universidad de guayaquilrepositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/32856/1...iii iii dedicatoria dedico...

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE

INGENIEROS CIVILES

NÚCLEO ESTRUCTURAL

VÍAS

PORTADA

TEMA:

APROVECHAMIENTO DEL MATERIAL FRESADO PROVENIENTE DE

CARPETAS ASFÁLTICAS DE LAS CALLES DE GUAYAQUIL, DEPOSITADO EN LA CANTERA MUNICIPAL N° 8 DE LA CIUDAD.

AUTORES:

MENDOZA YAGUAL MARCELO DAVID

VERDEZOTO OLALLA NELLY MARLENE

TUTOR:

ING. CIRO ANDRADE NUÑEZ, M. Sc

2018

GUAYAQUIL - ECUADOR

ii

ii

DEDICATORIA

Dedico este trabajo a todas aquellas personas que contribuyeron de una u otra

manera a lo largo de mi vida para que hoy, pueda estar aquí cumpliendo una de las

metas más importantes de mi vida.

En especial dedico este trabajo a esas personas que sin egoísmo se levantan cada

día con el único propósito de entregan sus vidas en el trabajo sacrificado, negándose

muchas veces a disfrute personal, para que otros consigan sus sueños, viendo en

este su recompensa.

Papá, mamá dedico este trabajo a ustedes…

Marcelo Mendoza Yagual

iii

iii

DEDICATORIA

Dedico este trabajo a Dios por darme la vida y la fortaleza para alcanzar esta meta.

A mis padres Jorge y Marlene por ser pilar fundamental en mi vida, por ser mi guía y

mi ejemplo de superación, por creer en mí y apoyar cada uno de mis sueños y

decisiones.

A mis hermanos Jorge y María por su apoyo incondicional, su confianza y por sus

palabras de aliento en aquellos momentos difíciles.

A mis amigos que me motivaron a continuar en aquellos momentos en que quise

desistir.

Nelly Verdezoto Olalla

iv

iv

AGRADECIMIENTO

Queremos expresar nuestro más sincero agradecimiento al Ing. Ciro Andrade Núñez

que con su experiencia y consejos nos dirigió en todo el proceso de realización de

este trabajo de titulación.

A la vez agradecer de manera especial al Ing. Gino Flor Chávez por su colaboración

y participación activa en el desarrollo de esta investigación, por su tiempo, paciencia

y ganas de compartir sus conocimientos y experiencias.

A nuestros padres por sus enseñanzas, guía y constante apoyo brindado a lo largo

de nuestras vidas, por ser ejemplos a seguir y por sobre todo agradecer el habernos

dado la oportunidad de recibir una excelente educación.

v

v

TRIBUNAL DE GRADUACIÓN

_____________________________ _____________________________ Ing. Eduardo Santos Baquerizo, Msc. Ing. Guerrero Herrera Humberto, Msc.

DECANO TUTOR REVISOR

________________________________

Ing. ______________________, Msc.

VOCAL

vi

vi

vii

vii

viii

viii

ix

ix

CONTENIDO

PORTADA ............................................................................................................................ i

DEDICATORIA .................................................................................................................... ii

DEDICATORIA ................................................................................................................... iii

AGRADECIMIENTO ........................................................................................................... iv

CONTENIDO ...................................................................................................................... ix

ÍNDICE DE TABLAS.......................................................................................................... xii

NOMENCLATURA ............................................................................................................ xv

RESUMEN ........................................................................................................................ xvi

ABSTRACT ..................................................................................................................... xvii

CAPITULO I

GENERALIDADES .............................................................................................................. 1

1.1. Antecedentes ........................................................................................................................... 1

1.2. Planteamiento del Problema ................................................................................................. 2

1.3. Justificación e Importancia ................................................................................................ 3

1.4. Ubicación de la zona en Estudio ...................................................................................... 3

1.5. OBJETIVOS ........................................................................................................................ 4

1.5.1. Objetivo General ..................................................................................................... 4

1.5.2. Objetivos Específicos ............................................................................................. 4

CAPITULO II

MARCO TEORICO .............................................................................................................. 5

2.1. Pavimentos .......................................................................................................................... 5

2.1.1. ¿Qué son los Pavimentos? ................................................................................... 5

2.1.2. Pavimentos Flexibles ............................................................................................. 6

2.1.3. Estructura de un Pavimento Flexible ................................................................... 6

2.1.4. Causas de deterioro de Un Pavimento ............................................................... 6

2.2. Conceptos básicos de reciclado de Carpetas Asfálticas .................................................. 7

2.2.1. ¿Qué es reciclar? .......................................................................................................... 7

2.2.2. ¿Por qué reciclar? .................................................................................................. 8

2.2.3. Reciclaje de Carpetas Asfálticas. ......................................................................... 8

2.2.4. Ventajas del reciclaje de Carpetas Asafálticas......................................................... 9

x

x

2.2.5. El reciclado como alternativa en la conservación y rehabilitación de Carpetas

Asfálticas. ................................................................................................................................ 10

2.3. Tipología del reciclado de Carpetas Asfálticas. ............................................................... 11

2.3.1. Reciclado “In Situ” en caliente................................................................................... 12

2.3.2. Reciclado “In Situ” en frío........................................................................................... 14

2.3.3. Reciclado “In Situ” en frío con emulsiones Asfálticas ............................................ 14

2.3.4. Reciclado en planta .................................................................................................... 15

2.4. Reciclado en frío y sus aplicaciones .................................................................................. 15

2.4.1 Reciclado en frío ........................................................................................................... 15

2.4.3. Reciclado del 100% de RAP ................................................................................... 20

2.4.4. Estabilización con Rap/Base Granular .............................................................. 21

2.5. Maquinaria para realizar el proceso de Reciclado .......................................................... 22

2.5.1. Maquinas montadas sobre Neumáticos ................................................................ 23

2.5.2. Maquinas montadas sobre Orugas ........................................................................ 24

2.6. Beneficios Y Aplicabilidad del reciclado en frio ............................................................ 26

2.6.1. Beneficios ..................................................................................................................... 26

2.6.2. Aplicabilidad del proceso de reciclado en frio ...................................................... 27

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA REUTILIZACIÓN DEL MATERIAL FRESADO ..................... 28

Introducción.- ................................................................................................................................. 28

3.1. Obtención de muestra de material fresado ................................................................... 30

3.2. Metodología de ensayos ................................................................................................... 31

3.2.1. Análisis Granulométrico (Norma ASTM-136) ......................................................... 31

................................................................................................................................................... 33

3.2.3. Límite Líquido (Norma ASTM Dm 22-66) ................................................................ 34

3.2.4. Límite Plástico (Norma ASTM D424-59 Y AASHTO T 90-56) ............................. 36

3.2.5. Contenido De Humedad (Norma ASTM D 2216) ................................................... 37

................................................................................................................................................... 37

3.2.6. Proctor Modificado (Norma AASHTO T-180) ........................................................ 38

3.2.7. California Bearing Ratio (CBR) (Norma ASTM D1883-73) ................................... 40

3.3. Clasificación de suelos .................................................................................................. 43

xi

xi

CAPÍTULO IV

4.1. Caracterización del RAP ................................................................................................. 45

4.1.1. Clasificación del RAP ................................................................................................. 46

4.1.2. Desgaste de los Ángeles ........................................................................................... 47

4.1.3. Ensayo Proctor ............................................................................................................ 48

4.1.4. Ensayo California Bearing Ratio (CBR) ................................................................... 51

4.1.5. Caracterización del material de préstamo importado ............................................ 52

4.1.6. Granulometría de MPI ................................................................................................ 53

4.2 .Combinación de Material Fresado más Material de Préstamo Importado. ............ 54

4.2.1. Resultados obtenidos de las combinaciones ................................................... 56

4.2.2. Contenido de humedad .............................................................................................. 56

4.2.3. Ensayos de Límite líquido e Índice de plasticidad ................................................. 57

4.2.4. Ensayos Proctor Modificado ...................................................................................... 59

4.2.5. Ensayos de CBR ................................................................................................... 61

4.3. Combinación de Materiales Fresado más Préstamo Importado y Agente

Estabilizantes. ............................................................................................................................... 62

4.3.1. Granulometría .............................................................................................................. 63

4.3.2. Ensayos de Límites e Índice De Plasticidad ........................................................... 63

4.3.3. Ensayos Proctor .......................................................................................................... 65

4.3.4. Ensayos de CBR ................................................................................................... 66

4.4. Análisis de costos ............................................................................................................. 68

Realizaremos una comparación de costos solo a los rubros 5 y 6, los cuales son los

de sub-base............................................................................................................................. 69

4.4.1. Comparación de costos. ............................................................................................ 71

CAPÍTULO V

5. Conclusiones y Recomendaciones ............................................................................... 79

5.1 . Conclusiones ................................................................................................................... 79

5.2. Recomendaciones ................................................................................................................ 80

BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................. 81

ANEXOS ............................................................................................................................ 82

xii

xii

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Coordenadas de ubicación de la zona de estudio ........................................................ 3

Tabla 2. Parámetros necesarios para realizar el ensayo .......................................................... 33

Tabla 3. Métodos para el Ensayo Proctor Modificado ................................................................ 39

Tabla 4. Clasificación de suelos SUCS ........................................................................................ 43

Tabla 5. Clasificación de suelos mediante AASHTO ................................................................. 44

Tabla 6. Granulometría material Asfaltico RAP ........................................................................... 45

Tabla 7. Determinación de Desgaste ............................................................................................ 48

Tabla 8. Resultados del Ensayo .................................................................................................... 50

Tabla 9. Coordenadas de ubicación de la zona en estudio ...................................................... 52

Tabla 10. Composición de Sub-Base Clase 1 ............................................................................. 54

Tabla 11. Granulometría de los distintos materiales para desarrollar la Sub-base ............... 54

Tabla 12. Clase de Sub-Base ........................................................................................................ 56

Tabla 13. Ensayo Proctor Modificado ........................................................................................... 59

Tabla 14. Composición de Materiales ........................................................................................... 63

Tabla 15. Resultados ensayo de PROCTOR .............................................................................. 65

Tabla 16. Resultados Ensayo de CBR ......................................................................................... 66

Tabla 17. Rubros utilizados para la elaboración del presupuesto. .......................................... 68

Tabla 18. Equipos necesarios para tender y compactar el material………………………….72

Tabla 19. Mano de Obra necesaria para realizar el trabajo………………………………….. 72

Tabla 20. Materiales necesarios para realizar el trabajo……………………………………… 72

Tabla 21. Equipos necesarios para tender y compactar el material………………………… 74

Tabla 22. Mano de Obra necesaria para realizar el trabajo………………………………….. 74

Tabla 23. Materiales necesarios para realizar el trabajo…………………………………….. 74

Tabla 24. Equipos necesarios para tender y compactar el material…………………………..76

xiii

xiii

Tabla 25. Mano de Obra necesaria para realizar el trabajo……………………………………76

Tabla 26. Materiales necesarios para realizar el trabajo………………………………………. 76

Tabla 27. Comparación de costos……………………………………………………………..…78

INDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1. Ubicación de la zona en estudio ................................................................. 4

Ilustración 2. Proceso de reciclado Wirtgen (2004). ........................................................ 9

Ilustración 3. Máquina fresadora ....................................................................................... 16

Ilustración 4. Rotor Fresador ............................................................................................. 17

Ilustración 5. Preparación de la Superficie ...................................................................... 17

Ilustración 6. Disgregación ................................................................................................. 18

Ilustración 7. Mezclado de los Materiales Granulares ................................................... 18

Ilustración 8. Extendido ...................................................................................................... 19

Ilustración 9. Compactador ................................................................................................ 19

Ilustración 10. Máquina utilizada en el proceso de reciclaje ........................................ 22

Ilustración 11. Recicladora Wirtgen WR 2000 ................................................................ 23

Ilustración 12. Recicladora WR-2500 S ........................................................................... 23

Ilustración 13. Recicladora Wirtgen 2200CR .................................................................. 24

Ilustración 14. Rendimiento de Wirtgen 2200CR ........................................................... 25

Ilustración 15. Recicladora Wirtgen Wr 4200 .................................................................. 25

Ilustración 16. Material Asfáltico y Material de Préstamo ............................................. 29

Ilustración 17. Material Asfáltico, Material de Préstamo y Cali Hidráulica ................. 30

Ilustración 18. Depósito Municipal Nª8 ............................................................................ 30

Ilustración 19. Granulometría ............................................................................................ 31

Ilustración 20. Máquina de abrasión de los Ángeles ..................................................... 32

Ilustración 21. Desarrollo del Limite Líquido ................................................................... 34

Ilustración 22. Copa de Casa Grande .............................................................................. 34

Ilustración 23. Contenido de humedad Vs Número de golpes ..................................... 35

Ilustración 24. Mezcla de asfalto, suelo, cal .................................................................... 35

xiv

xiv

Ilustración 25. Cilindros de límite plástico ....................................................................... 36

Ilustración 26. Realización del Ensayo ............................................................................ 38

Ilustración 27. Comparación de la Muestra ..................................................................... 38

Ilustración 28. Material para desarrollar el ensayo ........................................................ 40

Ilustración 29. Cilindros para realizar CBR ..................................................................... 41

Ilustración 30. Trípode y Defornimetro ............................................................................. 41

Ilustración 31. Penetración Controlada ............................................................................ 42

Ilustración 32. Curva granulométrica de los agregados asfálticos gruesos y finos .. 45

Ilustración 33. Límite líquido de RAP ............................................................................... 49

Ilustración 34. Curva Proctor Método “C” ........................................................................ 49

Ilustración 35. Curva Proctor Método “D” ........................................................................ 50

Ilustración 36. Curvas CBR RAP ...................................................................................... 51

Ilustración 37. Ubicación MPI ............................................................................................ 52

Ilustración 38. Curvas del MPI ........................................................................................... 53

Ilustración 39. Curvas granulométricas de materiales para desarrollar la sub-base 55

Ilustración 40. Curva granulométrica resultante y los límites establecidos por el

MTOP .................................................................................................................................... 55

Ilustración 41. Contenido de Humedad ............................................................................ 57

Ilustración 42. Resultados del límite líquido .................................................................... 58

Ilustración 43. Resultados del límite plástico .................................................................. 58

Ilustración 44. Resultados del Índice Plasticidad ........................................................... 59

Ilustración 45. Curva Proctor Combinación RAP + MPI ................................................ 60

Ilustración 46. Comparación de los Resultados Proctor Modificado ........................... 60


Ilustración 48. Abaco para determinar porcentaje de cal .............................................. 62

Ilustración 49. Resultados del Limite líquido ................................................................... 63

Ilustración 50. Resultados del límite plásticos ................................................................ 64

Ilustración 51. Resultados del índice de Plasticidad ...................................................... 64

Ilustración 52. Curva PROCTOR RAP + MPI + 2 % Cal ............................................... 65

Ilustración 53. Comparación de los Resultados PROCTOR Modificado .................... 66

Ilustración 54. Curvas del CBR ......................................................................................... 67


xv

xv

NOMENCLATURA

ASTM: American Society For Testing And Materials

AASHTO: American Association Of State Highway And Transportation Officials

CEDEX: Centro De Estudios Y Experimentación De Obras Publicas

RAP: Reclaimed Asphalt Pavement

MA: Material Asfaltico

MPI: Material De Préstamo Importado

AAG: Agregado Asfaltico Grueso

AAF: Agregado Asfaltico Fino

xvi

xvi

RESUMEN

Hoy en día una de las principales causas que contribuyen al deterioro

medioambiental es el uso indiscriminado de recursos naturales, además del

desecho y acumulación de materiales pétreos que han perdido en parte sus

propiedades iniciales de servicio y que se cree que ya no pueden ser reutilizados.

