Post on 22-Jul-2015
Fortalecimiento de la
Sustentabilidad en
Pavimentación con Asfalto,
combinando Mezclas Tibias
con materiales reciclados -
Pavimentos Asfalticos
Reciclados(RAP)
- Caucho Recuperado de
Neumaticos
• Autor: Sundaram Logaraj, Federico
Ballinas, Angelo Almeida; Marcelo
Martínez
• AkzoNobel Surface Chemistry LLC
Que Es Sustentabilidad?
• “Desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades”
- National Asphalt Pavement Association (NAPA)
Sustentabilidad Relacionada a Los Pavimentos
• “Pavimentos seguros, eficientes y respetuosos del medio ambiente que cumple con las necesidades de transporte de hoy sin comprometer la capacidad de satisfacer las necesidades del futuro”
- Comisión Brundtland, Naciones Unidas
• “Pavimentos que reducen al mínimo los impactos ambientales mediante la reducción del consumo de energía, los recursos naturales y las emisiones asociadas, cumpliendo con todas las condiciones y normas de funcionamiento”
- H. D. Bahia., and T. D. Miller., Pavimentos Asfalticos Sustentables: Tecnologías, 2009
Caminos Sustentables – Áreas de Enfoque - H. D. Bahia., and T. D. Miller
Zona de
Sustentabilidad
2. Consumo de
Energía 1. Emisiones
de Carbono
3.Conservación
de Recursos
Combustibles
Limpios
Materiales
reciclados Cuidado del Aire
Sustentabilidad y AkzoNobel
• Principal foco para AkzoNobel
• En 2012 AN fue primera en Índice Mundial
de Sustentabilidad Dow Jones (DJSI)
- En el Segmento Químico
- Basado en medioambiente, performance social
y económica, incluyendo indicadores
prospectivos.
- AN esta entre las 3 primeras desde el 2007
• Énfasis en “Crear Valor En Soluciones Eco
Premium”
• Reducción de uso de energía, emisiones y
conservación de recursos alineados con
nuestros principios
Oportunidad para mejora en Sustentabilidad Basada en 3 áreas focales
1. Reducción de Emisiones y Energía
• Mezclas Tibias
• Mezclas Frías
• Eliminación de Asfaltos Cortados
2. Conservación de Recursos – Reciclado
• Pavimentos Asfalticos Reciclados (RAP)
• Tejas de Asfalto Recicladas (RAS)
• Caucho recuperado (neumáticos)
• Uso de Escoria de Acero
• Vidrio
Beneficios de las Mezclas Tibias al Medio Ambiente
1. Reducción de emisiones en la planta de mezcla
- Reducción de Emisiones del 30 al 50% - NAPA
2. Reducción de vapores y aerosoles
- Operador Pavimentadora >50%
- Operador de Regla >50%
- Reinhold Rühl and Ralf Baier, Foro Alemán
BITUMEN
- Menor Polución del Ambiente Laboral para
todo el equipo de pavimentación
3. Permite a las plantas asfálticas operar en áreas congestionadas
4. Aumento en el uso de materiales como RAP reduciendo aun mas el impacto de la pavimentación en el medio ambiente
Menos Energia y Menos impacto en el medio Ambiente
Mezclas Tibias Beneficios Practicos
1. Ahorro en Combustible
2. Reduce el desgaste de los equipos
3. Mayor Productividad
• Climas Fríos /Trabajos Nocturnos
• Extender temporada de pavimentación
• Distancias mas Largas
4. Mejora la densidad de compactación
• Aumenta la vida útil del pavimento
5. Posibilidad de usar mas RAP, mejora en el costo
Proyectos de Mezclas Tibias en los que AkzoNobel estuvo involucrada Selección de proyectos 2007 a 2011
11
Selección de Proyectos 2012 América Central y América del Sur
Surface Chemistry
12
Selección de Proyectos 2012 Canadá y USA
Surface Chemistry
Evolución Uso de Mezclas Tibias, Encuesta NAPA
Encuesta RAP, RAS & WMA, Kent R. Hansen, P.E., NAPA,
Segunda Conferencia Internacional Mezclas Tibias, 2011, St Louis,
MO
Uso de RAP en Asfaltos Calientes o Tibios - Encuesta NAPA
1. Incremento en el uso de RAP especialmente cuando el
costo del ligante asfáltico es de aprox. US$600/ton
2. Reduce la demanda de nuevos agregados
3. Reduce Huella de Carbono
4. Contiene materiales valiosos
- Agregado ~95% >US$10/ton
