F). El SBS

ofrece un excelente coeficiente de fricción superficial, poca deformación permanente,

una gran resistencia a la tracción, excelente comportamiento a bajas temperaturas,

procesabilidad y buenas propiedades eléctricas.

Entre sus usos, el SBS es muy adecuado para ser utilizado como material de

sellado y un adhesivo en el proceso de fusión en caliente. También se utiliza

ampliamente en aplicaciones como la fabricación de calzado, modificación de asfalto y

lámina asfáltica, modificación de polímeros, materiales líquidos de sellado, capas o

recubrimientos impermeables, cables eléctricos, componentes de automóviles,

aparatos médicos, artículos de oficina y adhesivos.

- Membranas impermeables: Debido a sus buena resistencia a la intemperie y luz

UV el SBS se utiliza para modificar asfalto, solo o en combinación de polipropileno

atáctico (APP), para la fabricación de membranas impermeables para techos y azoteas.

El SBS proporciona al asfalto mayor flexibilidad y resistencia al envejecimiento, a los

rayos ultravioleta y al contacto con el agua.


- Trazabilidad: Durante los meses de agosto a diciembre del año 2014, se

adelantaron trabajos de campo y se recopiló la información necesaria de la zona en la

cual se implementó un tramo de prueba con este tipo de material de 100 ml, por el

Consorcio antes citado.

Para la elaboración de la mezcla se opto por trabajar y evaluar tres tipos de

mezclas que tenían diferente procedencia, los resultados y análisis de estas se

relacionan en las tablas que se anexan al presente trabajo. Con base en estos

resultados se opto por implementar esta mezcla en la capa de Sub base, a lo largo de

todo el proyecto Ruta del Sol sector 1 tramo 2 de Guaduas – Puerto Salgar, la principal

razón por la cual se utilizó este mezcla modificada con polímeros, fue por la

temperatura de la zona de aproximadamente de 24 C0 La cual nos podría llegar a

producir altas deformaciones en la mezcla como se ha logrado evidenciar en el sector

2 de la Ruta del sol Puerto Salgar – San Roque Cesar.

Con base en los resultados obtenidos en laboratorio y en tramo de prueba antes

citados, se llego a diferentes conclusiones las cuales se encuentran consignadas en

este documento de trabajo de grado.


5. Conclusiones y recomendaciones

Podemos decir que los factores más importantes para determinar que polímero

utilizar para un diseño de pavimentos son el transito, la caracterización de los

agregados la emulsión asfáltica y como último y gran factor por lo cual se decidió

utilizar este polímero en este proyecto el ambiente en este caso la temperatura

promedio del sitio.

Los asfaltos modificados con polímeros SBS son más resistentes al daño por

fatiga ya que el polímero es el que en realidad aporta la flexibilidad a la carpeta

asfáltica y así no rigidizar tanto la mezcla estando expuestos a este daño.

No podemos dar un valor realmente verdadero al porcentaje óptimo de polímero

en la mezcla asfáltica debido a que los materiales pétreos son diferentes en todos los

sitios por eso como en esta ocasión una buena práctica es realizar una gran cantidad y

variedad de ensayos con estos para saber cual nos dará mejores resultados.

Como gran desventaja en nuestro país se puede decir que el costo del usar

asfaltos modificados es grande por eso se debe tener un gran conocimiento para su

uso.

Podemos concluir que este tipo de asfalto modificado tiene grandes utilidades

como la reducción a la fisuración, aumenta la adherencia, mejora la elasticidad,

impermeabiliza la estructura evitando que las infiltraciones dañen la capa granular,

aumenta la durabilidad al tener mayor elasticidad el daño por fatiga y el ahuellamiento

así como también disminuye la susceptibilidad térmica.


Bibliografía

Asfalto modificado con polímero. Obtenido de:

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos /lic/maxil_c_r/capitulo2.pdf.

ASOCRETO. (2012). Situación actual del sector de la infraestructura en Colombia.

