Tesis Bach. Luis Espinoza 01 PDF
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“HERMILIO VALDIZÁN”
TESISTA:
BACH. SEMILI LUIS ESPINOZA JAPA
Huánuco – Perú
2018
1
DEDICATORIA:
i
AGRADECIMIENTO:
ii
RESUMEN
El presente trabajo de investigación presenta lo concerniente a la utilización del
plástico PET reciclado y fundido como agregado Ligante, para elaborar mezclas
asfálticas, aunque no es aplicado en forma tradicional, es de mucha importancia,
porque se puede utilizar en la pavimentación, en el mantenimiento de muchas
calles de la ciudad de Huánuco que se encuentra en deterioro progresivo y a la
vez mitigar con la contaminación del medio ambiente, ya que los plásticos tardan
en degradarse en el medio ambiente más de 500 años, acarreando consigo
daños irreparables en el ecosistema terrestre y marina.
Este proyecto de investigación se realizó con el fin de presentar el desempeño
de la mezcla asfáltica elaborado con plástico PET reciclado proveniente de una
fundición a temperaturas adecuadas (dependerá de la carta Viscosidad vs
Temperatura); sin embargo, el plástico reciclado fundido puede tener algunas
propiedades diferentes al hecho con los materiales asfálticas tradicionales que
existen en el mercado para el diseño de pavimentos flexibles.
Los asfaltos son aquellos materiales bituminosos obtenidos del residuo de las
refinerías de petróleo y los plásticos PET en su composición contiene más del
50% de petróleo, esta característica común nos motivó proponer materiales
ligantes fuertes y durables con la debida atención en las pruebas de laboratorio.
Para verificar Los parámetros físicos y estructurales, se realizó un diseño de
mezcla en caliente con cemento asfaltico y un diseño de mezcla en caliente con
plástico reciclado PET fundido, siguiendo el procedimiento del ensayo Marshall
(MTC E 504). Los cuales fueron ensayadas a pruebas de Estabilidad y Fluencia,
con los requisitos que estable la norma.
iii
La metodología a seguir plantea optimizar la proporción del plástico reciclado
fundido, para responder a las solicitaciones de carga y tráfico para un tipo de
tránsito bajo con 35 golpes de ensayo Marshall.
En la parte práctica se realizaron 15 briquetas con cemento asfaltico tradicional
PEN 60/70 y 45 briquetas con diferentes porcentajes 18%=4*4.5, 20%=4*5,
22%=4*5.5, 24%=4*6 y 26%=4*6.5, de plástico (PET) con relación al peso total
por briqueta.
Se utilizó agregado grueso y fino de piedra chancada de la Cantera Figueroa-
Yanag, que se encuentra a 20 minutos de la ciudad de Huánuco, el cual cumple
con las propiedades físicas y mecánicas para el diseño de pavimentos asfalticos,
para los ensayos de los agregados se usó el manual de Ensayo de Materiales
RD N° 18-2016 MTC/14.
A la luz de los datos y tras el resultado obtenido a través del contraste de hipótesis
realizado, se concluye que el material propuesto con PLASTICO PET FUNDIDO,
tiene un comportamiento diferente al ASFALTO TRADICIONAL, ya que las
briquetas no permiten realizar el ensayo RICE ASTM D2041 (gravedad teórica
máxima), por sus características rígidas (Ver Fotografía N° 13), dicho ensayo es
importante para calcular el Volumen de Vacíos (Vv), y seguir con el Ensayo
Marshall para calcular el contenido óptimo de material ligante; Es decir resulto
ser un material no flexible (característica de los pavimentos elaborados con
material asfaltico), propios de un concreto hidráulico. Finalmente la mezcla
elaborada con plástico PET reciclado, no tiene una característica común al
asfalto tradicional, por ende no puede analizarse con los parámetros establecidos
por las normas para mezclas Asfálticas.
iv
Palabras claves:
PET: Polietileno Tereftalato (más conocido por sus siglas en inglés PET,
polyethylene terephthalate) es un tipo de plástico muy usado en envases de
bebidas y textiles, está hecho de petróleo crudo, gas y aire. Un kilo de PET está
compuesto por 64% de petróleo, 23% de derivados líquidos del gas natural y
13% de aire.
AGREGADOS PÉTREOS.: Son materiales granulares sólidos inertes que se
emplean en los firmes de las carreteras con o sin adición de elementos activos
y con granulometrías adecuadas; se utilizan para la fabricación de productos
artificiales resistentes, mediante su mezcla con materiales aglomerantes de
activación hidráulica (cementos, cales, etc.) o con ligantes asfálticos. (Smith M.
R. and L. Collins, 1994).
GRANULOMETRIA: Graduación del tamaño de las piedras o granos que
constituyen los agregados fino y grueso. Método para determinar dicho
graduación.
BRIQUETAS: El Método Marshall utiliza briquetas de 100 mm (4.0 pulg) de
diámetro y 63,5 mm (2.5 pulg) de altura, las cuales son preparadas siguiendo
un procedimiento normalizado de calentamiento, mezclado y compactación
dinámica de la mezcla.
MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE: Se fabrican con asfaltos a unas
temperaturas elevadas, en el rango de los 150 grados centígrados, según la
viscosidad del ligante, se calientan también los agregados pétreos, para que el
asfalto no se enfríe al entrar en contacto con ellos
METODO MARSHALL: El Método Marshall, tal como ha sido normalizado por
la ASTM, adoptado por la ASTM bajo la codificación ASTM D1559, es aplicable
v
a mezclas asfálticas en caliente elaboradas con cemento asfáltico y agregados
de granulometría densa o fina, con un tamaño nominal máximo de 25 mm.
Se utiliza tanto para el diseño en laboratorio como para el control de mezclas
elaboradas en planta. Su empleo en mezclas abiertas es de relativa
conveniencia, y exige la aplicación del criterio del ingeniero para que conduzca
a resultados confiables.
vi
SUMARY
This research work presents what concerns the use of recycled and melted PET
plastic as an aggregate Binder, to make asphalt mixtures, although it is not
applied in a traditional way, it is very important, because it can be used in paving,
in maintenance of many streets of the city of Huánuco that is in progressive
deterioration and at the same time mitigate with the contamination of the
environment, since plastics take time to degrade in the environment for more
than 500 years, causing irreparable damage to the terrestrial ecosystem and
Marine.
This research project was carried out in order to present the performance of the
asphalt mix made with recycled PET plastic from a foundry at adequate
temperatures (it will depend on the Viscosity vs Temperature chart); however,
molten recycled plastic may have some properties different from that of
traditional asphalt materials that exist in the market for the design of flexible
pavements.
Asphalts are those bituminous materials obtained from the residue of oil
refineries and PET plastics contain more than 50% of oil, this common
characteristic motivated us to propose strong and durable binding materials with
due attention in laboratory tests.
To verify the physical and structural parameters, a hot mix design was made
with asphalt cement and a hot mix design with molten PET recycled plastic,
following the Marshall test procedure (MTC E 504). Which were tested to tests
of Stability and Fluence, with the requirements established by the standard.
vii
The methodology to be followed proposes to optimize the proportion of molten
recycled plastic, to respond to load and traffic loads for a low traffic type with 35
strokes of the Marshall test.
In the practical part, 15 briquettes were made with traditional asphalt cement
PEN 60/70 and 45 briquettes with different percentages: 18% = 4 * 4.5, 20% =
4 * 5, 22% = 4 * 5.5, 24% = 4 * 6 and 26% = 4 * 6.5, plastic (PET) in relation to
the total weight per briquette.
Thin and fine aggregate of crushed stone from the Cantera Figueroa-Yanag
was used, which is located 20 minutes from the city of Huánuco, which meets
the physical and mechanical properties for the design of asphalt pavements, for
the tests of the aggregates the Materials Testing Manual RD No. 18-2016 MTC
/ 14 was used.
