Optimización de tiempo y T de mezclado_edit_jpa

Información requerida para la inscripción de proyectos en Vicerrectoría de
Investigación
Proyecto: OPTIMIZACIÓN
ASFALTO CON SBS
DEL TIEMPO Y LA TEMPERATURA DE MODIFICACIÓN DE
Responsable(s)
Cédula
1er apellido
2do apellido
108600998
109000384
110530164
Castro
Salazar
Araya
Rodríguez
Delgado
Zúñiga
Nombre
Ellen
Jorge
Cindy
Grado
académico
Licenciatura
Bachiller
Estado en
régimen
Ninguno
Ninguno
Ninguno
Antecedentes y Justificación del proyecto.
A nivel mundial, cada vez es más común el uso de productos que modifican las
características del asfalto para mejorar su desempeño en la mezcla asfáltica. A nivel
nacional, con la introducción de especificaciones de materiales y diseño más actualizadas
(ej. CR-2010) se promueve cada vez más el uso de dichos materiales.
Los modificantes son, generalmente, polímeros que producen casas comerciales, las cuales
recomiendan las condiciones de mezclado (tiempo, temperatura y dosis) con las que se
podría obtener un resultado óptimo con su producto. Sin embargo, también influyen en los
resultados el equipo utilizado y las características del asfalto. Por esta razón antes de
modificar el asfalto se deben considerar los siguientes parámetros (Wulf, 2008):
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
Tipo de polímero.
Estado y tamaño de partícula
Características del asfalto
Tipo de equipo
Tiempo y temperatura durante el mezclado
La compatibilidad entre el asfalto y el polímero
Uno de los aspectos que genera más incertidumbre en Costa Rica es la temperatura de
mezclado, pues se considera que el asfalto no se debe modificar a temperaturas superiores
a los 160 °C, pero para la mayoría de los polímeros utilizados a nivel mundial se incorporan
al asfalto a temperaturas iguales o superiores a 160 °C.
Los polímeros Tipo I, como el SBS (estidieno-butadieno-estidieno) son de los más
utilizados a nivel mundial por la baja dosis que requieren y por los resultados que generan,
entre otras razones. Para este tipo de polímeros se recomienda que el mezclado se realice
entre 180 °C y 190 °C a un tiempo tal que permita la dispersión del polímero en el asfalto
(Wulf, 2008).
Para verificar las condiciones que mejor se aplican al tipo de asfalto que se utiliza en Costa
Rica y las que provocan cambios significativos en el desempeño del asfalto, se propone una
investigación que optimice las variables involucradas.
Descriptores.
Asfalto, Asfalto modificado, SBS.
Objetivo General.
Definir las condiciones óptimas de mezclado durante la modificación con SBS del asfalto
que se utiliza en Costa Rica, que produzcan cambios significativos en las características
químicas, físicas y de desempeño del material modificado.
Ubicación geográfica del proyecto
País: Costa Rica
Provincia: Todas las provincias.
Cantón: Todos los cantones.
Impacto del proyecto
El Impacto consiste en: Determinar las condiciones óptimas de modificación con SBS
para el tipo de asfalto que se distribuye en Costa Rica para asegurar el mejoramiento en el
desempeño del mismo.
Población beneficiaria directa
Quien o quienes: Se beneficia el MOPT y CONAVI al lograr identificar las condiciones
que debe solicitar cuando se utilice asfalto modificado y al conocer el desempeño que se
alcanzaría cuando se utilice SBS como modificante.
Cantidad de población beneficiada: 4 millones de habitantes.
Beneficio Obtenido: Definir las condiciones óptimas del proceso de modificación del
asfalto que se distribuye en Costa Rica.
Beneficio que recibirá la UCR con la ejecución del proyecto:
Cumplir las tareas que le asigna la Ley 8114 al LanammeUCR, la cual tiene el objetivo de
garantizar la eficiencia de la inversión pública y procurar la calidad de la red vial nacional.
Específicamente se contribuye a los siguientes objetivos de la ley mencionada:
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Programas de investigación sobre problemas de la infraestructura vial pavimentada
del país.
Asesoramiento técnico al jerarca superior de la Dirección de Vialidad del MOPT,
así como al Ministro y viceministro del sector.
Procedimiento y/o metodología
En el proyecto se harán varias modificaciones de asfalto manteniendo la dosificación de
SBS constante en 2,5 %, variando la temperatura, el tiempo de mezclado y el tamaño de
partícula del modificante.