- Asfalto ~5% ~US$600/ton
- Valor Total >$39.50/Ton (menos costo proceso)
Consideraciones cuando se usa RAP en Mezclas Tibias
• El grado PG del asfalto oxidado en RAP esta en un rango de PG 82
a PG 94
• La temperatura de mezcla debe estar por encima de esas
temperaturas
• Hasta cierto punto una menor oxidación en el ligante virgen ayuda a
compensar la oxidación del asfalto oxidado del RAP
• Con rangos de uso de RAP mayores al 30% se usan ligantes más
blandos (PG 58-28 en lugar de PG 64-22)
• Cuando se usa RAP la fatiga y agrietamientos a bajas temperaturas
son aspectos a tomar en cuenta cuando se diseñan mezclas
calientes o tibias
Programa de Modernización del Aeropuerto O’Hare Chicago Ill USA
Programa de Modernización O’Hare (OMP) Mezcla Tibia conteniendo RAP
• OMP es uno de los mas grandes programas de rehabilitación en US
• El objetivo del programa es modernizar el sistema de pistas
• OMP promueve tecnologías Verdes en pavimentación
• Uso de mezclas tibias con varios niveles de uso de RAP
• Uso de múltiples capas de mezclas tibias con Rediset® LQ en la pista de maniobras
• 70,000 Tons de mezcla tibia
Programa de Modernización O’Hare(OMP) Distintas mezclas tibias usadas
Fecha Grado PG Aditivo Tipo de mezcla Espesor (In) RAP%
Sept to Dec 2011 58-22 1% K110H2208 WMA BIT
Base CSE, N50 REC 4 40
Sept to Dec 2011 64-22 0.65% K110H2204 WMA BIT,
N50, 19.0 REC Binder 3 + 3 20
Sept to Dec 2011 64-22 0.40% K110H2409 N70
DREC Surf 3 10
Sept to Dec 2011 64-22 0.40% ATPB 6 0
• La mayor parte de los trabajos de realizaron entre Sept y Dic
2011
• Los trabajos se extendieron hasta el 2012
Tipo de Mezcla RAP Temp.
Reducción de
temperatura Temperatura
% Aire 0F & 0C 0F & 0C Densidad
Planta Pista Planta Regla %
K110H2208 WMA BIT Base
CSE, N50 REC 40 40-75 F 40-50 40-60 260-270 240-260
Rango
94.4 to 95.1
4-24 C 22-28 22-33 127-130 116-127 K110H2204 WMA BIT, N50,
19.0 REC Binder 20 40-75 F 40-50 40-60 260-270 240-260 95.9, 95.8
4-24 C 22-28 22-33 127-130 116-127
K110H2409 N70 DREC
Surf 10 40-75 F 40-50 40-60 280 270
Rango
93.2 to 94.5
4-24 C 22-28 22-33 138 130
ATPB 0 40-75 F 40-50 40-60 260-270 240-260 95.4
4-24 C 22-28 22-33 127-130 116-127
Programa de Modernización O’Hare(OMP) Temperaturas y densidades
Programa de Modernización O’Hare(OMP) Evaluación de sensibilidad a la humedad para mezclas tibias
Tipo de mezcla Asfalto RAP Sensibilidad a Humedad
PG %
TSR, % Hamburg
K110H2208 WMA BIT Base CSE,
N50 REC PG 58-22 40 86.1
-9.3 mm @20,000
pasadas
K110H2204 WMA BIT, N50, 19.0
REC Binder PG 64-22 20 95.3
-7.6 mm @20,000
pasadas
K110H2409 N70 DREC Surf PG 64-22 10 95.3
-5.8 mm @10,000
pasadas
-9.3 mm @20,000
pasadas
O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Capa Intermedia 07/10/2011
O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Finalización capa de rodadura - 11/01/2011
O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Pavimentación Base - 01/11/2011
O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia - Pavimentación Base - Compactado en la mitad del tiempo 01/11/2011
• Compactado <55oC
• Se pudo pasar rodillos mucho antes
• Compactado en la mitad del tiempo comparado con mezclas en caliente
O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia - Pavimentacion Base - Compactado en la mitad del tiempo 01/11/2011
O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia
• Mezcla Tibia 6” ATPB + 6” Capa Intermedia + 19” concreto (calle de maniobras)
O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Pista de maniobras
O’Hare OMP Aplic. Mezcla Tibia Oficial de la FAA visitando el proyecto
Mezcla Tibia Con Caucho Recuperado de Neumaticos
• USA genera cerca de 300 millones de Neumáticos de desecho cada año
• Muchos conflictos ambientales