In the light of the data and after the result obtained through the test of the
hypothesis, it is concluded that the material proposed with PLASTICO PET
FUNDIDO has a different behavior than the TRADITIONAL ASPHALT, since the
briquettes do not allow the RICE ASTM D2041 test. (maximum theoretical
gravity), due to its rigid characteristics (See Photograph No. 13), this test is
important to calculate the Volume of Voids (Vv), and continue with the Marshall
Test to calculate the optimum content of binder material; In other words, it turned
out to be a non-flexible material (characteristic of pavements made with asphalt
material), typical of a hydraulic concrete. Finally, the mixture made with recycled
PET plastic does not have a characteristic common to traditional asphalt,
therefore it can not be analyzed with the parameters established by the
standards for Asphalt mixtures.
viii
Keywords:
beverages and textiles, is made of crude oil, gas and air. One kilo of PET is
made up of 64% oil, 23% liquid derivatives of natural gas and 13% air.
TENDERED AGGREGATES: They are inert solid granular materials that are
used in the road surfaces with or without the addition of active elements and
with suitable granulometries; they are used for the manufacture of resistant
(cements, limes, etc.) or with asphalt binders. (Smith M. R. and L. Collins, 1994).
BRIQUETTES: The Marshall Method uses 100 mm (4.0 in) diameter and 63.5
mm (2.5 in) high briquettes, which are prepared following a standard procedure
of the binder, the stone aggregates are also heated, so that the asphalt does not
ix
METHOD MARSHALL: The Marshall Method, as standardized by ASTM,
made with asphalt cement and aggregates of dense or fine granulometry, with a
It is used both for laboratory design and for the control of mixtures made in the
plant. Its use in open mixtures is of relative convenience, and requires the
x
ÍNDICE
RESUMEN................................................................................................................................................... iii
SUMARY.................................................................................................................................................... vii
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................ 1
CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .............................................................................. 3
1.1. Fundamentación del problema ......................................................................................................... 4
1.2. Formulación del problema. .............................................................................................................. 5
1.2.1. Problema general: ...................................................................................................................... 5
1.2.2. Problemas específicos: ............................................................................................................. 5
1.3. Objetivos. ......................................................................................................................................... 6
1.3.1. Objetivo general: ...................................................................................................................... 6
1.3.2. Objetivos específicos: ............................................................................................................... 6
1.4. Justificación e importancia: .............................................................................................................. 7
1.5. Limitaciones:.................................................................................................................................... 8
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO ............................................................................................................ 9
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN: ............................................................................ 10
2.2. BASES TEÓRICAS: ...................................................................................................................... 20
2.2.1. Mezclas asfálticas ................................................................................................................... 20
2.2.2 Funcionabilidad de las mezclas asfálticas .................................................................................. 20
2.2.3. Clasificación de las mezclas asfálticas .................................................................................. 22
2.2.4 Componentes de una mezcla asfáltica ....................................................................................... 25
2.2.5 Plástico ...................................................................................................................................... 28
2.2.5.1 Definición ................................................................................................................................ 28
2.2.6 Agregados Pétreos ...................................................................................................................... 28
2.2.7 Diseño de mezclas asfálticas mediante el método Marshall ..................................................... 38
2.2.8 Especificaciones normativas para la metodología ..................................................................... 45
CAPITULO III: MARCO METODOLÓGICO ...................................................................................... 52
3.1. Hipótesis:.......................................................................................................................................... 53
3.1.1 Hipótesis general: ....................................................................................................................... 53
3.1.2 Hipótesis especifica: ................................................................................................................... 53
3.2. Tipo de la investigación: ................................................................................................................. 54
xi
3.3. Nivel de la investigación: ................................................................................................................ 54
3.4. Diseño de la investigación: ............................................................................................................. 54
3.5. Sistema de variables: ...................................................................................................................... 55
3.6. Operación de variables .................................................................................................................... 55
3.7. Determinación del universo / población:......................................................................................... 56
3.8. Selección de la muestra:.................................................................................................................. 56
3.9 Procesamiento y presentación de datos: ............................................................................................ 57
CAPITULO IV: RESULTADOS ................................................................................................................. 58
4.1 Resultados ....................................................................................................................................... 59
4.1.1. Ensayo de agregado grueso. .................................................................................................... 59
4.1.2. Ensayo de Durabilidad (al sulfato de magnesio) ..................................................................... 62
4.1.3. Abrasión Los Ángeles. ............................................................................................................ 63
4.1.4. Partículas chatas y alargadas. .................................................................................................. 64
4.1.5. Caras fracturadas. .................................................................................................................... 65
4.1.6. Absorción ................................................................................................................................ 66
4.2. Ensayo de agregado fino. ................................................................................................................ 67
4.2.1. Gravedad especifica de agregado fino natural........................................................................... 67
4.2.2. Gravedad especifica de agregado fino chancada. .................................................................... 68
4.3. Análisis de la viscosidad del plástico. .............................................................................................. 69
4.4. Ensayos Marshall a la mezcla asfáltica Tradicional. ....................................................................... 70
4.4. 1. Determinación del contenido óptimo de asfalto ....................................................................... 76
4.5. Ensayos Marshall a la mezcla asfáltica modificada con plástico PET fundido. ............................... 82
4.5. 1. Determinación del contenido óptimo de plástico PET fundido. ............................................... 88
CAPITULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................ 93
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................................ 99
ANEXOS
- RESULTADOS DE ENSAYOS DE LABORATORIO
- PANEL FOTOGRAFICO
xii
ÍNDICE DE
TABLAS
xiii
TABLA N° 29: DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA CON PLASTICO PET AL (20% DE PESO
TOTAL DE MUESTRA).................................................................................................................................. 84
TABLA N° 30: DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA CON PLASTICO PET AL (22% DE PESO
TOTAL DE MUESTRA).......................................................................................... 85
TABLA N° 31: DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA CON PLASTICO PET AL (24% DE PESO
TOTAL DE MUESTRA)....................................................................................... 86
TABLA N° 32: DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA CON PLASTICO PET AL (26% DE PESO
TOTAL DE MUESTRA)........ ……………………………………………………………87
TABLA N° 33: PORCENTAJE ÓPTIMO PROBABLE DE PLASTICO PET................…………88
TABLA N° 34: CARACTERISTICAS DEL DISEÑO TRADICIONAL Y PLASTICO PET. ....92
xiv
ÍNDICE DE GRÁFICOS
GRÁFICO N° 1: GRAFICO DEL METODO DEL CUADRADO............................................. 36
GRÁFICO N° 2: GRAFICO DEL METODO DEL TRIANGULO............................................. 38
GRÁFICO N° 3: CURVA GRANULOMETRICA DE GRADACION DE AGREGADOS................. 61
GRÁFICO N° 4: CARTA VISCOSIDAD VS TEMPERATURA DE PLASTICO PET.......................... 69
GRÁFICO N° 5: PORCENTAJE DE CEMENTO ASFALTICO VS PESO ESPECIFICO……………….77
GRÁFICO N° 6: PORCENTAJE DE CEMENTO ASFALTICO VS PORCENTAJE DE VACIOS..... 78
GRÁFICO N° 7: PORCENTAJE DE CEMENTO ASFALTICO VS ESTABILIDAD............................. 78
GRÁFICO N° 8: PORCENTAJE DE CEMENTO ASFALTICO VS PORCENTAJE DE (VMA)…..... 79
GRÁFICO N° 9: PORCENTAJE DE CEMENTO ASFALTICO VS FLUJO................................. 80
GRÁFICO N° 10: PORCENTAJE DE CEMENTO ASFALTICO VS PORCENTAJE DE (V.LL.C.A... 81
GRÁFICO N° 11: PORCENTAJE DE PLASTICO PET VS PESO ESPECÍFICO........................ 89
GRÁFICO N° 12. PORCENTAJE DE PLASTICO PET VS PORCENTAJE DE VACIOS……………….. 90
GRÁFICO N° 13. PORCENTAJE DE PLASTICO PET VS ESTABILIDAD.................. ............. 91
xv
ÍNDICE DE FIGURA
xvi
ÍNDICE DE FOTOGRAFIA
xvii
INTRODUCCIÓN
Uno de los problemas más serios que afronta nuestra ciudad de Huánuco
en la actualidad, es la contaminación por residuos plásticos, los cuales se
encuentran dispersos en botaderos, calles, rio Huallaga e inclusive dentro
de las casas, las botellas de plástico invaden como basura, generando la
contaminación ambiental.