Obtenido de:

http://www.asocreto.org.co/boletin/infraestructura4_2013/document.pdf

CAMACOL. (2013). Sector de la construcción en Colombia genera más de 1.200.000

empleos. Obtenido de:

http://www.bogota.gov.co/article/oportunidades/hacer%20negocios/Sector%20de

%20la%20construcci%C3%B3n%20en%20Colombia.

Chávez Roldán, I. (2013). El perfeccionamiento de los cementos asfálticos. Obtenido

de:

http://www.camohesa.com/el_perfeccionamiento_de_los_cementos_asfálticos1.h

tml.

Departamento Administrativo Nacional de Estadística-DANE. (2013). Cuentas

Nacionales Trimestrales: Producto Interno Bruto Segundo trimestre. Septiembre

de 2013. Obtenido de:

http://www.dane.gov.co/files/investigaciones/boletines/pib/bolet_PIB_IItrim13.pdf.

Instituto nacional de Vías (2007). Artículo 400-07: Disposiciones generales para la

ejecución de riegos de imprimación, liga y curado, tratamientos superficiales,

sellos de arena asfalto, lechadas asfálticas, mezclas asfálticas en frío y en

caliente y reciclado de pavimentos asfálticos. Obtenido de:

ftp://ftp.unicauca.edu.co/Facultades/FIC/IngCivil/Especificaciones_Normas_INV-

07/Especificaciones/Articulo400-07.pdf.

Rodríguez, E. A. Polímeros en mezclas asfálticas. Obtenido de:

http://www.slideshare.net/guestaaa78bd/asfaltos-modificados-con-polimeros.

Wulf Rodríguez, F. A. (2008). Análisis de pavimento asfáltico modificado con polímero.

Obtenido de: http://cybertesis.uach.cl

/tesis/uach/2008/bmfciw961a/doc/bmfciw961a.pdf.


ANEXOS Anexo 1. Diseño MGC-1 con SHELL 60-70 aditivado al 1% - arena lavada.

RESUMEN DISEÑO MARSHALL

PROYECTO: Ruta del Sol Tramo I FECHA 11/10/2014 TIPO DE MEZCLA: Mezcla Densa Caliente Tipo-2 ESPECIFICACIÓN: INVIAS 2007 EJECUTADO POR: Darwin cubillos M. REVISADO POR: Jorge Flórez P.

DOSIFICACIÓN: Grava Triturada a 1"- Río Negro = 43%

Grava Triturada a 1/2" - Río Negro = 17%

Arena Triturada a1/4" - Río Negro = 26%

Arena Natural Lavada - Río Negro = 14%

ÍTEM VALOR

OBTENIDO

CONTENIDO ÓPTIMO DE ASFALTO 4,1

DENSIDAD (g/cm3) 2,281

ESTABILIDAD (Kg) 1100

FLUJO (mm) 2,9

VACÍOS CON AIRE (%) 5,8

VACÍOS EN AGREGADOS MINERALES (%) 13,4

VACÍOS LLENOS DE ASFALTO (%) 56,0 TEMPERATURA DE MEZCLADO (ºC) 150

TEMPERATURA DE COMPACTACIÓN (ºC) 142

OBSERVACIONES: Diseño MGC - 1 con Asfalto de Shell 60/70 aditivado al 1%.

______________________________ ________________________________

LABORATORISTA DIRECTORA LABORATORIO


Anexo 2. Diseño MGC-1 con SHELL modificado Tipo II.


PROYECTO: Ruta del Sol Tramo I FECHA 10/10/2014

TIPO DE MEZCLA: Mezcla Gruesa Caliente MGC-1

ESPECIFICACIÓN: INVIAS 2007 EJECUTADO POR: Darwin cubillos M. REVISADO POR: Jorge Flórez P.

