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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES REOLÓGICAS DE
ASFALTO DE LA REFINERÍA ESMERALDAS MODIFICADO CON
POLVO DE NEUMÁTICOS RECICLADOS
TRABAJO DE TITULACIÓN, MODALIDAD PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO QUÍMICO
AUTOR: ANDREA PAULINA RAMÍREZ AYALA
QUITO
2018
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
Evaluación de las propiedades reológicas de asfalto de la Refinería
Esmeraldas modificado con polvo de neumáticos reciclados
Trabajo de titulación, modalidad proyecto de investigación para la obtención
del título de Ingeniero Químico
Autor: Andrea Paulina Ramírez Ayala
Tutor: Ing. Luis Alberto Calle Guadalupe
QUITO
2018
iii
DERECHOS DE AUTOR
Yo, ANDREA PAULINA RAMÍREZ AYALA en calidad de autor y titular de los
derechos morales y patrimoniales del trabajo de titulación: “EVALUACIÓN DE LAS
PROPIEDADES REOLÓGICAS DE ASFALTO DE LA REFINERÍA ESMERALDAS
MODIFICADO CON POLVO DE NEUMÁTICOS”, modalidad Proyecto de
Investigación para la obtención del título de Ingeniero Químico, de conformidad con el
Art. 114 del CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS
CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN concedo a favor a la
Universidad Central del Ecuador una licencia gratuita, intransferible y no exclusiva para
el uso no comercial de la obra, con fines estrictamente académicos. Conservo a mi favor
todos los derechos de autor sobre la obra, establecidos en la normativa citada.
Asimismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que realice la
digitalización y publicación de este trabajo de titulación en el repositorio virtual, de
conformidad a lo dispuesto en el Art.144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.
El autor declara que la obra objeto de la presente autorización es original en su forma
de expresión y no infringe el derecho de autor de terceros asumiendo la responsabilidad
por cualquier reclamo que pudiera presentarse por esta causa y liberando a la
Universidad de toda la responsabilidad.
En la ciudad de Quito, a los 13 días del mes de diciembre del 2018.
FIRMA
Ramírez Ayala Andrea Paulina
C.C. 1720995230
iv
APROBACIÓN DEL TUTOR
Yo, Luis Calle Guadalupe en calidad de tutor del trabajo de titulación,
modalidad proyecto de investigación EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES
REOLÓGICAS DE ASFALTO DE LA REFINERÍA ESMERALDAS MODIFICADO CON
POLVO DE NEUMÁTICOS RECICLADOS, elaborado por la estudiante Andrea
Paulina Ramírez Ayala de la carrera de Ingeniería Química, Facultad de
Ingeniería Química de la Universidad Central del Ecuador, considero que la
misma reúne los requisitos y méritos necesarios en el campo metodológico y en
el campo epistemológico, para ser sometida a la evaluación por parte del jurado
examinador que se designe, por lo que lo APRUEBO, a fin de que el trabajo sea
habilitado para continuar con el proceso de titulación determinado por la
Universidad Central del Ecuador.
En la ciudad de Quito, a los…….…días del mes ……….. de 2018.
Firma del Tutor
Luis Calle Guadalupe
CC:1705283446
v
DEDICATORIA
A mis padres Ludwing y Lourdes que con su ejemplo, dedicación
y entrega me han dado la fuerza necesaria para batallar y lograr
mis metas. Por ser mis confidentes de triunfos y derrotas;
ustedes son la bendición más grande que Dios me ha dado.
A mis hermanos Gabriel y Daniela, que han sido mi soporte en
tiempos difíciles y mi sonrisa del día a día.
A mi abuelito Jaime que me ha enseñado que el inmenso mundo
del conocimiento puede ser conquistado mediante la lectura.
A toda mi familia y amigos de manera especial a William quien
me ha apoyado siempre en el trayecto de mi vida profesional y
personal, quien ha sido un gran compañero, amigo y ahora
colega.
Finalmente, a mis abuelitas que, aunque están lejos las recuerdo
siempre y las llevo en mi corazón. Cada estrella en el cielo tiene
sus nombres y cada logro, con amor se lo dedico a ustedes.
“El punto de partida de todo logro es el deseo.”
Napoleón Hill.
vi
AGRADECIMIENTOS
A Dios que con su amor infinito me ha bendecido con mi maravillosa familia y me ha
permitido escoger de forma correcta mi verdadera vocación; gracias por permitirme
reconocer que los errores no son motivo de lástima sino son la fortaleza del alma y la razón.
A la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Central del Ecuador que me ha abierto
sus puertas cálidamente y que me ha cubierto con un manto de conocimientos valiosos, a sus
profesores que con su esfuerzo y dedicación me han permitido explorar un mundo lleno de
retos, cuestionamientos y respuestas.
Al equipo de Control de Calidad de la Refinería Esmeraldas, especialmente al Dr. Edgar
Campoverde, Dr. José Once y a Ing. Graciela Hurtado que me proporcionaron todas las
herramientas necesarias para realizar el presente proyecto de investigación.
A mi tutor y profesor Ing. Luis Calle Guadalupe, quien me ha brindado su apoyo y guía para
la culminación de esta importante etapa en mi vida profesional.
A mi querida familia que con su cariño me ha inculcado los valores que me han hecho crecer
personal y profesionalmente.
Finalmente, a William y a mis amigos Jen, Kathy, Paty y Hugo por estar a mi lado con todos
sus consejos y su apoyo, que todas las experiencias vividas no sean solo un recuerdo y que
existan muchas más aventuras juntos.
Andrea Ramírez
vii
CONTENIDO
pág.
LISTA DE TABLAS ..............................................................................................................XI
LISTA DE FIGURAS ......................................................................................................... XVI
ÍNDICE DE ANEXO ........................................................................................................ XVII
RESUMEN ....................................................................................................................... XVIII
ABSTRACT ........................................................................................................................ XIX
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………………………………..1
1. ASFALTO……………………………………………………………………………………………………………3
1.1. Asfalto ......................................................................................................................... 3
1.2. Composición del asfalto.............................................................................................. 4
1.2.1. Asfaltenos ................................................................................................................... 4
1.2.2. Maltenos...................................................................................................................... 5
1.3. Asfalto modificado ..................................................................................................... 6
1.3.1. Compatibilidad asfalto-polímero ................................................................................ 6
1.4. Problemas en el asfalto convencional ......................................................................... 7
1.4.1. Deformaciones permanentes (Ahuellamiento) ........................................................... 7
1.4.2. Fatiga a temperaturas intermedias .............................................................................. 8
1.4.3. Fisuramiento térmico por contracción a bajas temperaturas ...................................... 8
1.5 Metodología SUPERPAVE ........................................................................................ 9
1.6 Grado de desempeño (PG) ........................................................................................ 10
viii
1.7. Reología .................................................................................................................... 12
1.7.1. Pruebas oscilatorias................................................................................................... 12
1.7.2. Modulo complejo ...................................................................................................... 14
1.7.3. Ángulo de fase (𝛅) .................................................................................................... 14
2. NEUMATICOS FUERA DE USO………………………………………………………………………...16
2.1. Composición del caucho ........................................................................................... 16
2.2. Composición de los neumáticos ............................................................................... 16
2.3. Polvo de caucho en NFU .......................................................................................... 17
2.3.1. Características físicas ................................................................................................ 18
3. PARTE EXPERIMENTAL………………………………………………………………………………….21
3.1. Diseño Experimental................................................................................................. 21
3.2. Caracterización fisicoquímica del asfalto original.................................................... 22
3.3. Caracterización de NFU............................................................................................ 24
3.4. Termogravimetría ..................................................................................................... 25
3.5. Incorporación del material NFU al asfalto base. ...................................................... 27
3.6. Envejecimiento de muestras en RTFO ..................................................................... 28
3.7. Envejecimiento de muestras en PAV........................................................................ 29
3.8. Estudio reológico del asfalto según su grado de desempeño .................................... 30
4. DATOS EXPERIMENTAL.…………………………………………………………………………………33
4.1. Caracterización básica del asfalto ............................................................................. 33
4.1.1. Viscosidad Rotacional (Brookfield) ASTM D-4402 ................................................ 33
4.1.2. Cambio de masa en el residuo del horno de película delgada rotacional RTFO
ASTM D-2872 .......................................................................................................... 34
4.1.3. Punto de Inflamación en Copa Abierta Cleveland (ASTM D-92)............................ 35
4.2. Caracterización del polvo de neumáticos fuera de uso NFU .................................... 35
4.2.1. Porcentaje de retención del polvo NFU para la muestra tamizada ........................... 35
4.2.2. Distribución de tamaños para polvo de neumáticos procedentes de la planta
recicladora ................................................................................................................. 36
4.2.3. Distribución de tamaños para polvo de neumático retenido en tamiz Nº 100 .......... 37
ix
4.3. Clasificación de asfalto mediante grado de desempeño (Análisis Reológico) ......... 38
4.3.1. Reología Asfalto Original (sin envejecimiento) (ASTM D-7175) ............................ 38
4.3.2. Reología Asfalto envejecido RTFO (ASTM D-7175) ............................................... 43
4.3.3. Reología Asfalto envejecido RTFO+PAV (ASTM D-7175)..................................... 49
5. CÁLCULOS Y RESULTADOS……………………………………………………………………………56
5.1. Cálculo del cambio de masa por calentamiento, ASTM D-1754 ............................. 56
5.2. Corrección del punto de inflamación en copa abierta Cleveland (ASTM D-92) ...... 57
5.2.1. Cálculo modelo para una concentración de 2% NFU ............................................... 57
5.3. Viscosidad rotacional promedio para asfalto original. ............................................. 58
5.4. Resultados promedio del cambio de masa en horno RTFO (ASTM D-2872) ........... 58
5.5. Resultados reológicos promedio para muestras sin envejecimiento (ASTM D-2872)
.................................................................................................................................. 58
5.6. Resultados reológicos promedio para muestras envejecidas en RTFO
(ASTM D-2872)......................................................................................................... 60
5.7. Resultados reológicos promedio para muestras envejecidas en PAV
(ASTM D-6521)......................................................................................................... 61
5.8. Análisis Estadístico ................................................................................................... 63
5.8.1. Cálculo del Análisis de Varianza (ANOVA) para las variables respuesta: ángulo de
fase, módulo complejo, factor de ahuellamiento y fatiga. ........................................ 63
5.8.2. Método Tukey para comparación de tratamientos con influencia del factor
concentración de NFU .............................................................................................. 67
5.9. Cálculo de intervalos de confianza al 95% para las propiedades reológicas y
mecanismos de falla. ................................................................................................. 71
Tabla 108 (Continuación) ..................................................................................................... 79
5.10. Curva ángulo de fase, factor de ahuellamiento y factor de fatiga en función de la
temperatura ............................................................................................................... 79
5.11. Resultados de ensayos de clasificación según norma INEN 3030……………………….85
5.12. Resultados de análisis termogravimétrico……………………………………………………..…86
6. DISCUSIÓN……………………………………………………………………………………………………...87
7. CONCLUSIONES……………………………………………………………………………………………...89
x
8. RECOMENDACIONES .................................................................................................... 91
CITAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................................... 92
ANEXOS ................................................................................................................................ 95
xi
LISTA DE TABLAS
pág.
Tabla 1 Equipos empleados para clasificación según grado de desempeño PG .................. 11
Tabla 2 Composición ponderal aproximada de neumáticos (CEDEX) ................................ 17
Tabla 3 Cuadro de especificaciones para polvo de NFU ...................................................... 19
Tabla 4 Ensayos para caracterización del asfalto ................................................................. 22
Tabla 5 Viscosidad rotacional, asfalto original primera repetición ...................................... 33
Tabla 6 Viscosidad rotacional, asfalto original segunda repetición ..................................... 33
Tabla 7 Viscosidad rotacional, asfalto original tercera repetición ....................................... 34
Tabla 8 Cambio de masa en el residuo del horno RTFO, (𝑟1) ............................................. 34
Tabla 9 Cambio de masa en el residuo del horno RTFO, (𝑟2) ............................................. 34
Tabla 10 Punto de inflamación ............................................................................................. 35
Tabla 11 Porcentajes de retención del polvo de NFU .......................................................... 35
Tabla 12 Distribución de tamaños para muestra inicial (procedente de planta recicladora) 36
Tabla 13 Distribución de tamaños para muestra retenida en tamiz Nº 100 .......................... 37
Tabla 14 Reología asfalto original sin NFU ......................................................................... 38
Tabla 15 Reología asfalto original sin NFU ......................................................................... 38
Tabla 16 Reología asfalto original sin NFU ......................................................................... 38
Tabla 17 Reología asfalto original con 2% NFU ................................................................. 39
Tabla 18 Reología asfalto original con 2% NFU ................................................................. 39
Tabla 19 Reología asfalto original con 2% NFU ................................................................. 39
Tabla 20 Reología asfalto original con 4% NFU ................................................................. 39
Tabla 21 Reología asfalto original con 4% NFU ................................................................. 40
Tabla 22 Reología asfalto original con 4% NFU ................................................................. 40
xii
Tabla 23 Reología asfalto original con 6% NFU ................................................................. 40
Tabla 24 Reología asfalto original con 6% NFU ................................................................. 41
Tabla 25 Reología asfalto original con 6% NFU ................................................................. 41
Tabla 26 Reología asfalto original con 8% NFU ................................................................. 41
Tabla 27 Reología asfalto original con 8% NFU ................................................................. 42
Tabla 28 Reología asfalto original con 8% NFU ................................................................. 42
Tabla 29 Reología asfalto original con 10% NFU ............................................................... 42
Tabla 30 Reología asfalto original con 10% NFU ............................................................... 43
Tabla 31 Reología asfalto original con 10% NFU ............................................................... 43
Tabla 32 Reología asfalto envejecido RTFO ....................................................................... 43
Tabla 33 Reología asfalto envejecido RTFO ....................................................................... 44
Tabla 34 Reología asfalto envejecido RTFO ....................................................................... 44
Tabla 35 Reología asfalto envejecido RTFO-2% NFU ........................................................ 44
Tabla 36 Reología asfalto envejecido RTFO-2% NFU ........................................................ 45
Tabla 37 Reología asfalto envejecido RTFO-2% NFU ........................................................ 45
Tabla 38 Reología asfalto envejecido RTFO-4% NFU ........................................................ 45
Tabla 39 Reología asfalto envejecido RTFO-4% NFU ........................................................ 46
Tabla 40 Reología asfalto envejecido RTFO-4% NFU ........................................................ 46
Tabla 41 Reología asfalto envejecido RTFO-6% NFU ........................................................ 46
Tabla 42 Reología asfalto envejecido RTFO-6% NFU ........................................................ 47
Tabla 43 Reología asfalto envejecido RTFO-6% NFU ........................................................ 47
Tabla 44 Reología asfalto envejecido RTFO-8% NFU ........................................................ 47
Tabla 45 Reología asfalto envejecido RTFO-8% NFU ........................................................ 48
Tabla 46 Reología asfalto envejecido RTFO-8% NFU ........................................................ 48
Tabla 47 Reología asfalto envejecido RTFO-8% NFU ........................................................ 48
Tabla 48 Reología asfalto envejecido RTFO-10% NFU ...................................................... 49
Tabla 49 Reología asfalto envejecido RTFO-10% NFU ...................................................... 49
Tabla 50 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV ............................................................. 49
Tabla 51 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV ............................................................. 50
Tabla 52 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV ............................................................. 50
Tabla 53 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 2% NFU .............................................. 50
Tabla 54 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 2% NFU .............................................. 51
xiii
Tabla 55 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 2% NFU .............................................. 51
Tabla 56 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 4% NFU .............................................. 51
Tabla 57 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 4% NFU .............................................. 52
Tabla 58 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 4% NFU .............................................. 52
Tabla 59 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 6% NFU .............................................. 52
Tabla 60 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 6% NFU .............................................. 53
Tabla 61 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 6% NFU .............................................. 53
Tabla 62 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 8% NFU .............................................. 53
Tabla 63 Reología asfalto envejecido RTFO+ PAV 8% NFU ............................................. 54
Tabla 64 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 8% NFU .............................................. 54
Tabla 65 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 10% NFU ............................................ 54
Tabla 66 Reología asfalto envejecido RTFO+ PAV 10% NFU ........................................... 55
Tabla 67 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 10% NFU ............................................ 55
Tabla 68 Resultados punto de inflamación........................................................................... 57
Tabla 69 Viscosidad rotacional promedio para asfalto original ........................................... 58
Tabla 70 Cambio de masa en RTFO .................................................................................... 58
Tabla 71 Ángulo de fase (δ), muestras sin envejecer ........................................................... 59
Tabla 72 Módulo complejo (G*), muestras sin envejecer .................................................... 59
Tabla 73 Factor G*/sen (δ), muestras sin envejecer ............................................................. 59
Tabla 74 Ángulo de fase (δ), muestras envejecidas en horno RTFO ................................... 60
Tabla 75 Modulo complejo (G*), muestras envejecidas en horno RTFO ............................ 60
Tabla 76 Factor G*/sen (δ) , muestras envejecidas en horno RTFO ................................... 60
Tabla 77 Resultados reológicos para establecer Temperatura máxima de diseño ............... 61
Tabla 78 Ángulo de fase (δ) , muestras envejecidas en PAV ............................................... 61
Tabla 79 Módulo complejo (G*), muestras envejecidas en PAV ........................................ 62
Tabla 80 Factor G*.sen (δ), muestras envejecidas en PAV ................................................. 62
Tabla 81 Resultados reológicos para establecer Temperatura intermedia de diseño (TI) .... 62
Tabla 82 ANOVA para la variable respuesta ángulo de fase, muestra original ................... 64
Tabla 83 ANOVA para la variable respuesta módulo complejo, muestra original .............. 64
Tabla 84 ANOVA para la variable respuesta factor de ahuellamiento, muestra original .... 65
Tabla 85 ANOVA para la variable respuesta ángulo de fase, muestra envejecida en RTFO
.............................................................................................................................................. 65
xiv
Tabla 86 ANOVA para la variable respuesta módulo complejo, muestra envejecida en
RTFO .................................................................................................................................... 65
Tabla 87 ANOVA para la variable respuesta factor de ahuellamiento, muestra envejecida
en RTFO ............................................................................................................................... 66
Tabla 88 ANOVA para la variable respuesta ángulo de fase, muestra envejecida en PAV 66
Tabla 89 ANOVA para la variable respuesta módulo complejo, muestra envejecida en PAV
.............................................................................................................................................. 67
Tabla 90 ANOVA para la variable respuesta factor de fatiga, muestra envejecida en PAV 67
Tabla 91 Método Tukey para comparación de tratamientos con variable respuesta ángulo de
fase, Muestra original ........................................................................................................... 68
Tabla 92 Método Tukey para comparación de tratamientos con variable respuesta módulo
complejo, muestra orignial ................................................................................................... 68
Tabla 93 Método Tukey para comparación de tratamientos con variable respuesta factor de
ahuellamiento, Muestra original ........................................................................................... 68
Tabla 94 Método Tukey para comparación de tratamientos con variable respuesta ángulo de
fase, Muestra envejecida RTFO ........................................................................................... 69
Tabla 95 Método Tukey para comparación de tratamientos con variable respuesta módulo
complejo, Muestra envejecida RTFO ................................................................................... 69
Tabla 96 Método Tukey para comparación de tratamientos con variable respuesta factor de
ahuellamiento, Muestra envejecida RTFO ........................................................................... 69
Tabla 97 Método Tukey para comparación de tratamientos con variable respuesta ángulo de
fase, Muestra envejecida PAV.............................................................................................. 70
Tabla 98 Método Tukey para comparación de tratamientos con variable respuesta módulo
complejo, Muestra envejecida PAV ..................................................................................... 70
Tabla 99 Tukey para comparación de tratamientos con variable respuesta factor de fatiga,
Muestra envejecida PAV ...................................................................................................... 70
Tabla 100 Intervalos de confianza para variable ángulo de fase, muestras originales ......... 71
Tabla 101 Intervalos de confianza para variable módulo complejo, muestras originales .... 72
Tabla 102 Intervalos de confianza para factor de ahuellamiento, muestras originales ........ 72
Tabla 103 Intervalos de confianza para variable ángulo de fase, muestras envejecidas en
RTFO .................................................................................................................................... 73
xv
Tabla 104 Intervalos de confianza para factor de ahuellamiento, muestras envejecidas en
RTFO .................................................................................................................................... 75
Tabla 105 (Continuación) ..................................................................................................... 76
Tabla 106 Intervalos de confianza para variable ángulo de fase, muestras envejecidas en
PAV ...................................................................................................................................... 76
Tabla 107 Intervalos de confianza para variable ángulo de fase, muestras envejecidas en
PAV ...................................................................................................................................... 77
Tabla 108 Intervalos de confianza para factor fatiga, muestras envejecidas en PAV .......... 78
Tabla 110 Resultados de ensayos de clasificación para las 6 concentraciones .................... 85
xvi
LISTA DE FIGURAS
pág.