Por este motivo la presente investigación se realizó con el fin de proponer
un diseño ecológico y económico de mezcla asfáltica con plástico PET
reciclado para pavimentación de carpetas asfálticas de bajo tránsito.
Con respecto al medio ambiente con el diseño que proponemos se
ayudaría mucho a mantener limpio nuestro medio ambiente al reciclar
productos plásticos y poder aprovechar sus características dándoles un
uso técnico en el diseño de pavimentos flexibles ya que la contaminación
producida por ellos en nuestro país es algo que se da a cada día y en
aumento por lo que también contribuiría a una cultura de educación
ambiental a las personas.
Los materiales ligantes que se emplean para la pavimentación de calles y
vías, existentes en la actualidad son de gran variedad, sin embargo, este
producto se está dando a conocer, por lo tanto no existen fuentes escritas
de información sobre el tema; la mayoría de la información de este trabajo
fue recopilada de páginas webs y estudios que contenían información
parecida.
Para el desarrollo de la tesis se plantearon los siguientes
capítulos:
1
Capítulo II: Es el marco teórico, la teoría que respalda la
investigación y el procedimiento del ensayo Marshall.
Capítulo III: La metodología a emplear, el enfoque del desarrollo de la
tesis, variables, hipótesis.
Capítulo IV: Resultados
Capítulo V: Conclusiones y recomendaciones.
2
CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
3
1.1. Fundamentación del problema
En la ciudad de Huánuco el problema del plástico reciclado es muy complejo.
La mayor parte de los desechos plásticos PET se manejan de forma
inadecuada, como basura se encuentra dispersa básicamente en botaderos
como, lotes, calles de la ciudad y hasta en las propias casas. Es por esto la
importancia de conocer e incentivar a la utilización del plástico reciclado para
fabricar mezcla asfáltica en caliente en la ciudad de Huánuco.
Los estudios sobre el reciclado de plásticos PET en la actualidad ya casi es
una realidad, con esto se pretende ofrecer una visión global de la
problemática y situación referente a los residuos plásticos y la contaminación.
Por eso nosotros vimos por conveniente seleccionar el tema: UTILIZACION
DEL PLASTICO PET RECICLADO COMO AGREGADO LIGANTE PARA UN
DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE DE BAJO TRANSITO EN
LA CIUDAD DE HUANUCO-2018, por razones de desconocimiento del tema,
al aumento progresivo de la contaminación ambiental y a la importancia que
tendría en la ciudad la fabricación de mezcla asfáltica con material reciclado,
planteamos la siguiente interrogación:
El problema central que se plantea resolver es ver si el plástico PET reciclado,
sirve como agregado ligante para diseñar mezcla asfáltica en la ciudad de
Huánuco.
4
1.2. Formulación del problema.
5
1.3. Objetivos.
6
1.4. Justificación e importancia:
7
1.5. Limitaciones:
8
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO
9
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN:
Nivel internacional:
Empresa escocesa, ha conseguido fabricar carreteras
más sostenibles con plástico reciclado, pronto tu bote de gel podría formar
parte de la vía por la que circules. Las carreteras están de moda, está claro
y experimentar con ellas y los materiales que las componen para hacerlas
sostenibles, innovadoras y energéticas, también. En I’mnovation hemos
hablado de carreteras que cargan los coches mientras circulan sobre ellas,
carreteras que generan su propia luz, o de carreteras solares que dan
energía al alumbrado público de poblaciones cercanas… Bien, pues esta
semana nos hacemos eco de una innovación más: carreteras fabricadas con
plástico reciclado, como lo lees. Y es que ¿será posible utilizar residuos para
construir vías de comunicación y redimir de esa manera casi poética la
basura? Parece que sí. De hecho, en el Reino Unido ya se ha empezado a
circular por ellas.
MR6, el nombre del asfalto sostenible, Según los datos,
existen en el mundo alrededor de 40 millones de kilómetros de carreteras
fabricadas, generalmente, mediante rocas y arenas mezcladas con betún, lo
que viene siendo el asfalto que todos conocemos. Pero la empresa
escocesa MacRebur ha conseguido desarrollar un tipo de plástico que
puede sustituir parte de esa mezcla y que, lo más importante, está formado
100 % por residuos reciclados. El MR6, así se llama este material, no solo
llama la atención por lo novedoso, sino porque es tremendamente sostenible,
ya que podría ser la solución para muchos de los desechos plásticos que
generamos.
La empresa asegura que puede eliminar el 10% de betún que se utiliza en la
fabricación del asfalto convencional y sustituirlo por la mezcla de plástico
reciclado. Además, asegura que el material que resulta es hasta un 60 %
10
más fuerte, y su vida útil puede ser un 10% mayor que la de las carreteras
tradicionales.
Aún se están haciendo pruebas, pero parece que si todo va bien podríamos
ver la implementación de estas novedosas carreteras en muchos puntos, por
ahora, del Reino Unido. ¿Alguna vez habías pensado que podrías circular
con tu coche sobre aquel bote de gel que gastaste el año pasado? Pues
piénsalo porque está cerca.
(https://www.imnovation-hub.com/es/sociedad/reciclar-plastico-para-
construir-carreteras/)
11
comerciales que se añaden a las mezclas asfálticas", dijo en conferencia de
prensa el coordinador de la Unidad de Materiales y Pavimento del Lanamme,
José Pablo Aguilar.
Los expertos de Lanamme explicaron que la fórmula es única en el mundo,
ya que es resistente a la malformación, el agrietamiento y la humedad, entre
otros factores críticos, lo que la diferencia con las mezclas de otros países.
“Este proyecto dará un material de mayor calidad, aumentando la vida útil
del asfalto y a su vez estos modelos sostenibles permiten que la
Municipalidad de Desamparados, continúe siendo un referente nacional en
el tema de manejo responsable de residuos valorizables”, destacó el alcalde
de Desamparados, Gilberth Jiménez.
Para las autoridades, la iniciativa trae beneficios desde el punto de vista
económico con el ahorro en materiales, así como en la calidad debido a que
mejora la durabilidad de las calles, además de la reducción de la huella de
carbono al reciclar un producto que se convertiría en desecho, extrayendo
menos materiales de la naturaleza. Otros países como Inglaterra, India y
Canadá han experimentado con esta técnica, sin embargo, Costa Rica es
líder en Latinoamérica con componentes propios, explicaron los impulsores
del proyecto. (Ver Figura N° 1)
FIGURA N° 1: Ejemplo de
asfalto con plástico triturado
reciclado.
12
(https://rpp.pe/mundo/actualidad/asfalto-verde-costa-rica-usara-plastico-
reciclado- en-mezcla-para-sus-pistas-noticia-1135920)
13
7. Ayuda a fomentar una economía circular.
8. Reduce las emisiones de carbono.
9. Reduce los costes de mantenimiento.
10. Reducir los costes de la eliminación de los residuos plásticos.
11. No se necesitan herramientas o máquinas nuevas ni especiales.
12. Una alternativa para gestionas las enormes cantidades de residuos
plásticos y evitar así su quema.
Figura N°2:
pavimento
flexible con
bolsas de
plástico
reciclado.