Se realizan ensayos para conocer las características del asfalto original y de cada uno de los
asfaltos que han sido modificados, con el propósito de comparar los efectos de los
modificantes en las características analizadas y para definir cuáles son las condiciones
óptimas de mezclado.
Algunas de las características que se estudian son parámetros tradicionales, que permiten
identificar, a través de ensayos rutinarios, los posibles cambios que se presentan al variar
las condiciones de mezclado. Estas variables son viscosidad rotacional, recuperación
elástica y punto de ablandamiento.
También se estudiarán los parámetros reológicos del diseño SUPERPAVE para identificar
los cambios en el desempeño del asfalto al variar las condiciones de mezclado.
Adicionalmente se estudiará el comportamiento termogravimétrico, la composición
química a través de espectrofotometría infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR) y se
realizarán análisis de fuerza atómica para observar la matriz del asfalto modificado.
Se definirán las temperaturas y los tiempos a analizar de acuerdo con las prácticas aplicadas
en el país, en estudios realizados en otros países y en las recomendaciones de los
proveedores del modificante.
Recursos con que cuenta el proyecto
La inversión que implica el proyecto será cubierta con los fondos de la Ley 8114 de
Simplificación y Eficiencia Tributaria.
El LanammeUCR dispone del personal que realizaría los ensayos y la interpretación de los
mismos y cuenta con el equipo necesario realizar los ensayos requeridos para el proyecto.
Para asegurar la homogeneidad de la muestra se utiliza el asfalto patrón del LanammeUCR.
Evaluación del Impacto
Comunicación de resultados a RECOPE, MOPT-CONAVI y a empresas constructoras.
Durante el Foro de Investigación en Infraestructura Vial, actividad anual que desarrolla el
LanammeUCR para presentar a los diferentes sectores los proyectos de investigación
desarrollados en esta área, se solicita a los participantes (Administración, contratistas,
laboratorios, etc.) que valoren la importancia de los productos obtenidos en las
investigación en beneficio de sus sectores. Además, este proyecto surge de una encuesta
que llenan los participantes del Foro en donde se definen necesidades de investigación.
Evaluación
Para evaluar el comportamiento del asfalto, las condiciones que se determinen como
óptimas serán comparadas con los resultados de otros proyectos similares.
Objetivo General.
Determinar la temperatura, el tiempo de mezclado y tamaño de partícula óptimo para el
asfalto AC-30 modificado con un SBS al 2,5%.
Objetivos Específicos del Proyecto.
Objetivo Específico 1
Analizar las propiedades del asfalto modificado con SBS al 2,5% a diferentes temperaturas,
tiempos de mezclado y tamaño de partícula, a través de ensayos tradicionales.
Indicador: Resultados de los ensayos.
Objetivo Específico 2
Estudiar las propiedades reológicas del asfalto modificado con SBS al 2,5% a diferentes
temperaturas, tiempos de mezclado y tamaño de partícula.
Indicador: Resultados de los ensayos.
Objetivo Específicos 3
Analizar las propiedades termogravimétricas y químicas del asfalto modificado con SBS al
2,5% a diferentes temperaturas, tiempos de mezclado y tamaño de partícula.
Indicador: Resultados de los ensayos.
Objetivo Específicos 4
Obtener imágenes del análisis de fuerza atómica para estudiar la matriz del asfalto
modificado con SBS al 2,5% a diferentes temperaturas, tiempos de mezclado y tamaño de
partícula.
Indicador: Resultados de los ensayos.
Objetivo Específicos 5
Comparar los resultados obtenidos para determinar las condiciones de temperatura y de
tiempo de mezclado óptimo para el polímero utilizado.
Indicador: Comparación de resultados.
Actividades
Elaboración de la propuesta.
Búsqueda de información bibliográfica y revisión de la información:
Modificación del asfalto bajo las diferentes condiciones establecidas.
Ejecución de los ensayos
Análisis de resultados
Comparación de los resultados
Redacción de informe final
X
X
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Junio
Enero
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Mayo
Diciembre
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Abril
Noviembre
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Febrero
Octubre
Elaboración de la propuesta
Búsqueda de información
Modificación del asfalto
Ejecución de los ensayos
Análisis de resultados
Comparación de resultados
Informe final
Septiembre
Etapas
Marzo
2013
2012
Agosto
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
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X X
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