En la ciudad de Guayaquil el material fresado proveniente de carpetas asfálticas

es acumulado en la Cantera Municipal N° 8, sin que se le dé un uso adecuado

generando un impacto negativo al medio ambiente y a la población que vive

alrededor, por tal motivo y con la finalidad de reducir el impacto ambiental que

genera la acumulación de materiales pétreos el presente trabajo está orientado a

identificar mediante ensayos de laboratorio los tratamientos a los que podría ser

sometido dicho material para su posible reutilización como parte una nueva

estructura de pavimento.

xvii

xvii

ABSTRACT

Today, one of the main causes that contribute to environmental deterioration is

the indiscriminate use of natural resources, in addition to the waste and

accumulation of stone materials that have partially lost their initial service

properties and that are believed to no longer be reused. In the city of Guayaquil,

the milled material from asphalt binders is accumulated in the Municipal Quarry

No. 8, without being properly used, generating a negative impact on the

environment and the population living around it, for this reason and with the

purpose of reducing the environmental impact generated by the accumulation of

stone materials the present work is aimed at identifying by laboratory tests the

treatments to which this material could be subjected for possible reuse as part of

a new pavement structure.

1

1

CAPITULO I

GENERALIDADES

1.1. Antecedentes

El precedente que impulso la técnica de reciclado de carpetas asfálticas se dio

después de los años 70, debido a la crisis y escases del petróleo. Esto conllevó

al alza del precio del betún, este elemento fundamental para elaborar asfalto

debido a que la mayoría proviene de la destilación de petróleo. Existieron otros

factores que contribuyeron a este desarrollo como:

La necesidad de conservar el medio ambiente y los aspectos ecológicos

incidieron en que más países se sumen a la técnica de reutilización de

pavimentos asfalticos.

Los escases de material pétreo de adecuada calidad y su incremento en

costos desde la extracción en canteras.

La gran demanda de recursos económicos que se destina a realizar

proyectos viales nuevos, e insuficiencia para hacer frente a los

mantenimientos y reconstrucción vías (Vila, 2005).

En la ciudad de Guayaquil la mayor parte de las vías existentes de pavimento

asfaltico están deterioradas debido a la gran influencia de tránsito y sumada a

ello la falta de mantenimiento, conllevando al retiro de carpeta asfáltica mediante

el fresado y este material depositarlo en la Cantera Municipal N°8 donde

aproximadamente ingresa alrededor de 200 m³ de material asfaltico fresado al

día.

2

2

1.2. Planteamiento del Problema

Las vías independientemente de su ubicación se encuentran sometidas

constantemente a la acción del tránsito, las condiciones meteorológicas y al

envejecimiento natural de los materiales que la componen, dichas

condiciones provocan un proceso progresivo de deterioro de la carpeta

asfáltica. Este proceso de deterioro genera la necesidad de realizar trabajos

de mantenimiento en la vía y en los casos en que ésta ya no brinde las

condiciones de servicio adecuadas se realice la remoción de la misma

mediante el proceso de fresado y su posterior reconstrucción.

El material fresado proveniente de las carpetas asfálticas deterioradas de las

calles de Guayaquil, son depositadas en la Cantera Municipal N° 8 adyacente

a la Cdla. Deportiva. Llevar a cabo estos procesos implica el movimiento de

un gran número de recursos económicos, los cuales muchas veces son

escasos en ciertos sectores de la población, obligándolos a mantener una red

vial deteriorada.

La acumulación constante de este material no genera impactos ambientales

relevantes sin embargo en el ámbito paisajístico provoca una mala imagen

del sector, además de ocupar espacios que podrían ser utilizados en

beneficio de la comunidad.

Es por esto que se plantea la reutilización como medio para la reducción tanto

de los costos como del impacto al ambiente que genera la implementación

de nuevos proyectos viales.

3

3

1.3. Justificación e Importancia

La importancia de esta investigación es dar a conocer opciones de

reutilización del material fresado de carpetas asfálticas, desarrollando

diversos ensayos de laboratorio para caracterizar el material existente.

El desarrollo de este proyecto constituye una alternativa para disminuir

explotación de nuevas canteras y sobre explotación de las existentes.

1.4. Ubicación de la zona en Estudio

Para desarrollar este trabajo investigativo se recolectó muestra de material

asfáltico deteriorado en el depósito municipal N°8, el cual se encuentra

ubicado en la salida del túnel San Eduardo, hacia la Av. Barcelona, junto a la

Ciudadela Deportiva en la provincia del Guayas, cantón Guayaquil.

Tabla 1. Coordenadas de ubicación de la zona de estudio

Fuentes: Propia de la investigación Elaboración: Marcelo Mendoza

COORDENADAS

Puntos Norte Este

1 9758396 618685

2 9758401 618629

4

4

Ilustración 1. Ubicación de la zona en estudio Fuentes: (US Dep of State Geographer Data SIO, NOAA, U.S. Navy, NGA, GEBCO, 2017

Google Earth, 2017)

1.5. OBJETIVOS

1.5.1. Objetivo General

Establecer mediante investigaciones y pruebas de laboratorio un posible

método de aprovechamiento del material fresado de carpetas asfálticas

de las calles de Guayaquil.

1.5.2. Objetivos Específicos

Evaluar la calidad del material a partir de ensayos de laboratorio.

Definir diferentes mezclas granulares con el fin de que el material fresado

sea reutilizado como parte de la estructura de un pavimento.

Analizar las ventajas y desventajas de la reutilización del material fresado.

DEPÓSITO MUNICIPAL N°8 DESDE EL 2002

5

5

CAPITULO II

MARCO TEORICO

2.1. Pavimentos

2.1.1. ¿Qué son los Pavimentos?

Se considera pavimento a toda estructura que se ubica sobre el terreno de

fundación y que se halla formado por las diferentes capas: mejoramiento, sub-

base, base, capa de rodamiento. Como lo describe (Montejo, 2006) los

pavimentos están constituidos por varias capas superpuestas. Relativamente

horizontales, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales

apropiados y llevando un control estricto en la compactación. Estas estructuras

estratificadas se apoyan sobre la sub-rasante de una vía obtenida por el

movimiento de tierras en el proceso de exploración estas deben de resistir los

esfuerzos que las cargas repetidas del tránsito le transmiten durante el periodo

para el cual fue diseñada la estructura del pavimento.

Otros autores también definen a los pavimentos como:

Estructura de las vías de comunicación terrestre, formada por una o más capas

de materiales elaborados o no, colocados sobre el terreno acondicionado, que

tiene como función el permitir el tránsito de vehículos (Giordani, 2016)

Se llama pavimento al conjunto de capas de material seleccionado que reciben

en forma directa las cargas del tránsito y las transmiten a los estratos inferiores

en forma disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la cual debe

funcionar eficientemente (García, 2012)

6

6

2.1.2. Pavimentos Flexibles

Estos pavimentos se los utilizan en las zonas de alto tráfico, dependiendo de las

cargas que transitan sobre él, sufre una ligera deflexión. (Montejo, 2006) Afirma

Estos pavimentos están conformados por una carpeta bituminosa cuya mezcla

podría ser de alquitrán o asfalto, apoyada generalmente sobre dos capas no

rígidas, la base y la sub-base. No obstante, puede prescindirse de cualquier de

estas capas dependiendo de las necesidades particulares de cada obra.

2.1.3. Estructura de un Pavimento Flexible

La estructura de pavimento transfiere la carga de tránsito desde la superficie

hasta la sub-rasante. La carga aplicada por una rueda se reduce dentro de la

estructura a medida que ésta se reparte en una superficie mayor. El pavimento

generalmente está compuesto por varias capas de material, con distintas

propiedades de resistencia. Cada capa tiene el objetivo de distribuir la carga que

recibe desde la parte superior, a un área mayor en la parte inferior. Las capas

ubicadas en la parte superior de la estructura están sujetas a tensiones mayores

que aquellas en la parte inferior, y por lo tanto requieren de un material más

resistente (Wirtgen, 2004).

2.1.4. Causas de deterioro de Un Pavimento

La mejor forma de identificar las fallas del pavimento y determinar porqué se han

producido, es mediante la conducción de un estudio de reconocimiento

deseablemente una vez al año. En él se debe identificar el tipo, severidad y

7

7

magnitud de cada falla. También se debe tratar de determinar si el diseño del

pavimento, la carga soportada, el agua, la temperatura, los materiales del

pavimento o la construcción fueron la causa de la falla. A demás de la inspección

visual, pueden emplearse pruebas destructivas y no-destructivas para

determinar la condición estructural y las condiciones del material bajo la

superficie del pavimento. (Montiel, 2010)

Otros factores:

Falta de mantenimiento en el tiempo adecuado.

Cambios radicales de temperaturas.

Pésimo proceso constructivo (mala calidad de materiales granulares

mezclas inadecuadas, deficientes espesores de carpetas, inapropiados

drenajes etc.).

Finalización de su periodo útil (fatiga).

Los tipos de falla suelen presentarse en la superficie (desintegración,

alisamientos) o a nivel estructural (deformaciones, fisuras y grietas) (León, 2016).

2.2. Conceptos básicos de reciclado de Carpetas Asfálticas

2.2.1. ¿Qué es reciclar?

Reciclar es un proceso simple que nos puede ayudar a salvar grandes

cantidades de recursos naturales no renovables. La utilización de productos

reciclados disminuye el consumo de energía. Cuando se consuman menos

8

8

combustibles fósiles, se generará menor cantidad de CO2 y por lo tanto habrá

menos lluvia ácida y se reducirá el efecto invernadero. En el aspecto económico-

financiero, el reciclaje puede generar muchos empleos porque se necesita una

gran mano de obra para recolectar los materiales aptos para el reciclaje y su

clasificación, además se ahorra en el consumo de materias primas (López,

2016).

2.2.2. ¿Por qué reciclar?

El reciclaje de carpetas asfálticas no es una idea nueva, pero con el aumento

nuevas exigencias ambientales se ha convertido en una alternativa válida que

muchos países implementan. Mediante el reciclado podremos evitar la

explotación de nuevas canteras y sobre explotación de las existentes.

Podríamos ahorrarnos muchos gastos en el proceso de traslado de materiales si

reutilizamos in situ (López, 2016).

2.2.3. Reciclaje de Carpetas Asfálticas.

El reciclado de carpetas asfálticas se realiza sobre materiales deteriorados que

han perdido en gran medida sus propiedades iniciales, aunque en casos muy

especiales pueden actuarse también sobre materiales en condiciones de servicio

para mejorar sus características. El reciclado es, en unos casos, una alternativa

al fresado y reposición de firmes, o a la reconstrucción, y en otros constituye un

aprovechamiento de los materiales fresados, que de otra manera irían a

botaderos (Cedex, 2007).

9

9

Es reutilizar un material en mal estado mediante un tratamiento, adicionándole

un estabilizador como el asfalto, emulsión o el cemento, quedando un material

que sirve como refuerzo o como parte de una calzada nueva. El hecho de que el

pavimento este en mal estado no significa que no sirva, mediante un tratamiento

puede obtenerse uno de semejantes características al pavimento nuevo. Es

contribuir con el medio ambiente, para evitar la explotación de canteras (Galvis,

2016).

Ilustración 2. Proceso de reciclado Wirtgen (2004). Fuente: (Yepez, 2014)

2.2.4. Ventajas del reciclaje de Carpetas Asafálticas.

Reducción de valores económicos en reconstrucción de carpetas

asfálticas.

Ayuda a generar un menor impacto ambiental.

Se evita la explotación de nuevas canteras para obtener material

granulares nuevos.

10

10

2.2.5. El reciclado como alternativa en la conservación y

rehabilitación de Carpetas Asfálticas.

En la conservación se pueden diferenciar dos niveles el primero (conservación

preventiva) la cual se deben realizar Inspección visual del pavimento que permita

determinar los deterioros y actuar sobre ellos sin la necesidad de destruir toda la

carpeta asfáltica. En muchos casos las conservaciones llevan a realizarse:

Bacheos

Saneamiento de cierta parte del carril

Reparación de bordes

Técnica de fresado

Eliminación de exudaciones

Luego de la inspección visual se caracteriza el material, realizando ensayos en

laboratorios con esto determinaremos el grado de afectación del pavimento.

Sobre la base de la evaluación de los resultados obtenidos de estos estudios se

definirá la alternativa de conservación o rehabilitación de acuerdo con los de

tipos de soluciones: (Vila, 2005).

Como segundo nivel tendremos las rehabilitaciones de pavimento en un tramo

de longitud apreciable y cuyo objetivo es un aumento significativo del índice de

estado de un pavimento. Puede referirse a las características superficiales,

tratándose entonces de rehabilitaciones o renovaciones superficiales del

pavimento, o a las características estructurales en las que nos centraremos

(Alarcón, 2012).

11

11

Es por ello que el reciclado se lo considera una técnica de rehabilitación que

consiste en la reutilización de los materiales procedentes de los pavimentos que

ya han estado en servicio: materiales deteriorados que han perdido en gran parte

sus propiedades iniciales o materiales aún en condiciones de servir cuyas

características se desea mejorar (Alarcón, 2012).

El reciclado de los pavimentos asfálticos presenta una respuesta adecuada al

reto que representan la creciente escasez de áridos y la dificultad cada vez

mayor de enviar a un vertedero unos residuos que se pueden reutilizar.

También podremos llegar a un tercer nivel el cual se sitúan las reconstrucciones.

El cuarto nivel las modernizaciones.