Figura 1 Macroestructura de los asfaltenos ............................................................................ 5
Figura 2 Problemas en pavimentos ......................................................................................... 9
Figura 3 Flujo entre dos placas paralelas.............................................................................. 12
Figura 4 Movimiento del plato superior en un ciclo de carga .............................................. 13
Figura 5 Desplazamiento de la muestra de prueba ............................................................... 14
Figura 6 Representación del módulo complejo y ángulo de fase en materiales viscoelástico
.............................................................................................................................................. 15
Figura 7 Equipos empleados para clasificación según grado de desempeño PG ................. 19
Figura 8 Distribución de tamaños para muestra inicial (procedente de planta recicladora) . 36
Figura 9 Distribución de frecuencias para polvo de caucho retenido en tamiz Nº 100 ........ 37
Figura 10 Ángulo de fase vs Temperatura, asfalto original ................................................. 80
Figura 11 Módulo complejo vs Temperatura, asfalto original ............................................. 81
Figura 12 Factor de ahuellamiento 𝐺 ∗/𝑠𝑒𝑛 (𝑥) 𝑣𝑠 𝑇, asfalto original .............................. 81
Figura 13 Ángulo de fase vs T, envejecido RTFO ............................................................... 82
Figura 14 Módulo complejo vs T, envejecido RTFO ........................................................... 82
Figura 15 Factor de ahuellamiento 𝐺 ∗/𝑠𝑒𝑛 (𝑥) 𝑣𝑠 𝑇, asfalto envejecido RTFO .............. 83
Figura 16 Ángulo de fase vs T, envejecido PAV ................................................................. 83
Figura 17 Módulo complejo vs T, envejecido PAV ............................................................. 84
Figura 18 Factor de fatiga 𝐺 ∗. 𝑠𝑒𝑛 (𝑥) 𝑣𝑠 𝑇, asfalto envejecido PAV .............................. 84
Figura 19 Resultados termogravimétricos ............................................................................ 86
xvii
ÍNDICE DE ANEXO
pág.
Anexo A Reporte fotográfico de los equipos utilizados ....................................................... 96
Anexo B Clasificación del asfalto según su grado de desempeño INEN 3030 .................. 101
Anexo C Ensayo de Clasificación Ligante asfáltico .......................................................... 103
Anexo D Reporte de análisis de distribución de tamaños en Camsizer ............................. 104
Anexo E Contenido de Fibras en caucho reciclado de neumático ..................................... 106
Anexo F Distribución de tamaños de partículas en caucho reciclado de neumático .......... 107
Anexo G Humedad en caucho reciclado de neumático ...................................................... 108
Anexo H Partículas ferrosas en caucho reciclado de neumático ........................................ 109
Anexo J Ficha Técnica Polvo de caucho reciclado de NFU (Empresa Rubberaction) ...... 110
Anexo K Reporte de análisis Termogravimétrico .............................................................. 112
Anexo L Reporte de análisis reológico............................................................................... 118
xviii
Evaluación de las propiedades reológicas de asfalto de la Refinería Esmeraldas
modificado con polvo de neumáticos reciclados
RESUMEN
Determinación de las propiedades viscoelásticas del asfalto modificado con polvo de
neumáticos reciclados, mediante ensayos reológicos y clasificación por su grado de
desempeño de acuerdo con la norma INEN 3030.
El polvo de caucho tamizado con distribución de tamaños de partículas menores a 250 um se
añadió al asfalto a concentraciones del: 2,4,6,8 y 10%. Posteriormente las muestras fueron
envejecidas en horno de película rotacional (RTFO) y en horno de envejecimiento a presión
(PAV), que simulan las condiciones: 1) en su etapa inicial de transporte y puesta en obra y
2) su vida útil.
Se realizaron ensayos reológicos de las muestras con y sin envejecimiento, con el fin de medir
sus propiedades de resistencia a temperaturas altas (52-82 ℃) e intermedias (16-34 ℃)
mediante el uso del reómetro de corte dinámico según la norma ASTM D-7175. También se
hicieron ensayos complementarios de viscosidad rotacional, punto de inflamación y pérdida
de masa por calentamiento para verificar que el producto cumple con las especificaciones.
Adicionalmente, se analizó el comportamiento termogravimétrico del asfalto y de las
muestras sin envejecimiento.
Para las muestras con y sin envejecimiento se graficaron curvas del ángulo de fase, del
módulo complejo y de los mecanismos de falla (factores de ahuellamiento y fatiga) en
función de la temperatura.
Los resultados obtenidos fueron analizados mediante pruebas ANOVA y Tukey demostrando
mejores resultados a concentraciones del 8 y 10% las mismas que según su grado de
desempeño corresponden a un asfalto PG 76(25).
PALABRAS CLAVES: ASFALTOS / ASFALTO MODIFICADO /PROPIEDADES
REOLOGICAS/POLVO/ NEUMÁTICOS RECICLADOS
xix
Evaluation of the rheological properties of asphalt of Esmeraldas Refinery modified
with dust from tires out of use
ABSTRACT
Determination of the viscoelastic properties of modified asphalt with recycled tire dust by
rheological tests and classification according to their degree of performance by INEN 3030
standard.
The rubber powder with particle size distribution smaller than 250 μm was added to the
asphalt at concentrations of: 2,4,6,8 and 10%. Subsequently, the samples were aged in
rotational film furnace (RTFO) and pressure aging furnace (PAV), which simulate the
conditions: 1) in its initial stage of transport and placement on pavements and 2) its useful
life.
Rheological tests were carried out on samples with and without aging, in order to measure
their resistance properties at high temperatures (52-82 ℃) and intermediate temperatures (16-
34 ℃) by using the dynamic cutting rheometer according to the ASTM standard. D-7175.
Complementary tests of rotational viscosity, flash point and loss of mass by heating were
also made to verify that the product meets the specifications. Furthermore, the
thermogravimetric behavior of the asphalt and samples without aging was analyzed.
For the samples with and without aging, curves of the phase angle, the complex module and
the failure mechanisms (rutting and fatigue factors) were plotted as a function of temperature.
The results obtained were analyzed by means of ANOVA and Tukey tests, showing better
results at concentrations of 8 and 10%, which according to their degree of performance
correspond to an asphalt PG 76 (25).
KEYWORDS: ASPHALT / MODIFIED ASPHALT / RHEOLOGICAL
PROPERTIES / POWDER / RECYCLED TIRES
1
INTRODUCCIÓN
En la actualidad, los neumáticos fuera de uso constituyen un problema a nivel mundial,
debido a que por su naturaleza fisicoquímica no son biodegradables, y lamentablemente su
uso como combustible en calderas genera efluentes gaseosos contaminantes, esto por la alta
presencia de residuos tóxicos.
La importación de neumáticos en el país ha subido grandes cifras con un aproximado en el
2014 de 3 millones de llantas. La conciencia ambiental ha provocado la creación de
regulaciones como el Acuerdo Ministerial 098 (2015), que establece que los importadores y
productores de neumáticos recuperen el 30% de su oferta, impidiendo la acumulación de este
material en sitios inadecuados.
Para el 2016 en el Ecuador se comenzó a utilizar los neumáticos como materia prima en
recicladoras artesanales, reencauchadoras, y plantas de reciclaje, estas últimas permiten
mediante procesos de trituración obtener el polvo de caucho en sus diversos tamaños.
El uso de polvo de neumáticos reciclados de tamaño menor a 500𝜇𝑚, ha sido usado por
diversos países en todo el mundo para formar parte de la carpeta asfáltica y de esta manera
mejorar las características de soporte a cargas por tránsito.
Por otro lado, desde el año 2009, Refinería Esmeraldas decide producir un único tipo de
asfalto clasificado según viscosidad como un asfalto AC-20 y consecuentemente se deja de
procesar el asfalto con grado de penetración 60-70 utilizado para climas cálidos y el de
penetración 85-100 utilizado para zonas frías como la Sierra. El uso de un solo tipo de asfalto
para las diferentes condiciones climáticas del país, ha provocado un mayor desgaste en los
pavimentos ecuatorianos disminuyendo el ciclo de vida que debería cumplir el bitumen como
material aglomerante y de soporte.
La simulación del comportamiento del ligante asfáltico como material aglomerante en
carreteras, así como sus propiedades reológicas en un rango amplio de temperaturas pueden
2
obtenerse mediante novedosas tecnologías como la SUPERPAVE. Esta metodología
implementada por diversos países en todo el mundo reemplaza ensayos como los de
viscosidad y penetración que determinan las características del asfalto a una sola temperatura y
pueden llegar a predecir problemas futuros de ahuellamiento y agrietamiento debidas al
envejecimiento prematuro.
El presente trabajo de investigación pretende mostrar una alternativa ecológica que permita
la incorporación del polvo de caucho NFU al asfalto AC-20 de Refinería Esmeraldas con el
fin de mejorar el comportamiento del ligante durante su vida úti. El estudio de las propiedades
reológicas como el ángulo de fase, módulo complejo y los mecanismos de falla (factor de
ahuellamiento y fatiga) permiten clasificar el asfalto según su grado de desempeño y de esta
forma destinar su implementación de acuerdo a sus características de flexibilidad, resistencia
a temperaturas altas e intermedias y a las diferentes condiciones de cargas por tránsito.De
esta manera, no solo se disminuiría en gran parte el impacto ambiental que se generara por
estos desechos, sino que a su vez permitiría tener un asfalto con mejores características para
implementación en carreteras, reduciendo de igual manera el costo en la construcción de vías.
Porcentajes del 2,4,6,8 y 10% del polvo de caucho NFU previamente tamnizado y
caracterizado fueron incorporadas al asfalto base. La caracterización previa fue realizada
mediante el equipo CAMSIZER, con el fin de tener un tamaño de partícula apto que no
interfiera en la medición de las propiedades reológicas de las mezclas.
Las muestras fueron acondicionadas en hornos de envejecimiento simulado a corto y largo
plazo en el Laboratorio de Control de Calidad de Refinería Esmeraldas. Las mezclas
originales y envejecidas se analizaron en el reómetro de corte dinámico de la Facultad de
Ingeniería Química de la Universidad Central del Ecuador. Se realizaron ensayos
complementarios como viscosidad rotacional, punto de inflamación y perdida de mas por
calentamiento que permitieron la verificación de un asfalto bajo especificación.
3
1. ASFALTO
1.1. Asfalto
Es una mezcla de hidrocarburos de característica viscoelástica, debido al comportamiento
que posee a diferentes temperaturas. Es un derivado del petróleo, que se obtiene como un
producto de la destilación al vacío. Es usado como aglomerante en obras de pavimentación
puesto que posee propiedades de impermeabilización y adherencia.
Su consistencia le permite mezclarse con agregados de origen pétreo, ya sea mineral o
arenoso; esta mezcla de gran consistencia es colocada en la carpeta asfáltica a temperaturas
entre 150 ℃ y 170 ℃. (Herrera J. & Limón R., 1970)
A temperaturas altas mayores a 100℃, el asfalto tiene comportamiento viscoso, similar al
comportamiento de un líquido Newtoniano y a bajas temperaturas se caracteriza por ser un
sólido elástico, descrito por la ley de Hooke.
El cemento asfáltico tiene una composición química variante y depende de la zona de
procedencia del crudo y su refinación. Las distintas condiciones de presión y temperatura
especificadas en el parque industrial dan las características de este producto de fondo. De
esta manera pueden producirse asfaltos con alta, moderada y baja viscosidad (Arenas, 2006);
y a su vez ser clasificados según su grado de viscosidad, penetración o desempeño.
4
1.2. Composición del asfalto
Generalmente este material está compuesto por: carbono entre un 80 a 87 % p/p, nitrógeno
0 - 1%, hidrógeno 9 – 11%, azufre 0,5 – 7%, oxígeno 2 – 8% y metales (hierro, níquel y
vanadio) entre 0 – 0,5 %. Su composición específica depende de la naturaleza del crudo del
cual provenga. (Jiménez, 2012)
El asfalto o betún posee un alto peso molecular y una estructura hidrocarburífera compleja,
constituido principalmente por la familia de los asfaltenos y los maltenos.Tradicionalmente
la estructura molecular del asfalto ha sido considerada como un coloide cuya fase continua o
malténica sirve de soporte a la fase dispersa, constituida por micelas compuestas por
asfaltenos.
Según Sosa, (2012) la composición del asfalto de la Refinería Esmeraldas realizada mediante
Cromatografía con Destilación Simulada (ASTM D7169) presenta en promedio, un
contenido de asfaltenos del 20,65%, maltenos 75,29% y parafinas en un 4,05%; parámetros
que cumplen con las especificaciones detalladas en la norma europea EN 12606-1.