14
infraestructuras básicas. El Ayuntamiento de Rotterdam va a probar esta
tecnología en un carril bici. (Ver figura N° 3)
15
Rodríguez Valdivia F. (2008), en su tesis titulada: “Análisis de
pavimento asfaltico modificado con polímero”, para obtener el título de
Ingeniero Civil, Universidad Austral de Chile, en la ciudad de Valdivia–Chile,
su objetivo principal fue hacer un análisis comparativo entre el asfalto
convencional versus el asfalto corregido con polímeros, usando básicamente
el ensayo Marshall. (Basado en el Manual de Carreteras), sus resultados
fueron la dosis de los áridos para consecuencia de la alimentación es en frio,
debe alterarse de acuerdo a la dispersión de sus granulometrías en el lapso
de la obra y los moldes deberán ser de metal u otro material resistente, de
superficies interiores lisas, libres de saltaduras, hendiduras o resaltes. Las
superficies de los moldes que entran en contacto con el asfalto se untaran
con una delgada película.
concluye lo siguiente: “Al evaluar las consecuencias obtenidas de
permanencia y fluencia se demuestra que las mezclas asfálticas hechas con
asfaltos reformados poseen un mejor comportamiento que las mezclas
pulidas con asfalto convencional, tal como se esperaba, ya que la finalidad
de modificar los asfalto es optimizar sus propiedades (Rodríguez, 2010, p.25).
Los asfaltos reformados con polímeros, pueden volver a su contextura
original cuando se retira el esfuerzo de tensión que fueron sometidos.
16
observa que el PET triturado retenido en el tamiz #4 y pasante del tamiz 3/8”,
con un porcentaje de vacíos del 4%, tiene rangos menores en estabilidad al
igualarlo con una briqueta tradicional con un porcentaje principal de asfalto
de 6.5% y al 4% de vacíos, y a la vez muestra valores superiores en flujo
tanto para la briqueta normal como para los límites de la norma NEVI-12, por
lo tanto, se puede concluir; Que este método al incorporar el Tereftalato de
Polietileno mejora en poca cantidad en la estructura del pavimento con los
datos expuestos en los literales 5 y 6 se establece que la mezcla con
excelentes resultados logrados en este propósito de nivel es la mezcla
asfáltica reformada con el 7,5 % de partículas de elastómero (pasante del
tamiz No. 10 y retenido en el tamiz #. 40).
Los tipos de materiales como; elastómero (caucho) y tereftalato de polietileno
PET, son utilizados en la transformación de mezclas asfálticas, como
reformadores en parte de polímeros ya históricos en el mercado, en este
modo se origina una causa alterna de diligencia de desechos no
biodegradables que constituyan el manejo del ambiente.
Nivel Nacional:
17
mezclas asfálticas. El manejo de estos gira en gran amplitud del juicio del
proyectista, en que se basa en un juicio objetivo, en un punto de vista técnico.
También explica que el azufre ayuda a las propiedades de asfalto Como la
dureza, resistencia, viscosidad y ablandar la resistencia del envejecimiento.
Herrada Barreto Y. & Chávez Pinedo J. (2013), en sus tesis cuyo
título “Uso de polímeros en el asfalto y su influencia en la variación de un
pavimento”, cuyo objetivo es análisis del comportamiento de la carpeta
asfáltica con el uso de polímeros para evaluar su comportamiento en
comparación a una carpeta asfáltica convencional, sus resultados arrojan
según la encuesta, que la mayoría del 70 % por ciento es beneficiosa y ayuda
a mejorar el pavimento y un 30 por ciento de la encuesta dijeron que no
ayuda, llegando el autor a las siguientes conclusiones: Que al usar las normas
correspondientes para la construcción de pavimentos modificados es una
buena alternativa que ayuda mucho en la construcción. Los efectos de un
diseño de pavimento, resulta fundamental para la iniciación de una buena
obra, en lo cual requiere materiales imprescindibles para que se logre lo que
se propone llegar, para trazar lo que se inició
Silvestre Velásquez D. (2017), en sus tesis cuyo título
“Comparación técnica y económica entre las mezclas asfálticas tradicionales
y reforzadas con plástico reciclado en la ciudad de Lima-2017.”, el objetivo
primordial determinar un comportamiento de la carpeta asfáltica con plástico
reciclado en comparación con una carpeta asfáltica tradicional. Para ello, se
ha analizado grupos de ensayo asfáltico como instrumento, por un lado, el
grupo de control que una mezcla asfáltica convencional y como grupo
experimental una mezcla asfáltica modificada con plástico reciclado. Según
los resultados obtenidos en la parte experimental, la mezcla asfáltica
experimental presenta una leve reducción en el flujo de con respecto a la
mezcla de control, lo cual indica que además de proporcionar propiedades
elásticas a la mezcla, también aporta rigidez, obteniendo una mezcla con dos
18
cualidades muy importantes para la resistencia ante las deformaciones
permanentes.
Por otro lado, económicamente, Se puede observar que el porcentaje de
incidencia del cemento asfáltico modificado con el PET es de. Asimismo, el
costo total de producción por m3 de mezcla asfáltica modificada es más
económica, representando un menor costo en comparación al costo de la
mezcla asfáltica tradicional.
Nivel Local
No existen fuentes escritas de información sobre el tema
19
2.2. BASES TEÓRICAS:
Las mezclas asfálticas sirven para soportar directamente las acciones de los
neumáticos y transmitir las cargas a las capas inferiores, proporcionando
unas condiciones adecuadas de rodadura, cuando se emplean en capas
superficiales; y como material con resistencia simplemente estructural o
mecánica en las demás capas de los firmes.
20
La evaluación de parte de sus propiedades por la cohesión y el rozamiento
interno es comúnmente utilizada; o por un módulo de rigidez longitudinal y
un módulo transversal, o incluso por un valor de estabilidad y de
deformación. Como en otros materiales hay que considerar también, la
resistencia a la rotura, las leyes de fatiga y las deformaciones plásticas.
21
asequibles estos ajustes, según la región climática o las condiciones de
velocidad de los vehículos, en los métodos de diseño de pavimentos.
Como resumen, se puede decir que en una mezcla asfáltica, en general, hay
que optimizar las propiedades siguientes:
Estabilidad.
Durabilidad.
Resistencia a la fatiga.
Si la mezcla se usa como capa de rodadura hay que añadir las propiedades
siguientes:
Resistencia al deslizamiento.
Regularidad.
Permeabilidad adecuada.
Sonoridad.
Color, entre otras.
22
B. Por la temperatura de puesta en obra
23
D. Por el tamaño máximo del agregado
24
F. Por la granulometría.
2.2.4.1 Asfalto
25
control de sus propiedades físicas y así obtener un
mejor funcionamiento en la pavimentación. Al
igual que el petróleo crudo, el asfalto, es una
mezcla de numerosos hidrocarburos parafínicos,
aromáticos y compuestos heterocíclicos.
La mayoría de los hidrocarburos livianos se
eliminan durante el proceso de refinación,
quedando los más pesados y de moléculas
complejas. Al eliminar los hidrocarburos más
ligeros de un crudo, los más pesados no pueden
mantenerse en disolución y se van uniendo por
absorción a las partículas coloidales ya existentes,
aumentando su volumen dependiendo de la
destilación que se les dé.
Las moléculas más livianas constituyen el medio
dispersante o fase continua. Los hidrocarburos
constituyentes del asfalto forman una solución
coloidal en la que un grupo de moléculas de
hidrocarburos pesados (asfáltenos) se encuentran
dispersas en un medio aceitoso más ligero
(maltenos) compuesto por hidrocarburos
saturados, resinas y aromáticos, sin que exista
una separación entre estas dos fases sino una
transición.
26
A. Cemento asfaltico. Es el más ampliamente
conocido y utilizado; presenta la típica
apariencia de material visco-elástico rígido a
bajas temperaturas y fluido a altas, por su
denominación en ingles se conoce como A.C.
(Asphalt Cement) y se obtiene a partir de la
refinación del crudo, en la corriente de fondos
de las etapas de destilación.
B. Asfaltos líquidos. También denominados
asfaltos rebajados o “Cut Backs” están
compuestos de una base asfáltica (cemento
asfáltico) y un fluidificante volátil, donde el
solvente es agregado con el fin de disminuir la
viscosidad del asfalto para poderlo mezclar y
trabajar con los agregados.