2.3. Tipología del reciclado de Carpetas Asfálticas.

Para determinar un tipo de reciclado debemos verificar las características de los

materiales a reutilizar, elegir la mejor técnica para desarrollar el proceso, y por

ende obtendremos resultados favorables.

Las técnicas de reciclado comprenden una gama de procedimientos que van

desde la restitución de las características iniciales de a una carpeta asfáltica y

producir un refuerzo estructural del pavimento, hasta tan solo lograr una mejora

superficial de la calzada que asegure al usuario las condiciones originales de

comodidad y seguridad de circulación cuando las condiciones estructurales

existentes aún son adecuadas para el tránsito previsto para un determinado

período de servicio (Vila, 2005).

12

12

Principales tipos de Reciclado

De acuerdo a lugar de su fabricación.

Reciclado in situ

Reciclado en planta

Según la temperatura en la cual se fabriquen.

Reciclado en frio

Reciclado en caliente

Las técnicas de reciclado se ejecutan mediante maquinas desarrolladas para

este fin, algunas evolucionaron para fresar y estabilizar suelos, hoy en día se

pueden encontrar recicladoras especializadas capaces de desarrollar su trabajo

en capas de pavimento de gran espesor. Estas recicladoras modernas suelen

ser enormes y potentes, las cuales están montadas sobre neumáticos u orugas

(López, 2016).

2.3.1. Reciclado “In Situ” en caliente

Se realiza cuando existen problemas con la función del ligante asfaltico, excesivo

pulimento de la superficie, Se reutiliza los materiales extraídos del firme

envejecido mediante un tratamiento con aportación de calor en el mismo lugar

de la obra. El firme se calienta mediante unos quemadores y se fresa un grosor

determinado entre 20 a 40 mm. Este material es mezclado normalmente con

agentes químicos rejuvenecedores con mezclas nuevas. Expandiéndose y

13

13

compactándose mediante procedimientos convencionales. Este tipo de reciclado

tiene tres métodos que son: termo-escarificación, repavimentación y remezclado

(Yepez, 2014).

Los procesos de reciclado in situ son de aplicación cuando no se trata de corregir

problemas de insuficiencia estructural sino problemas en capas superficiales

como son los debidos a envejecimiento del ligante, pulimento de los áridos,

pérdida de textura, etc. Aunque algunas de estas técnicas permiten dotar al firme

de una cierta capacidad de refuerzo, el espesor de tratamiento se limita a unos

8 cm como máximo, por lo que su campo de aplicación va más encaminado hacia

la renovación de las características superficiales del pavimento (Medina , 2015).

El reciclaje in situ en caliente trata fallas de tipo superficial mediante la

reutilización de la carpeta asfáltica después de ser fresada, y nuevamente

colocada y compactada. En este procedimiento se añade a la mezcla intervenida

nuevos agregados pétreos y/o mezcla asfáltica nueva; en ocasiones se adiciona

rejuvenecedores para el asfalto con el objeto de mejorar sus características

mecánicas, generalmente cuando el material de fresado que se pretende reciclar

es superior o igual al 30 por ciento o cuando su asfalto está muy envejecido. La

operación es realizada completamente en el sitio de la intervención por medio de

un tren de trabajo y puede tratar rehabilitaciones superficiales con espesores

hasta seis (6) centímetros. (Sánchez, 2009).

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2.3.2. Reciclado “In Situ” en frío

Este proceso se lo realiza con maquinaria especializada primeramente frezando

el material asfaltico deteriorado y mezclándolo con agua, materiales granulares

o ligantes seleccionados, esto se ejecuta a temperatura ambiente (Cedex, 2007).

Algunas ventajas que el reciclado en frio nos ofrece frente al reciclado en caliente

son:

No se genera humo a lo largo de este proceso de reciclado.

Se utiliza menos energía.

Se puede reciclar mayores espesores de firmes.

2.3.3. Reciclado “In Situ” en frío con emulsiones Asfálticas

Mediante este proceso se puede reutilizar la mayor parte del material asfaltico

deteriorado, proporcionando condiciones económicas favorables. Su desarrollo

se lo realiza mediante:

Fresar el material asfaltico deteriorado

Realizar la mezcla del material fresado más las emulsiones y aditivos

correspondientes.

Expandir esta mezcla (RAP) en el lugar de la obra.

Realizar el proceso de compactación

Proteger la capa reciclado (curado superficial)

Disgregación de una delgada capa de rodadura a base de mezcla en

caliente.

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2.3.4. Reciclado en planta

Comprende las operaciones de escarificado o fresado del pavimento, remoción

del material, transporte, procesamiento en planta central con o sin la

incorporación de aditivos, estabilizantes y materiales granulares correctores,

transporte de las mezclas y compactación. Este procedimiento puede utilizar

calor para la elaboración de la mezcla, dependiendo ello del tipo de material

reciclado y del estabilizante utilizado (Vila, 2005).

2.4. Reciclado en frío y sus aplicaciones

2.4.1 Reciclado en frío

Existen dos métodos utilizados en el reciclado en frio, uno de ellos es in-situ el

cual en primera instancia necesitaremos una máquina capas de fresar el asfalto

deteriorado. Luego de esto el material necesita un pre-tratamiento, el cual

consiste en reducir el tamaño de los agregados reciclados. Dependiendo de su

granulometría le podemos dar un uso (RAP) teniendo como objetivo que sea

parte de la estructura final del pavimento (Wirtgen, 2004).

El otro método es en caliente el material fresado es transportado a un depósito

central, donde el material es mezclado, sometido a calor. Esta es la opción más

cara debido a que el material necesita de energía y transporte algo que se evita

cuando se realiza in-situ.

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2.4.2. Proceso de reciclado In-Situ

El elemento más importante de una máquina fresadora además de un mezclador

equipado con un gran número de puntas, especialmente diseñadas para este

proceso. El tambor normalmente rota y pulveriza el material del pavimento

existente.

El reciclado en frío “in situ” de firmes y pavimentos de carreteras consiste en la

reutilización de materiales procedentes de las capas de firme existente, después

de su disgregación por fresado, de su mezclado y homogeneización con

emulsión bituminosa, agua, árido de corrección, aditivos, y de su extendido

además de la compactación en el propio lugar de extracción (Díaz, 2016).

Ilustración 3. Máquina fresadora Fuente: (Yepez, 2014)

17

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Ilustración 4. Rotor Fresador

Fuente: (Yepez, 2014)

El reciclado in situ se realiza disgregando el material del firme antiguo que se

recicla, mezclándolo in situ con el ligante o conglomerante utilizado y,

posteriormente, extendiéndolo compactándolo para construir una capa del firme.

Ilustración 5. Preparación de la Superficie

Fuente: (Alarcón, 2012)

18

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Ilustración 6. Disgregación

Fuente: (Alarcón, 2012)

El proceso continúa con la mezcla de los materiales fresados sumado a estos

los respectivos materiales pétreos, hasta alcanzar la granulometría adecuada y

cumpliendo con las normas establecidas por el Ministerio de Transporte Obras

Públicas (MTOP) de esta forma se obtendrá una capa tratada que, después de

ser compactada y tras un período de curado o maduración, presente una

cohesión elevada

Ilustración 7. Mezclado de los Materiales Granulares Fuente: (Alarcón, 2012)

19

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Ilustración 8. Extendido Fuente: (Alarcón, 2012)

El material mezclado recibe la compactación inicial del rodillo pesado vibratorio

para alcanzar una densidad uniforme en todo el material. Posteriormente el

material se perfila con una moto-niveladora antes de ser finalmente compactado

utilizando un compactador neumático y un rodillo vibratorio (Wirtgen, 2004).

Ilustración 9. Compactador Fuente: (Equipos de compactación, Víctor Yepes)

20

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2.4.3. Reciclado del 100% de RAP

Para poder desarrollar un reciclado al 100% debemos tomar en consideración

factores que podrían alterar los materiales como lo son:

1. Las causas del deterioro y su tipo (deformaciones o agrietamientos).

2. La composición naturaleza del pavimento (envejecimiento, tipo de asfalto,

su granulometría y contenido de asfalto).

3. Gravedad del deterioro (deterioro profundos o separación a la capa

superficial)

4. Tener en claro por qué debemos reciclar, y en qué podremos utilizar el

RAP.

Las tecnologías que se pueden aplicar al RAP 100% son:

1. Utilizar cemento, cal, emulsiones o asfalto para lograr un estabilizado del

material recuperado, a profundidades de 10 cm.

2. Construcción de capa utilizando mezclas asfálticas en frio y emulsiones

como rejuvenecedor del asfalto (considerando espesores de 5 cm a 10

cm) (Wirtgen, 2004).

Para poder desarrollar un reciclado del 100% del material RAP como mezcla

asfáltica en frio necesitamos la incorporación de emulsiones asfálticas, esto nos

sirve para realizar el proceso de rejuvenecimiento (Wirtgen, 2004).

Esto conlleva a se debe obtener un estudio previo de las propiedades

volumétricas del material reciclado. La granulometría de la capa reciclada será

diferente a la del asfalto original, y la fracción fina en general está adherida al

21

21

material reciclado. Generalmente esto significa que una cantidad adicional de

finos debe ser añadida a la mezcla mientras se realiza el proceso de reciclado.

2.4.4. Estabilización con Rap/Base Granular

Es aplicada a estructuras compuestas por bases granulares y superficies

asfálticas severamente deterioradas. Se presentan las bases totalmente

deformadas y en su capa de rodadura la presencia de baches. En el momento

que se recicla se le puede añadir agentes estabilizadores, con el fin de recuperar

la integridad estructural, mejorando las propiedades de los materiales (Wirtgen,

2004)

Este proceso puede ejecutarse a profundidades de 15 a 25 cm. Así como afirma

Wirtgen (2004) dependiendo mucho de la demanda de tráfico, es necesario que

el pavimento existente tenga un espesor mínimo de material natural de buena

calidad. Los pavimentos deteriorados compuestos por capas estabilizadas

(Ejemplo, con cemento o cal hidratada) también pueden ser reciclados. Es

necesario evitar el ingreso de agua a las capas granulares mediante la

estabilización, esto nos beneficiará a extender la vida útil del pavimento

reciclado.

Para poder reciclar capas granulares en sus mayores casos deben ser

estabilizadas. Wirtgen (2004) afirma que se puede también sumarle la

estabilización con emulsiones o asfalto espumado a profundidades de 12 a 15

cm más una delgada capa superficial. Estabilizar con cemento o cal hidratada

requiere que la profundidad del reciclado sea aumentada a 15 - 25 cm para

alcanzar materiales óptimos en términos de vida estructural. Además, la

modificación de material plástico mediante el reciclado con cal hidratada.

22

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Utilizando solamente el porcentaje requerido para eliminar o reducir la

plasticidad. No es considerada como una estabilización, ya que la razón de

agregar este estabilizador no es conseguir un aumento en la resistencia del

material sino disminuir solamente su plasticidad.

2.5. Maquinaria para realizar el proceso de Reciclado

Se necesitan maquinas capaces de realizar cuatro operaciones en una sola

pasada:

1. Disgregación del pavimento, mediante el fresado.

2. Adición continúa del agua, los ligantes o los respectivos conglomerantes.

3. Mezclado de los materiales tanto con el agua y ligantes o conglomerantes.

4. Extensión del material mezclado, Utilizando una motoniveladora.

Estas máquinas son capaces de desarrollar estas cuatro operaciones a la vez.

La WR-2000 es ideal para trabajos más pequeños y pavimentos más delgados,

mientras que la WR-4200 se adapta mejor al reciclado de carreteras de mayor

importancia y otros proyectos mayores (Wirtgen, 2004).

Ilustración 10. Máquina utilizada en el proceso de reciclaje Fuente: (Cedex, 2007)

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2.5.1. Maquinas montadas sobre Neumáticos

La aplicación de estas máquinas según (Wirtgen, 2004) es reciclado de

pavimentos existentes, generalmente incluyendo las capas asfálticas superiores

y una porción de la capa subyacente (tanto ligada como no ligada). Las máquinas

están equipadas con dos sistemas de microprocesadores que controlan el

sistema de bombeo, y dos barras de riego. El rendimiento de este tipo de

máquinas es enorme, y son capaces de aplicar todos los agentes estabilizadores

comúnmente conocidos.

Ilustración 11. Recicladora Wirtgen WR 2000 Fuente: (Wirtgen, 2004)

Ilustración 12. Recicladora WR-2500 S Fuente: (Wirtgen, 2004)

24

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Las características y tamaño de los neumáticos con tracción a las cuatro ruedas

permiten la estabilización de todo tipo de suelos, desde suelos inertes hasta

suelos blandos de alta plasticidad. La estabilización de suelos generalmente se

aplica a la sub-rasante de la estructura de pavimento y ha probado ser una

técnica altamente efectiva desde el punto de vista de costos y tiempos de

construcción (Wirtgen, 2004).

2.5.2. Maquinas montadas sobre Orugas

2.5.2.1. La recicladora WIRTGEN 2200 CR

Esta máquina se utiliza con los sistemas de barras de riego y sistema de

bombeo, utilizada en proyectos de reciclado en frío, especialmente donde el

pavimento existente incluye capas asfálticas gruesas (Wirtgen, 2004). Está

equipada con un sistema de niveles que en ocasiones elimina la necesidad de

una moto niveladora.

Ilustración 13. Recicladora Wirtgen 2200CR Fuente: (Wirtgen, 2004)

25

25

Ilustración 14. Rendimiento de Wirtgen 2200CR Fuente: (Wirtgen, 2004)

2.5.2.2. La recicladora Wirtgen Wr 4200

El material pulverizado por el tambor de fresado con ancho variable es levantado

dentro del mezclador de doble eje donde se mezcla con agua y los agentes

estabilizadores antes de ser depositado sobre el camino como cordón, y ser

esparcido por un tornillo sinfín.

Ilustración 15. Recicladora Wirtgen Wr 4200

Fuente: (Wirtgen, 2004).

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2.6. Beneficios Y Aplicabilidad del reciclado en frio

2.6.1. Beneficios

En realidad, como afirma son muchos los beneficios que proporciona la

rehabilitación de asfalto en frio estos se detallaran a continuación:

1. Mediante esta técnica: Se reducirá las emisiones de CO2, además se

disminuirá el consumo energético, asegurando un desarrollo sostenible

reutilizando materiales y conservando los recursos existentes que el futuro

podríamos escasear (Wirtgen, 2004).

2. Calidad de capa reciclada. Se Podrá obtener una alta resistencia en las

mezclas de áridos, agua y agentes estabilizadores in-situ.