1.2.1. Asfaltenos
Son los compuestos que precipitan por la adición de parafinas como el n-pentano, son
compuestos responsables de la dureza del asfalto y su color va del café oscuro hasta el negro.
Constituido por anillos aromáticos polinucleares que contienen metales pesados (vanadio,
níquel, hierro) y no metales como el azufre. Su peso varía de 1.000 a 4.000 UMA para
moléculas simples, y de 40.000 a 40 millones de UMA para estructuras micelares. (Arenas,
2006)
5
Figura 1 Macroestructura de los asfaltenos (Arenas, H. 2006)
1.2.2. Maltenos
Son la fracción soluble en hidrocarburos saturados de bajo punto de ebullición, sus dos
componentes principales son las resinas y los aceites, los cuales pueden ser separados por
métodos físicos.
Las resinas son cuerpos translúcidos, semisólidos y muy adherentes; son más pesadas que
los aceites y por ende tienen un punto de ebullición más elevado y un carácter más aromático;
proporcionan las características cementantes o aglutinantes.
Por otro lado, los aceites están constituidos por anillos nafténicos y cadenas parafínicas en
menor proporción; su aporte principal es el dar la consistencia necesaria para hacerlos
trabajables, pues permite el desplazamiento entre micelas.
La cantidad y naturaleza química de los asfaltenos, resinas y aceites es la que atribuye las
diferentes propiedades al asfalto. Según Arenas (2006) un alto contenido de aceites en el
asfalto permite un comportamiento viscoso, una mayor resistencia al envejecimiento y por
ende una mayor durabilidad, debido a que, las micelas (asfaltenos rodeados de resinas)
flotarán en el líquido aceitoso sin tocarse.
Por otro lado, durante el calentamiento en planta, el asfalto va presentando una reducción
gradual de los aceites, provocando una mayor proximidad entre núcleos de asfalteno, dando
como resultado un incrementando en su viscosidad y una mayor susceptibilidad al
envejecimiento.
6
1.3. Asfalto modificado
Se conoce con el nombre de asfalto modificado, al producto de incorporar polímeros o
materiales reciclados con el asfalto. Esta mezcla provoca el cambio de las propiedades físicas
y reológicas del ligante. En términos generales, este tipo de asfaltos son empleados a nivel
mundial debido a que disminuye la susceptibilidad a las cargas por tránsito vehicular,
temperaturas extremas, y oxidación.
Los polímeros empleados para la modificación pueden ser plásticos, elastoméricos y los
provenientes del caucho reciclado, como es el polvo de neumáticos en desuso “NFU”.
Aproximadamente el 75% de los asfaltos modificados provienen de elastómeros, 15% son
mezclados con plastómeros y el 10% con caucho o una mezcla variada de este.
Según Figueroa (2009), las mezclas de cemento asfáltico con grano de caucho reciclado
(GCR) provocan un aumento de la viscosidad, flexibilidad a bajas temperaturas y menos
plasticidad a temperaturas elevadas.
1.3.1. Compatibilidad asfalto-polímero
La compatitibilidad de mezclas asfalto-polímero en caliente puede tener diferente
comportamiento; presentándose de esta forma mezclas heterogéneas, cuando el asfalto y el
polímero son completamente incompatibles y la mezcla presenta las mismas características
que el ligante original. Mezcla totalmente homogénea, que constituye un caso no deseado,
debido a que el ligante es extremadamente estable y la incorporación del modificador solo
aumenta la viscosidad. Mezcla microheterogénea, donde el polímero a altas temperaturas
absorber una parte de las fracciones aceitosas ligeras del asfalto y luego se hincha, formando
una fase polimérica diferente de la fase asfáltica residual. (Figueroa 2009)
7
1.4. Problemas en el asfalto convencional
El asfalto constituye la matriz continua y el único componente deformable de los pavimentos
flexibles. Las condiciones de almacenamiento, transporte, puesta en obra y las variaciones
de temperatura, así como la exposición a agentes oxidantes provoca cambios en su
composición. El conjunto de todos estos factores disminuye la vida útil en carreteras
causando problemas de ahuellamiento, fatiga y fisuramiento.
Según Valdés, Pérez, & Calabi, (2011) los principales agentes que inducen los fallos en
carreteras además de las condiciones climáticas de temperatura y humedad son: la
interacción vehículo-pavimento y las velocidades de circulación.
La temperatura influye de manera directa en la rigidez del pavimento, ya que a medida que
aumenta la temperatura, la capa superior del pavimento se vuelve menos rígida y por el
contrario a condiciones climáticas bajas, la rigidez se incrementa. Estos cambios generan
altas tensiones superficiales de retracción en la superficie del pavimento.
1.4.1. Deformaciones permanentes (Ahuellamiento)
Este tipo de problema se da en pavimentos jóvenes a altas temperaturas de servicio, es
causada por la acumulación de deformaciones del tipo plástico. Estas deformaciones no
recuperables son originadas por cargas ejercida por el tránsito vehicular.
El grupo SHRP (Programa estratégico de investigación de carreteras), definió el factor
𝐺∗/𝑠𝑒𝑛 (𝛿), como una medida de rigidez del ligante o resistencia al ahuellamiento. El
método de prueba para la determinación del factor ahuellamiento, aplica una frecuencia de
1.59 Hz, que corresponde al tiempo promedio que tarda un camión en pasar por un punto,
viajando a una velocidad de 90 Km/h. (Arenas, 2006)
8
Para determinar la máxima temperatura que puede soportar el ligante antes de presentar
deformación (ahuellamiento), es necesario realizar ensayos del ligante original (sin
envejecimiento) y el envejecido en RTFO.
1.4.2. Fatiga a temperaturas intermedias
Esta falla ocurre en los últimos años de servicio, a temperaturas intermedias de entre 4 a 40
℃ y a numerosas y repetidas cargas por tráfico. Los pavimentos presentan desgaste conocido
como piel de cocodrilo.
El factor que mide la resistencia a la fatiga “𝐺∗. 𝑠𝑒𝑛 (𝛿) ” no debe superar los 5000 kPa
previo envejecimiento en RTFO y PAV.
1.4.3. Fisuramiento térmico por contracción a bajas temperaturas
Este problema provoca la aparición de fisuras transversales en la superficie del pavimento.
Es evaluada mediante los ensayos Bending Beam Rheometer y el Direct Tension Tester, los
mismos que miden la temperatura crítica más baja que puede soportar el asfalto en carreteras
antes de su fisuración. Con solo una vez que la temperatura sea inferior a la límite, el
pavimento se romperá.
9
1.5 Metodología SUPERPAVE
La metodología SUPERPAVE, conocida por sus siglas en inglés como Superior Performing
Asphalt Pavements, fue creada en 1987 por el Programa de Investigación Estratégica de
Carreteras (SHRP). Es un nuevo tipo de especificación para asfaltos, que incorpora
novedosas técnicas de clasificación, reemplazado los métodos convencionales según el grado
de viscosidad y penetración. Es una herramienta útil en investigación ya que permite conocer
el desempeño de ligantes modificados y sin modificar; supliendo la metodología de ensayos
tradicionales a una temperatura fija predefinida por ensayos que proporcionan más
información relacionada con el envejecimiento a corto y largo plazo.
Fundamentalmente, representa un sistema mejorado de especificaciones para materiales,
diseño y análisis de mezclas asfálticas y predicción del comportamiento de pavimentos. El
Figura 2 Problemas en pavimentos c) fisuramiento térmico por contracción a bajas temperaturas. (Miranda R. 2010)
, a) ahuellamiento b) fatiga a temperaturas
intermedias,
a b)
c
10
sistema incluye equipos de ensayo, procedimientos y criterios.(McGennis R., Shuler S., &
Bahia H., 1994)
Esta clasificación es conocida como Grado de Desempeño o Performance Grade (PG).
1.6 Grado de desempeño (PG)
La clasificación por su grado de desempeño permite conocer la resistencia del asfalto durante
toda su vida útil a diferentes condiciones climáticas y cargas por tránsito. Identifica la
temperatura crítica superior, intermedia e inferior para prevenir problemas futuros de
ahuellamiento, fatiga y agrietamiento.
El grado de performace (PG) de un ligante es, por ejemplo, PG 64(IT)-22. El primer número
64 es conocido como “grado de alta temperatura” e indica que el ligante posee propiedades
físicas adecuadas al menos hasta los 64℃ (correspondiente al clima en el que el ligante estará
en servicio).
La temperatura intermedia mostrada entre paréntesis determina la mínima temperatura
intermedia que el pavimento puede resistir antes de tener problemas por fatiga. Por ejemplo,
si el grado de desempeño es un PG 64(16)-22, su temperatura intermedia es de 16℃.
De igual manera, el -22 llamado “grado de baja temperatura” revela propiedades físicas
adecuadas del ligante hasta temperaturas de -22℃. (Anexo C)
De esta manera se puede establecer un rango de temperaturas dentro del cual un asfalto en
particular puede desempeñarse adecuadamente. Sin embargo, en esta clasificación solo se
considera las condiciones climáticas cuando el ligante escogido junto con el agregado es
sometido a cargas rápidas, donde la velocidad del tráfico es de aproximadamente 90 km/h,
que correspondiente a 10 rad/s en los ensayos reológicos con el reómetro de corte dinámico
DSR.
11
Cerca de intersecciones, estaciones de peaje, etc los pavimentos son sometidos a cargas
mucho más lentas o estacionarias.
Para que el ligante pueda resistir mayor rigidez la metodología SUPERPAVE ha considerado
el incremento de uno o dos grados a la alta temperatura. Esto es, si la selección del ligante es
PG 64-22, tomando a consideración las cargas estáticas, el asfalto que debería ser
implementado en las carreteras sería de un PG 70-22.
La norma AASHTO M320, el Reglamento Técnico Centroamericano (RTCA 75.01.22:047)
y la norma (NTE INEN 3030, 2015) proporcionan las especificaciones que debe cumplir el
betún para su clasificación según su grado de desempeño PG. (Véase Anexo B).
Los ensayos y su respectiva norma se describen en la tabla 1.
Tabla 1 Equipos empleados para clasificación según grado de desempeño PG
ENSAYO NORMA DESCRIPCIÓN
Punto de inflamación en
copa abierta Cleveland ASTM D-92
Determinar la temperatura mínima de ignición
para asegurar el almacenamiento y transporte
seguro.
Viscosidad rotacional ASTM D-4402
Establece la manejabilidad y facilidad de
bombeo en refinería o planta asfáltica. La
especificación fija un valor máximo de
viscosidad de 3 Pa.s a 135℃.
Horno de película
delgada (RTFO)
AASHTO T240 &
ASTM D-2872
Simula el envejecimiento durante la etapa
constructiva, las muestras son expuestas al aire
y calor, el equipo permite simular el
envejecimiento por volatilización y oxidación
Envejecimiento
acelerado en cámara de
presión (PAV)
ASTM D-6521
Simula el envejecimiento durante la vida útil
oxidando el ligante mediante la incorporación
de aire embotellado comercial.
Reómetro de viga de
flexión (BBR) ASTM D-6648
Medir las propiedades del ligante asfáltico a
temperaturas bajas.
Ensayo de tracción
directa (DDT) INVE-720
Calcula las propiedades del ligante asfáltico a
temperaturas bajas.
Reómetro de corte
dinámico ASTM D 7175
Medir las propiedades a temperaturas altas e
intermedias.
12
Los criterios comunes de especificación como el punto de inflamación, la viscosidad
rotacional y la pérdida de masa en RTFO se incluyen para controlar las características de los
ligantes respecto a su seguridad, manejo y bombeo en la planta de mezclado en caliente.
1.7. Reología
La reología es la ciencia que estudia el comportamiento de un fluido al ser deformado bajo
la acción o influencia de un esfuerzo. La deformación ocurre por la aplicación de esta fuerza
“F” a un fluido dispuesto entre dos placas de áreas iguales. De igual manera que los estudios
realizados en reómetros, una de las placas (superior o inferior) permanece estacionaria,
mientras que la otra se mueve.
El movimiento del fluido se da por capas, siendo la primera en desplazarse la que se encuentra
más cerca al plato en movimiento. La resistencia a este movimiento es conocida como
viscosidad.
1.7.1. Pruebas oscilatorias
Las pruebas oscilatorias se utilizan para examinar todo tipo de materiales viscoelásticos,
como soluciones poliméricas, suspensiones, espumas, pastas, geles e incluso sólidos rígidos;
Figura 3 Flujo entre dos placas paralelas Gebhard Scharamm (1998)
Placa móvil
Placa fija
13
para asfaltos las pruebas oscilatorias permiten la clasificación por grado de desempeño PG.
(Mezger, 2014)
A diferencia de las pruebas rotacionales, donde un ciclo es equivalente a 360 °, el movimiento
que produce el plato superior es de forma oscilatoria.
Un movimiento oscilatorio es el mostrado en la Figura 4, donde en primer lugar el plato parte
del punto A hasta el punto A' en sentido antihorario, luego en sentido horario hacia el punto
A’’, y finalmente regresa nuevamente a la posición A.
Según “The Asphalt Institute”, a medida que la placa superior gira, el punto A se mueve a la
posición A’ pero los otros puntos, O, O' y B, permanecen en una ubicación fija.(Figura 5.a)
La deformación por cizalla está definida como la distancia de rotación del punto superior (φ)
dividido para el grosor de la muestra h. Consecuentemente, la tensión de corte es cero en el
centro del plato y aumenta hasta un máximo en el borde exterior de la muestra de prueba.
(Véase Figura 5.b)
Upper (Rotating Plate)
A” A’
A
2 1
0
3
Figura 4 Movimiento del plato superior en un ciclo de carga
14
Por otro lado, el módulo de corte complejo 𝐺∗ y ángulo de fase 𝛿 proporcionados por estudios
reológicos, son parámetros valiosos que conceden información del betún para su clasificación
según su grado de desempeño (PG).
1.7.2. Modulo complejo
El comportamiento viscoelástico de todo tipo de material consiste tanto en una parte viscosa
como una elástica. Esta suma se puede ilustrar con un diagrama vectorial con la componente
elástica G' en el eje x y la componente viscosa G'' en el eje y (ver Figura 6).
El módulo complejo G* para materiales viscoelásticos es la suma vectorial resultado de los
dos componentes citados G' y G''. De forma concreta el módulo complejo G* muestra la
rigidez o la medida de la resistencia total del material de prueba cuando es sometido a
esfuerzos de cizalla.
1.7.3. Ángulo de fase (𝛅)
El ángulo de fase identifica el comportamiento elástico, viscoso o viscoelástico de un ligante
asfáltico al ser aplicada una carga o tensión. Este ángulo está representado entre 0 a 90 grados.
Mientras más cerca este el ángulo de fase (𝛿) al valor cero, se dice que el asfalto tiene un
comportamiento elástico, caso que ocurre a bajas temperaturas, donde el asfalto se encuentra
en estado sólido o semisólido.
Figura 5 Desplazamiento de la muestra de prueba (Asphalt Institute,s.f),
a) b)
15
Por el contrario, a altas temperaturas, el asfalto se comporta como un fluido y se lo designa
como un comportamiento viscoso o plástico. (Jiménez, 2012)
El ángulo de fase indica la capacidad de recuperación ante la deformación provocada por
cierta carga. Un valor medido de 90 grados provoca un retraso en las deformaciones y la
perdida de la capacidad de recuperación, por lo que el ligante en este caso formará problemas
como ahuellamiento.
Figura 6 Representación del módulo complejo y ángulo de
fase en materiales viscoelástico
𝛿1
𝛿2
𝐺′ Comportamiento elástico
Comportamiento viscoso
𝐺′′ Comportamiento
visco-elástico
𝐺1∗
𝐺2∗
16
2. NEUMATICOS FUERA DE USO
La fabricación de los neumáticos se debió al hallazgo, en primer lugar, del látex procedente
del árbol Hevea brasiliensis del Brasil, que después de procesos de masticación es
transformado a caucho natural. Posteriormente el descubrimiento accidental de la
vulcanización realizada por el estadounidense Charles Goodyear permitió el avance en la
producción automovilística, llegando después de posteriores investigaciones a la fabricación
de caucho sintético y artificial. (Billmeyer F. 1978)
2.1. Composición del caucho
El caucho por lo general está constituido por hidrocarburos poliméricos, formados por
unidades de isopreno unidos en forma CIS 1-4.