C. Emulsiones asfálticas. Son un sistema
heterogéneo de dos fases inmiscibles, como
son el asfalto y el agua, a la que se le incorpora
un activador de superficie , tenso activo o
emulsificante de base jabonosa, el cual
mantiene en dispersión el sistema de fase
continua (agua) y discontinua (diminutos
glóbulos de asfalto). Las emulsiones asfálticas
deben ser afines a la polaridad negativa o
positiva, tomando el nombre de emulsiones
aniónicas o catiónicas respectivamente.
27
2.2.5 Plástico
2.2.5.1 Definición
Son materiales granulares solidos inertes que se emplean en los firmes de las
carreteras con o sin adición de elementos activos y con granulometrías
adecuadas ; se utilizan para la fabricación de productos artificiales resistentes,
28
mediante su mezcla con materiales aglomerantes de activación hidráulica
(cementos, cales , etc.) o con ligantes asfalticos.
29
A. Propiedades individuales. Los agregados como
elementos aislados tienen propiedades físicas
macroscópicas: dimensión, forma, redondez,
densidad, propiedades de superficie, porosidad,
permeabilidad, dureza superficial, módulo
elástico, conductividad térmica, dilatación, etc.
Asimismo presentan unas propiedades químicas
macroscópicas: solubilidad, alterabilidad,
hinchamiento, etc. .
30
A. Naturaleza e identificación. Evaluación de la naturaleza petrográfica
de los agregados, grado de alteración de los componentes minerales,
porosidad y propiedades químicas.
B. Propiedades geométricas. Principal y básicamente la forma y
angulosidad de las partículas; con relación al conjunto del esqueleto
mineral se estudia la distribución granulométrica.
C. Propiedades mecánicas. Engloban los parámetros básicos de
resistencia al desgaste y al pulimento. .
D. Ausencia de impurezas. Es fundamental que los agregados a
emplear en la construcción de pavimentos estén libres de impurezas
capaces de afectar el buen comportamiento de las capas. El empleo
de agregados sucios en la construcción de un pavimento, puede ser
una causa suficiente para provocar su degradación.
E. Inalterabilidad. Es imprescindible la evaluación de las posibles
degradaciones que puedan sufrir los agregados pétreos que se van a
utilizar en una obra; así, los materiales evolutivos han de ser
empleados con especiales precauciones para evitar comportamientos
anómalos que puedan afectar la vida útil de las capas.
F. Adhesividad. Los agregados pétreos han de ser afines con los
ligantes asfálticos que vayan a ser empleados en la construcción del
pavimento, y en caso de problemas de afinidad, será necesario el uso
de activantes, para garantizar el buen comportamiento de las mezclas
asfálticas.
Clasificación del agregado pétreo de acuerdo a su tamaño.
31
Características y propiedades deseables de los agregados gruesos para su
utilización en las mezclas asfálticas.
A. Granulometría. La granulometría es la característica física principal y
fundamental de todo conjunto de partículas porque influye de forma
muy importante en la resistencia mecánica del conjunto (esqueleto
mineral). Normalmente se utilizan granulometrías sensiblemente
continuas, a fin de conseguir la máxima compacidad del conjunto,
aunque también se emplean granulometrías discontinuas en el caso
de algunas mezclas asfálticas. Para encajar una granulometría dentro
de algún Huso normalizado se parte de fracciones uniformes que se
mezclan en las proporciones adecuadas. Los análisis granulométricos
se realizan por tamizado; el procedimiento es análogo al que se
emplea para suelos.
El tamaño máximo de los agregados viene normalmente limitado por
consideraciones relativas al espesor de la capa extendida,
trabajabilidad, segregación, etc. Por otra parte la influencia de las
partículas finas obliga normalmente a limitar su porcentaje y su
plasticidad. En las mezclas asfálticas tiene una especial importancia
la fracción de tamaño inferior a la malla 200, llamada como se ha
indicado, polvo mineral o fíller, pues algunas características
relevantes de la mezcla dependen del mastico formado por la unión
del polvo mineral y del ligante asfáltico.
B. Rozamiento interno. La resistencia a la deformación o capacidad de
soporte de una capa de firme depende esencialmente del rozamiento
interno del esqueleto mineral y, en su caso, de la cohesión que
proporciona el eventual ligante o conglomerante. El rozamiento
interno aumenta con partículas angulosas y de textura superficial
áspera como por ejemplo los agregados triturados. También influye
de forma importante la granulometría del agregado y el porcentaje de
huecos del material compactado. A mayores densidades
32
corresponden generalmente mayores resistencias mecánicas, por lo
que la compactación es un factor de primer orden. La cohesión debe
confiarse exclusivamente al ligante asfáltico o conglomerante. La
cohesión entre las partículas suele ser despreciable, y cuando existe
se debe únicamente a la plasticidad de la fracción fina, y en general
es más nociva que útil. Sólo interesa una cierta plasticidad de los finos
y muy reducida de todas formas, cuando se trata de capas granulares
no revestidas en caminos de baja intensidad de tráfico.}
C. Angulosidad del agregado grueso. La angulosidad del agregado
grueso beneficia al esqueleto mineral debido al rozamiento interno
que se genera entre las partículas, esto contribuye a que las partículas
gruesas permanezcan en su lugar cuando el pavimento entre en
funcionamiento y no se produzcan desplazamientos. El empleo de
agregados triturados trae consigo el aumento de la angulosidad de las
partículas. La mayoría de las normativas establecen un mínimo de
angulosidad del agregado grueso, dependiendo de las condiciones de
tráfico al que va a estar expuesto el pavimento.
D. Forma del agregado grueso. Las exigencias de forma para el
agregado grueso varían ligeramente, con un mismo tráfico, para las
mezclas asfálticas. Lo ideal es que las partículas presenten formas
cuboides, evitando o restringiendo las formas planas, alargadas y en
forma de lajas, ya que como lo hemos dicho antes, este tipo de forma
es muy susceptible a quebrarse bajo condiciones de carga de tráfico,
lo que modifica las granulometrías y las propiedades iniciales de las
mezclas.
E. Resistencia a la fragmentación. Los agregados pétreos deben de
cumplir con un cierto mínimo de resistencia a la fragmentación o al
desgaste, lo que da una orientación del comportamiento que tendrá
dicho agregado dentro de la mezcla asfáltica al entrar en servicio el
pavimento.
33
F. Adhesividad del agregado grueso. El agregado grueso tiene un
comportamiento específico respecto a la adhesividad y a la resistencia
al desplazamiento. Se preconiza la comprobación de la adhesividad
agregado.
34
extrañas, para evitar que se presenten comportamientos extraños del
material dentro de la mezcla, tales como reacciones químicas, pérdida
de estabilidad de la mezcla, abundamientos, entre otros.
C. Resistencia a la fragmentación del agregado fino. El material que
se triture para obtener agregado fino deberá cumplir las condiciones
exigidas al agregado grueso sobre el coeficiente de desgaste Los
Ángeles. Se recomienda usar agregado fino de otra naturaleza, que
mejore alguna característica, especialmente la adhesividad, pero en
cualquier caso procederá de agregado grueso con coeficiente de
desgaste de Los Ángeles inferior a 25 para capas de rodadura e
intermedias y a 30 para capas de base.
D. Resistencia a la fragmentación del agregado fino. Respecto a los
fenómenos de adhesividad agregado fino–ligante, hay que tener en
cuenta que las acciones químicas o químico – físicas en las partículas
de menor tamaño son más complejas. Su mayor superficie específica,
tiene facilidad para acumular humedad y gran heterogeneidad de su
naturaleza determinan una mayor sensibilidad a toda clase de
transformaciones químicas, fenómenos polares y de adhesividad,
absorción, etc.
35
Cuando se trata de un producto comercial, se garantiza perfectamente su
control y se conocen sus propiedades tanto físicas como químicas y su futuro
comportamiento en la mezcla.
Uno de los problemas más frecuentes es mezclar los agregados para lograr
uno de mejor calidad que cumpla con los requisitos de una determinada
especificación.