3. Medio ambiente. Si utilizamos el 100% del material reciclado evitaremos

crear más depósitos y Disminuiremos la obtención material granular

nuevos estos se los requieren para hacer mezclas con el asfalto fresado.

4. Integridad estructural. El desarrollo del reciclado en frio nos proporciona

capas gruesas y ligadas estas no contienen interfaces débiles con otras

capas.

5. Tiempos de construcción. Las recicladoras automáticas reducen costos

de construcción además del tiempo de construcción. Esto dos aspectos

son de muchas importancia en el momento que se está ejecutando las

obras (Wirtgen, 2004).

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27

2.6.2. Aplicabilidad del proceso de reciclado en frio

Cuando se desea rehabilitar un pavimento desgastado, siempre se deberá

considerar la relación costo-efectividad y se planteará para cada proyecto

específico. Se debe considera la calidad del pavimento existente y además

factores externos como lo son:

Medio ambiente. Lo primordial es conocer los desniveles que existen en la vía,

podría existir pendientes pronunciadas esto hará que sea imposible aplicar la

práctica de rehabilitación. También El clima no podría ser el apropiado para

realizar esta técnica in-situ (Wirtgen, 2004).

Ubicación. Dependiendo del tipo de vía que será rehabilitada, esta podría

tratarse de una calle urbana de tráfico alto donde los trabajos solo se pueden

ejecutar en las noches o se trate de vías rurales sin pavimentar. Siempre

debemos considerar los estándares locales de la construcción de caminos, así

como la aceptación de la población en niveles de servicios.

Disponibilidad de materiales. Los materiales estarán disposición

especialmente agentes estabilizadores además de ser provistos en cantidades

suficientes y que alcancen niveles adecuados de calidad y consistencia. Las

recicladoras Wirtgen utilizan grandes volúmenes de agentes estabilizadores y

es necesario establecer una fuente de abastecimiento confiable de estos

materiales (Wirtgen, 2004).

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28

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA REUTILIZACIÓN DEL MATERIAL

FRESADO

Introducción.-

El principal objetivo de la investigación es dar a conocer ideas para reutilizar el

material asfáltico deteriorado utilizándolo como parte de las capas de subbase y

mejoramiento para que pueda ser parte de una nueva estructura de pavimento.

Empezaremos por disgregar el material asfaltico (RAP) fresado, luego se

realizaron ensayos de caracterización de materiales los principales son

Granulometría, Límites de Atterberg, Desgaste de los Ángeles, Proctor

modificado y CBR. Los cuales según las normas del Ministerio de Transporte y

Obras Públicas (MTOP) nos dará parámetros para poder reutilizarla ya sea como

mejoramiento, sub-base o base.

En este capítulo estará descrita la metodología que utilizamos para encontrar las

mezclas perfectas de materiales asfalto recuperados (RAP) y poder aplicarla

como base granular.

Obtenidos los resultados de los ensayos entraremos a caracterizar el material

analizado si este no cumple con los parámetros establecidos por la norma antes

descrita, tendremos que agregar un porcentaje de material de préstamo

importado (MPI), además corrigiendo la curva granulométrica podremos obtener

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29

el porcentaje adecuado. Debido a que el material fresado contiene asfalto no

contiene plasticidad esto lleva a que su capacidad de adherencia sea muy baja.

Por ende necesita del MPI para adquirir más cohesión entre las partículas

granulares.

Ilustración 16. Material Asfáltico y Material de Préstamo

Fuentes: Propia de la investigación

Por última instancia si la mezcla de RAP y MPI no cumplan con algún parámetro

de la norma se le sumara un porcentaje de cal. Mediante esta adición

mejoraremos la capacidad portante del material, en algunos casos No se

considera la cal como un agente estabilizante Muchas veces se la utiliza para

disminuir la plasticidad.

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30

Ilustración 17. Material Asfáltico, Material de Préstamo y Cali Hidráulica


3.1. Obtención de muestra de material fresado

El material asfáltico a analizar se obtuvo del depósito municipal Nª8, al cual llega

la gran parte de material asfaltico fresado de la ciudad de Guayaquil. Hasta la

fecha están acumulado cerca de 2400 m3 de residuos de carpetas asfálticas.

Ilustración 18. Depósito Municipal Nª8


Este trabajo investigativo se realizó de acuerdo a las normas del Ministerio de

Transporte y Obras Públicas (MTOP). Los diferentes ensayos los se

desarrollaron en el laboratorio ARNALDO RUFFILLI de la Universidad de

31

31

Guayaquil. Los resultados obtenidos de estos ensayos dieron las pautas para

desarrollar un pavimento de Asfalto Recuperado (RAP). Estableceremos

combinaciones de agregados asfaltos y de materiales de préstamos importado

obteniendo una mejor adherencia entre los materiales.

3.2. Metodología de ensayos

3.2.1. Análisis Granulométrico (Norma ASTM-136)

Desarrollo:

Ilustración 19. Granulometría Fuentes: Propia de la investigación

1. Colocamos a secar el material al ambiente, una vez seca se procede a

pesar la cantidad necesaria para realizar el ensayo.

2. Trituramos los grumos del material con un rodillo.

3. En el ensayo utilizaremos el tamiz que posee abertura de 2 pulg hasta la

malla número 200. se agitará cada tamiz permitiendo el paso del material

más fino.

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32

4. Este proceso se repite para todos los tamices escogidos en las

granulometrías y se van pesando, cada fracción retenida hasta formar

nuestra curva granulométrica la cual nos ayudara a clasificar que tipo de

base granular tendremos (Moreno y Terrero, 1995)

3.2.2. Ensayo de abrasión de los ángeles (Norma ASTM C131)

Desarrollo:

Ilustración 20. Máquina de abrasión de los Ángeles Fuente: Propia de la investigación

Esta prueba se aplicó con la finalidad de determinar la resistencia a la

degradación de los agregados gruesos de tamaño menores a 1½” (37,5 mm).

Debido al tamaño de los agregados del RAP se seleccionó el método B, en el

que se aplica una carga abrasiva de 11 esferas de acero y la siguiente

composición de la muestra (Jeria, 2009)

33

33

Tabla 2. Parámetros necesarios para realizar el ensayo

MALLAS MASA POR TAMAÑO (GR)

PASANTE RETENIDO

3/4" 1/2" 2500

1/2" 3/8" 2500

TOTAL = 5000

Fuentes: (Jeria, 2009)

Elaboración: Marcelo Mendoza, Nelly Verdezoto

En la máquina de los ángeles se colocó 5000 gr de agregado grueso junto con

la carga abrasiva por un tiempo de 15 minutos. Luego se procedió a tamizar el

material por la malla N° 12 y a pesar el retenido (Jeria, 2009).

El choque entre el agregado y las esferas produce el desgaste del material y el

efecto se mide a partir de la siguiente expresión:

Donde: %P = Porcentaje de pérdida (%). PI = Peso inicial de la muestra (gr). PF = Peso final de la muestra (gr).

𝐟𝐨𝐫𝐦𝐮𝐥𝐚: Determinar el porcentaje de desgaste que sufre el material

%𝑃 =𝑃𝐼 − 𝑃𝐹

𝑃𝐼𝑥 100

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34

3.2.3. Límite Líquido (Norma ASTM Dm 22-66)

DESARROLLO:

Ilustración 21. Desarrollo del Limite Líquido

Fuente: Propia de la investigación

Ilustración 22. Copa de Casa Grande Fuente: Propia de la investigación

El ensayo de Límite líquido permitió determinar el contenido de humedad en el

cual el material pasa del estado plástico al estado líquido. Se colocó el material

que pasa la malla #40 en la bandeja de evaporación, se le agregó de 15 a 20 cc

de agua y se mezcló con la espátula hasta obtener una masa uniforme. Luego

35

35

se colocó una parte de este material sobre la copa, retirando el exceso y se trazó

un canal sobre el eje de la copa de Casagrande (Moreno y Terrero, 1995).

Rotando la manivela, se hizo subir y bajar la copa al ritmo de dos revoluciones

por segundo, hasta que la muestra se una en la parte inferior del canal. Se

registró el número de golpes necesarios para unir la muestra en la longitud

indicada. Se retiró una parte del material de la copa y se lo colocó en un

recipiente que se llevó al horno durante 24h. Se limpió la copa para repetir el

proceso cuatro veces más (Moreno y Terrero, 1995).

El contenido de humedad corresponde a la intersección de la línea de

escurrimiento con la ordenada de 25 golpes.

Ilustración 23. Contenido de humedad Vs Número de golpes Fuente: Propia de la investigación

𝐟𝐨𝐫𝐦𝐮𝐥𝐚: calcular porcentaje de humedad

%𝐻𝑈𝑀𝐸𝐷𝐴𝐷 =𝑃𝐸𝑆𝑂 𝐷𝐸 𝐴𝐺𝑈𝐴

𝑃𝐸𝑆𝑂 𝐷𝐸 𝐿𝐴 𝑀𝑈𝐸𝑆𝑇𝑅𝐴 𝑆𝐸𝐶𝐴𝑥 100

36

36

𝐟𝐨𝐫𝐦𝐮𝐥𝐚: calcular porcentaje de humedad

%HUMEDAD =PESO DE AGUA

PESO DE LA MUESTRA SECAx 100

3.2.4. Límite Plástico (Norma ASTM D424-59 Y AASHTO T 90-56)

Desarrollo:

Ilustración 24. Cilindros de límite plástico Fuente: Propia de la investigación

El límite plástico de un suelo es el menor contenido de agua con el cual el suelo

permanece plástico. Para este proceso se necesitó material pasante de la malla

N° 40 y con las ayuda de una espátula se procedió a mezclar el material, este

debe contener suficiente humedad para que sea posible formar un cilindro, estos

deben tener un diámetro de 3mm que se colocaron en un recipiente para pesarlo

y llevarlo al horno por 24h (Moreno y Terrero, 1995).

37

37

𝐟𝐨𝐫𝐦𝐮𝐥𝐚: Calcular Contenido de Humedad

W% =Wh−Wo

Wox 100

3.2.5. Contenido De Humedad (Norma ASTM D 2216)

Se lo realiza para conocer el contenido húmedo del material granular en estado

natural.

Se procede a colocar una porción del material en un recipiente, pesarlo luego

depositarlo dentro de un horno a 110°c durante 24 horas. Una vez fuera del horno

se lo pesa y lo calculamos con la siguiente matera.

Donde:

W= contenido de humedad del suelo.

Wh= peso del suelo húmedo moldeado, es el resultado de restar en peso del

recipiente, del peso del recipiente con el suelo húmedo.

Wo= peso del suelo seco, se lo obtiene de la resta peso del recipiente con el

suelo seco menos peso del recipiente (Moreno y Terrero, 1995).

38

38

3.2.6. Proctor Modificado (Norma AASHTO T-180)

DESARROLLO:

Ilustración 25. Realización del Ensayo


Ilustración 26. Comparación de la Muestra


39

39

Para el ensayo de Proctor modificado T-180 por el método D, se utilizó 25 kg o

2500 gr de material seleccionado bajo la supervisión de los laboratorista. En el

ensayo Proctor existen dos sistemas AASHTO: el Estándar y el Modificado, y

cada uno a su vez tiene sus derivados A, B, C, D. Cuando se requiere de mayor

trabajo de compactación se usa el Modificado T-180 (Moreno y Terrero, 1995).

Que consta de las siguientes características:

Tabla 3. Métodos para el Ensayo Proctor Modificado

MODIFICADO AASHTO T-180 C

Martillo 10 libras - altura de caída 18"

METODO A B C D

Material Pasa tamiz no. 4 Pasa tamiz 3/4"

Molde usado 4" 6" 4" 6"

No. Capas 5 5 5 5

No. Golpes por capa 25 56 25 56

Energía de

compactación lb/pie3

56.250 55.986 56.250 55.986

(Tomada de carreteras, calles y aeropistas de Raúl Valle Rodas)

Fuentes: (Moreno y Terrero, 1995)

Se dejó secar al ambiente el material y se tamizó por la malla ¾” previamente al

ensayo, como determina el método empleado.

Se subdivide la muestra de 25 Kg en 5 pociones. A la primera porción de 5Kg se

le agregó agua con un volumen equivalente al 2% del peso inicial de la muestra,

para formar una masa de humedad uniforme y luego se dividió esta porción en

40

40

5 partes. Cada capa se compactó con el martillo correspondiente y con el número

de golpes especificado (Moreno y Terrero, 1995). Al pesar el molde con el suelo

compactado y se determinó la densidad húmeda, luego se desmolda la muestra

y se tomó una porción del centro con la finalidad de determinar su contenido de

humedad. Con este contenido de humedad se determinó la densidad seca a

partir de la densidad humedad y se repitió el mismo procedimiento 3 veces más.

3.2.7. California Bearing Ratio (CBR) (Norma ASTM D1883-73)

DESARROLLO:

El objetivo de este ensayo es determinar el índice de la resistencia al esfuerzo

cortante del terreno. Primero se pesó 6000 gr de material, se procedió a

agregarle agua y se mezcló. Luego se separó en 5 capas.

Ilustración 27. Material para desarrollar el ensayo Fuente: Propia de la investigación

La muestra se compactó con 56 golpes por capa, en un cilindro de diámetro 6”

(15,24 cm). Este ensayo es similar al procedimiento de Proctor con un martillo

de 10 lb. Luego se enrazó, y se pesó. Se recogió una muestra para llevar al horno

antes de la inmersión (Moreno y Terrero, 1995).

41

41

Luego se desarrolló la segunda etapa del ensayo de C.B.R denominada

inmersión en la cual se determinó el porcentaje de hinchamiento siguiendo el

siguiente procedimiento:

Ilustración 248. Cilindros para realizar CBR Fuente: Propia de la investigación

Una vez elaborados los especímenes se colocaron sobre cada uno de ellos un

plato hueco con vástago y la sobrecarga, utilizando el trípode- deformimetro y se

estableció una altura inicial (Moreno y Terrero, 1995).

Los especímenes fueron llevados a inmersión (bajo agua) durante 48horas.

Cada 24 horas se observó el hinchamiento y se lo evaluó mediante la siguiente

formula:

Ilustración 29. Trípode y Defornimetro Fuente: Propia de la investigación

42

42

Se retiró el molde de la inmersión, y se lo dejo escurrir durante dos horas, luego

se lo llevó a la máquina de carga y se procedió a desarrollar la penetración

controladamente. Además Se recogió una muestra para llevar al horno (Moreno

y Terrero, 1995).

Existen dos penetraciones fundamentales establecidas en este proceso: 0,1” y

0,2”.

Ilustración 30. Penetración Controlada Fuente: Propia de la investigación

El C.B.R patrón establece que:

Para una penetración de 0,1” se debe desarrollar un esfuerzo de 70 kg/cm2.