El caucho sintético puede ser hecho a partir de la polimerización de una variedad
de monómeros incluyendo al isopreno (2 metil-1,3- butadieno), cloropreno (2-cloro-1,3-
butadieno), e isobutileno (metilpropeno) con un pequeño porcentaje de isopreno para
la reticulación. (Machado, 2012)
2.2. Composición de los neumáticos
Los neumáticos son estructuras toroidales compuestas principalmente por caucho de origen
natural o sintético. El caucho natural proporciona al neumático mayor elasticidad, mientras
que los neumáticos elaborados por caucho sintético tienen mayor estabilidad térmica, siendo
posible una combinación entre ambos tipos de cauchos.
17
Otro componente de los neumáticos que entra en proporciones altas es el negro de carbono y
la sílice, que sirve como carga de refuerzo y para mejorar la resistencia de los cauchos a la
oxidación.
El acero y material textil constituyen el tercer y cuarto componente en magnitud y forman
parte de su armazón. El óxido de zinc y el azufre sirven como catalizadores, agentes
vulcanizantes, plastificantes, y adhesivos.
Una composición ponderal de los neumáticos en la Unión Europea según el Ministerio de
Fomento y el Ministerio de Medio Ambiente de España se indica en la Tabla 2.
Tabla 2 Composición ponderal aproximada de neumáticos (CEDEX)
Material Turismo/Servicios % Camión%
Caucho 48 45
Negro de carbono y sílice 22 22
Metal 15 25
Textil 5 -
Óxido de zinc 1 2
Azufre 1 1
Aditivos 8 5
2.3. Polvo de caucho en NFU
El polvo de caucho procedente de NFU para su aplicación en obras de pavimentación es el
que resulta de triturar neumáticos fuera de uso hasta tamaños inferiores a 2 mm y cuyo
contenido de partículas inferiores a 0,063 mm es inferior al 15%. Este residuo puede estar
18
compuesto por caucho natural y sintético. La proporción de materiales ferromagnéticos y
textiles no debe superar el 0.01% y 0.25% respectivamente. (FER, 2013)
La influencia del tamaño de partícula en estudios reológicos, para modificadores cuyos
diámetros sean mayores a 0.25 mm (250 𝜇𝑚) pueden causar interferencias en las mediciones
según la norma ASTM D 7175 (Standard Test Method for Determining the Rheological
Properties of Asphalt using a Dynamic Shear Rhometer) siempre y cuando los ensayos no
tengan un buen grado de reproducibilidad.
Por otro lado, en concordancia con regulaciones nacionales y la norma INEN 2680 las
partículas de caucho usado para la modificación de asfalto deben tener un tamaño capaz de
pasar a través del tamiz de 2,36 mm correspondiente al [No.8] de la serie ASTM.
El tamaño de los trozos de neumáticos en la planta procesadora varía desde 30 y 10 cm en la
primera etapa de trituración hasta tamaños comprendidos entre 10 a 0,1 mm en procesos
secundarios y terciarios. Un último proceso conocido como micro-molienda puede ser
añadido para tener diámetros entre 425 𝜇𝑚 hasta 75 𝜇𝑚.
2.3.1. Características físicas
Las características físicas del modificante son uno de los principales factores que afectan a
la durabilidad de las mezclas asfálticas, pues de esto depende su correcta adherencia al ligante
asfáltico, la mejora en su grado de desempeño, así como una adecuada dispersión con los
agregados pétreos. Adicionalmente la conexión mecánica entre el ligante y el polvo de
caucho evita futuros problemas durante la puesta en obra y su vida útil.
▪ Densidad
La densidad de las partículas de caucho se determina mediante la masa contenida en un
recipiente cilíndrico con un volumen exacto de 1000 cm3.
La densidad relativa de las partículas de caucho de NFU, según la norma española 53526,
debe estar comprendida en el intervalo de 1,10 y 1,20.
19
▪ Tamaño de partículas
La granulometría del producto se identifica por el tamaño de la apertura del tamiz por el que
pasa al menos el 95% de la masa del material ensayado. (CEDEX, 2007)
▪ Humedad
De acuerdo con la norma NTE INEN 2680:2013 el caucho reciclado debe contener menos
del 0,75 % de humedad para evitar la formación de espumas. En mezclas asfálticas, la
formación de espuma se debe a la difusión de vapor de agua que se forma al evaporarse el
agua contenida en la matriz del modificador y su posterior expansión afecta la adherencia del
modificante. (López T. y Montero R. 2017)
Tabla 3 Cuadro de especificaciones para polvo de NFU
Característica Unidad Especificación
Min Máx
Gravedad específica -- 1,10 1,20
Tamaño de partículas 𝜇𝑚 0,063 250
Humedad -- 0,75
2.4. Asfalto modificado con NFU mediante mezclas en caliente
El tratamiento por vía húmeda o mezclas en caliente es una operación que permite la
incorporación de polímeros como el polvo de NFU al betún. El ligante es mezclado con el
polímero a temperaturas elevadas entre 177 a 204℃ y posteriormente los agregados pétreos
son incorporados a la mezcla.
Al momento que el polvo de caucho es incorporado al betún, las partículas del polímero se
reblandecen, absorben los componentes más ligeros del betún y se hinchan. Este proceso es
conocido como digestión y provoca que el distanciamiento entre partículas sea más estrecho,
haciendo que el ligante sea más viscoso. (CEDEX, 2007)
Según Herrera J. & Limón R., (1970) para una dispersión completa y una correcta
interacción, el asfalto y el modificador deben ingresar a un sistema de mezclado con agitación
20
constante durante un tiempo mínimo de 45 minutos. Sin embargo, cabe recalcar que para
interacciones mucho más rápidas las elevadas temperaturas, los largos tiempos de mezclado
y el tamaño de las partículas a su vez juegan un papel importante para la producción de
asfaltos modificados con NFU.
Las ventajas de la incorporación de polvo de caucho al betún según el “Manual de empleo
de caucho de NFU en mezclas bituminosas” del Ministerio de Fomento y Medio Ambiente
español, manifiesta que:
➢ El polvo de NFU en el asfalto convencional actúa como espesante, aumentando la
viscosidad del ligante y recubriendo los áridos con películas mucho más gruesas,
evitando el escurrimiento o exudaciones.
➢ Los betunes modificados con polvo de caucho poseen una característica mucho más
elástica y resiliente a temperaturas elevadas disminuyendo su susceptibilidad térmica.
➢ Mayor resistencia al agrietamiento, tanto por fatiga como por reflexión de las capas
inferiores (base, sub-base y subrasante).
➢ Permiten la reutilización de neumáticos fuera de uso que ocupan grandes volúmenes
en vertederos y a su vez el ahorro en recursos naturales, estimándose en España un
aprovechamiento de 350 neumáticos de turismo por kilómetro de carril y por cada
centímetro de espesor de mezcla bituminosa.
21
3. PARTE EXPERIMENTAL
3.1. Diseño Experimental
Las muestras de asfalto de la Refinería Esmeraldas fueron recogidas en un mismo día con el
fin de tener validez en los resultados.
La cantidad máxima de polímero modificador que se usó para la preparación de las mezclas
fue establecido hasta concentraciones del 10%, esto debido a que estudios realizados por
Heitzman, 1992 y Dong, 2011 afirman que porcentajes altos del polvo de caucho NFU
tienen mayor dificultad en la manipulación, transporte y bombeo de las mezclas asfálticas.
Con lo anterior, la adición del polímero modificador se lo realizó a concentraciones del 2, 4,
6, 8 y 10 %p/p. El diseño experimental mostrado en la figura 7, indica los envejecimientos
realizados a las muestras y las mediciones de las propiedades reológicas para cada
combinación. Se realizó 3 repeticiones para cada procedimiento con el fin de tener validez
en los resultados.
Se realizó la termogravimetría para el asfalto a las diferentes mezclas.
22
3.2. Caracterización fisicoquímica del asfalto original.
El asfalto procedente de la refinería Esmeraldas fue caracterizado mediante procedimientos
de la American Society of Testing and Materials (ASTM).
La tabla 4 muestra los procedimientos utilizados.
Tabla 4 Ensayos para caracterización del asfalto
ENSAYO NORMA
Punto de inflamación en copa abierta
Cleveland
ASTM D-92
Pérdida de masa por calentamiento ASTM D-2872
Viscosidad Dinámica a 135 ℃ ASTM D-4402
Efecto del calor y el aire en una película
delgada de asfalto en movimiento mediante
el horno de película delgada rotacional
RTFO.
ASTM D-2872
Determinación de propiedades reológicas de
materiales bituminosos
ASTM D-7175
Ensayo de envejecimiento de ligantes
asfálticos utilizando el recipiente de
envejecimiento presurizado PAV
ASTM D-6521
23
ASFALTO
0% NFU
2% NFU
10% NFU
8% NFU
6% NFU
HORNO PELÍCULA DELGATA ROTATORIA
(RTFO)
HORNO DE ENVEJECIMIENTO A
PRESIÓN (PAV)
4% NFU
REÓMETRO DE CORTE DINÁMICO (DSR)
FACTOR G*/Sen(δ)
PG XXAHUELLAMIENTO
PG (IT)FATIGA
REÓMETRO DE CORTE DINÁMICO (DSR)
FACTOR G*.Sen(δ)
PG XX (IT)
R1
R2
R6
R5
R4
R3
R1= Resultado de asfalto sin modificación con NFU
R2= Resultado de mezcla asfáltica con 2% NFU
R3= Resultado de mezcla asfáltica con 4% NFU
R4= Resultado de mezcla asfáltica con 6% NFU
R5= Resultado de mezcla asfáltica con 8% NFU
R6= Resultado de mezcla asfáltica con 10% NFU
XX = Temperatura máxima de diseño
(IT) = Temperatura intermedia de diseño
Figura 7 Equipos empleados para clasificación según grado de desempeño PG
24
3.3. Caracterización de NFU.
El polvo de caucho fue obtenido por la empresa Rubberaction que realiza operaciones de
reciclado y tratamiento de los neumáticos fuera de uso (NFU). La materia prima fue secada
en estufa por 1 hora a 60 ℃ hasta obtener una humedad no superior a 0,75 %. Esta acción
evitará la formación de espuma que puede obtenerse debido a la evaporación del agua durante
las mezclas en caliente. (INEN 2680)
El polvo NFU proveniente de la planta recicladora fue caracterizado en el equipo Camsizer
para determinar la distribución de tamaño de partícula inicial. Posteriormente las partículas
fueron tamizadas como método de separación física mediante la serie de tamices Tyler (No
70, 80, 100, 120, 140, 170).
Las partículas retenidas en el tamiz Nº 100 fueron usadas para las mezclas de asfalto en las
concentraciones detalladas en el apartado 3.5.
Los ensayos complementarios de caracterización como contenido de fibras, humedad y
partículas ferrosas se presentan en los Anexos E, G, H
El tamizado mediante la serie Tyler se lo realizó en el Laboratorio de Operaciones Unitarias
de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Central del Ecuador, el procedimiento
fue el realizado a continuación:
▪ Pesar la cantidad de polvo de caucho que se va a tamizar, para mayor facilidad pesar
una cantidad de 100g.
▪ Tomar los pesos de cada tamiz vacío y colocar los tamices uno debajo de otro en
orden ascendente desde el tamiz No 70 (luz de malla 212) al tamiz No 170 (luz de
malla 90). El tamizado se realizó por 15 minutos a una velocidad moderada.
▪ Luego de haber finalizado el tamizado pesar cada tamiz junto con la cantidad de
muestra retenida y por diferencia de pesos obtener el porcentaje de retención.
25
La distribución de tamaño de partículas se obtuvo mediante el equipo CAMSIZER en el
Laboratorio de Catálisis de la Facultad de Ingeniería Química. El procedimiento realizado en
este equipo se detalla a continuación:
▪ Encender el ordenador y posteriormente con el switch ON/OFF inicializar el
analizador de partículas CAMSIZER.
▪ Acceder al software del equipo y ajustar los parámetros de medición; para ello, en el
menú File se crea un nuevo método de medición donde se ajustara la distancia de la
tolva, asi como también, la vibración del alimentador automático para la caída
continua de las partículas. Estos parámetros deben ajustarse cargando previamente
una pequeña cantidad de muestra.
▪ En la ventana Measurement conditions también se puede cambiar el número de
imágenes por medición (1000 imágenes), el tamaños máximos de partícula y las
unidades.
▪ Una vez el método ya haya sido guardado, cargar nuevamente la tolva con una
cantidad de 2 g de polvo NFU y a continuación ir al menú ¨Measure¨.
▪ Cargar el método y llenar el encabezado para los resultados de la prueba, presionar
OK para comenzar la medición
▪ Los resultados del análisis se guardarán en el ordenador de acuerdo con el nombre
establecido.
3.4. Termogravimetría
El análisis termogravimétrico se lo realizó con el fin de observar la variación en el porcentaje
en masa de una muestra conforme aumenta la temperatura. Este procedimiento permite de
forma cuantitativa conocer el desgaste que sufre el asfalto durante su ciclo de vida; es decir,
durante las condiciones de trasporte, en planta mezcladora de asfaltos y puesta en
pavimentos. (Véase Anexo A 14)
26
El análisis termogravimétrico se lo realizó para el asfalto convencional y el modificado. Los
ensayos fueron realizados en el equipo TGA 1 STAR System de marca METTLER TOLEDO
en el Laboratorio de Catálisis de la Facultad de Ingeniería Química. El procedimiento
realizado en este equipo se detalla a continuación:
▪ Abrir el suministro de gas Nitrógeno y asegurarse de que la presión de salida no supere
los 50 psi para evitar cualquier daño del equipo.
▪ Encender el Minichiller y verificar que la temperatura se encuentre a 21,3 ℃.
▪ Seguidamente encender el odenador e iniciar el programa STAR software.
▪ Una vez encendido el equipo TGA seleccionar el método y agregar el nombre del
experimento a llevarse a cabo.
▪ Tarar el equipo y esperar que la balanza se estabilice, el panel debe indicar la
temperatura correspondiente a 25 ℃.
▪ Tener en cuenta que el equipo no se puede abrir a una temperatura mayor a 30 ℃ debido
a que el choque térmico puede romper los anillos reflectores.
▪ Presione la tecla Furnace para abrir o cerrar la puerta del equipo y por medio de una
pinza poner el mini crisol en la balanza.
▪ Tarar la balanza y esperar a su estabilización.
▪ Una vez estabilizado, retirar el crisol y proceder a cargar la muestra. Verificar que no
se encuentre restos de muestra por fuera para evitar problemas en la medición.
▪ Cuando la muestra ya se haya estabilizado comenzar el experimento.
▪ El software mostrará una barra verde en la parte inferior de la pantalla, indicativo de
que la prueba está en marcha, una vez finalizado el análisis la barra cambiará de color
a roja.
▪ El rango de temperaturas aplicado fue de 25 hasta 395 ℃ con una velocidad de
calentamiento de 10 ℃/min.
27
3.5. Incorporación del material NFU al asfalto base.
Se adicionó porcentajes del 2, 4, 6, 8 y 10 %p/p de polvo de caucho NFU de granulometría
procedente del tamiz No 100. El método aplicado pretende minimizar el envejecimiento
prematuro con el fin de evitar la pérdida excesiva de volátiles; por tanto, las mezclas fueron
calentadas a 150 ℃ y durante un período de 2 horas. (Chen J.,Liao M. y Shiah M. 2002)
El procedimiento, sustancias y equipos empleados se detalla a continuación:
3.5.1. Sustancias
▪ Asfalto AC-20 procedente de la Refinería Esmeraldas.
▪ Polvo de neumáticos reciclados (NFU).
3.5.2. Materiales y equipos
▪ Envases metálicos de 1litro.
▪ Estufa.
▪ Plancha de calentamiento.
▪ Balanza analítica
▪ Agitadores
3.5.3. Procedimiento
▪ Calentar el asfalto en estufa a una temperatura de 100 ℃ o hasta obtener fluidez y agitar
esporádicamente. El calentamiento no debe superar los 135℃.
▪ Pesar la cantidad necesaria de modificador para formar mezclas de 2,4,6,8 y 10% p/p
▪ Incorporar la cantidad de NFU al asfalto y agitar durante un período de 2 horas, a una
temperatura de 150 ℃ manteniendo la mezcla en una plancha de calentamiento.
28
3.6. Envejecimiento de muestras en RTFO
Las muestras en forma de película delgada están expuestas al aire y calor, de esta manera, el
equipo permite simular el envejecimiento por volatilización (envejecimiento a corto plazo)
que ocurre durante el mezclado en caliente, transporte y colocación de la carpeta asfáltica.
(Véase anexo A.4)
Este método sigue los procedimientos especificados en la norma AASHTO T240 y ASTM
D-2872.
3.6.1. Sustancias
▪ Mezclas asfálticas al 0,2,4,6,8 y 10% p/p
3.6.2. Materiales y equipos
▪ Estufa.