DOSIFICACIÓN: Grava Triturada a 1"- Río Negro = 43%



Arena Natural Lavada - Río Negro = 14%

ÍTEM VALOR

OBTENIDO




FLUJO (mm) 2,8



VACÍOS LLENOS DE ASFALTO (%) 60,0

TEMPERATURA DE MEZCLADO (ºC) 150


OBSERVACIONES: Diseño MGC - 1 con Asfalto de Shell Mexphalte PM Tipo II

______________________________ ________________________________

LABORATORISTA DIRECTORA LABORATORIO


Anexo 3. Diseño MGC-1 con SHELL 60-70 aditivado al 1% - con Purnio.


PROYECTO: Ruta del Sol Tramo I FECHA 12/102014 TIPO DE MEZCLA: Mezcla Asfáltica tipo MGC-1 ESPECIFICACIÓN: INVIAS 2007 EJECUTADO POR: Jorge Flórez P. REVISADO POR: Ing. David Santos DOSIFICACIÓN: Grava Triturada a 1"- Río Negro = 43%



Arenas Mezcladas (Río Negro-Purnio). = 21%

ÍTEM VALOR

OBTENIDO




FLUJO (mm) 2,8






OBSERVACIONES: Diseño MGC - 1 con Asfalto de Shell 60/70 aditivado al 1%.

______________________________ ________________________________LABORATORISTA DIRECTORA LABORATORIO


Anexo 4. Diseño MGC-1, con asfalto tipo II y arenas mezcladas con Purnio.


PROYECTO: Ruta del Sol Tramo I FECHA 13/10/2014 TIPO DE MEZCLA: Mezcla Gruesa Caliente MGC-1 ESPECIFICACIÓN: INVIAS 2007 EJECUTADO POR: Jorge Flórez P. REVISADO POR: ing.David Santos DOSIFICACIÓN: Grava Triturada a 1"- Río Negro = 43%



ArenaS Mezcladas - Río Negro-Purnio = 21%

ÍTEM VALOR

OBTENIDO




FLUJO (mm) 3,2





TEMPERATURA DE COMPACTACIÓN (ºC) 142 OBSERVACIONES: Diseño MGC - 1 con Asfalto de Shell Mexphalte PM Tipo II

______________________________ ________________________________

LABORATORISTA DIRECTOR LABORATORIO


Anexo 5. Diseño MGC-1 con SHELL tipo II.


PROYECTO: Ruta del Sol Tramo I FECHA 29/10/2014 TIPO DE MEZCLA: Mezcla Gruesa Caliente MGC-1 ESPECIFICACIÓN: INVIAS 2007 EJECUTADO POR: DARWIN CUBILLOS M. REVISADO POR: ing. David Santos DOSIFICACIÓN: Grava Triturada a 1"- Río Negro = 43% Grava Triturada a 1/2" - Río Negro = 17% Arena Triturada a1/4" - Río Negro = 20%

ArenaS Mezcladas (2- Río Negro+1-Purnio) = 20%

ÍTEM VALOR

OBTENIDO




FLUJO (mm) 2,9




RELACIÓN ESTABILIDA (Kg) Vs. FLUJO (mm) 378,0

RELACIÓN LLENANTE Vs. LIGANTE 1,0


TEMPERATURA DE COMPACTACIÓN (ºC) 142 OBSERVACIONES: Diseño MGC - 1 con Asfalto de Shell Mexphalte PM Tipo II

______________________________ ________________________________

LABORATORISTA DIRECTOR LABORATORIO

Anexo 6. Equivalente de arena V1 MGC-1. EQUIVALENTE DE ARENA Fecha: 29/02/2014

Descripción: GRADACIÓN COMBINADA MGC-1 EN

FRÍO Fuente: RÍO NEGRO + PURNIO F. Toma: 24/10/2012

Muestra No.: A 30199 Localización: SANTA ANA F. Ensayo: 24/10/2012

PRUEBA 1 2 3

PROBETA No. A B C

Lectura Arena, A (Plg). 3,6 3,5 3,6

Lectura arcilla, B (Plg). 7,3 7,4 7,3

Equivalente de arena, C=(A/B)*100 (%). 49 47 49

48,6 PROMEDIO: 49% ESPECIFICACIÓN INV ART. 400-07 ≥

50 OBSERVACIONES: FORMULA DE TRABAJO: (Triturado de 1" - 43%) + (Triturado 1/2" - 17%) + ( Arena Triturada - 20%) + (Arenas Mezcladas - 20%)