Para una penetración de 0,2” se debe desarrollar un esfuerzo de 105 kg/cm2

(Moreno y Terrero, 1995).

FORMULA: Calculo Hinchamiento Del Material

E= ∆h/H*100; E= (Lf-Li)/H*100

Lf: Lectura final;

Li: Lectura inicial;

H: altura del espécimen.

43

43

3.3. Clasificación de suelos

3.3.1. Sistema unificado clasificación de suelo (SUCS)

Este sistema prácticamente cubre tanto suelos gruesos como finos

diferenciándose ambos por el cribado de la malla 200, si se retiene más del 50%

se lo considera como suelo grueso o en caso contrario que pase más del 50%

se lo considera suelo fino. Luego analizamos la cantidad de partículas finas esto

se detalla en la tabla 4. Donde también son necesario los valores de cc y cu

(Moreno y Terrero, 1995).

Tabla 4. Clasificación de suelos SUCS

Símbolo % Finos

Grueso > 50%

Grava

Bien graduada

GW < 5 Cu > 4; Cc entre 1 y 3

Mal graduada

GP < 5 Falla Cu ó Cc

Limosa GM > 12 Límites con pasante de la malla

40

Bajo línea A

Arcillosa GC > 12 Sobre línea

A

Arena

Bien graduada

SW < 5 Cu > 6; Cc entre 1 y 3

Mal graduada

SP < 5 Falla Cu ó Cc

Limosa SM > 12 Límites con pasante de la malla

40

Bajo línea A

Arcillosa SC > 12 Sobre línea

A

Malla N° 200

Fino >50%

Limo Inorgánico de alta plasticidad, MH

Inorgánico de baja a media plasticidad, ML

Arcilla Inorgánica de alta plasticidad, CH

Inorgánica de baja a media plasticidad, CL

Arcillas y limos orgánicos (en Carta de Plasticidad bajo línea A pero cerca de ella)

De alta plasticidad, OH

De baja a media plasticidad, OL

Los finos se clasifican según sus límites en la Carta de Plasticidad.

Turba y suelos altamente orgánicos, Pt 300 ≥ WL ≤ 500 100 ≥ IP ≤ 200

Fuente: (Moreno y Terrero, 1995)


44

44

3.3.2. Sistema American Association Of State Highway Officials

(AASHTO)

Esta clasificación divide a los suelos en dos clases. Una formada por los suelos

granulares y otras constituidas por los suelos de granulometría fina.

Tabla 5. Clasificación de suelos mediante AASHTO

Grupo Predomina % Finos IP Pasante

N°10 Acumulado

N° 40

Gruesos (≥65%)

A - 1 A - 1a Grava ≤ 15 ≤ 6 ≤ 50 ≤ 30

A - 1b Arena ≤ 25 ≤ 6 ≤ 50

A - 2

A - 2 - 4 Gravas y arenas con

limo ≤ 35

≤ 10

A - 2 - 5

A - 2 - 6 Gravas y arenas con

arcilla ≥ 11

A - 2 - 7

A - 3 Arena fina ≤ 10 NP ≥ 50

Malla N° 200

Finos (>35%)

A - 4 Limos

> 35

≤ 10

A - 5

A - 6 Arcillas

≥ 11 A - 7

A - 7 - 5 IP ≤ WL - 30

A - 7 - 6 IP > WL - 30

La identificación de los finos se hace en la Carta de Plasticidad AASHTO.

Fuente: (Moreno y Terrero, 1995) Elaboración: Marcelo Mendoza, Nelly Verdezoto

45

45

CAPÍTULO IV

4.1. Caracterización del RAP

El material obtenido del fresado de la carpeta asfáltica RAP se compone

granulométricamente como se detalla en la siguiente tabla.

Tabla 6. Granulometría material Asfaltico RAP

Tamiz %PASANTE

RAP AG %PASANTE

RAP AF

RESULTANTE

2" 100.00 100.00

1 1/2" 94.19 100.00 96.5

1" 77.21 100.00 86.3

3/4" 59.29 98.51 75

.1/2 36.46 98.51 61.3

3/8" 22.75 75.00 43.7

Nº 4 0.95 65.00 26.6

Nº 10 0.32 42.00 17

Nº 40 0.32 27.80 11.3

Nº 100 0.32 5.86 2.5

Nº 200 0.32 2.92 1.4

Fuentes: Propia de la investigación Elaboración: Marcelo Mendoza, Nelly Verdezoto

Ilustración 31. Curva granulométrica de los agregados asfálticos gruesos y finos Fuente: Propia de la investigación


,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,1 1 10 100

Po

rce

nta

je q

ue p

asa

Tamices

Granulometría de los Componentes y Resultante

RAP AG

RAP AF

Resultante

Limite

superior

Limite

inferior

46

46

Formula: Coeficiente de Curvatura

Formula: Coeficiente de Uniformidad

4.1.1. Clasificación del RAP

Mediante el sistema unificado clasificación de suelo

(SUCS)

Como lo establece la tabla 4 en este sistema lo principal es ver el porcentaje que

se retiene en el tamiz 200 en nuestro caso se retuvo una cantidad mayor al 50%

lo conlleva a definir que se trata de un material grueso, lo siguiente es analizar

el tamiz número 4 de nuevo se retiene más del 50% lo clasifica como grava. Al

poseer Cc=5.55 y un Cu=27.83 se lo establece como grava mal graduada (GP)

Mediante American Association Of State Highway Officials

(AASHTO)

La tabla 5 de este sistema también se basa en el porcentaje de material retenido

en la malla 200 más del 65%, luego analizamos la malla 40 contiene un 11% de

material fino, Tendremos una clasificación de A-3 debido que el material no

posee plasticidad.

𝐶𝐶 =𝐷302

𝐷60 𝑋 𝐷10=

4.62

10.3 𝑋 0.37= 5.55

𝐶𝑈 =𝐷60

𝐷10=

10.3

0.37= 27.83

47

47

Indice de grupo

Nos determina la calidad de un suelo como material para terraplenes, sub-

rasantes, sub-base, bases de una vía ( (Moreno y Terrero, 1995).

Formula: Determinar el índice de Grupo

Donde:

%PT200= porcentaje que pasa el tamiz 200

1. En este caso el material no tiene plasticidad por ende el IG=0

4.1.2. Desgaste de los Ángeles

De acuerdo a los resultados obtenidos el material podrá ser utilizado como parte

de una Base o Sub-base Granular debido a que el desgaste es menor al 40%

establecido por las Especificaciones Técnicas del MTOP.

En este caso utilizaremos el método B, debido a la granulometría obtenida en le

fresado del pavimento. Utilizaremos el material que pasa la malla ¾ y retenida

en ½, también el pasante a la malla ½ y retenida en la 3/8 con un total del material

5000 gr.

IG = (%PT200 − 35) ∗ [0.2 + 0.0005 ∗ (LL − 40)] + 0.01 ∗ (%PT200 − 15) ∗ (IP − 10)

48

48

Tabla 7. Determinación de Desgaste

MALLAS PESO ANTES DEL ENSAYO

gr.

PESO DESPUES

POR TAMIZ Nº 12 Gr.

% DE PERDIDA

PASA RETIENE

3/4 ½ 2500

1/2 3/8 2500

5000 3417.5 31.7%



Formulas: Para determinar el porcentaje de desgaste de los Materiales

% Pérdida: PI - PF X 100

PI

% Pérdida: 5000 - 3645

X 100 = 31.7% < 40% OK

5000

4.1.3. Ensayo Proctor

En primera instancia este ensayo se lo realizó utilizando el método “C” con un

molde de 4” y aplicándoles a cada capa 25 golpes. Debido a que los resultados

NO fueron satisfactorios. Tal como muestra la ilustración 33 la densidad seca

máxima es de 1178 kg/ m³. Este valor no cumplió con las expectativas por ende

fue reemplazado por el modelo de 6” y aplicando el método “D”

49

49

Ilustración 32. Curva Proctor Método “C” Fuentes: Propia de la investigación


En este proceso investigativo se probara que utilizando el método “D” con el

molde de 6” y aplicándoles a cada capa 56 golpes aumenta densidad seca

máxima tal como lo muestra La ilustración 34. Debido al aumento de energía de

compactación. Este molde a tener mayor diámetro hace que las partículas logren

tener una mejor compactación eliminando espacios vacíos entre ellas.

1020

1040

1060

1080

1100

1120

1140

1160

1180

1200

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

De

nsi

dad

Kg/

m3

Contenido de Humedad %

50

50

Ilustración 33. Curva Proctor Método “D” Fuentes: Propia de la investigación


En la siguiente tabla detallaremos los resultados que obtuvimos en el ensayo

Pproctor con el método “D”. Los cuales si cumplen con los parámetros requeridos

Tabla 8. Resultados del Ensayo

Contenido Natural De Humedad 2,95%

Contenido Optimo De Humedad 6,62%

Densidad Seca Máxima 1949 kg/m³

95% Densidad Seca Máxima 1851 kg/m³


1905

1910

1915

1920

1925

1930

1935

1940

1945

1950

1955

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

De

nsi

dad

Kg/

m3


51

51

4.1.4. Ensayo California Bearing Ratio (CBR)

Este ensayo se lo realizo en la situación más crítica que es el estado embebido

tal como se observa en la Ilustración 36, representan las densidades secas vs el

esfuerzo de penetración. En el ensayo Proctor se obtuvo un valor de 1851 kg/m³

que es el 95% de la densidad seca máxima. Con este valor cortamos la curva y

obtenemos el porcentaje de CBR.

Ilustración 34. Curvas CBR RAP Fuentes: Propia de la investigación


Determinando CBR de 11,8% y 16,1%. En estas condiciones el RAP no podrán

ser utilizado como base granular de ningún tipo, por ende nos regiremos a las

granulometrías del MTOP realizando una corrección en las curvas

granulométricas, realizando combinaciones con otro tipo de materiales.

En las combinaciones utilizaremos materiales de préstamo importado.

52

52

4.1.5. Caracterización del material de préstamo importado

Este material se lo obtuvo de la zona de Daular ilustración 37.

Tabla 9. Coordenadas de ubicación de la zona en estudio

Fuentes: Propia de la investigación Elaboración: Marcelo Mendoza

Ilustración 35. Ubicación MPI Fuentes: (US Dep of State Geographer Data SIO, NOAA, U.S. Navy, NGA, GEBCO, 2017

Google Earth, 2017)

Este material presenta un límite líquido de 36.84, además del límite plástico de

23.52

Su índice de plasticidad será igual a 13.02 la granulometría la detallaremos en la

ilustración 37.

COORDENADAS

Puntos Norte Este

1 97583 618685

2 9758401 618629

MATERIAL DE PRESTAMO IMPORTADO

53

53

4.1.6. Granulometría de MPI

Ilustración 36. Curvas del MPI Fuentes: Propia de la investigación




Según la clasificación por el método SUCS es una arena bien graduada (SW)

Según la clasificación AASHTO es A-2-6 Y A-2-7 Gravas y arenas con arcilla.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Porc

en

taje

qu

e p

asa

Tamices

Granulometría del MPI

Limite

superior

Limite

inferior

MPI

𝐶𝐶 =𝐷302

𝐷60 𝑋 𝐷10=

0.362

1.8 𝑋 0.18= 0.4

𝐶𝑈 =𝐷60

𝐷10=

1.8

0.18= 10

54

54

4.2 .Combinación de Material Fresado más Material de

Préstamo Importado.

Comenzaremos a realizar la composición granulométrica separando los

materiales en agregado asfaltico grueso (RAP AG) y los pasantes a la malla 40

agregados asfalticos finos (RAP AF), necesitaremos materiales finos de

préstamo importado (MPI) para desarrollar la composición. En la tabla 10 se

muestra los porcentajes elegidos de conformación de la sub-base. En la tabla 11

y la ilustración 39 estarán las granulometrías y las curvas de cada material.

Tabla 10. Composición de Sub-Base Clase 1

Materiales peso

%

RAP AG 60

RAP AF 20

MPI 20


Tabla 11. Granulometría de los distintos materiales para desarrollar la Sub-base

Tamiz Límite

superior Límite inferior

RAP AG RAP AF MPI RESULTANTE

2" 100.00 100.00 100.00

1 1/2" 100 94.19 100.00 100.00 96.51

1" 77.21 100.00 100.00 86.33

3/4" 59.29 98.51 100.00 75.27

.1/2 36.46 98.51 100.00 61.58

3/8" 22.75 75.00 96.86 48.02

Nº 4 70 30 0.95 65.00 96.86 32.94

Nº 10 0.32 42.00 64.38 21.47

Nº 40 35 10 0.32 27.80 35.20 12.79

Nº 100 0.32 5.86 7.80 2.92

Nº 200 15 0 0.32 2.92 2.14 1.20



55

55

Ilustración 37. Curvas granulométricas de materiales para desarrollar la sub-base Fuentes: Propia de la investigación


Ilustración 38. Curva granulométrica resultante y los límites establecidos por el MTOP


,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,1 1 10 100

Po

rcie

nto

qu

e p

as

a

Tamices

Granulometría de los Componentes y Resultante

RAP AG

RAP AF

Resultante

Limite

superior

Limite

inferior

MPI

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Porc

iento

que p

asa

Tamices

Curva Granulometríca de la Resultante

Resultante

Limite

superior

Limite

inferior

56

56



4.2.1. Resultados obtenidos de las combinaciones

La composición granulometría obtenida está dentro de los límites establecidos

por el MTOP, la curva granulométrica resultante cumple con los requerimientos

granulométricos para elaborar una Sub-base clase 1 detallados en la tabla 12.

Tabla 12. Clase de Sub-Base

Fuentes: Ministerio transporte y Obras Publicas

4.2.2. Contenido de humedad

En los ensayos de contenidos de humedad realizados al RAP podremos

observar que es bajo, debido a que las partículas granulométricas poseen betún

esto evita que la humedad ingrese a los materiales haciéndolos prácticamente

𝐶𝐶 =𝐷302

𝐷60 𝑋 𝐷10=

3.52

13 𝑋 0.3= 0.31

𝐶𝑈 =𝐷60

𝐷10=

13

0.3= 43.33

57

57

impermeables. Por lo contraria al material de préstamo importado su contenido

natural de humedad es elevado, son estas las razonas por la cual se plantío la

combinación de materiales ya que uniendo el RAP y MPI podremos obtener el

contenido humedad promedio y a su vez las partículas granulares tendrán mayor

cohesión.