▪ Balanza analítica
▪ Agitadores
▪ Horno RTFO
▪ Desecador
3.6.3. Procedimiento
▪ Calentar la muestra a una temperatura no superior a los 150 ℃ por un tiempo que
asegure su fluidez.
▪ Verter 35 ±0.5 g de muestra en los recipientes para RTFO y girarlos inmediatamente
de forma horizontal para que la muestra cubra todas la superficie interna del frasco.
▪ Para realizar el ensayo de cambio de masa, pesar los recipientes RTFO vacíos y con la
muestra añadida, empléese dos recipientes para la determinación.
▪ Dejar en reposo por un lapso de 60 a 180 minutos.
▪ Colocar los recipientes en la plataforma del horno a una temperatura de 163 ±0.5 ℃
29
▪ Mantener las muestras en el horno con flujo de aire constante durante un tiempo de 85
minutos.
▪ Concurrido el tiempo establecido, sacar las muestras del horno colocando los envases
de cambio de peso en un desecador.
▪ Pesar con una balanza analítica de apreciación 0.001 g y reportar el dato del envase
más la muestra.
▪ Verter el residuo en recipientes adecuados para su posterior análisis en el reómetro
DSR.
3.7. Envejecimiento de muestras en PAV
El envejecimiento de la muestra se lo realiza con los residuos procedentes del horno de
película delgada siguiendo la norma ASTM D 6521. El equipo provoca la oxidación del
ligante mediante la incorporación de aire embotellado comercial a una temperatura de
envejecimiento de 100 a 110 ℃, durante 20 horas y presurizado a 2.10 MPa.
Los recipientes para muestras son de acero inoxidable y deben contener 50 ± 0,5 g del ligante
procedente del RTFO que permita se forme una capa de aproximadamente 3,2 mm de
espesor.
Este procedimiento permite simular el envejecimiento del asfalto durante su vida útil, es
decir, después de haber sido colocado en obra. (Anexo A.11)
3.7.1. Sustancias
▪ Mezclas asfálticas envejecidas en RTFO
3.7.2. Materiales y equipos
▪ Estufa.
▪ Balanza analítica
▪ Agitadores
30
▪ Horno PAV
▪ Desecador
3.7.3. Procedimiento
▪ Calentar la muestra a una temperatura no superior a los 150 ℃ por un tiempo que
asegure su fluidez.
▪ Verter 50 ±0.5 g de muestra envejecida previamente en el horno de película delgada
RTFO en los recipientes para PAV.
▪ Prender el equipo y precalentar la cámara a una temperatura de 100℃.
▪ Colocar las bandejas de acero inoxidable con el ligante asfáltico en la repisa del equipo.
▪ Cerrar la cámara ajustando los pernos con la herramienta necesaria.
▪ Presionar envejecer en el menú táctil y abrir la válvula de la línea de aire hasta llegar
al equilibrio térmico
▪ Una vez alcanzado el equilibrio térmico el equipo presurizar la cámara.
▪ Cerrar la válvula de aire cuando la presión de la cámara alcance los 2.1 ±0.1 MPa.
▪ Verter el residuo en recipientes adecuados para su posterior análisis en el reómetro
DSR.
▪ Desgasificar las muestras en el horno desgasificador a 170 ℃ por 30 minutos para
evitar la formación de burbujas y alteración de los resultados reológicos.
3.8. Estudio reológico del asfalto según su grado de desempeño
El estudio reológico se lo realizó en el reómetro de corte dinámico (DSR) marca Anton-Paar
Physica MCR 301 mostrado en el Anexo A.12. Las temperaturas de ensayo están definidas
de acuerdo con la norma INEN 3030, las mismas que corresponden a las temperatura máxima
e intermedia de diseño. Los rangos de temperatura para la medición de las propiedades
reológicas en asfalto original y envejecido en RTFO va desde 52 a 82 ℃ con aumento de 6
℃. Por otro lado, la determinación de la temperatura intermedia de diseño se lo realiza
mediante la medición de las propiedades reológicas al residuo PAV para rangos de
temperatura desde 34 a 16 ℃ con un intervalo de 3 ℃.
31
3.8.1. Sustancias
▪ Mezclas asfálticas sin envejecer
▪ Mezclas asfálticas envejecidas en RTFO
▪ Mezclas asfálticas envejecidas en RTFO y PAV
3.8.2. Materiales y equipos
▪ Plancha de calentamiento
▪ Agitador
▪ Reómetro Physical MCR 301
▪ Geometrías de 25 mm y 8 mm
▪ Espátula
3.8.3. Procedimiento
▪ Encender el compresor y purgar la línea de aire, asegurarse que el manómetro muestre
unos 5 bares de presión antes de prender el reómetro.
▪ Encender la computadora y el Sistema de Enfriamiento JULABO AWC100 del Reómetro, a
continuación, retirar la protección del rotor.
▪ Abrir el Software RHEOPLUS V3.40 e inicializar el equipo.
▪ En el programa escoger la carpeta Asphalt y acorde al ensayo que se vaya a realizar
elegir la opción “RTFO Asphalt Grading” o “PAV Asphalt Grading” para muestras
envejecidas y “Original Binder Grading”para muestras sin envejecer.
▪ Escoger el sistema de medición PP25/PE-SN22059 correspondiente al plato de (25
mm) para muestras originales y envejecidas en RTFO o utilizar el sistema de medición
PP8/PE 22114 correspondiente al plato de (8 mm) para muestras envejecidas en PAV
y atornillarlos en el equipo.
▪ Insertar la Cámara de control de temperatura H-PTD-120 y conectarlo en el puerto
que corresponde.
32
▪ Elegir la distancia de separación entre platos (Gap) 1 mm para ligantes originales y
envejecidos en RTFO y una separación de 2 mm para asfalto envejecido en PAV.
▪ Establecer la temperatura de 45 ℃ para cargar la muestra.
▪ Bajar el plato móvil a una posición superior a la del gap seteado.
▪ Con una espátula proceder a recortar la muestra (trim) y ajustar para llegar al gap
requerido.
▪ Empezar las mediciones desde una temperatura de 52 ℃ (muestras originales y RTFO)
o 16 ℃ (envejecidas en PAV).
33
4. DATOS EXPERIMENTALES
4.1. Caracterización básica del asfalto
4.1.1. Viscosidad Rotacional (Brookfield) ASTM D-4402
Tabla 5 Viscosidad rotacional, asfalto original primera repetición
Tabla 6 Viscosidad rotacional, asfalto original segunda repetición
Muestra Viscosidad
mPa.s
Viscosidad
Pa.s
Torque % Rango de
corte
Velocidad
rpm
Fuerza de
cizalla
𝑑𝑦𝑛𝑒/𝑐𝑚2
Asfalto Base 382,5 0,3825 15,3
18,6 20
71,15
2% 512,5 0,5125 20,5 95,33
4% 645 0,645 25,8 120
6% 870 0,87 34,8 161,8
8% 1128 1,128 45,1 209,7
10% 1995 1,995 79,8 371,1
Muestra Viscosidad
mPa.s
Viscosidad
Pa.s
Torque %
Rango de
corte
Velocidad
rpm
Fuerza de
cizalla
𝑑𝑦𝑛𝑒/𝑐𝑚2
Asfalto Base 385 0,385 15,4
18,6 20
71,61
2% 510 0,51 20,4 94,86
4% 640 0,64 25,6 119
6% 895 0,895 35,8 166,5
8% 1168 1,168 46,7 217,2
10% 1378 1,378 55,1 256,2
34
Tabla 7 Viscosidad rotacional, asfalto original tercera repetición
Muestra Viscosidad
mPa.s
Viscosidad
Pa.s
Torque % Rango de
corte
Velocidad
rpm
Fuerza de
cizalla
𝑑𝑦𝑛𝑒/𝑐𝑚2
Asfalto Base 382,5 0,3825 15,3
18,6 20
71,15
2% 515 0,515 20,6 95,79
4% 655 0,655 26,2 121,8
6% 857,5 0,8575 34,3 159,5
8% 1103 1,103 44,1 205,1
10% 1335 1,335 53,4 248,3
4.1.2. Cambio de masa en el residuo del horno de película delgada rotacional RTFO
ASTM D-2872
Tabla 8 Cambio de masa en el residuo del horno RTFO, (𝑟1)
Muestra Frasco vacío
𝑀𝑣(g)
Peso muestra
(g)
Frasco+
muestra M1
(g)
Frasco+ muestra
envejecido M2 (g)
Δm
Asfalto
Base
170,1815 35,2696 205,4511 205,4808 0,0842
2% 158,5173 34,9335 193,4508 193,4882 0,1071
4% 164,4234 35,0968 199,5202 199,5584 0,1088
6% 170,2040 35,0907 205,2947 205,3105 0,0450
8% 164,4237 35,8018 200,2255 200,2180 -0,0209
10% 170,1913 35,5510 205,7423 205,7382 -0,0115
Tabla 9 Cambio de masa en el residuo del horno RTFO, (𝑟2)
Muestra Frasco vacío
𝑀𝑣(g)
Peso
muestra (g)
Frasco+
muestra M1 (g)
Frasco+ muestra
envejecido M2 (g)
Δm
Asfalto
Base
161,1133 35,1535 196,2668 196,2964 0,0842
2% 174,7009 34,9437 209,6446 209,6828 0,1093
4% 182,6173 35,0842 217,7015 217,6225 -0,2252
6% 174,7139 35,3603 210,0739 210,0845 0,0300
8% 163,9633 35,1439 199,1072 199,1281 0,0595
10% 158,5359 35,5493 194,0852 194,0652 -0,0563
35
4.1.3. Punto de Inflamación en Copa Abierta Cleveland (ASTM D-92)
La medición del punto de inflamación como medio de seguridad, permite conocer la
temperatura mínima a la que un material desprende vapores que combinados con el aire y
una fuente de ignición pueden encenderse (ASTM D-92). Para el asfalto la temperatura
mínima es de 230℃ (INEN 3030).
Tabla 10 Punto de inflamación
Descripción Punto de Inflamación
observado ℃
Asfalto base 290
2% NFU 295
4% NFU 292
6% NFU 299
8% NFU 298
10% NFU 299
4.2. Caracterización del polvo de neumáticos fuera de uso NFU
4.2.1. Porcentaje de retención del polvo NFU para la muestra tamizada
La tabla 12 muestra los porcentajes de retención en cada tamiz para una muestra de polvo
NFU de 100 g.
Tabla 11 Porcentajes de retención del polvo de NFU
No Tamiz Apertura [um] Porcentaje Acumulado
70 212 68,1 68,1
80 180 15,6 83,7
100 150 8,2 91,9
120 125 3,4 95,3
140 106 2,8 98,1
170 90 1,6 99,7
Fondo - 0,3 100
36
4.2.2. Distribución de tamaños para polvo de neumáticos procedentes de la planta
recicladora
Los datos presentados en la Tabla 11 muestran la distribución de tamaños obtenida mediante
el equipo CAMSIZER para una muestra de polvo de caucho NFU sin tamizar.
Tabla 12 Distribución de tamaños para muestra
inicial (procedente de planta recicladora)
Clase de tamaño [µm] p3 [%]
0,0 100,0 2,62
100,0 200,0 4,81
200,0 300,0 9,74
300,0 400,0 18,43
400,0 500,0 19,83
500,0 600,0 22,53
600,0 700,0 17,65
700,0 800,0 4,39
800,0 1000000,0 2,62
Figura 8 Distribución de tamaños para muestra inicial (procedente de
planta recicladora)
37
4.2.3. Distribución de tamaños para polvo de neumático retenido en tamiz Nº 100
La Tabla 13 muestran la distribución de tamaños obtenida de la fracción de partículas
retenida en el tamiz Nº 100.
Tabla 13 Distribución de tamaños para muestra retenida en tamiz Nº 100
Clase de tamaño [µm] p3 [%]
0,0 20,0 0
20,0 40,0 0,9
40,0 60,0 5,3
60,0 80,0 6,4
80,0 100,0 11,1
100,0 120,0 16,1
120,0 140,0 21,6
140,0 160,0 19,8
160,0 180,0 14,1
180,0 200,0 3,2
200,0 220,0 1,0
220,0 240,0 0,5
Figura 9 Distribución de frecuencias para polvo de caucho retenido en tamiz Nº 100
38
4.3. Clasificación de asfalto mediante grado de desempeño (Análisis Reológico)
4.3.1. Reología Asfalto Original (sin envejecimiento) (ASTM D-7175)
Tabla 14 Reología asfalto original sin NFU
ASFALTO ORIGINAL SIN NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
75,6 6,52 6,73
58 78,8 2,92 2,98
64 81,7 1,36 1,37
70 84 0,663 0,666
Tabla 15 Reología asfalto original sin NFU
ASFALTO ORIGINAL SIN NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
75,6 6,69 6,91
58 78,8 3 3,06
64 81,6 1,38 1,39
70 83,9 0,658 0,662
Tabla 16 Reología asfalto original sin NFU
ASFALTO ORIGINAL SIN NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
74,7 6,58 6,82
58 77 2,48 2,55
64 80 1,42 1,44
70 83 0,653 0,66
39
Tabla 17 Reología asfalto original con 2% NFU
2 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
72,9 8,55 8,95
58 76,5 3,9 4,01
64 79,8 1,83 1,86
70 82,4 0,901 0,909
Tabla 18 Reología asfalto original con 2% NFU
2 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/sen δ,
Kpa
52
10
73 8,29 8,67
58 76,6 3,81 3,92
64 79,8 1,79 1,82
70 82,4 0,876 0,884
Tabla 19 Reología asfalto original con 2% NFU
2 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
73,3 8,14 8,49
58 76,7 3,77 3,88
64 79,9 1,78 1,81
70 82,5 0,865 0,873
Tabla 20 Reología asfalto original con 4% NFU
4 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
70,7 9,4 9,970
58 74,6 4,4 4,610
64 78,1 2,1 2,170
70 81,0 1,1 1,060
76 83,3 0,541 0,544
40
Tabla 21 Reología asfalto original con 4% NFU
4 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
70,70 10,30 10,90
58 74,50 4,88 5,06
64 78,00 2,33 2,38
70 81,00 1,15 1,16
76 83,30 0,593 0,597
Tabla 22 Reología asfalto original con 4% NFU
4 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
70,7 10,400 11,000
58 74,5 4,930 5,120
64 77,9 2,360 2,420
70 80,9 1,160 1,180
76 83,2 0,600 0,604
Tabla 23 Reología asfalto original con 6% NFU
6 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
67,60 13,50 14,60
58 71,90 6,41 6,75
64 75,80 3,12 3,22
70 79,10 1,56 1,58
76 81,80 0,80 0,81
41
Tabla 24 Reología asfalto original con 6% NFU
6 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
67,8 13,2 14,2
58 71,9 6,41 6,74
64 75,7 3,12 3,22
70 79 1,55 1,58
76 81,7 0,811 0,819
Tabla 25 Reología asfalto original con 6% NFU
6 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
67,7 13,1 14,2
58 71,7 6,41 6,76
64 75,6 3,13 3,23
70 79 1,57 1,6
76 81,7 0,814 0,823
Tabla 26 Reología asfalto original con 8% NFU
8 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
65,6 16,4 18
58 70 8,14 8,67
64 74,2 4,03 4,19
70 77,8 2,02 2,07
76 80,7 1,06 1,08
82 83 0,579 0,584
42
Tabla 27 Reología asfalto original con 8% NFU
8 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
65,6 16,4 18
58 69,9 8,18 8,71
64 74 4,06 4,22
70 77,6 2,04 2,09
76 80,5 1,07 1,1
82 82,8 0,582 0,586
Tabla 28 Reología asfalto original con 8% NFU
8 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
64,9 17,6 19,4
58 69,3 8,75 9,35
64 73,6 4,33 4,51
70 77,3 2,18 2,24
76 80,3 1,14 1,2
82 82,7 0,618 0,623
Tabla 29 Reología asfalto original con 10% NFU
10 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
61,5 20,9 23,8
58 66,1 10,8 11,8
64 70,8 5,51 5,84
70 75 2,84 2,94
76 78,4 1,51 1,54
82 81,1 0,825 0,835
43
Tabla 30 Reología asfalto original con 10% NFU
10 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
61,3 20,9 23,9
58 65,8 10,9 12
64 70,5 5,61 5,95
70 74,6 2,91 3,01
76 78,1 1,55 1,58
82 80,9 0,85 0,861
Tabla 31 Reología asfalto original con 10% NFU