A. Mezcla de dos agregados.
O también llamado método grafico del cuadrado, trata de un cuadrado en el
cual se pone porcentaje de 100 unidades por lado opuestos para dos suelos
(lado horizontales), los porcentajes que pasan las mallas de los materiales 1
y 2 aisladamente (escala vertical).muestra las curvas granulométricas de dos
suelos 1 y 2, que se desea mezclar para lograr un tercero que este dentro
del uso granulométrico de las especificaciones.
36
El procedimiento consiste en marcar en cada escala vertical los porcentajes
que pasan correspondientes a cada tipo de malla en ambos suelos, los que
luego se unen representando así los suelos 1 y 2 en cada malla. Luego se
procede a marcar sobre estas líneas, los límites del uso granulométrico que
representan los porcentajes que pasan por cada una de las mallas
contenidos en el uso, de tal manera que la porción comprendida entre la
menor separación de todas estas marcas, representa todas las posibles
combinaciones de los suelos 1 y 2, que cumple con las especificaciones.
37
proporción con que interviene A. finalmente, el complemento de las dos
anteriores será la proporción con la que interviene B en la mezcla. Esas
proporciones multiplicadas por los correspondientes porcentajes de cada
suelo que pasan las respectivas mallas, permitirá obtener la curva
granulométrica de la mezcla.
38
2.2.7.1 Preparación para efectuar los procedimientos Marshall
39
compactación en el laboratorio. En consecuencia, los procedimientos
preliminares se enfocan hacia el agregado, con el propósito de identificar
exactamente sus características. Estos procedimientos incluyen secar el
agregado, determinar su peso específico, y efectuar un análisis
granulométrico.
40
2.2.7.1.3 preparación de las muestras (probetas) de ensayo
41
completar la compactación las probetas son enfriadas y extraídas de
los moldes.
42
La carga de ensayo es aplicada a la probeta a una viscosidad
constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la
muestra falle. La falla está definida como la carga máxima que
la briqueta puede resistir.
La carga de falla se registra como el valor de estabilidad y la
lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia.
43
son consideradas demasiado plásticas y tienen tendencia a deformarse bajo
las cargas del tránsito.
C. análisis de densidad y vacíos
Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia, se procede
a efectuar un análisis de densidad y vacíos para cada serie de Probetas de
prueba. El propósito del análisis es el determinar el porcentaje de vacíos en
la mezcla compactada.
Los vacíos son las pequeñas bolsas de aire que se encuentran entre las
partículas de agregado revestidas de asfalto. El porcentaje de vacíos se
calcula a partir del peso específico total de cada Probeta Compactada y del
peso Específico teórico de la mezcla de pavimentación (sin vacíos). Este
último puede ser calculado a partir de los pesos específicos del asfalto y el
agregado de la mezcla, con un margen apropiado para tener en cuenta la
cantidad de asfalto absorbido por el agregado, o directamente mediante un
ensayo normalizado (ASTM D 2041 O AASHTO T 2091), efectuado sobre la
muestra de mezcla sin compactar. El peso específico total de las probetas
compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua.
Análisis de Peso Unitario promedio para cada muestra se determina
multiplicando el peso específico total de la mezcla por 1000 kg/m3 (62,4
lb/ft3).
Análisis de VMA.- Los vacíos en el agregado mineral (VMA) está
definido por el espacio inter granular de vacios que se encuentra entre
las partículas de agregado de la mezcla de pavimentación
compactada, incluyendo los vacios de aire y el contenido efectivo de
asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la
mezcla. El VMA es calculado con base en el peso específico total del
agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la
mezcla compactada. Por lo tanto, el VMA puede ser calculado al restar
el volumen de agregado (determinado mediante el peso específico
total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada.
44
Análisis de VLLA.- Los vacíos llenos de asfalto, son el porcentaje de
vacios inter granulares entre las partículas de agregado (VMA) que se
encuentran llenos de asfalto. El VMA abarca asfalto y aire y por lo
tanto, el VLLA se calcula al restar los vacíos de aíre de VMA y luego
dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje.
45
Tabla N° 1. Requerimientos para los agregados gruesos.
46
2.2.8.2 Agregados minerales finas
2.2.8.3.1 Gradación
La gradación de los agregados pétreos para la producción de la mezcla
asfáltica en caliente deberán ajustarse a alguna de las siguientes
47
gradaciones y serán propuestas por el Contratista y aprobadas por el
Supervisor. Además de los requisitos de calidad que debe tener el agregado
grueso y fino según lo establecido en el acápite (a) y (b) de esta Subsección,
el material de la mezcla de los agregados debe estar libre de terrones de
arcilla y se aceptará como máximo el 1% de partículas deleznables según
ensayo MTC E 212. Tampoco deberá contener materia orgánica y otros
materiales deletéreos.
2.2.8.3.1.1 Gradación para mezcla asfáltica en caliente
(MAC)
La gradación de la mezcla asfáltica en caliente normal (MAC) deberá
responder a algunos de los husos granulométricos, especificados en la Tabla
423-03. Alternativamente pueden emplearse las gradaciones especificadas
en la ASTM D 3515 e Instituto del Asfalto.
48
agregado-asfalto, podrá ser de preferencia cal hidratada (también puede
usarse el cemento), que deberá cumplir la norma AASHTO M-303 y lo
indicado en la Sección 429 (EG-2013).
La cantidad a utilizar se definirá en la fase de diseños de mezcla según el
Método Marshall.
49
Tabla N° 5. Requisitos para mezcla de concreto bituminoso
50
Tabla N° 6. Vacíos mínimos en el agregado mineral (VMA)
51
CAPITULO III: MARCO METODOLÓGICO
52
3.1. Hipótesis:
La mezcla asfáltica con el plástico reciclado PET fundido, cumple con los
valores físicos y estructurales establecidos por la norma EG-2013, para
mezcla asfáltica tradicional para el tipo de tránsito bajo.
53
3.2. Tipo de la investigación:
54
3.5. Sistema de variables:
Variable independiente:
Variable dependiente:
Desplazamientos y deformaciones
55
3.7. Determinación del universo / población:
56
Se realizará esta cantidad de briquetas porque responde a lo indicado en la
normativa del MTC. Además será beneficiosa para realizar nuestro gráfico de
Esfuerzo vs Deformación (Método Marshall), así determinar el contenido
optimo del plástico reciclado PET fundido.
Procesamiento de datos
Los datos serán procesados con el software Excel
Presentación de datos
En la presente investigación, los datos serán comparados mediante: tablas,
gráficos y porcentajes a fin de verificar las diferencias o similitudes entre el
grupo de control con respecto al grupo experimental.
57
CAPITULO IV: RESULTADOS
58
4.1 Resultados
59
Tabla N° 10. Granulometría de agregados.
GRUESO 0.40
FINA 0.60 % PASANTE MAC-2
ABERTURA
COMBINACION LI LS
TAMIZ (mm)
1 1/2" 38.100
1" 25.400
3/4" 19.050 100.00 100 100
1/2" 12.700 89.90 80 100
3/8" 9.525 81.34 70 88
No 4 4.760 56.33 51 68
No 8 2.380 47.44 … …
No 10 2.000 46.15 38 52
No 16 1.190 42.57 … …
No 20 0.840 40.24 … …
No 30 0.590 33.71 … …
No 40 0.426 25.09 17 28
No 50 0.297 18.38 … …
No 60 0.250 15.30 … …
No 80 0.177 11.98 8 17
No 100 0.149 10.29 … …
No 200 0.074 4.42 4 8
F 0.000 0.00 … …
60
Grafico N° 3. Curva granulométrica de gradación de agregados
61
4.1.2. Ensayo de Durabilidad (al sulfato de magnesio)
PESO DE
% DE PERDIDAS % DE
GRADACION PESO ANTES DEL FRACCIONES
PASA RETIENE N° RECIPIENTE DESPUES DEL PERDIDAS
INICIAL ENSAYO DSPS DEL
ENSAYO CORREGIDAS
ENSAYO
2 1/2" 1 1/2" 31.5 mm (1 1/4")
1 1/2" 1" 31.5 mm (1 1/4")
1" 3/4" 16 mm (5/8")