Ilustración 39. Contenido de Humedad Fuentes: Propia de la investigación


4.2.3. Ensayos de Límite líquido e Índice de plasticidad

Los resultados de los ensayos de límite líquido e índice de plasticidad deberán

cumplir los parámetros establecidos por el MTOP, para Sub-base se requiere

obtener un limites liquido menores a 25% y un índice de plasticidad menor a 6.

Se realizaron Los respectivos ensayos primero analizamos el MPI, luego se

realizó la combinación de RAP, MPI. En la ilustración 42 y 43 observamos los

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

RAP MPI RAP + MPI

2,95

8,18

5,57

CONTENIDO DE HUMEDAD

Series1

58

58

resultados de LL Y LP. El ensayo de límite de plasticidad no se lo puso ejecutar

al material asfaltico.

Ilustración 40. Resultados del límite líquido


Ilustración 41. Resultados del límite plástico


En la ilustración 44, podremos observar los resultados del índice de plasticidad

el valor de la combinación de RAP+MPI es igual a 5.25, relaciona a la

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3

0

36,84

27,27

MA MPI MA + MPI

0

5

10

15

20

25

1

0

23,8220,74

RAP MPI RAP + MPI

59

59

combinación indicada en Tabla 10, el valor está dentro de lo establecido por el

MTOP, menor a 6%.

Ilustración 42. Resultados del Índice Plasticidad


4.2.4. Ensayos Proctor Modificado

Los resultados de los ensayos Proctor modificado se presentarán en la tabla 13,

en la cual observaremos el detalle de cada uno de los materiales a los cuales se

realizó el ensayo el primero fue RAP, el segundo fue las combinaciones

respectivas de RAP y MPI.

Tabla 13. Ensayo Proctor Modificado

PROCTOR MODIFICADO AASHTO T-180

MATERIALES % CONTENIDO OPTIMO DE

HUMEDAD DENSIDAD SECA MAXIMA KG/M³

95% DENSIDAD SECA MAXIMA KG/M³

RAP 6.62 1949 1851.55

RAP + MPI 10.06 2027 1925.65


0

2

4

6

8

10

12

14

1

0

13,02

5,25

RAP MPI RAP + MPI

60

60

Ilustración 43. Curva Proctor Combinación RAP + MPI


Ilustración 254. Comparación de los Resultados Proctor Modificado Fuentes: Propia de la investigación


1970

1980

1990

2000

2010

2020

2030

2040

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

De

nsi

dad

Kg/

m3


1750

1800

1850

1900

1950

2000

2050

MA

1949

2027

1851,55

1925,65

Proctor modificado

RAP + MPIRAP

95%

95%

61

61

4.2.5. Ensayos de CBR

El propósito de realizar el Ensayo CBR es determinar un índice de la resistencia

al esfuerzo cortante del terreno. De acuerdo a la norma MTOP el CBR para sub-

base deberá ser mayor al 30%.

Este porcentaje se obtendrá a partir del valor de la densidad seca máxima del

ensayo Proctor utilizando el 95% de la densidad. La cual en la tabla 12 está

especificado este valor de 1925.65 Kg/m³ el cual utilizaremos para obtener el

porcentaje de CBR máximo como lo indica en la ilustración 47.



Se determinaron CBR de 12% y 17,5% los cuales tampoco cumplen con lo

establecido por el MTOP por lo cual, tendremos que combinar los materiales y

sumarle un agente estabilizante como lo es la cal.

62

62

4.3. Combinación de Materiales Fresado más Préstamo

Importado y Agente Estabilizantes.

El siguiente Abaco nos proporcionara el porcentaje de cal que debemos utilizar

en la combinación de materiales. Se desconoce el origen del Abaco.

Ilustración 46. Abaco para determinar porcentaje de cal

Fuentes: anónima

En la ilustración 44 observamos que el índice de plasticidad de la combinación

RAP+MPI es 5.25, Y el porcentaje que pasa por el tamiz 40 según la

granulometría de la tabla 7 es de 12%, Estos valores los aplicamos al Abaco y

obtendremos un porcentaje de 2.

63

63

Tabla 14. Composición de Materiales

Materiales peso

%

RAP AG 60

RAP AF 20

MPI 20

CAL 2


4.3.1. Granulometría

La granulometría no será afectada debido a que la finura de la cal fácilmente

pasa el tamiz 200 es por ende que no volveremos a analizarla.

4.3.2. Ensayos de Límites e Índice De Plasticidad

Ilustración 47. Resultados del Limite líquido Fuentes: Propia de la investigación


0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3

0

36,84

27,2723,81

MA MPI MA + MPI MA + MPI + 2%CAL

64

64

Ilustración 48. Resultados del límite plásticos Fuentes: Propia de la investigación


Ilustración 49. Resultados del índice de Plasticidad Fuentes: Propia de la investigación


0

5

10

15

20

25

1

0

23,82

20,74 20,55

RAP MPI RAP + MPI RAP + MPI + 2% CAL

0

2

4

6

8

10

12

14

1

0

13,02

5,25 5,46

RAP MPI RAP + MPI RAP + MPI + 2% CAL

65

65

4.3.3. Ensayos Proctor

Podremos Notar Incrementos En El Valor De Densidad Seca en la ilustración 52

obtendremos que con el 6% de contenido de humedad se establece 2084 kg/ m³

de densidad seca máxima

Ilustración 50. Curva PROCTOR RAP + MPI + 2 % Cal Fuentes: Propia de la investigación


En los resultados del ensayo podemos notar un incremento en la densidad seca

máxima del 4%, tal como lo describe la tabla 15.

Tabla 15. Resultados ensayo de PROCTOR

PROCTOR MODIFICADO AASHTO T-180

MATERIALES % CONTENIDO OPTIMO

DE HUMEDAD DENSIDAD SECA MAXIMA KG/M³

95% DENSIDAD SECA MAXIMA KG/M³

RAP 6.62 1949 1851.55

RAP + MPI 10.06 2027 1925.65

RAP + MPI + 2%CAL 6.25 2084 1979.8


66

66

En la ilustración 53 podremos notar los incrementos del ensayo PROCTOR. Los

recuadros azules son los valores de la densidad seca máxima mientras que los

plomos son los resultados del 95% de la densidad seca.

Ilustración 51. Comparación de los Resultados PROCTOR Modificado Fuentes: Propia de la investigación


4.3.4. Ensayos de CBR

Tabla 16. Resultados Ensayo de CBR

CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)

Materiales 95% Densidad Seca

Máxima Kg/M³ %CBR

0.1 Penetración %CBR

0.2 Penetración

RAP 1851.55 11.8 16.1

RAP + MPI 1925.65 12 17.5

RAP + MPI + 2%Cal 1979.8 32.5 34.5


1700

1750

1800

1850

1900

1950

2000

2050

2100

1 2 3

1949

2027

2084

1851,55

1925,65

1979,8

Proctor Modificado

95%

95% 95%

67

67

Ilustración 52. Curvas del CBR Fuentes: Propia de la investigación


Una vez que la curva se intersecta con el valor de densidad seca máxima del

Proctor establecida en la tabla 12 obtendremos el porcentaje de CBR.

En el cual el CBR de diseño es = 34.5%. Este Valor está dentro de lo establecido

por el MTOP. Mayor al 30 % para que nos sirva como sub base.



Series10

20

40

RAP RAP + MPI RAP + MPI +2%Cal

16,1 17,5

34,5

PORCENTAJES DE CBR

68

68

4.4. Análisis de costos

Con la finalidad de realizar una comparación de costos entre la implementación

de un proyecto vial con agregados naturales obtenidos de cantera y otro

aplicando la técnica de RAP, la cual consiste en reutilizar materiales proveniente

del fresado de carpetas asfálticas .

Se tomó como referencia el diseño elaborado para el proyecto “Construcción De

Calles De Bastión Popular Sector 41 (Bloque 9) De La Parroquia Pascuales

Cantón Guayaquil.”, tomando en consideración los rubros principales que

intervienen en la estructura del pavimento, los cuales se muestran a

continuación.

Tabla 17. Rubros utilizados para la elaboración del presupuesto.

RUBRO

Nº. DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD

1 EXCAVACION SIN CLASIFICAR m3 4,774.13

2 DESALOJO DE MATERIAL (20KM) m3-km 95,482.60

3 MATERIAL DE PRESTAMO IMPORTADO m3 14,919.17

4 TRANSPORTE MATERIAL DE PRESTAMO IMPORTADO (15KM) m3-km 223,787.55

5 MATERIAL SUBBASE CLASE 1 m3 5,967.67

6 TRANSPORTE DE MATERIAL SUBBASE CLASE 1 (15KM) m3-km 89,515.05

7 MATERIAL BASE CLASE 1 m3 4,475.75

8 TRANSPORTE DE MATERIAL BASE CLASE 1 (15KM) m3-km 67,136.25

9 CAPA/RODADURA/H. ASFÁLT. MEZC/PLANTA e=5cm (INC.

IMPRIMACIÓN) m2 22,395.13


69

69

Realizaremos una comparación de costos solo a los rubros 5 y 6, los cuales

son los de sub-base.

Empezaremos por Analizar el tiempo que necesita una volqueta para realizar un

ciclo de trabajo, el cual consiste en transportar material para sub-base desde la

cantera san José en vía a la costa hasta bastión popular teniendo una distancia

de 15 km.

Tiempo de Carga = 5 min

Tiempo de viaje a la Obra

=15 𝑘𝑚

50 𝑘𝑚ℎ

𝑥 60𝑚𝑖𝑛

ℎ= 18 𝑚𝑖𝑛

La velocidad permitida para vehículos pesados es de 50 𝑘𝑚

ℎ

Tiempo de descarga = 5 min

Tiempo de regreso = 18 min

Tiempo total de ciclo =46 min

Estimación del número de viajes que podría realizar una volqueta en el día.

1 jornada = 8horas x 60min

hora= 480 min

En realidad de los 60min solo se trabajan 50 min

factor de eficacia horaria = 50

60= 0.83

70

70

Debemos considerar 60 min del almuerzo entonces obtenemos que el Tiempo

real De trabajo = (1 jornada - hora de almuerzo) x factor de eficiencia horaria

Tiempo real de trabajo = (480min – 60 min) x 0.83 = 348.40 min

Entonces el número de viajes que puede realizar una volqueta en el día será

igual

# de viajes = tiempo real de trabajo

1 ciclo=

348.40 min

46 min= 7 viajes al dia

Determinaremos el número de volquetas necesaria para transportar 14919.17

m³ material de Mejoramiento de la mina de san José en el km 10.5 vía a la costa

hasta bastión popular.

Se deberá ejecutar 600 m³/día, este valor será afectado por el 20% de

esponjamiento dándonos en total 720 m³/día. En este caso usaremos volquetas

de 14 m³ de capacidad entonces, debido a que en el día se pueden realizar 7

ciclos de trabajos tendremos:

Capacidad de transporte diario= 7 viajes al dia x 14 m³ = 98 m³/día

Entonces el número de volquetas necesarias será de:

# 𝑑𝑒 𝑣𝑜𝑙𝑞𝑢𝑒𝑡𝑎𝑠 = 720

𝑚3

𝑑𝑖𝑎

98𝑚3

𝑑𝑖𝑎

= 7 𝑣𝑜𝑙𝑞𝑢𝑒𝑡𝑎𝑠

71

71

4.4.1. Comparación de costos.

Solo nos referiremos a comparar los rubros 5 y 6 los cuales son referentes a la

capa de sub-base ya que es la única que será afectada, en los siguientes

métodos:

1) Método tradicional,

2) Utilizando RAP con las combinaciones 80% RAP, 20% material de

mejoramiento.

3) Utilizando 80% RAP, 20% material de mejoramiento adicionando 2% de

cal.

Método 1: Diseño Tradicional

Ilustración 54. Estructura del pavimento. Fuentes: Propia de la investigación


La cantidad total de material es de 5967.67 m³ y Se deberá transportar 600

m³/día, de material para sub-base, la cantidad de días son:

Numero de dias =5967.67 m³

600 m3/dia= 10 dias

72

72

Factor de rendimiento

𝐹𝑅 =10 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑥 8

ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠𝑑𝑖𝑎

5967.67 𝑚³= 0.0134

ℎ𝑜𝑟𝑎

𝑚³

Análisis de precios unitarios de sub-base

Tabla 18. Equipos necesarios para tender y compactar el material.

EQUIPOS:

DESCRIPCION CANTIDAD TARIFA EN HORAS FR (h/m³) COSTO

Motoniveladora 1 50 0.0134 0.6700

Rodillos 1 40 0.0134 0.5360

Tanquero 1 35 0.0134 0.4690

Volqueta 7 30 0.0134 2.8140

TOTAL $ 4.489


Tabla 19. Mano de Obra necesaria para realizar el trabajo

MANO DE OBRA:


Operador tipo 1 1 3.82 0.0134 0.0512

Operador tipo 2 1 3.64 0.0134 0.0488

Chofer 8 5 0.0134 0.5360

TOTAL $ 0.636


Tabla 20. Materiales necesarios para realizar el trabajo

MATERIALES:

DESCRIPCION CANTIDAD TARIFA (m³) COSTO

Sub-base 1.2 11 13.2000

Agua 0.05 1 0.0500

TOTAL $ 13.250 Fuentes: Propia de la investigación


73

73

En total se requiere de 18.40 dólares para movilizar cada m³ de material para

sub-base.

Método 2: Con las combinaciones 80% Rap y 20% Material de

Mejoramiento.

Ilustración 55. Estructura del pavimento y la combinación de sub-base




Numero de días =5967.67 m³

600 m3/dia= 10 días




5967.67 𝑚³= 0.0134

ℎ𝑜𝑟𝑎

𝑚³

En este método será necesario la utilización de una zaranda (clasificadora), para

el Material fresado de carpetas asfálticas.

Rap 80% +

Material de Mejoramiento 20%

74

74

La clasificadora tiene un rendimiento de 1500 m³/día como son 4774.17 m³ en

total de material a clasificar serán necesario 4 días.

Cantidad =4 dias

10 dias= 0.4

Análisis de precios unitarios de sub-base (RAP + Material Mejoramiento)


EQUIPOS:


Excavadora 0.4 50 0.0134 0.2680

Zaranda 0.4 150 0.0134 0.8040


Rodillos 1 40 0.0134 0.5360

Tanquero 1 35 0.0134 0.4690

Volqueta 7 30 0.0134 2.8140




MANO DE OBRA:


Operador tipo 1 1 3.82 0.0134 0.0512

Operador tipo 2 1 3.64 0.0134 0.0488

Chofer 8 5 0.0134 0.5360

Peon 0.4 3.41 0.0134 0.0183




MATERIALES:


Material Mejoramiento 0.24 3 0.7200

Rap 0 0 0.0000

Agua 0.05 1 0.0500



75

75

En total se requiere de 7.0 dólares para movilizar cada m³ de material para sub-

base, en la combinación de RAP 80% Y Material de mejoramiento 20%.