ELABORÓ REVISÓ APROBÓ NOMBRE DARWIN CUBILLOS JORGE FLÓREZ PÉREZ DAVID A. SANTOS M. CARGO LABORATORISTA SUPERVISOR DE LABORATORIO COOR. CONTROL CALIDAD FIRMA


Anexo 7. Valor de azul de metileno en MGC-1.


Anexo 8. Determinación de las partículas planas, alargadas y planas y alargadas en el agregado grueso.

Descripción: Triturado para MGC-1 Fuente: RIO NEGRO F. Toma: 22/11/2012

Fecha Ver: 19/09/2012

MÉTODO PARA DETERMINAR PARTÍCULAS PLANAS, ALARGADAS O PLANAS YALARGADAS EN AGREGADOS GRUESOS

TAMIZ DESIGNADO % RETENIDOGRADACIÓN

ORGINAL

% RETENIDOFRACCIÓN

MASA (g) ÓNÚMERO DE

PARTICULAS

MASA (g) ÓNÚMERO DE

PARTICULAS PLA. Y ALRG.

% DE PARTICULAS

PLANAS Y ALARGADAS

PASAmm

RETIENEmm

22/11/2012

Masa de la muestra inicial (g) 1749 Tamaño maximo Nominal del agregado (mm):

determinación utilizada: Relación utilizada en el ensayo:

Muestra No.: A 30314 Localización: PLANTA SANTA ANA F. Ensayo:

063 5050 37,5

0

75 630

037,5 35

12,5 9,5 15,6

9,5 4,75 22,5 22,5

52,6 1749 65,619 12,5 37

25,424,9 0

25,4 19 24,935

EspecificaciónINV Art. 400 NT3

INDICE PLANAS Y ALARGADAS (%) 3,8 NO CALIFICADAS COMO PLANAS Y ALARGADAS

TOTALES 100 3,8

3,8

0

≤ 10%

1683 g

OBSERVACIONES:

mm pulgadas kg Lb9,5 … 1 2

12,5 ½ 2 419 ¾ 5 1125 1 10 22

37,5 1 ½ 15 3350 2 20 4463 2 ½ 35 77

Tamaño Máximo Nominalaberturas cuadradas

Masa mínima paraensayo


Anexo 9. Solidez de los agregados ante la presencia de sulfatos.

Porcentaje mayor a 9,5 mm (3/8")

Descripción: Agregado para MGC-1 Fuente: RIO NEGRO F. Toma: 11/11/2014

Fecha: 29/02/201

SOLIDEZ DE LOS AGREGADOS ANTE LA PRESENCIA DE SULFATOS

Na X Con anterioridad Cortado

17/11/2014

Tipo de soluciónMg Preparación de la

soluciónReciente X Preparación de particulas

mayores a 2 1/2"Trituración X


Masa retenida tamiz designado

g.

% retenido % de

Pasa Retenido Pasa Retenido Tamiz designado Perdida

Tamiz mm Tamiz alterno % retenido c/tamaño

% retenido c/fracción

Tamiz empleado para determinar

la pérdida

Masa fracción antes del ensayo

g.