3/4" 1/2" 8 mm (5/16") 40.17 2134.00 2098.60 1.66 0.67
1/2" 3/8" 8 mm (5/16") 29.07 1544.00 1325.50 14.15 4.11
3/8" N° 4 4 mm (N°5) 28.54 1516.00 1237.30 18.38 5.25
TOTAL 5194.00 4661.40 34.19 10.03
62
4.1.3. Abrasión Los Ángeles.
GRADO "A"
PASA RETIENE GRADO "B" (11) GRADO "C" (8) GRADO "D" (6) GRADO "1" (12) GRADO "3" (12)
(12)
3" 2 1/2"
2 1/2" 2"
2" 1 1/2"
1 1/2" 1"
1" 3/4"
3/4" 1/2" 2508.00
1/2" 3/8" 2504.00
3/8" N° 3
N° 2 N°4
N°4 N° 8
63
4.1.4. Partículas chatas y alargadas.
Este ensayo es para determinar la cantidad de partículas delgadas y alargadas
tiene nuestro agregado grueso. Ya que en exceso hace que no se compacte
bien nuestra mezcla.
64
4.1.5. Caras fracturadas.
1 1/2" 1"
1" 3/4"
3/4" 1/2" 2134.00 2012.56 94.31 50.17 4731.50
1/2" 3/8" 1544.00 1445.90 93.65 41.07 3846.06
Total: 3678.00 91 8577.55
Porcentaje con una cara Fracturada= TOTAL E 85.78 % TOTAL D
b. Con dos o mas Caras Fracturadas
Tamaño del Agregado
A (g) B (g) C (g) (A/B)*100 D ( % Parcial) E (C*D) OBSERVACIONES
PASA TAMIZ RETENIDO
1 1/2" 1"
1" 3/4"
3/4" 1/2" 381.00 127.80 33.54 50.17 1682.87
1/2" 3/8" 227.00 184.60 81.32 41.07 3339.88
608.00 91 5022.75
Porcentaje con dos o mas Caras Fracturadas= TOTAL E 50.23 % TOTAL D
65
4.1.6. Absorción
Tabla N° 15. Resultados de ensayo de Absorción.
GRAVEDAD ESPECÍFICA YABSORCIÓN DE AGREGADO GRUESO
R E Q U E R I M I E N T O A LT I T U D (m.s.n.m.)
ENSAYO NORMA
≤ 3000 > 3000
MTC E
ABSORCION 1.0% max 1.0% max
206
DATOS DE LABORATORIO
MUESTRA
Wsss (gr) 3074.00
W sumerg + W canastilla (gr) 2082.00
W canastilla (gr) 144.00
Ws 3054.00
Wb 1938.00
g s= 2.737 gr/cm3
ABS
ABS= 0.655 %
66
4.2. Ensayo de agregado fino.
MUESTRA
Wfiola + agua 667.30
Wsss 350.00
Wfla+ag+arena 885.00
Ws 343.70
67
4.2.2. Gravedad especifica de agregado fino chancada.
MUESTRA
Wfiola + agua 667.10
Wsss 300.00
Wfla+ag+arena 843.80
Ws 295.35
68
4.3. Análisis de la viscosidad del plástico.
Se realizó el análisis de la viscosidad del plástico para determinar la viscosidad
óptima, para manipular la mezcla.
69
4.4. Ensayos Marshall a la mezcla asfáltica Tradicional.
Para realizar esta variable, se ha procedido a realizar el diseño de mezcla
asfáltica en caliente por el método Marshall.
A continuación, se muestran los materiales utilizados y las dosificaciones
correspondientes para el ensayo.
Tabla N° 18. Materiales del Diseño de MAC-2.
MATERIALES CARACTERISTICAS PROCEDENCIA
Grava triturada < 1/2" Cantera Figueroa -Yanag
Grava triturada < N°4 Cantera Figueroa -Yanag
Agregados pétreos Arena triturada Cantera Figueroa -Yanag
70
Tabla N° 20. Diseño de mezcla asfáltica tradicional (4.5% C.A.)
71
Tabla N° 21. Diseño de mezcla asfáltica tradicional (5.0 % C.A.)
72
Tabla N° 22. Diseño de mezcla asfáltica tradicional (5.5% C.A.)
73
Tabla N° 23. Diseño de mezcla asfáltica tradicional (6.0 % C.A.)
74
Tabla N° 24. Diseño de mezcla asfáltica tradicional (6.5% C.A.)
75
4.4. 1. Determinación del contenido óptimo de asfalto
76
Luego de verificar el valor óptimo de %C.A. 5.45, se procedió a graficar el
contenido óptimo de cemento asfaltico por ende su índice de rigidez.
% C. A. P.U. (gr/cm3)
4.50 2.272
5.00 2.286
5.50 2.292
6.00 2.289
6.50 2.275
77
Grafico N° 6. Porcentaje de Cemento asfáltico vs Porcentaje de Vacíos.
Fuente: Elaboración
propia
% DE
% C. A.
VACIOS
4.50 6.13
5.00 5.14
5.50 3.28
6.00 3.01
6.50 2.76
ESTABILIDA
% C. A.
D
4.50 1392.96
5.00 1461.86
5.50 1625.41
6.00 1513.98
6.50 1288.79
78
Fuente: Elaboración propia
En el grafico N° 7 se muestra para el contenido óptimo de cemento asfaltico
5.45 % la Estabilidad es 1580.52 kg.
% C. A. VMA
4.50 15.27
5.00 15.13
5.50 15.31
6.00 15.83
6.50 16.72
79
Grafico N° 9. Porcentaje de Cemento asfáltico vs flujo.
% C. A. FLUJO
4.50 3.50
5.00 3.79
5.50 4.12
6.00 4.44
6.50 5.21
80
Grafico N° 10. Porcentaje de Cemento asfáltico vs Porcentaje de V.LL.C.A.
% C. A. V. LL.C.A.
4.50 59.87
5.00 66.06
5.50 78.59
6.00 81.01
6.50 83.50
81
4.5. Ensayos Marshall a la mezcla asfáltica modificada con plástico
PET fundido.
Para realizar esta variable, se ha procedido a realizar el diseño de mezcla
asfáltica en caliente por el método Marshall.
A continuación, se muestran los materiales utilizados y las dosificaciones
correspondientes para el ensayo.
Tabla N° 26. Materiales del Diseño de MAC-2.
MATERIALES CARACTERISTICAS PROCEDENCIA
Grava triturada < 1/2 “ Cantera Figueroa -Yanag
Plástico cortado (en tiras) 18, 20, 22,24 y 26%, del peso
total de la muestra.
Fuente: Elaboración propia
Para evaluar estas propiedades, se procedió a realizar el ensayo Marshall.
82
En el siguiente cuadro se muestra el diseño de la mezcla experimental con
respecto a cinco puntos con plástico PET fundido.
Tabla N° 28. Diseño de mezcla asfáltica con Plástico PET al (18%=4.5%*4 del
peso total de muestra)
83
Tabla N° 29. Diseño de mezcla asfáltica con Plástico PET al (20%=5%*4 del
peso total de muestra)
84
Tabla N° 30. Diseño de mezcla asfáltica con Plástico PET al (22%=5.5%*4 del
peso total de muestra)
85
Tabla N° 31. Diseño de mezcla asfáltica con Plástico PET al (24%=6%*4 del
peso total de muestra)
86
Tabla N° 32. Diseño de mezcla asfáltica con Plástico PET al (26%=6.5%*4 del
peso total de muestra)
87
4.5. 1. Determinación del contenido óptimo de plástico PET
fundido.