Método 3: Con las combinaciones 80% Rap, 20% Material de

mejoramiento y 2% Cal.

Ilustración 56. Estructura del pavimento y la combinación de sub-base.




Numero de días =5967.67 m³

600 m3/dia= 10 días




5967.67 𝑚³= 0.0134

ℎ𝑜𝑟𝑎

𝑚³

En este método será necesario la utilización de una zaranda (clasificadora), para

el Material fresado de carpetas asfálticas.

Rap 80% +

Material de Mejoramiento 20% + cal 2%

76

76

La clasificadora tiene un rendimiento de 1500 m³/día como son 4774.17 m³ en

total de material a clasificar serán necesario 4 días.

Cantidad =4 dias

10 dias= 0.4

Análisis de precios unitarios de sub-base (RAP + Material Mejoramiento)


EQUIPOS:


Excavadora 0.4 50 0.0134 0.2680

Zaranda 0.4 150 0.0134 0.8040


Rodillos 1 40 0.0134 0.5360

Tanquero 1 35 0.0134 0.4690

Volqueta 7 30 0.0134 2.8140




MANO DE OBRA:


Operador tipo 1 1 3.82 0.0134 0.0512

Operador tipo 2 1 3.64 0.0134 0.0488

Chofer 8 5 0.0134 0.5360

Peon 0.4 3.41 0.0134 0.0183




MATERIALES:


Material Mejoramiento 0.24 3 0.7200

Rap 0 0 0.0000

Cal 0.024 12 0.2880

Agua 0.05 1 0.0500



77

77

En total se requiere de 7.27 dólares para movilizar cada m³ de material para

sub-base, en la combinación de RAP 80% Y Material de mejoramiento 20%.

Ilustración 57. Resumen de análisis de costos. Fuentes: Propia de la investigación


Método 1: Diseño Tradicional

Respecto a lo analizadoanteriormentepodremos determinar:

Considerando que lacantera desde dondeobtendremos elmaterial está ubicadaen el km 10.5 de la vía ala costa.

Transportar cada m³ dematerial para sub-basenos costaría 18.40dólares.

Método 2: Con las combinaciones 80% Rap

y 20% Material de mejoramiento.

Para este caso el 80%del material a utilizaren la sub-base seobtendrá del depósitomunicipal número 8

Transportar cada m³ deeste material noscostaría 7 dólaresincluido el 20% dematerial demejoramiento paracombinarlos.

Método 3: Con las combinaciones 80% Rap,

20% Material de

mejoramiento y 2% Cal.

Para este casoaumentaremos 2% decal, buscando aumentarla capacidad portantede la capa granular.

Transportar cada m³ deeste material noscostaría 7.27 dólaresincluido el 20% dematerial demejoramiento y el 2%de cal paracombinarlos.

78

78

Al realizar la comparación del rubro de sub-base de los métodos antes

mencionados podremos determinar un ahorro de 60% los cuales se reflejan en

la siguiente tabla 27 y el grafico 58.

Tabla 27. Comparación de costos

COMPARACION DE COSTO Métodos Cantidad total m³ Costo por cada m³ Costo total

1 TRADICIONAL 5967.67 $ 18.40 $ 109,805.13

2

Con las combinaciones 80% Rap y 20%

Material de mejoramiento.

5967.67 $ 7.00 $ 41,773.69

3

Con las combinaciones 80% Rap, 20% Material de mejoramiento y 2%

Cal.

5967.67 $ 7.27 $ 43,384.96



Ilustración 58. Gráficos Comparativos Fuentes: Propia de la investigación


$109.805,13

$41.773,69 $43.384,96

COMPARACION DE GRAFICOS

TRADIONAL

Con las combinaciones 80% Rap y 20% Material de mejoramiento.

Con las combinaciones 80% Rap, 20% Material de mejoramiento y 2% Cal.

79

79

CAPÍTULO V

5 . Conclusiones y Recomendaciones

5.1 . Conclusiones

2. Al evaluar los resultados obtenidos a partir de los ensayos de laboratorio

aplicados al RAP se pudo determinar que el mismo si puede ser

reutilizado, siempre que se le aplique un proceso que contribuya a mejorar

sus propiedades mecánicas.

Debido a la falta de cohesión entre las partículas de RAP se pudo concluir

que por sí solo no puede ser utilizado como base granular, ya que su

capacidad portante (CBR) no cumple con los parámetros establecidos por

el MTOP, por lo cual se combinó con un porcentaje de MPI pasante del

tamiz N°4, con la finalidad de mejorar la adherencia entre las partículas

proporcionándole mayor plasticidad al material.

Con el objetivo de mejorar la capacidad portante de la combinación antes

descrita se planteó estabilizar el material mediante el uso de cal,

obteniendo como resultado un material que cumple con todos los

parámetros necesarios para ser utilizado como una Subbase Clase I.

Al realizar la comparación de costos entre construir una vía con materiales

extraídos de cantera y construir aplicando la técnica del RAP, se

determinó un ahorro del 10% en el costo total del proyecto, además de la

mitigación del impacto ambiental que genera la reutilización de materiales.

80

80

5.2. Recomendaciones

Se recomienda continuar con la investigación de este tema proponiendo

nuevos métodos de reutilización del material fresado de carpetas

asfálticas, con el fin de darle al mismo un uso más eficiente.

Al realizar el ensayo Proctor modificado al material asfáltico fresado se

recomienda utilizar el molde de 6” (método D), ya que al aplicar el ensayo

mediante el método C (molde de 4”) se obtuvieron densidades muy bajas

debido a que en la muestra predominaban los agregados gruesos siendo

necesario aplicar mayor energía de compactación.

81

81

BIBLIOGRAFIA

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http://victoryepes.blogs.upv.es/2017/03/20/que-es-una-recicladora-de-asfalto/

82

82

ANEXOS

83

83

Ensayos del

Material Asfaltico

84

84

PROYECTO: ESTUDIO DE APROVECHAMIENTO

UBICACIÓN:

FECHA:

SOLICITA: MUESTRA:

PASA RETIENE

3/4 1/2 2500

1/2 3/8 2500

5000 3417,5 31,7%

% PÉRDIDA: PI - PF

PI

OBSERVACIONES: Norma A.S.T.M. C - 131

5000

ABRASIÓN DE LOS ÁNGELES

MALLAS PESO ANTES

DEL ENSAYO

gr.

PESO DESPUES

POR TAMIZ Nº

12 gr.

% DE PERDIDA

5000 - 3645

X 100

X 100 = 31,7% < 40% OK% PÉRDIDA:

85

85

PASO No.

Recipiente No.

Recipiente + Peso húmedo

Recipiente + Peso seco

Agua WwRecipiente

Ws

Contenido de Humedad ( % ) W

Número de Golpes

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0



PROYECTO: TESINA

UBICACIÓN: GUAYAQUIL

CALICATA: 0m - 1 km MUESTRA: 1

Laboratorio de Suelos y Materiales “Dr. Ing. ARNALDO RUFFILLI”

ENSAYO DE LIMITE LIQUIDO Y PLASTICO

FECHA: 22 DE AGOSTO DEL 2017

SOLICITA: ING. GINO FLOR

Peso e

n

grs.

15,60 21,20 21,20 18,6

LIMITE LIQUIDO

1 2 3 4

14,40 19,80 20,50 16,50

X C V D

Peso Seco 7,20 8,10 3,20 10,20

1,20 1,40 0,70 2,107,20 11,70 8,40 11,70

16,67 17,28 21,88 20,59

18 22 30 38

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad

%

Número de Golpes

86

86

FECHA:

1 KM

1

d4

2942,8

2866,5

76,3

555,5

2311,0

3,30Contenido de Agua (W%)

Peso e

n g

r. Recipiente + Peso Humedo

Reciente + Peso Seco

Agua (Ww)

Peso de Recipiente

Peso Seco (Ws)

Recipiente No.

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILFacultad de Ciencias Matemáticas y Físicas

Laboratorio de Suelos y Materiales Dr. Ing. Arnaldo Ruffilli

CONTENIDO DE HUMEDAD

16 DE JULIO DEL 2017

SOLICITA: TESINA

MUESTRA: N# 1


Muestra No.

87

87

FECHA:

1

1

d4

555,5

2866,5

2833,3

2311,0

2277,8

98,56

1,44

Peso del Recipiente

Peso Inicial + Reciente

Peso Final + Reciente

Peso Inicial

Peso Final

% RETENIDO =Peso final *100/Peso icial

% Pasa Tamiz n°200=100% -% retenido

Recipiente No.



PORCENTAJE QUE PASA EL TAMIZ N°200

16 DE JULIO DEL 2017

SOLICITA: TESINA

MUESTRA: N# 1


Muestra No.

Peso e

n g

r.

88

88

FECHA:

V OLU M EN D EL C ILIN D R O: m3C ON TR A TIS TA :

P ES O D EL C ILIN D R O: kg P R OY EC TO:

N Ú M ER OS D E GOLP ES P OR C A P A :

N Ú M ER O D E C A P A S :

PESO PESO PESO PESO PESO

TIERRA HÚ- TIERRA PESO PESO PESO w TIERRA TIERRA TIERRA DENSIDAD

MEDA + RE- SECA + RE- DE DE SECO HÚMEDA + HÚMEDA 1 + w/100 SECA SECA

CIPIENTE CIPIENTE RECIPIENTE AGUA CILINDRO Wh

cm3

Nº grs grs grs grs grs % kg kg kg kg/m3

270 x 92,4 88,8 30,00 3,60 58,80 6,12 10,664 4,361 1,061 4,109 1936

315 6 198,2 187,8 30,80 10,40 157,00 6,62 10,714 4,411 1,066 4,137 1949

384 2 126,9 119,7 30,40 7,20 89,30 8,06 10,687 4,384 1,081 4,057 1911

CONTENIDO NATURAL DE HUMEDAD: %

CONTENIDO ÓPTIMO DE HUMEDAD: %

DENSIDAD SECA MÁXIMA: kg/m3

C.C.

DIRECTOR

Cdla. Universitaria Av. Kennedy - frente al Colegio Las Mercedarias

e-mail: [email protected] - Telf.: 04-2281037

OBSERVASIONES:

OPERADOR: CALCULADO POR: D.R.C. VERIFICADO POR: ING. JULIO VARGAS JIMÉNEZ

1949

CANTIDAD

DE AGUARECIPIENTE

3,30

6,62

25U B IC A C IÓN :

GUAYAQUIL5

6,514 TESINA

0,002123

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILLaboratorio de Suelos y Materiales "Ing. Dr. Arnaldo Ruffilli"

Av. Kennedy S/N y Av. Delta - Tel. 2 281037

PRUEBA PROCTOR

15 AGOSTO 2017

1905

1910

1915

1920

1925

1930

1935

1940

1945

1950

1955

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

Den

sid

ad K

g/m

3


89

89

SECCION 19,35 cm²

1 2 3 1 2 3

1,27 mm (0.05") 110 176 242 50 80 110

2,54 mm (0.10") 176 396 594 80 180 270

3,81 mm (0.15") 286 638 924 130 290 420

5,08 mm (0.20") 330 836 1254 150 380 570

7,62 mm (0.30") 484 1210 2156 220 550 980

10,16 mm (0.40") 638 1518 2706 290 690 1230

12,7 mm (0.50") 748 1826 3124 340 830 1420

1 2 3 1 2 3

CARGA DE UNITARIA LBS/plg2 CARGA UNITARIA Kg/cm 2

0 mm (0,0") 0 0 0 0 0 0

1,27 mm (0.05") 36,67 58,67 80,67 2,58 4,13 5,68

2,54 mm (0.10") 58,67 132,00 198,00 4,13 9,30 13,95

3,81 mm (0.15") 95,33 212,67 308,00 6,72 14,98 21,70

5,08 mm (0.20") 110,00 278,67 418,00 7,75 19,63 29,45

7,62 mm (0.30") 161,33 403,33 718,67 11,37 28,42 50,64

10,16 mm (0.40") 212,67 506,00 902,00 14,98 35,65 63,55

12,7 mm (0.50") 249,33 608,67 1041,33 17,57 42,89 73,37

0,1 Pulg 0,2 Pulg

12 4,13 7,75

25 9,30 19,63

56 13,95 29,45

12 5,91 7,38

25 13,29 18,70

56 19,93 28,05

D

No. DE ENSAYO

No. GolpesEsfuerzo de Penetración

C.B.R. %

Hinchamiento

PESO DEL MARTILLO: 10 Lbs. ALTURA DE CAIDA: 18 pulg.

MUESTRA:

No. DE ENSAYO

CARGA DE PENETRACION LBS CARGA DE PENETRACION Kg

CBR

PENETRACION

No. DE GOLPES POR CAPA: 12 - 25 - 56 PESO DE MOLDE:

No. DE CAPAS: 5 VOLUMEN DEL MOLDE: 0,002316

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 2,54 5,08 7,62 10,16 12,7 15,24

Título del gráfico

Series1 Series2 Series3

90

90

Muestra: 1Vol.del Espec.(m3) 0,002123

12 Golpes x capa 25 Golpes x capa 56 Golpes x capa

Recipiente N° VO v 200

Wh + Recipiente. 292,8 278 180,8

Ws + Recipiente. 270,7 256,1 167,2

Ww 22,1 21,9 13,6

Wrecipiente 30,1 30,1 30,1

Wseco 240,6 226 137,1

W% (porcentaje de humedad) 9,2 9,7 9,9

10724,100 10020,000 11563,0

6597,000 5656,000 7030,000

Wh 4127,100 4364 4533

Ws 3779,902 3978,475 4123,917

W% 9,185 9,690 9,920

dh 1943994 2055582 2135186

ds 1780453 1873987 1942495


Recipiente N° VO 9 L3

Wh + Recipiente. 301,6 376,7 352,3

Ws + Recipiente. 291 374 345,0

Ww 10,6 2,7 7,3


Wseco 260,9 345,1 323,2


10912,400 10149,000 11638,100

6597,000 5656,000 7030,000

Wh 4315,400 4493,000 4608,100

Ws 4146,917 4458,120 4506,317

W% 4,063 0,782 2,259

dh 2032690 2116345 2170561

ds 1953329 2099915 2122618

0,050 0,060 0,050

0,044 0,058 0,045

0,042 0,053 0,040

0,041 0,051 0,038

HINCHAMIENTO 24h % -0,12 -0,04 -0,10

96 "

Densidad Seca= Dh / 1+ 0,01W%.