4,75 mm

(No. 4)

FRACCIÓN FINAPorcentaje menor a 4,75 mm (No. 4) 38 %

9,5 4,75 3/8 No. 4

2,36 mm100 98,0 98 2,0

(No. 8)4,75 2,36 No. 4 No. 8 12 12

1,18 mm100 97,0 97 3,0

(No. 16)2,36 1,18 No. 8 No. 16 7 7

600 μm

(No.30)1,18 600 μm No. 16 No. 30

5

FRACCIÓN GRUESA62 %

300 μm

(No.50)600 μm 300 μm No. 30 No. 50

63,0 50,0 2 1/2 2

TOTALES 19

37,5 25,0 1 1/2 1 16

16 mm500

50,0 37,5 2 1 1/2 (11/4")

31,5 mm

50019,0 12,5 3/4 1/2 23

338,0 mm 670

495,0 99 1,025,0 19,0 1 3/4 16 (5/8")

(5/16") 330100 0,2

12,5 9,5 1/2 3/8 10300 295,0 98 1,79,5 4,8 3/8 No. 4 14 14 4 mm (No.5)

1000 998,0

Partidas % Con Escamas

TOTALES 62 3

EXÁMEN CUALITATIVOTamiz mm Tamiz alterno Nro. inicial

partículasPartículas con Cambios Físicos

Pasa Retenido Pasa Retenido Vueltas lajas %% Desintegradas %#¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0!

37,5 19,0 1 1/2 3/463,0 37,5 2 1/2 1 1/2 #¡DIV/0!

PERDIDA EN Na ≤12PERDIDA EN Mg ≤18

#¡DIV/0!

OBSERVACIONES: ESPECIFICACIÓNINV ART. 400-07 TABLA 400.1c

#¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0!


Descripción: Agregado para MGC-1 Fuente: RIO NEGRO F. Toma: 11/11/2014

Fecha: 29/02/201

SOLIDEZ DE LOS AGREGADOS ANTE LA PRESENCIA DE SULFATOS

Na Con anterioridad Cortado

17/11/2014

Tipo de soluciónMg X Preparación de la

soluciónReciente X Preparación de particulas

mayores a 2 1/2"Trituración X


Masa retenida tamiz designado

g.

% retenido % de

Pasa Retenido Pasa Retenido Tamiz designado Perdida

Tamiz mm Tamiz alterno % retenido c/tamaño

% retenido c/fracción

Tamiz empleado para determinar

la pérdida

Masa fracción antes del ensayo

g.

4,75 mm

(No. 4)

FRACCIÓN FINAPorcentaje menor a 4,75 mm (No. 4) 38 %

9,5 4,75 3/8 No. 4

2,36 mm100 95,0 95 5,0

(No. 8)4,75 2,36 No. 4 No. 8 12 12

1,18 mm100 97,0 97 3,0

(No. 16)2,36 1,18 No. 8 No. 16 7 7

600 μm

(No.30)1,18 600 μm No. 16 No. 30

8

FRACCIÓN GRUESAPorcentaje mayor a 9,5 mm (3/8") 62 %

300 μm

(No.50)600 μm 300 μm No. 30 No. 50

63,0 50,0 2 1/2 2

TOTALES 19

50,0 37,5 2 1 1/2 (11/4")31,5 mm

16 mm500 498,0 100 0,4

37,5 25,0 1 1/2 1 16

25,0 19,0 1 3/4 16 (5/8") 500

12,5 9,5 1/2 3/8 10284,0

19,0 12,5 3/4 1/2 2333

8,0 mm

9,5 4,8 3/8 No. 4 14 14 4 mm (No.5) 95 5,3TOTALES 62 6

(5/16") 330995,0 100 0,5

300

6701000

EXÁMEN CUALITATIVOTamiz mm Tamiz alterno Nro. inicial

partículasPartículas con Cambios Físicos

Pasa Retenido Pasa Retenido Partidas %% Con Escamas % Desintegradas % Vueltas lajas

#¡DIV/0! #¡DIV/0!37,5 19,0 1 1/2 3/463,0 37,5 2 1/2 1 1/2 #¡DIV/0! #¡DIV/0!

PERDIDA EN Na ≤12PERDIDA EN Mg ≤18

#¡DIV/0!

OBSERVACIONES: ESPECIFICACIÓNINV ART. 400-07 TABLA 400.1c

#¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0!