Las muestras resultaron con un comportamiento físico totalmente diferente, a la
mezcla tradicional siendo.
a. En la curva descendente de Vacíos totales (Vv) –vs- % PET se
selecciona el porcentaje de Plástico PET fundido correspondiente al
punto medio de las especificaciones de la norma (3-5), No existe valor
porque no se puede calcular los datos para elaborar el grafico (Vv vs
%PET). Ver figura xx.
b. En la curva de Estabilidad –vs-% PET, se selecciona el porcentaje de
Plástico PET fundido correspondiente al máximo valor de Estabilidad,
siendo el valor 21.33/4%*PET.=5.33% PET
c. En la curva de Peso Específico –vs- % PET, se selecciona el porcentaje
de Plástico PET fundido correspondiente al máximo valor de densidad,
siendo el valor 21.22/4%PET=5.31% PET
Finalmente se promedian aritméticamente los tres valores obtenidos siendo
ello el “porcentaje optimo probable”, para este valor se leen los
correspondientes valores para cada una de las seis propiedades evaluadas
en el diseño Marshall, los cuales deberán cumplir con los límites mínimos y
máximos, de no ser así se harán ajustes o cambiar el diseño completo.
Tabla N° 33. Porcentaje optimo probable de plástico PET
Parámetro Valor Constante Valor Valor Promedio
de
obtenido obtenido obtenido
Proporción
Vacíos totales (Vv %) NP 4 NP NP
Estabilidad (kg) 21.32% 4 21.32/4 5.33% NP
Peso específico (gr/cm3) 21.24% 4 21.24/4 5.31%
Fuente: Elaboración propia
88
Grafico N° 11. Porcentaje de plástico PET vs Peso específico.
89
Grafico N° 12. Porcentaje de plástico PET vs Porcentaje de Vacíos.
% DE
% PET
VACIOS
18.00 NP
20.00 NP
22.00 NP
24.00 NP
26.00 NP
90
Grafico N° 13. Porcentaje de plástico PET vs Estabilidad.
ESTABILIDA
% PET
D
18.00 7358.47
20.00 11336.81
22.00 11954.84
24.00 6705.45
26.00 6042.60
91
Tabla N° 34. Características de diseño (Tradicional y Plástico PET).
Mezcla Asfáltica
Mezcla Asfáltica con Plástico PET
PARAMETROS DE DISEÑO Unid Tradicional (Grupo
(Grupo patrón) Experimental)
% Cemento Asfaltico del peso total %
de la muestra 5.45
% PET fundido del peso total de la %
muestra NP
Peso unitario de Briqueta gr/cm3 2.294 NP
Vacíos totales % 3.66 NP
Vacíos en el agregado mineral %
(VAM) 15.30 NP
Vacíos llenados con Asfalto % 76.10 NP
Flujo mm 4.20 NP
Estabilidad Kg 1580.50 NP
Factor de Rigidez Kg/cm 3763.10 NP
Fuente: Elaboración propio
En la tabla N° 33, se pueden apreciar que la mezcla elaborada con plástico PET
reciclado, no tiene una característica común al asfalto tradicional, por ende no
se puede analizar con las parámetros de normas para mezclas bituminosas.
92
CAPITULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
93
Conclusiones:
94
siendo 18%,20%,22%,24% y 26% del peso total de la muestra,
se llegó a verificar que No se puede determinar el contenido
optimo y tres ensayos Marshall de la mezcla tradicional con 15
briquetas tres juegos de 5 muestras, verificándose el contenido
óptimo del 5.45% de Asfalto PEN 60/70.
95
96
Recomendaciones:
97
Líneas de Investigación:
98
BIBLIOGRAFÍA
99
9. Huertas Cadena G. & Caza Ruiz J. (2010) Tesis: DISEÑO DE UN
PAVIMENTOS FLEXIBLE ADICIONANDO TEREFTALATO DE
POLIETILENO COMO MATERIAL CONSTITUTIVO JUNTO CON
LIGANTE AC-20. Universidad de las Fuerzas Armadas-ESPE; Ecuador.
11. Herrada Barreto Y. & Chávez Pinedo J. (2013) en sus tesis USO DE
POLÍMEROS EN EL ASFALTO Y SU INFLUENCIA EN LA VARIACIÓN DE
UN PAVIMENTO. Universidad Privada Antenor Orrego. Facultad de
Ingeniería. Trujillo
12. (https://www.imnovation-hub.com/es/sociedad/reciclar-plastico-para-
construir-carreteras/)
13. (https://rpp.pe/mundo/actualidad/asfalto-verde-costa-rica-usara-plastico-
reciclado- en-mezcla-para-sus-pistas-noticia-1135920).
14. (https://ecoinventos.com/india-cada-kilometro-carretera-reciclan-millon-
bolsas-plastico/
100
ANEXOS:
ENSAYOS DE LABORATORIO
Figura N° 4. GRANULOMETRIA PIEDRA CHANCADA 1/2"
101
Figura N° 5. GRANULOMETRIA DE PIEDRA CHANCADA N°04
102
Figura N° 6. GRANULOMETRIA DE ARENA TRITURADA
103
Figura N° 7. GRANULOMETRIA DE ARENA NATURAL
104
Figura N° 8. DOSIFICACIÓN DE AGREGADOS
105
Figura N° 9. GRANULOMETRÍA MAC-2
106
Figura N° 10. ENSAYO DE DURABILIDAD AL SULFATO DE
MAGNESIO
107
Figura N° 11. ENSAYO DE ABRASION LOS ANGELES
108
Figura N° 12. ENSAYO DE PORCENTAJE DE PARTICULAS
CHATAS Y ALARGADAS
109
Figura N° 13. ENSAYO DE PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS
110
Figura N° 14. GRAVEDAD ESPECÍFICA DE AGREGADO FINO
CHANCADA
111
Figura N° 15. GRAVEDAD ESPECÍFICA AGREGADO FINO
NATURAL
112
Figura N° 16. GRAVEDAD ESPECÍFICA Y
ABSORCIÓN DE AGREGADO GRUESO
113
Figura N° 17. DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA TRADICIONAL
(4.5 % C.A.)
114
Figura N° 18. DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA TRADICIONAL
(5.0 % C.A.)
115
Figura N° 19. DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA TRADICIONAL
(5.5 % C.A.)
116
Figura N° 20. DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA TRADICIONAL
(6.0 % C.A.)
117
Figura N° 21. DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA TRADICIONAL
(6.5 % C.A.)
118
Figura N° 22. INFORME DE GRAFICOS DE MEZCLA ASFALTICA
TRADICIONAL
119
Figura N° 23. INFORME DE ENSAYO MARSHALL MEZCLA
ASFÁLTICA TRADICIONAL
120
Figura N° 24. DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA CON PET (18.0 %
PET)
TESIS "UTILIZACION DEL PLASTICO PET RECICLADO
COMO AGREGADO LIGANTE PARA UN DISEÑO DE
PROYECTO :
MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE DE BAJO
TRANSITO EN LA CIUDAD DE HUANUCO-2018"
CANTERA : FIGUEROA-YANAG-HUANUCO
121
Figura N° 25. DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA CON PET (20.0 %
PET)
CANTERA : FIGUEROA-YANAG-HUANUCO
122
Figura N° 26. DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA CON PET (22.0 %
PET)
CANTERA : FIGUEROA-YANAG-HUANUCO
123
Figura N° 27. DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA CON PET (24.0 %
PET)
CANTERA : FIGUEROA-YANAG-HUANUCO
124
Figura N° 28. DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA CON PET (26.0 %
PET)
CANTERA : FIGUEROA-YANAG-HUANUCO
125
Figura N° 31. GRAFICO VISCOSIDAD VS TEMPERATURA
126
PANEL FOTOGRAFICO
ENSAYOS DE AGREGADOS NORMA MAC.
127
Fotografía N°5. Pesaje del
plástico PET
ENSAYO MARSHALL
128
Fotografía N° 8. Verificación Fotografía N° 9. Mezclado de
de viscosidad materiales
129
Fotografía N° 12. Elaboración Fotografía N° 13. Ambas
de briquetas muestras Baño María
130
Fotografía N° 15. Falla de la briqueta elaborada con plástico PET, si ambas caras
son compactadas.
131