10 % NFU
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
60,8 20,8 23,8
58 65,3 10,9 12
64 70,1 5,64 6
70 74,4 2,93 3,04
76 78 1,56 1,59
82 80,8 0,853 0,864
4.3.2. Reología Asfalto envejecido RTFO (ASTM D-7175)
Tabla 32 Reología asfalto envejecido RTFO
ASFALTO ENVEJECIDO RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
65,7 23,1 25,4
58 69,1 10,8 11,5
64 72,8 5,11 5,35
70 76,7 2,52 2,58
76 79,6 1,26 1,28
44
Tabla 33 Reología asfalto envejecido RTFO
ASFALTO ENVEJECIDO RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
65,8 21,9 24
58 69 10,3 11,1
64 72,8 4,84 5,06
70 76,6 2,33 2,39
76 79,9 1,14 1,16
Tabla 34 Reología asfalto envejecido RTFO
ASFALTO ENVEJECIDO RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
66,2 22 24
58 69,3 10,4 11,1
64 73 4,9 5,12
70 77,1 2,39 2,45
76 79,6 1,19 1,21
Tabla 35 Reología asfalto envejecido RTFO-2% NFU
2 % NFU, envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
61,6 25,8 29,3
58 64,5 12,9 14,3
64 68,1 6,54 7,05
70 72,4 3,34 3,5
76 75,8 1,73 1,79
45
Tabla 36 Reología asfalto envejecido RTFO-2% NFU
2 % NFU, envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/sen δ,
Kpa
52
10
60,8 28,1 32,1
58 63,7 14,0 15,6
64 67,3 7,1 7,68
70 71,5 3,62 3,82
76 74,8 1,87 1,94
Tabla 37 Reología asfalto envejecido RTFO-2% NFU
2 % NFU , envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
61,5 25,7 29,2
58 64,4 12,9 14,3
64 68,1 6,49 6,99
70 72,4 3,33 3,5
76 75,5 1,75 1,81
Tabla 38 Reología asfalto envejecido RTFO-4% NFU
4 % NFU envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
58,1 31,8 37,5
58 60,9 16,7 19,1
64 64,4 8,8 9,8
70 68,2 4,7 5,1
76 72,2 2,5 2,7
82 76,4 1,4 1,4
46
Tabla 39 Reología asfalto envejecido RTFO-4% NFU
4 % NFU envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
57,30 33,00 39,20
58 60,00 17,40 20,10
64 63,70 9,22 10,30
70 68,00 4,90 5,28
76 72,60 2,64 2,76
82 75,80 1,43 1,47
Tabla 40 Reología asfalto envejecido RTFO-4% NFU
4 % NFU envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
57,3 30,6 36,4
58 60 16,6 19,2
64 63,5 8,90 9,94
70 67,6 4,78 5,17
76 72,5 2,63 2,76
82 75,7 1,43 1,48
Tabla 41 Reología asfalto envejecido RTFO-6% NFU
6 % NFU envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
55,2 34,7 42,2
58 57,2 19,2 22,8
64 60,1 10,6 12,2
70 63,6 5,9 6,61
76 67,8 3,3 3,59
82 72,2 1,9 2,0
47
Tabla 42 Reología asfalto envejecido RTFO-6% NFU
6 % NFU envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
54,1 34 42
58 55,9 19 22,9
64 58,7 10,6 12,4
70 62,2 6,02 6,8
76 66,3 3,4 3,72
82 71,1 1,93 2,04
Tabla 43 Reología asfalto envejecido RTFO-6% NFU
6 % NFU envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
55,8 34,1 41,2
58 57,8 18,5 21,9
64 60,8 10,1 11,6
70 64,4 5,63 6,25
76 68,5 3,15 3,38
82 72,2 1,77 1,85
Tabla 44 Reología asfalto envejecido RTFO-8% NFU
8 % NFU envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
52,5 38,4 48,4
58 54 21,6 26,7
64 56,5 12,4 14,8
70 59,8 7,19 8,32
76 63,6 4,19 4,67
82 65,9 2,63 2,88
88 70,7 1,56 1,55
48
Tabla 45 Reología asfalto envejecido RTFO-8% NFU
8 % NFU envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
51,7 39,6 50,5
58 53,1 23 28,8
64 55,4 13,4 16,3
70 58,5 7,86 9,22
76 62,1 4,61 5,2
82 66,2 2,72 2,97
88 71 1,59 1,69
Tabla 46 Reología asfalto envejecido RTFO-8% NFU
8 % NFU envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
52,1 38 48,1
58 53,4 22 27,3
64 55,6 12,7 15,4
70 58,6 7,45 8,73
76 62,1 4,41 5,0
82 66 2,63 2,87
88 70,9 1,55 1,65
Tabla 47 Reología asfalto envejecido RTFO-8% NFU
10 % NFU envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
49,4 44,8 58,9
58 51,5 26,7 34,2
64 54,9 15,7 19,2
70 59,3 9,23 10,7
76 64 5,36 5,96
82 68,7 3,11 3,34
88 73,6 1,8 1,88
49
Tabla 48 Reología asfalto envejecido RTFO-10% NFU
10 % NFU envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
49,8 47,8 62,6
58 51,8 28,2 35,9
64 55,1 16,4 20
70 59,3 9,56 11,1
76 63,9 5,53 6,16
82 68,6 3,19 3,43
88 73,4 1,84 1,92
Tabla 49 Reología asfalto envejecido RTFO-10% NFU
10 % NFU envejecido en RTFO
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*/ sen δ,
Kpa
52
10
49,8 49,5 64,7
58 51,9 29,1 36,9
64 55,1 17,1 20,8
70 59,4 9,91 11,5
76 64,1 5,72 6,36
82 68,7 3,29 3,53
88 73,6 1,9 1,98
4.3.3. Reología Asfalto envejecido RTFO+PAV (ASTM D-7175)
Tabla 50 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV
ASFALTO ENVEJECIDO RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*.sen δ,
Kpa
16
10
35,2 7670 4420
19 36,7 5350 3190
22 38,2 3680 2270
25 39,8 2490 1590
28 41,4 1670 1110
50
Tabla 51 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV
ASFALTO ENVEJECIDO RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*.sen δ,
Kpa
16
10
35,3 8440 4870
19 36,8 5870 3520
22 38,4 4020 2500
25 39,9 2730 1750
28 41,6 1820 1210
Tabla 52 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV
ASFALTO ENVEJECIDO RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*.sen δ,
Kpa
16
10
34,2 7840 4407
19 35,6 5430 3161
22 38,0 3580 2204
25 39,6 2210 1409
28 41,4 1750 1157
Tabla 53 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 2% NFU
2 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*.sen δ,
Kpa
16
10
34,9 7460 4270
19 36,6 5100 3040
22 38,1 3520 2170
25 39,7 2390 1530
28 41,3 1610 1060
51
Tabla 54 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 2% NFU
2 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*.sen δ,
Kpa
16
10
34,6 7450,0 4230
19 36,7 5300,0 3170
22 38,3 3650 2260
25 39,8 2480 1590
28 41,4 1680 1110
Tabla 55 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 2% NFU
2 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*.sen δ,
Kpa
16
35,4 7510 4350
19 36,9 5190 3116
22 38,4 3590 2230
25 39,9 2450 1572
28 41,5 1650 1093
Tabla 56 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 4% NFU
4 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*. sen δ,
Kpa
16
10
35,3 6790 3920
19 36,7 4730 2830
22 38,2 3250 2010
25 39,7 2210 1410
28 41,2 1490 979
31 42,7 998 677
52
Tabla 57 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 4% NFU
4 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*.sen δ,
Kpa
16
10
33,9 6820 3804
19 35,3 4710 2722
22 36,6 3200 1908
25 37,9 2190 1345
28 39,4 1450 920
31 40,9 980 642
Tabla 58 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 4% NFU
4 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*. sen δ,
Kpa
16 35,0 6690 3840
19
10
36,4 4680 2780
22 37,9 3220,00 1980,00
25 39,3 2200 1400
28 40,9 1480 968,00
31 42,4 994 670,00
Tabla 59 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 6% NFU
6 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*. sen δ,
Kpa
16
10
34,0 6950 3930
19 35,7 4900 2860
22 37,1 3410 2060
25 38,5 2340 1460
28 40,0 1590 1020
31 41,5 1070 710
53
Tabla 60 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 6% NFU
6 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*. sen δ,
Kpa
16
10
34,7 6680 3800
19 36,0 4700 2760
22 37,4 3260 1980
25 38,7 2240 1400
28 40,1 1520 980
31 41,5 1030 681
Tabla 61 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 6% NFU
6 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*. sen δ,
Kpa
16
10
34,5 6990 3950
19 35,8 4910 2880
22 37,2 3420 2070
25 38,7 2350 1470
28 40,1 1590 1020
31 41,6 1080 714
Tabla 62 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 8% NFU
8 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*. sen δ,
Kpa
16
10
35 6030 3459
19 36 4230 2486
22 35,9 2920 1712
25 37,1 2000 1206
28 38,3 1350 837
31 39,8 911 583
34 41,1 620 408
54
Tabla 63 Reología asfalto envejecido RTFO+ PAV 8% NFU
8 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*. sen δ,
Kpa
16
10
35,5 6030 3502
19 36,8 4200 2516
22 37,9 2930 1800
25 39,2 2010 1270
28 40,5 1370 888
31 41,7 922 614
34 43 636 434
Tabla 64 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 8% NFU
8 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*. sen δ,
Kpa
16
10
35,4 6030 3493
19 36,7 4220 2522
22 37,9 2930 1800
25 39,2 2010 1270
28 40,5 1370 888
31 41,7 922 614
34 43 636 434
Tabla 65 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 10% NFU
10 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*. sen δ,
Kpa
16
10
34 6230 3484
19 35 4320 2478
22 35,9 3050 1788
25 37,1 2110 1273
28 38,4 1440 894
31 39,6 980 625
34 40,9 664 435
55
Tabla 66 Reología asfalto envejecido RTFO+ PAV 10% NFU
10 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*. sen δ,
Kpa
16
10
34 6140 3433
19 35,3 4330 2502
22 36,5 3040 1810
25 37,8 2110 1290
28 39,1 1440 911
31 40,5 972 630
34 41,8 664 442
Tabla 67 Reología asfalto envejecido RTFO+PAV 10% NFU
10 % NFU , envejecido en RTFO+PAV
T, ᵒC Frecuencia,
rad/s δ, ᵒ G*, Kpa
G*. sen δ,
Kpa
16
10
34,1 6210 3482
19 35,4 4380 2537
22 36,6 3070 1830
25 37,9 2120 1300
28 39,2 1450 917
31 40,5 984 639
34 41,7 663 441
56
5. CÁLCULOS Y RESULTADOS
5.1. Cálculo del cambio de masa por calentamiento, ASTM D-1754
El cambio de masa del residuo proveniente del horno RTFO se calcula con la ecuación (1).
∆𝑀 =𝑀2 − 𝑀1
𝑀1 − 𝑀𝑉∗ 100% (1)
Donde:
𝑴𝟏 = peso del frasco + muestra inicial
𝑴𝟐 = peso del frasco + muestra envejecida
𝑴𝑽 = peso del frasco vacío
Cálculo modelo:
Para una concentración de 8% NFU se tiene
∆𝑴 =𝟐𝟎𝟎, 𝟐𝟏𝟖 𝒈 − 𝟐𝟎𝟎, 𝟐𝟐𝟓𝟓 𝒈
𝟐𝟎𝟎, 𝟐𝟐𝟓𝟓 𝒈 − 𝟏𝟔𝟒, 𝟒𝟐𝟑𝟕 𝒈∗ 𝟏𝟎𝟎%
∆𝑴 = −𝟎, 𝟎𝟐𝟎𝟗 %
57
5.2. Corrección del punto de inflamación en copa abierta Cleveland (ASTM D-92)
𝑃𝐼𝐶 = 𝑇 − 0.03 ∗ (760 − 𝑃) (2)
Donde:
𝑷𝑰𝑪 = Punto de inflamación corregido,℃
𝑻 = Punto de inflamación observado,℃
𝑷 = Presión en el lugar de prueba (Quito), mm Hg
5.2.1. Cálculo modelo para una concentración de 2% NFU
𝑪 = 𝟐𝟗𝟓 − 𝟎. 𝟎𝟑 ∗ (𝟕𝟔𝟎 − 𝟓𝟒𝟎)
𝑪 = 𝟐𝟖𝟖 ℃
Tabla 68 Resultados punto de inflamación
Descripción Punto de Inflamación
observado ℃
Punto de Inflamación
corregido ℃
Asfalto base 290 283
2% NFU 295 288
4% NFU 292 285
6% NFU 299 292
8% NFU 298 291
10% NFU 299 292
58
5.3. Viscosidad rotacional promedio para asfalto original.
Tabla 69 Viscosidad rotacional promedio para asfalto original
Muestra Viscosidad
mPa.s
Viscosidad
Pa.s
Torque % Rango de
corte
Velocidad
rpm
Fuerza de
cizalla
𝑑𝑦𝑛𝑒/𝑐𝑚2
Asfalto Base 383,3 0,383 15,3
18,6 20
71,3
2% 512,5 0,513 20,5 95,3
4% 646,7 0,647 25,9 120,3
6% 874,2 0,874 35,0 162,6
8% 1133,0 1,133 45,3 210,7
10% 1569,3 1,569 62,8 291,9
5.4. Resultados promedio del cambio de masa en horno RTFO (ASTM D-2872)
Tabla 70 Cambio de masa en RTFO
Muestra ∆𝒎𝟏 ∆𝒎𝟐
Sin NFU 0,0842 0,0842
2% NFU 0,1071 0,1093
4% NFU 0,1088 -0,2252
6% NFU 0,0450 0,0300
8% NFU -0,0209 0,0595
10% NFU -0,0115 -0,0563
5.5. Resultados reológicos promedio para muestras sin envejecimiento (ASTM D-2872)
Las temperaturas de ensayo están definidas de acuerdo con la norma INEN 3030, las mismas
que corresponden a las temperatura máxima e intermedia de diseño.
59
Tabla 71 Ángulo de fase (δ), muestras sin envejecer
δ, ᵒ
T, ᵒC Asfalto sin
NFU 2% NFU 4% NFU 6% NFU 8% NFU 10% NFU
52 75,3 73,1 70,7 67,7 65,4 61,2
58 78,2 76,6 74,5 71,8 69,7 65,7
64 81,1 79,8 78,0 75,7 73,9 70,5
70 83,6 82,4 81,0 79,0 77,6 74,7
76 - - 83,3 81,7 80,5 78,2
82 - - - - 82,8 80,9
Tabla 72 Módulo complejo (G*), muestras sin envejecer
G*, kPa
T, ᵒC Asfalto sin
NFU 2% NFU 4% NFU 6% NFU 8% NFU 10% NFU
52 6,6 8,3 10,0 13,3 16,8 20,9
58 2,8 3,8 4,8 6,4 8,4 10,9
64 1,4 1,8 2,3 3,1 4,1 5,6
70 0,7 0,9 1,1 1,6 2,1 2,9
76 - - 0,6 0,8 1,1 1,5
82 - - - - 0,6 0,8
Tabla 73 Factor G*/sen (δ), muestras sin envejecer
G*/sen δ, kPa
T, ᵒC Asfalto sin
NFU 2% NFU 4% NFU 6% NFU 8% NFU 10% NFU
52 6,8 8,7 10,6 14,3 18,5 23,8
58 2,9 3,9 4,9 6,8 8,9 11,9
64 1,4 1,8 2,3 3,2 4,3 5,9
70 0,7 0,9 1,1 1,6 2,1 3,0
76 - - 0,6 0,8 1,1 1,6
82 - - - - 0,6 0,9
60
5.6. Resultados reológicos promedio para muestras envejecidas en RTFO (ASTM D-2872)
Tabla 74 Ángulo de fase (δ), muestras envejecidas en horno RTFO
δ, ᵒ
T, ᵒC Asfalto sin
NFU 2% NFU 4% NFU 6% NFU 8% NFU 10% NFU
52 65,9 61,3 57,6 55,0 52,1 49,6
58 69,1 64,2 60,3 57,0 53,5 51,7
64 72,9 67,8 63,9 59,9 55,8 55,0
70 76,8 72,1 67,9 63,4 59,0 59,3
76 79,7 75,4 72,4 67,5 62,6 64,0
82 - - 76,0 71,8 66,0 68,7
88 - - - - 70,9 73,5
Tabla 75 Modulo complejo (G*), muestras envejecidas en horno RTFO
G*, kPa
T, ᵒC Asfalto sin
NFU 2% NFU 4% NFU 6% NFU 8% NFU 10% NFU
52 22,3 26,5 31,8 34,3 38,7 46,3
58 10,5 13,3 16,9 18,9 22,2 27,5
64 5,0 6,7 9,0 10,4 12,8 16,1
70 2,4 3,4 4,8 5,9 7,5 9,4
76 1,2 1,8 2,6 3,3 4,4 5,4
82 - - 1,4 1,9 2,7 3,2
88 - - - - 1,6 1,8
Tabla 76 Factor G*/sen (δ) , muestras envejecidas en horno RTFO
G*/sen δ, kPa
T, ᵒC Asfalto sin
NFU 2% NFU 4% NFU 6% NFU 8% NFU 10% NFU
52 24,5 30,2 37,7 41,8 49,0 60,8
58 11,2 14,7 19,5 22,5 27,6 35,1
64 5,2 7,2 10,0 12,1 15,5 19,6
70 2,5 3,6 5,2 6,6 8,8 10,9
76 1,2 1,8 2,7 3,6 5,0 6,1
82 - - 1,5 2,0 2,9 3,4
88 - - - - 1,7 1,9
61
La clasificación por grado de desempeño para la temperatura máxima de diseño (Tabla 77)
analiza que las mediciones del factor de ahuellamiento G*/sen (δ) sean superiores a 1 kPa y
2,2 kPa para asfaltos originales y envejecidos en RTFO respectivamente. La temperatura de
diseño es la correspondiente a la que cumpla los dos criterios especificados. Por ejemplo, el
criterio “factor de ahuellamiento” para la mezcla al 8% de polvo de caucho reciclado es de
1,1 kPa para muestra original y 4,96 kPa para muestra envejecida resultando una temperatura
de diseño de PG 76.