Anexo 10. Determinación de la resistencia al desgaste utilizando el equipo del Micro Deval.

Fecha: 15/12/2014

Fuente: F. Toma: 10/11/2012

Localización: F. Ensayo: 11/11/2012

1 2

Tabla 1 (19mm)

1500,6

1268,5

15,5 #¡DIV/0!

DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA AL DESGASTE UTILIZANDO EL EQUIPO MICRO-DEVALINV E-238-07

Muestra No.: A 30314 PLANTA SANTA ANA

Descripción: Triturado para MGC-1 RIO NEGRO

MUESTRA

Relacionar la tabla utilizada de la norma

Gradación empleada

Pa: Masa muestra seca antes del ensayo (g)

Pb: Masa muestra seca y después de lavado tamices No. 4 y No.16 después del ensayo (g)

ESPECIFICACIÓN

Índice de desgaste (%) Tabla 400.1(c) < 25

OBSERVACIONES


Anexo 11. Geometría de las partículas del agregado grueso.

Masa de la muestra inicial Mo (g) Masa retenida por el tamiz de 75 mm (3") (g)

Masa que pasa por el tamiz de 4,75 mm (No.4) (g)

Suma de las masas rechazadas (g)

Descripción:

Fecha: 29/02/2014

F. Toma: 22/11/2014Fuente: RIO NEGROTriturado para MGC-1

GEOMETRIA DE PARTICULAS AGREGADO GRUESO

22/11/2014

PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS INV E-227-07

FRACCIÓN RETENIDA EN EL TAMIZ DE 9,5 mm (3/8")Masa de partículas para

ensayo (g)

M asa de partículas con 1 O M Á S C A R A S

F R A C T UR A D A S (g)



Masa de partículas DUDOSAS (g)

Masa de partículas NO FRACTURADAS (g)


FRACCIÓN QUE PASA EL TAMIZ DE 9,5 mm (3/8") Y SE RETIENE EN EL DE 4,75 mm (No. 4)Masa de partículas para

ensayo (g)





Masa de partículas DUDOSAS (g)

Masa de partículas NO FRACTURADAS (g)

500 45,7 418 13 23,5

PORCENTAJE* (%) 94 93

UNA O MÁS CARAS FRACTURADAS

DOS O MÁS CARAS FRACTURADAS Tamaño máximo nominal (pulg.)

PORCENTAJE DE LA MUESTRA TOTAL (%) 93 92 3/4"

200 12,2 167,8 7,2 13,4

PORCENTAJE* (%) 92 91 *Se calculó por masa de partículas

INDICE DE ALARGAMIENTO Y APLANAMIENTO INV E-230-072800,4 1900

321,4180,4

Fracción granulométrica

di/Di

M asa (R i) de la fracción

granulométrica di/Di (g)

APLANAMIENTO ALARGAMIENTOM asa de las partículas

que pasan por el calibrador m i (g)

INDICE DE APLANAM IENTO DE LA FRACCIÓN IAi

M asa de las partículas que se retienen en el calibrador

m i (g)

INDICE DE ALARGAM IENTO DE LA FRACCIÓN ILi

50/63

25/38 #¡DIV/0! #¡DIV/0!35/50

12,5/19 #¡DIV/0! #¡DIV/0!19/25 #¡DIV/0! #¡DIV/0!

6,3/9,5 1245 395,4 31,8 366,7 29,59,5/12,5 1375 189,7 13,8 268,4 19,5

INDICE DE APLANAMIENTO GLOBAL IA 22 0,00INDICE DE ALARGAMIENTO GLOBAL IL 24 < 1%

TOTALES 2620 585,1 635,1

OBSERVACIONES: ESPECIFICACIÓN

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Análisis comportamiento MGC-1 utilizando SBS · 2021. 6. 12. · ANÁLISIS COMPORTAMIENTO MGC-1 UTILIZANDO SBS 8 LISTA DE ANEXOS pág. Anexo 1. Diseño MGC-1 con SHELL 60-70 aditivado