• ~260 millones consumen/reciclan
• ~52% usadas como combustible
• ~12% usadas como caucho molido
• Una porción de esto es usado para modificar asfalto
– Asociación de Fabricantes de Caucho 2006
Asfalto modificado con Caucho de Neumáticos
• Proceso Seco
• Caucho molido usado como parte de los agregados finos
• Resultados variables
• Proceso Húmedo Típico
• Más ampliamente usado CA, AZ, FL
• 18-22% caucho molido (#8 a #10 tamaño máximo)
• Mezcla a 175-190oC por 45-60 minutos
• Las partículas se hinchan intercambiando compuestos con el asfalto
• La mezcla necesita ser producida y aplicada en cierto tiempo
1. Chip Seal aplicado en Caliente
2. Material para juntas y sellado de grietas
3. Mezclas calientes y tibias modificadas con caucho
• Carreteras más duraderas
• Costo efectivo a largo plazo
• Carreteras menos ruidosas
- Los vapores del asfalto modificado a altas temperaturas es motivo de preocupación
- Especialmente aplicable para mezclas tibias
Website de la Agencia de
protección del medioambiente
(USA)
Asfalto modificado con Caucho de Neumáticos - Usos
• Proyecto de Ley 338 – 35% de todas las mezclas calientes deben tener asfalto Modificado con Caucho de llantas en 2013
R. G. Hicks, D.Cheng, T.Teesdale, Tech Report: 2010 –
103TM, Tecnologías para el uso de Asfalto caucho en
pavimentación con Mezclas Tibias
Conclusiones and recomendaciones:
• Permite aplicar durante la noche y en climas fríos
• Puede mejorar la trabajabilidad de las mezclas con Asfalto Caucho.
• Puede mejorar las condiciones de trabajo.
• Reduce humos y olores desagradables característicos
• Hasta la fecha, la performance inicial de las mezclas tibias con asfalto caucho aplicadas en California es buena
Confirmado por el trabajo presentado por el Dr. David Jones - D. Jones, R. Wu, C. Barros, J. Peterson, Investigación e implementación de mezclas tibias con asfalto y caucho en California, 2012
Asfalto modificado con Caucho de Neumáticos en California
Proyecto de Mezcla Tibia con Asfalto Caucho en El Centro, California
DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Rediset® LQ
Contenido de ligante:
7.6% en peso de agregado
seco
Dosificación Rediset® LQ: 0.75% en peso del ligante
Asfalto Base: PG70-10
Contenido de Caucho:
18.0% en peso de Asfalto
Temperatura del Aire 30C a 37C
Temperatura Producción 145-150C
Temperatura Aplicación 127C
Tiempo de transito
30-45 min
DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Rediset® LQ
DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Aplicación Rediset® LQ
Surface Chemistry 35
DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Aplicación Rediset® LQ
Densidades promedio 93.9%
•DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Rediset® LQ - Densidades
• Rediset® LQ fue de muy simple adición y mezclado
• Se cumplieron todas las especificaciones en especial densidades
• Sin problemas de pegajosidad en los equipos
• Sin humos, nieblas o olores
• Se confirmaron reducciones de temperaturas
•DISTRITO 11 RWMA-G PROYECTO I-8 –El Centro, CA. Rediset® LQ - Observaciones
Tecnologías sustentables para mezclas asfálticas
• Combinaciones de mezclas tibias y reciclados son
especialmente sustentables
• Mezclas tibias tienen otros beneficios además de reducir
emisiones y ahorrar energía
• Permite el de mayores contenidos de RAP
- Aparte del beneficio medioambiental ayuda a mejorar
costos de mezcla
• Mezclas Tibias son una buena forma de usar mas Caucho
molido de neumáticos
- Mejora la performance a largo plazo de la mezcla
- A medida que aumenta el costo del asfalto la diferencia de
costo entre HMA y RHMA se esta diluyendo
- Mezclas tibias ayudan a reducir humos, olores y
emisiones asociadas a RHMA
Preguntas?
41 Surface Chemistry
Tecnologías sustentables para mezclas asfálticas