Tabla 77 Resultados reológicos para establecer Temperatura máxima de diseño
Muestra
G*/Sen δ
Muestras
originales
Criterio
G*/Sen δ
Muestras
envejecidas RTFO
G*/Sen δ
Criterio
G*/Sen δ
Temperatura
máxima de
diseño
Asfalto sin NFU 1,4
>1,00
5,2
>2,20
64
2% NFU 1,8 7,2 64
4% NFU 1,1 5,2 70
6% NFU 1,6 6,6 70
8% NFU 1,1 5,0 76
10% NFU 1,6 6,1 76
5.7. Resultados reológicos promedio para muestras envejecidas en PAV (ASTM D-6521)
Tabla 78 Ángulo de fase (δ) , muestras envejecidas en PAV
δ, ᵒ
T, ᵒC Asfalto sin
NFU 2% NFU 4% NFU 6% NFU 8% NFU 10% NFU
16 34,8 35,0 34,7 34,4 35,3 34,0
19 36,1 36,7 36,1 35,6 36,5 35,2
22 37,9 38,3 37,6 37,2 37,3 36,3
25 39,4 39,8 39,0 38,6 38,6 37,6
28 41,0 41,4 40,5 40,1 39,9 38,9
31 - - 42,0 41,5 41,1 40,2
34 - - - - 42,5 41,5
62
Tabla 79 Módulo complejo (G*), muestras envejecidas en PAV
G*, kPa
T, ᵒC Asfalto sin
NFU 2% NFU 4% NFU 6% NFU 8% NFU 10% NFU
16 7743,3 7473,3 6766,7 6873,3 6030,0 6193,3
19 5386,7 5196,7 4706,7 4836,7 4216,7 4343,3
22 3626,7 3586,7 3223,3 3363,3 2920,0 3053,3
25 2303,3 2440,0 2200,0 2310,0 2000,0 2113,3
28 1703,3 1646,7 1473,3 1566,7 1356,7 1443,3
31 - - 990,7 1060,0 914,7 978,7
34 - - - - 621,7 663,7
Tabla 80 Factor G*.sen (δ), muestras envejecidas en PAV
G*.sen δ, kPa
T, ᵒC Asfalto sin
NFU 2% NFU 4% NFU 6% NFU 8% NFU 10% NFU
16 4418,2 4283,6 3854,6 3893,3 3484,5 3466,3
19 3173,6 3108,7 2777,2 2833,3 2508,1 2505,7
22 2225,9 2220,0 1966,0 2036,7 1767,4 1809,5
25 1462,2 1563,9 1385,1 1443,3 1248,8 1287,6
28 1120,1 1087,8 955,8 1006,7 868,6 907,5
31 - - 662,9 701,7 601,8 631,2
34 - - - - 420,2 439,2
Tabla 81 Resultados reológicos para establecer Temperatura intermedia de diseño (TI)
Muestras G*.sen𝜹 (RTFO+PAV) Criterio G*.sen𝜹 Temperatura
intermedia (TI) ℃
Asfalto sin NFU 4565,6
<5000
16
2% NFU 4216,7 16
4% NFU 2880,0 19
6% NFU 2833,3 19
8% NFU 1333,3 25
10% NFU 1333,3 25
63
5.8. Análisis Estadístico
Con el fin de determinar los efectos de la temperatura y la concentración del polvo de caucho
en las mezclas asfálticas, se aplicó un análisis ANOVA de dos vías para las variables
respuesta: ángulo de fase, módulo complejo y factores de ahuellamiento y fatiga. Se utilizó
el programa STATGRAPHICS para un diseño factorial de dos factores. Los diseños
factoriales son los siguientes:
▪ Muestras originales, un diseño factorial de 4x6, equivalente a 2 factores de 4 niveles
para el factor temperatura y 6 niveles para el factor concentración.
▪ Muestras envejecidas en RTFO, un diseño factorial de 5x6, equivalente a 2 factores
de 5 niveles para el factor temperatura y 6 niveles para el factor concentración.
▪ Muestras envejecidas en PAV, un diseño factorial de 5x6, equivalente a 2 factores
de 5 niveles para el factor temperatura y 6 niveles para el factor concentración.
Las pruebas aplicada se lo realizó con un nivel de confianza del 95%.
5.8.1. Cálculo del Análisis de Varianza (ANOVA) para las variables respuesta: ángulo
de fase, módulo complejo, factor de ahuellamiento y fatiga.
HIPÓTESIS NULA
Ho= No hay efecto significativo de la temperatura sobre la variable respuesta.
Ho= No hay efecto significativo de la concentración de polvo de caucho NFU sobre la
variable respuesta.
Ho= No hay efecto de interacción de la temperatura y concentración de polvo de caucho NFU
sobre la variable respuesta.
64
HIPÓTESIS ALTERNATIVA
H1=Las medias no son iguales para el efecto de la temperatura en la variable respuesta.
H1= Las medias no son iguales para el efecto de la concentración de polvo de caucho NFU
en la variable respuesta.
H1= Las medias no son iguales para la interacción de la temperatura y concentración de polvo
de caucho NFU en la variable respuesta.
5.8.1.1 Análisis de varianza ANOVA para muestras originales
El análisis de hipótesis determina si hay influencia de la Concentración, la Temperatura o
ambos sobre las propiedades reológicas del asfalto.
Tabla 82 ANOVA para la variable respuesta ángulo de fase, muestra original
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p Prueba de
Hipótesis
Concentración 5 1093,74 218,748 1438,34 0,000 Se rechaza Ho
Temperatura 3 1182,64 394,213 2592,09 0,000 Se rechaza Ho
Concentración *Temperatura 15 30,29 2,019 13,28 0,000 Se rechaza Ho
Error 48 7,30 0,152
Total 71 2313,97
Tabla 83 ANOVA para la variable respuesta módulo complejo, muestra original
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p Prueba de
Hipótesis
Concentración 5 443,23 88,646 1724,27 0,000 Se rechaza Ho
Temperatura 3 1310,01 436,670 8493,71 0,000 Se rechaza Ho
Concentración *Temperatura 15 184,29 12,286 238,97 0,000 Se rechaza Ho
Error 48 2,47 0,051
Total 71 1940,00
65
Tabla 84 ANOVA para la variable respuesta factor de ahuellamiento,
muestra original
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p Prueba de
Hipótesis
Concentración 5 578,114 115,623 1868,97 0,000 Se rechaza Ho
Temperatura 3 1592,41 530,805 8580,11 0,000 Se rechaza Ho
Concentración *Temperatura 15 272,511 18,1674 293,66 0,000 Se rechaza Ho
Error 48 2,9695 0,0618646
Total 71 2446,01
5.8.1.2 Análisis de varianza ANOVA para muestras envejecidas en RTFO
Tabla 85 ANOVA para la variable respuesta ángulo de fase, muestra
envejecida en RTFO
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p Prueba de
Hipótesis
Concentración 5 3341,56 668,312 2084,13 0,000 Se rechaza Ho
Temperatura 4 2074,94 518,735 1617,68 0,000 Se rechaza Ho
Concentración *Temperatura 20 33,40 1,670 5,21 0,000 Se rechaza Ho
Error 60 19,24 0,321
Total 89 5469,14
Tabla 86 ANOVA para la variable respuesta módulo complejo,
muestra envejecida en RTFO
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p Prueba de
Hipótesis
Concentración 5 1671,0 334,229 693,86 0,000 Se rechaza Ho
Temperatura 4 10848,5 2712,66 5630,78 0,000 Se rechaza Ho
Concentración *Temperatura 20 513,6 25,676 53,29 0,000 Se rechaza Ho
Error 60 28,9 0,48
Total 89 13062,0
66
Tabla 87 ANOVA para la variable respuesta factor de ahuellamiento, muestra
envejecida en RTFO
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p Prueba de
Hipótesis
Concentración 5 3247,6 649,51 866,22 0,000 Se rechaza Ho
Temperatura 4 16586,2 4146,54 5530,06 0,000 Se rechaza Ho
Concentración *Temperatura 20 1316,8 65,84 87,81 0,000 Se rechaza Ho
Error 60 45,0 0,75
Total 89 21195,5
De acuerdo a la tabla 82 a 87, en muestras originales y envejecidas en RTFO, el valor de probabilidad
es menor al nivel de confidencialidad de 0.05 en la temperatura, concentración y su respectiva
interacción, por consecuencia se rechaza la hipótesis nula H0, interpretando así, que el resultado del
efecto de la temperatura y la concentración es significativo en las variables respuesta ángulo de fase,
módulo complejo y factor de ahuellamiento.
5.8.1.3 Análisis de varianza ANOVA para muestras envejecidas en PAV
Tabla 88 ANOVA para la variable respuesta ángulo de fase, muestra
envejecida en PAV
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p Prueba de
Hipótesis
Concentración 5 28,9712 5,79424 15,07 0,0000 Se rechaza Ho
Temperatua 4 350,917 87,7293 228,13 0,0000 Se rechaza Ho
Concentración *Temperatua 20 5,96156 0,298078 0,78 0,7312 Se acepta Ho
Error 60 23,0733 0,384556
Total 89 408,923
De acuerdo a la tabla 88, en muestras envejecidas en RTFO + PAV, el valor de probabilidad es menor
al nivel de confidencialidad de 0.05 en la temperatura y la concentración, por consecuencia se rechaza
la hipótesis nula H0, como resultado el efecto de la temperatura y la concentración es significativo en
el ángulo de fase. Sin embargo, comparando el valor de probabilidad de la interacción entre
temperatura – concentración, (valor de 0.7312), con el nivel de significancia de 0.05, el resultado es
mayor, como consecuencia se acepta la hipótesis nula, interpretando así que la interacción entre los
dos factores no afecta significativamente al ángulo de fase.
67
Tabla 89 ANOVA para la variable respuesta módulo complejo,
muestra envejecida en PAV
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p Prueba de
Hipótesis
Concentración 5 8,56694E6 1,71339E6 412,20 0,000 Se rechaza Ho
Temperatua 4 3,25734E8 8,14334E7 19591,04 0,000 Se rechaza Ho
Concentración *Temperatua 20 3,33944E6 166972, 40,17 0,000 Se rechaza Ho
Error 60 249400, 4156,67
Total 89 3,37889E8
Tabla 90 ANOVA para la variable respuesta factor de fatiga, muestra
envejecida en PAV
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p Prueba de
Hipótesis
Concentración 5 3,50411E6 700822, 342,80 0,000 Se rechaza Ho
Temperatua 4 9,74145E7 2,43536E7 11912,16 0,000 Se rechaza Ho
Concentración *Temperatua 20 980708, 49035,4 23,98 0,000 Se rechaza Ho
Error 60 122666, 2044,43
Total 89 1,02022E8
5.8.2. Método Tukey para comparación de tratamientos con influencia del factor
concentración de NFU
El método Tukey se aplica para comparar pares de medias de tratamientos. Este método
permite determinar que tratamiento es significativamente diferente entre todos los
tratamientos propuestos en el diseño experimental. Se utilizó el programa STATGRHAPICS
para comparar las variables respuesta ángulo de fase, módulo complejo y mecanismos de
falla (factor de ahuellamiento y fatiga) para las muestras originales y envejecidas en RTFO
y PAV. La notación con letras (A,B,C,D,E y F) es un indicativo que permite agrupar
concentraciones que no tienen diferencia significativa en las variables respuesta analizadas.
68
5.8.2.1 Método Tukey para comparación de muestras originales.
Tabla 91 Método Tukey para comparación de tratamientos con
variable respuesta ángulo de fase, Muestra original
Concentración Casos Media Grupos
Homogéneos
10 % NFU 12 68,0167 A
8 % NFU 12 71,65 B
6 % NFU 12 73,5667 C
4 % NFU 12 76,05 D
2 % NFU 12 77,9833 E
0 % NFU 12 79,5583 F
Tabla 92 Método Tukey para comparación de tratamientos con
variable respuesta módulo complejo, muestra orignial
Concentración Casos Media Grupos
Homogéneos
0 % NFU 12 2,86033 A
2 % NFU 12 3,7085 A B
4 % NFU 12 4,5425 B
6 % NFU 12 6,09 C
8 % NFU 12 7,84417 D
10 % NFU 12 10,0533 E
Tabla 93 Método Tukey para comparación de tratamientos con
variable respuesta factor de ahuellamiento, Muestra original
Concentración Casos Media Grupos
Homogéneos
0 % NFU 12 2,9365 A
2 % NFU 12 3,83967 B
4 % NFU 12 4,7525 C
6 % NFU 12 6,47333 D
8 % NFU 12 8,45417 E
10 % NFU 12 11,1733 F
69
Tabla 94 Método Tukey para comparación de tratamientos con
variable respuesta ángulo de fase, Muestra envejecida RTFO
Concentración Casos Media Grupos
Homogéneos
10 % NFU 15 55,9533 A
8 % NFU 15 56,6 B
6 % NFU 15 60,56 C
4 % NFU 15 64,42 D
2 % NFU 15 68,16 E
0 % NFU 15 72,88 F
Tabla 95 Método Tukey para comparación de tratamientos con
variable respuesta módulo complejo, Muestra envejecida RTFO
Concentración Casos Media Grupos
Homogéneos
0 % NFU 15 8,27867 A
2 % NFU 15 10,3447 B
4 % NFU 15 13,0113 C
6 % NFU 15 14,5467 D
8 % NFU 15 17,1207 E
10 % NFU 15 21,374 F
Tabla 96 Método Tukey para comparación de tratamientos con
variable respuesta factor de ahuellamiento, Muestra envejecida RTFO
Concentración Casos Media Grupos
Homogéneos
0 % NFU 15 8,91333 A
2 % NFU 15 11,5253 B
4 % NFU 15 15,0207 C
6 % NFU 15 17,3033 D
8 % NFU 15 21,1627 E
10 % NFU 15 26,9987 F
70
Tabla 97 Método Tukey para comparación de tratamientos con
variable respuesta ángulo de fase, Muestra envejecida PAV
Concentración Casos Media Grupos
Homogéneos
10 % NFU 15 36,42 A
6 % NFU 15 37,1867 B
8 % NFU 15 37,5133 B C
4 % NFU 15 37,58 B C
0 % NFU 15 37,86 C D
2 % NFU 15 38,2333 D
Tabla 98 Método Tukey para comparación de tratamientos con
variable respuesta módulo complejo, Muestra envejecida PAV
Concentración Casos Media Grupos
Homogéneos
8 % NFU 15 3304,67 A
10 % NFU 15 3429,33 B
4 % NFU 15 3674,0 C
6 % NFU 15 3790,0 D
2% NFU 15 4068,67 E
0 % NFU 15 4152,67 F
Tabla 99 Tukey para comparación de tratamientos con variable
respuesta factor de fatiga, Muestra envejecida PAV
Concentración Casos Media Grupos
Homogéneos
8 % NFU 15 1975,47 A
10 % NFU 15 1995,27 A
4 % NFU 15 2187,72 B
6 % NFU 15 2242,67 C
2 % NFU 15 2452,73 D
0 % NFU 15 2480,03 D
El análisis Tukey para muestras originales y envejecidas en RTFO demuestra una mayor
resistencia al ahuellamiento para concentraciones del 10% de NFU. En la tabla 93 y 96 se
observa que todas las medias se agrupan con letras distintas y por tanto cada concentración
es significativamente diferente.
71
5.9. Cálculo de intervalos de confianza al 95% para las propiedades reológicas y
mecanismos de falla.
Mediante el paquete estadístico STATGRAPHICS se obtuvo los intervalos de confianza para
las réplicas de los variables respuesta ángulo de fase, módulo complejo y factores de
ahuellamiento y fatiga.