% DE HINCHAMIENTOLECTURA INICIAL

24 Horas

48 "

72 "

Densidad Húmeda= Wh/Volum.

Peso del Suelo Seco.

Conetido de agua=Wh / 1+ 0,01W%



DESPUES DE LA INMERSIÓN

HU

MED

AD

Peso de Molde + Suelo Húmedo

Peso de Molde

Peso del Suelo Húmedo.






C.B.R DENSIDADES

PROYECTO:

UBICACIÓN :

FECHA:

ANTES DE LA INMERSIÓN

HU

MED

AD


Peso de Molde

91

91

MUESTRA: 1

Densidad Max 1949 Kg/cm2

95% Dmax 1851,55 Kg/cm2

NºdeGolpes CBR-Densidad NºdeGolpes CBR-Densidad

12 1780,45314 5,91 12 1780,4531 7,38

25 1873,98737 13,29 25 1873,9874 18,70

6,12 1936 56 1942,49508 19,93 56 1942,4951 28,05

6,62 1949

8,06 1911

Hu

men

dades

Den

sid

ades Penetracion 0.10 pulg. Penetracion 0.20 pulg.

GRAFICAS COMPARATIVAS

0,1 de Penetración 0,2 de Penetración

PROCTOR MODIFICADO C. B. R. = 11.8 C. B. R. = 16.1

1760

1800

1840

1880

1920

1960

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

De

ns

idad

Se

ca K

g/c

m2

Humedad %

1760

1770

1780

1790

1800

1810

1820

1830

1840

1850

1860

1870

1880

1890

1900

1910

1920

1930

1940

1950

1960

1970

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00

De

nsi

da

d S

eca K

g/c

m2

C. B. R. 11,8%

1760

1770

1780

1790

1800

1810

1820

1830

1840

1850

1860

1870

1880

1890

1900

1910

1920

1930

1940

1950

1960

1970

0,00 10,00 20,00 30,00

De

nsi

da

d S

eca k

g/c

m2.

C. B. R. 16%

95% del Proctor Modificado

92

92

Ensayos del Material

Asfaltico + Material de

Prestamo Importado

93

93

PASO No.

Recipiente No.



Agua WwRecipiente

Ws


Número de Golpes

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0

0

PASO No.

Recipiente No. %

Recipiente + Peso húmedo %

Recipiente + Peso seco %

Agua Ww

Recipiente

Ws

Contenido de Humedad W



PROYECTO: TESINA







Peso e

n

grs

.

19,50 24,30 13,80 22,5

LIMITE LIQUIDO

1 2 3 4

16,80 21,60 12,70 20,30

8 93 3 f

Peso Seco 8,20 9,90 4,30 10,20

2,70 2,70 1,10 2,908,60 11,70 8,40 11,70

32,93 27,27 25,58 28,43

13 22 30 38

LIMITE PLASTICO

1 2 3

17 13 15 W L: 26,20

5,46

0,70 0,80 0,80

Peso e

n g

rs. 12,70 11,00 15,10 W P: 20,74

12,00 10,20 14,30 IP:

7,90 6,80 10,60 Simbolo de la carta de

Peso Seco 4,10 3,40 3,70 Plasticidad

Av. Kennedy S/N y Av. Delta -Frente al colegio las Mercedarias


OBSERVACIONES:

ING. JULIO VARGAS JÍMENEZ

DIRECTOR

17,07 23,53 21,62

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad %

Número de Golpes

94

94

FECHA:









cm3


300 f 233 215,7 29,40 17,30 186,30 9,29 10,989 4,686 1,093 4,288 2020

350 14 308,2 282,8 30,40 25,40 252,40 10,06 11,040 4,737 1,101 4,304 2027

400 8 165,6 150,5 22,90 15,10 127,60 11,83 10,999 4,696 1,118 4,199 1978

CONTENIDO NATURAL DE HUMEDAD: % AGREGAR



C.C.



PRUEBA PROCTOR

16 de SEPTIEMBRE 2017

6,514 TESINA

0,002123

25U B IC A C IÓN :

GUAYAQUIL5

2027

CANTIDAD

DE AGUARECIPIENTE

5,00

10,06

OBSERVASIONES:

OPERADOR: CALCULADO POR: D.R.C. VERIFICADO POR: ING. JULIO VARGAS JIMÉNEZ

DIRECTOR

Cdla. Universitaria Av. Kennedy - frente al Colegio Las Mercedarias


1970

1980

1990

2000

2010

2020

2030

2040

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

De

nsi

dad

Kg/

m3


95

95



Recipiente N° i 4 2

Wh + Recipiente. 161,3 106,8 231,1

Ws + Recipiente. 151,1 99,2 213,4

Ww 29 7,6 17,7


Wseco 121 77,1 182,9


10637,400 12630,200 11876,40

5755,200 7873,000 7033,000

Wh 4882,200 4757,2 4843,4

Ws 3938,308 4330,344 4416,041

W% 23,967 9,857 9,677

dh 2299670 2240791 2281394

ds 1855067 2039729 2080095


Recipiente N° i x 1

Wh + Recipiente. 355,9 249,1 477,8

Ws + Recipiente. 350 244 435,5

Ww 5,9 5,1 42,3

Wrecipiente 29 30 30,6

Wseco 321 214 404,9


10694,800 12744,800 11638,100

5755,200 7873,000 7030,000

Wh 4939,600 4871,800 4608,100

Ws 4850,448 4758,399 4172,226

W% 1,838 2,383 10,447

dh 2326707 2294772 2170561

ds 2284714 2241356 1965250

0,025 0,035 0,025

0,044 0,058 0,016

0,042 0,053 0,000

0,041 0,051 0,000

HINCHAMIENTO 24h % 0,38 0,46 -0,45




C.B.R DENSIDADES

PROYECTO:

UBICACIÓN :

FECHA:


HU

MED

AD


Peso de Molde







HU

MED

AD


Peso de Molde




96 "



24 Horas

48 "

72 "

96

96

SECCION 19,35 cm²

1 2 3 1 2 3

1,27 mm (0.05") 396 198 132 60 90 180

2,54 mm (0.10") 682 506 198 90 230 310

3,81 mm (0.15") 990 682 264 120 310 450

5,08 mm (0.20") 1386 1166 396 180 530 630

7,62 mm (0.30") 1650 1408 550 250 640 750

10,16 mm (0.40") 1980 1584 770 350 720 900

12,7 mm (0.50") 2398 1782 1056 480 810 1090

1 2 3 1 2 3


0 mm (0,0") 0 0 0 0 0 0

1,27 mm (0.05") 132,00 66,00 44,00 3,10 4,65 9,30

2,54 mm (0.10") 227,33 168,67 66,00 4,65 11,88 16,02

3,81 mm (0.15") 330,00 227,33 88,00 6,20 16,02 23,25

5,08 mm (0.20") 462,00 388,67 132,00 9,30 27,38 32,55

7,62 mm (0.30") 550,00 469,33 183,33 12,92 33,07 38,75

10,16 mm (0.40") 660,00 528,00 256,67 18,08 37,20 46,50

12,7 mm (0.50") 799,33 594,00 352,00 24,80 41,85 56,32

0,1 Pulg 0,2 Pulg

12 4,65 9,30

25 11,88 27,38

56 16,02 32,55

12 6,64 8,86

25 16,98 26,08

56 22,88 31,00

D

CBR

PENETRACION




MUESTRA:

No. DE ENSAYO


No. DE ENSAYO


C.B.R. %

Hinchamiento

0

10

20

30

40

50

60

0 2,54 5,08 7,62 10,16 12,7 15,24



97

97

MUESTRA: 1


95% Dmax 1925,65 Kg/cm2


12 1855,06736 6,64 12 1855,0674 8,86

25 2039,72859 16,98 25 2039,7286 26,08

9,2860977 2020 56 2080,09476 22,88 56 2080,0948 31,00

10,063391 2027

11,833856 1978



PROCTOR MODIFICADO C. B. R. = C. B. R. =

Hu

men

dades

Den

sid


18501860187018801890190019101920193019401950196019701980199020002010202020302040205020602070208020902100

0 5 10 15

De

ns

idad

Se

ca K

g/c

m2

Humedad %

1850

1890

1930

1970

2010

2050

2090

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00

De

nsi

da

d S

eca K

g/c

m2

C. B. R. 12 %

1850

1890

1930

1970

2010

2050

2090

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00

De

nsi

da

d S

eca k

g/c

m2.

C. B. R. 17,5%


98

98

Ensayos del Material

Asfaltico + Material de

Prestamo Importado + 2%

cal

99

99

PASO No.

Recipiente No.



Agua WwRecipiente

Ws


Número de Golpes

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0

0

PASO No.

Recipiente No. %

Recipiente + Peso húmedo %

Recipiente + Peso seco %

Agua Ww

Recipiente

Ws

Contenido de Humedad W



PROYECTO: TESINA







Peso e

n

grs

.

19,40 21,00 21,40 20

LIMITE LIQUIDO

1 2 3 4

16,50 18,50 19,10 19,20

z 17 a x

Peso Seco 9,70 10,50 11,20 10,20

2,90 2,50 2,30 2,906,80 8,00 7,90 7,80

29,90 23,81 20,54 28,43

11 20 28 38

LIMITE PLASTICO

1 2 3

21 22 99 W L: 25,80

5,25

0,90 1,00 0,70

Peso e

n g

rs. 13,10 13,20 12,80 W P: 20,55

12,20 12,20 12,10 IP:

8,00 7,80 8,10

Peso Seco 4,20 4,40 4,00

21,43 22,73 17,50

20,00

21,00

22,00

23,00

24,00

25,00

26,00

27,00

28,00

29,00

30,00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad %

Número de Golpes

100

100

FECHA:









cm3


95,6 93,1 26,30 2,50 66,80 3,74 9,995 3,692 1,037 3,559 1676

250 B 82,2 79,1 23,10 3,10 56,00 5,54 10,893 4,590 1,055 4,349 2049

300 A 203,1 192,5 22,90 10,60 169,60 6,25 11,003 4,700 1,063 4,424 2084

350 F 251,9 236,5 30,00 15,40 206,50 7,46 10,974 4,671 1,075 4,347 2047

6

CONTENIDO NATURAL DE HUMEDAD: % AGREGAR



CANTIDAD

DE AGUARECIPIENTE

3,50

6,30

25U B IC A C IÓN :

GUAYAQUIL5

6,514 TESINA

0,002123



PRUEBA PROCTOR

16 de JULIO 2017

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

Den

sid

ad K

g/m

3


101

101



Recipiente N° 25 4 t

Wh + Recipiente. 113,4 155,7 110,4

Ws + Recipiente. 102,1 145,6 107,1

Ww 11,3 10,1 3,3

Wrecipiente 22,2 22 23,2

Wseco 79,9 123,6 83,9


11151,600 11625,600 10585,90

6605,800 7001,800 5652,300

Wh 4545,800 4623,8 4933,6

Ws 3982,559 4274,508 4746,893

W% 14,143 8,172 3,933

dh 2141215 2177956 2323881

ds 1875911 2013428 2235936


Recipiente N° v b a

Wh + Recipiente. 205,2 202,2 225,7

Ws + Recipiente. 191,1 188,1 215,3

Ww 14,1 14,1 10,4


Wseco 160,6 165 192,4


11396,700 11548,600 12451,800

6489,700 6590,300 7572,100

Wh 4907,000 4958,300 4879,700

Ws 4510,957 4567,948 4629,459

W% 8,780 8,545 5,405

dh 2311352 2335516 2298493

ds 2124803 2151648 2180621

0,025 0,035 0,025

0,044 0,058 0,016

0,042 0,053 0,000

0,041 0,051 0,000

HINCHAMIENTO 24h % 0,38 0,46 -0,45

96 "



24 Horas

48 "

72 "







HU

MED

AD


Peso de Molde







C.B.R DENSIDADES

PROYECTO:

UBICACIÓN :

FECHA:


HU

MED

AD


Peso de Molde

102

102

SECCION 19,35 cm²

1 2 3 1 2 3

1,27 mm (0.05") 550 528 242 110 240 250

2,54 mm (0.10") 1430 1078 396 180 490 650

3,81 mm (0.15") 2134 1408 594 270 640 970

5,08 mm (0.20") 2816 1650 726 330 750 1280

7,62 mm (0.30") 3784 2068 990 450 940 1720

10,16 mm (0.40") 4752 2420 1254 570 1100 2160

12,7 mm (0.50") 5566 2794 1496 680 1270 2530

1 2 3 1 2 3


0 mm (0,0") 0 0 0 0 0 0

1,27 mm (0.05") 183,33 176,00 80,67 5,68 12,40 12,92

2,54 mm (0.10") 476,67 359,33 132,00 9,30 25,32 33,58

3,81 mm (0.15") 711,33 469,33 198,00 13,95 33,07 50,12

5,08 mm (0.20") 938,67 550,00 242,00 17,05 38,75 66,14

7,62 mm (0.30") 1261,33 689,33 330,00 23,25 48,57 88,87

10,16 mm (0.40") 1584,00 806,67 418,00 29,45 56,84 111,60

12,7 mm (0.50") 1855,33 931,33 498,67 35,13 65,62 130,72

0,1 Pulg 0,2 Pulg

12 9,30 17,05

25 25,32 38,75

56 33,58 66,14

12 13,29 16,24

25 36,17 36,91

56 47,98 62,99

D

No. DE ENSAYO


C.B.R. %

Hinchamiento


MUESTRA:

No. DE ENSAYO


CBR

PENETRACION



0

20

40

60

80

100

120

140

0 2,54 5,08 7,62 10,16 12,7 15,24



103

103

MUESTRA: 1


95% Dmax 1979,8 Kg/cm2


12 1875,91118 13,29 12 1875,9112 16,24

25 2013,42803 36,17 25 2013,428 36,91

5,54 2049 56 2235,93625 47,98 56 2235,9363 62,99

6,25 2084

7,46 2047

Hu

men

dades

Den

sid




PROCTOR MODIFICADO C. B. R. = C. B. R. =

18501860187018801890190019101920193019401950196019701980199020002010202020302040205020602070208020902100

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00

De

ns

idad

Se

ca K

g/c

m2

Humedad %

18501860187018801890190019101920193019401950196019701980199020002010202020302040205020602070208020902100

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

De

nsi

da

d S

eca K

g/c

m2

C. B. R. 32,5%

18501860187018801890190019101920193019401950196019701980199020002010202020302040205020602070208020902100

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00

De

nsi

da

d S

eca k

g/c

m2.

C. B. R. 34,5%


104

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