Tabla 100 Intervalos de confianza para variable ángulo de fase, muestras originales
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
0
52 3 75,30 0,23 74,85 75,75
58 3 78,20 0,23 77,75 78,65
64 3 81,10 0,23 80,65 81,55
70 3 83,63 0,23 83,18 84,09
2
52 3 73,07 0,23 72,61 73,52
58 3 76,60 0,23 76,15 77,05
64 3 79,83 0,23 79,38 80,29
70 3 82,43 0,23 81,98 82,89
4
52 3 70,70 0,23 70,25 71,15
58 3 74,53 0,23 74,08 74,99
64 3 78,00 0,23 77,55 78,45
70 3 80,97 0,23 80,51 81,42
6
52 3 67,70 0,23 67,25 68,15
58 3 71,83 0,23 71,38 72,29
64 3 75,70 0,23 75,25 76,15
70 3 79,03 0,23 78,58 79,49
8
52 3 65,37 0,23 64,91 65,82
58 3 69,73 0,23 69,28 70,19
64 3 73,93 0,23 73,48 74,39
70 3 77,57 0,23 77,11 78,02
10
52 3 61,2 0,23 60,75 61,65
58 3 65,73 0,23 65,28 66,19
64 3 70,47 0,23 70,01 70,92
52 3 61,2 0,23 60,75 61,65
72
Tabla 101 Intervalos de confianza para variable módulo complejo, muestras originales
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
0
52 3 6,60 0,13 6,33 6,86
58 3 2,80 0,13 2,54 3,06
64 3 1,39 0,13 1,12 1,65
70 3 0,66 0,13 0,39 0,92
2
52 3 8,33 0,13 8,06 8,59
58 3 3,83 0,13 3,56 4,09
64 3 1,80 0,13 1,54 2,06
70 3 0,88 0,13 0,62 1,14
4
52 3 10,03 0,13 9,77 10,30
58 3 4,74 0,13 4,47 5,00
64 3 2,26 0,13 2,00 2,53
70 3 1,14 0,13 0,87 1,40
6
52 3 13,27 0,13 13,00 13,53
58 3 6,41 0,13 6,15 6,67
64 3 3,12 0,13 2,86 3,39
70 3 1,56 0,13 1,30 1,82
8
52 3 16,80 0,13 16,54 17,06
58 3 8,36 0,13 8,09 8,62
64 3 4,14 0,13 3,88 4,40
70 3 2,08 0,13 1,82 2,34
10
52 3 20,87 0,13 20,60 21,13
58 3 10,87 0,13 10,60 11,13
64 3 5,59 0,13 5,32 5,85
70 3 2,89 0,13 2,63 3,16
Tabla 102 Intervalos de confianza para factor de ahuellamiento, muestras originales
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
0
52 3 6,82 0,14 6,53 7,11
58 3 2,86 0,14 2,57 3,15
64 3 1,40 0,14 1,11 1,69
70 3 0,66 0,14 0,37 0,95
2
52 3 8,70 0,14 8,41 8,99
58 3 3,94 0,14 3,65 4,23
64 3 1,83 0,14 1,54 2,12
70 3 0,89 0,14 0,60 1,18
73
Tabla 102 (Continuación)
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
4
52 3 10,62 0,14 10,33 10,91
58 3 4,93 0,14 4,64 5,22
64 3 2,32 0,14 2,03 2,61
70 3 1,13 0,14 0,84 1,42
6
52 3 14,33 0,14 14,04 14,62
58 3 6,75 0,14 6,46 7,04
64 3 3,22 0,14 2,93 3,51
70 3 1,59 0,14 1,30 1,88
8
52 3 18,47 0,14 18,18 18,76
58 3 8,91 0,14 8,62 9,20
64 3 4,31 0,14 4,02 4,60
70 3 2,13 0,14 1,84 2,42
10
52 3 23,83 0,14 23,54 24,12
58 3 11,93 0,14 11,64 12,22
64 3 5,93 0,14 5,64 6,22
70 3 3,00 0,14 2,71 3,29
Tabla 103 Intervalos de confianza para variable ángulo de fase, muestras envejecidas en
RTFO
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
0
52 3 65,90 0,33 65,25 66,55
58 3 69,13 0,33 68,48 69,79
64 3 72,87 0,33 72,21 73,52
70 3 76,80 0,33 76,15 77,45
76 3 79,70 0,33 79,05 80,35
2
52 3 61,30 0,33 60,65 61,95
58 3 64,20 0,33 63,55 64,85
64 3 67,83 0,33 67,18 68,49
70 3 72,10 0,33 71,45 72,75
76 3 75,37 0,33 74,71 76,02
4
52 3 57,57 0,33 56,91 58,22
58 3 60,30 0,33 59,65 60,95
64 3 63,87 0,33 63,21 64,52
70 3 67,93 0,33 67,28 68,59
76 3 72,43 0,33 71,78 73,09
74
Tabla 103 (Continuación)
Tabla 104 Intervalos de confianza para variable módulo complejo, muestras envejecidas en
RTFO (Continuación)
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
0
52 3 22,33 0,40 21,53 23,13
58 3 10,50 0,40 9,70 11,30
64 3 4,95 0,40 4,15 5,75
70 3 2,41 0,40 1,61 3,21
76 3 1,20 0,40 0,40 2,00
2
52 3 26,53 0,40 25,73 27,33
58 3 13,27 0,40 12,47 14,07
64 3 6,71 0,40 5,91 7,51
70 3 3,43 0,40 2,63 4,23
76 3 1,78 0,40 0,98 2,58
4
52 3 31,80 0,40 31,00 32,60
58 3 16,90 0,40 16,10 17,70
64 3 8,97 0,40 8,17 9,77
70 3 4,79 0,40 3,99 5,59
76 3 2,59 0,40 1,79 3,39
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
6
52 3 55,03 0,33 54,38 55,69
58 3 56,97 0,33 56,31 57,62
64 3 59,87 0,33 59,21 60,52
70 3 63,40 0,33 62,75 64,05
76 3 67,53 0,33 66,88 68,19
8
52 3 52,10 0,33 51,45 52,75
58 3 53,50 0,33 52,85 54,15
64 3 55,83 0,33 55,18 56,49
70 3 58,97 0,33 58,31 59,62
76 3 62,60 0,33 61,95 63,25
10
52 3 49,67 0,33 49,01 50,32
58 3 51,73 0,33 51,08 52,39
64 3 55,03 0,33 54,38 55,69
70 3 59,33 0,33 58,68 59,99
76 3 64,00 0,33 63,35 64,65
75
Tabla 104 (Continuación)
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
6
52 3 34,27 0,40 33,47 35,07
58 3 18,90 0,40 18,10 19,70
64 3 10,43 0,40 9,63 11,23
70 3 5,85 0,40 5,05 6,65
76 3 3,28 0,40 2,48 4,08
8
52 3 38,67 0,40 37,87 39,47
58 3 22,20 0,40 21,40 23,00
64 3 12,83 0,40 12,03 13,63
70 3 7,50 0,40 6,70 8,30
76 3 4,40 0,40 3,60 5,20
10
52 3 47,37 0,40 46,57 48,17
58 3 28,00 0,40 27,20 28,80
64 3 16,40 0,40 15,60 17,20
70 3 9,57 0,40 8,77 10,37
76 3 5,54 0,40 4,74 6,34
Tabla 104 Intervalos de confianza para factor de ahuellamiento, muestras envejecidas en
RTFO
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
0
52 3 24,47 0,50 23,47 25,47
58 3 11,23 0,50 10,23 12,23
64 3 5,18 0,50 4,18 6,18
70 3 2,47 0,50 1,47 3,47
76 3 1,22 0,50 0,22 2,22
2
52 3 30,20 0,50 29,20 31,20
58 3 14,73 0,50 13,73 15,73
64 3 7,24 0,50 6,24 8,24
70 3 3,61 0,50 2,61 4,61
76 3 1,85 0,50 0,85 2,85
4
52 3 37,70 0,50 36,70 38,70
58 3 19,47 0,50 18,47 20,47
64 3 10,01 0,50 9,01 11,01
70 3 5,18 0,50 4,18 6,18
76 3 2,74 0,50 1,74 3,74
76
Tabla 105 (Continuación)
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
6
52 3 41,80 0,50 40,80 42,80
58 3 22,53 0,50 21,53 23,53
64 3 12,07 0,50 11,07 13,07
70 3 6,55 0,50 5,55 7,55
76 3 3,56 0,50 2,56 4,56
8
52 3 49,00 0,50 48,00 50,00
58 3 27,60 0,50 26,60 28,60
64 3 15,50 0,50 14,50 16,50
70 3 8,76 0,50 7,76 9,76
76 3 4,96 0,50 3,96 5,96
10
52 3 62,07 0,50 61,07 63,07
58 3 35,67 0,50 34,67 36,67
64 3 20,00 0,50 19,00 21,00
70 3 11,10 0,50 10,10 12,10
76 3 6,16 0,50 5,16 7,16
Tabla 106 Intervalos de confianza para variable ángulo de fase, muestras envejecidas en
PAV
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
0
16 3 34,80 0,36 34,08 35,52
19 3 36,13 0,36 35,42 36,85
22 3 37,90 0,36 37,18 38,62
25 3 39,43 0,36 38,72 40,15
28 3 41,03 0,36 40,32 41,75
2
16 3 34,97 0,36 34,25 35,68
19 3 36,73 0,36 36,02 37,45
22 3 38,27 0,36 37,55 38,98
25 3 39,80 0,36 39,08 40,52
28 3 41,40 0,36 40,68 42,12
4
16 3 34,73 0,36 34,02 35,45
19 3 36,13 0,36 35,42 36,85
22 3 37,57 0,36 36,85 38,28
25 3 38,97 0,36 38,25 39,68
28 3 40,50 0,36 39,78 41,22
77
Tabla 106 (Continuación)
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
6
16 3 34,40 0,36 33,68 35,12
19 3 35,60 0,36 34,88 36,32
22 3 37,23 0,36 36,52 37,95
25 3 38,63 0,36 37,92 39,35
28 3 40,07 0,36 39,35 40,78
8
16 3 35,30 0,36 34,58 36,02
19 3 36,50 0,36 35,78 37,22
22 3 37,30 0,36 36,58 38,02
25 3 38,60 0,36 37,88 39,32
28 3 39,87 0,36 39,15 40,58
10
16 3 34,03 0,36 33,32 34,75
19 3 35,23 0,36 34,52 35,95
22 3 36,33 0,36 35,62 37,05
25 3 37,60 0,36 36,88 38,32
28 3 38,90 0,36 38,18 39,62
Tabla 107 Intervalos de confianza para variable ángulo de fase, muestras envejecidas en
PAV
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
0
16 3 7743,33 37,22 7668,88 7817,79
19 3 5386,67 37,22 5312,21 5461,12
22 3 3626,67 37,22 3552,21 3701,12
25 3 2303,33 37,22 2228,88 2377,79
28 3 1703,33 37,22 1628,88 1777,79
2
16 3 7473,33 37,22 7398,88 7547,79
19 3 5196,67 37,22 5122,21 5271,12
22 3 3586,67 37,22 3512,21 3661,12
25 3 2440,00 37,22 2365,54 2514,46
28 3 1646,67 37,22 1572,21 1721,12
4
16 3 6766,67 37,22 6692,21 6841,12
19 3 4706,67 37,22 4632,21 4781,12
22 3 3223,33 37,22 3148,88 3297,79
25 3 2200,00 37,22 2125,54 2274,46
28 3 1473,33 37,22 1398,88 1547,79
78
Tabla 107 (Continuación)
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
6
16 3 6873,33 37,22 6798,88 6947,79
19 3 4836,67 37,22 4762,21 4911,12
22 3 3363,33 37,22 3288,88 3437,79
25 3 2310,00 37,22 2235,54 2384,46
28 3 1566,67 37,22 1492,21 1641,12
8
16 3 6030,00 37,22 5955,54 6104,46
19 3 4216,67 37,22 4142,21 4291,12
22 3 2920,00 37,22 2845,54 2994,46
25 3 2000,00 37,22 1925,54 2074,46
28 3 1356,67 37,22 1282,21 1431,12
10
16 3 6193,33 37,22 6118,88 6267,79
19 3 4343,33 37,22 4268,88 4417,79
22 3 3053,33 37,22 2978,88 3127,79
25 3 2113,33 37,22 2038,88 2187,79
28 3 1443,33 37,22 1368,88 1517,79
Tabla 108 Intervalos de confianza para factor fatiga, muestras envejecidas en PAV
Concentración Temperatura Casos Media Error
Estándar Límite
Inferior Límite
Superior
0
16 3 4418,33 26,11 4366,12 4470,55
19 3 3173,63 26,11 3121,42 3225,85
22 3 2225,90 26,11 2173,68 2278,12
25 3 1462,27 26,11 1410,05 1514,48
28 3 1120,03 26,11 1067,82 1172,25
2
16 3 4283,33 26,11 4231,12 4335,55
19 3 3108,67 26,11 3056,45 3160,88
22 3 2220,00 26,11 2167,78 2272,22
25 3 1564,00 26,11 1511,78 1616,22
28 3 1087,67 26,11 1035,45 1139,88
4
16 3 3854,60 26,11 3802,38 3906,82
19 3 2777,33 26,11 2725,12 2829,55
22 3 1966,00 26,11 1913,78 2018,22
25 3 1385,00 26,11 1332,78 1437,22
28 3 955,67 26,11 903,45 1007,88
79
Tabla 108 (Continuación)
5.10. Curva ángulo de fase, factor de ahuellamiento y factor de fatiga en función de
la temperatura
Las siguientes figuras 10, 11 y 12 muestran las curvas maestras para el asfalto sin
envejecimiento, estas gráficas se basan en los resultados reológicos promedio de las Tablas
71,72 y 73.
6
16 3 3893,33 26,11 3841,12 3945,55
19 3 2833,33 26,11 2781,12 2885,55
22 3 2036,67 26,11 1984,45 2088,88
25 3 1443,33 26,11 1391,12 1495,55
28 3 1006,67 26,11 954,45 1058,88
8
16 3 3484,67 26,11 3432,45 3536,88
19 3 2508,00 26,11 2455,78 2560,22
22 3 1767,33 26,11 1715,12 1819,55
25 3 1248,67 26,11 1196,45 1300,88
28 3 868,67 26,11 816,45 920,89
10
16 3 3466,33 26,11 3414,12 3518,55
19 3 2505,67 26,11 2453,45 2557,88
22 3 1809,33 26,11 1757,12 1861,55
25 3 1287,67 26,11 1235,45 1339,88
28 3 907,33 26,11 855,12 959,55
80
La Figura 10 indican como el aumento en el porcentaje de NFU provoca una disminución en
el ángulo de fase y por ende un comportamiento con tendencia a la elasticidad. Un ángulo de
fase cercano a cero tiene una mayor capacidad de recuperación, es decir previene de mejor
forma problemas de ahuellamiento.
Por otro lado, las curvas maestras de la Figura 11 muestran la resistencia del betún a la
deformación, existiendo una relación directamente proporcional debido a que a mayor
concentración de NFU en la mezcla, mayor es su modulo complejo.
Figura 10 Ángulo de fase vs Temperatura, asfalto original
81
Figura 12 Factor de ahuellamiento 𝐺∗/𝑠𝑒𝑛 (𝑥) 𝑣𝑠 𝑇, asfalto original
Figura 11 Módulo complejo vs Temperatura, asfalto original
82
Los siguientes diagramas exponen los resultados reológicos promedio de asfalto envejecido
en RTFO de las tablas 74,75 y 76. Nótese como para las curvas maestras de módulo complejo
de la Figura 14 los valores de G* son mucho más altos que los presentados en la Figura 11
debido al cambio en las características fisicoquímicas del asfalto provocadas por el desgaste
y pérdida de compuestos volátiles.
Figura 13 Ángulo de fase vs T, envejecido RTFO
Figura 14 Módulo complejo vs T, envejecido RTFO
83
Figura 15 Factor de ahuellamiento 𝐺∗/𝑠𝑒𝑛 (𝑥) 𝑣𝑠 𝑇, asfalto
envejecido RTFO
A continuación se muestran los diagramas de las muestras envejecidas en horno PAV
(Tablas 78,79 y 80).
Figura 16 Ángulo de fase vs T, envejecido PAV
84
Figura 18 Factor de fatiga 𝐺∗. 𝑠𝑒𝑛 (𝑥) 𝑣𝑠 𝑇, asfalto envejecido PAV
Figura 17 Módulo complejo vs T, envejecido PAV
85
5.11. Resultados de ensayos de clasificación según norma INEN 3030
Tabla 109 Resultados de ensayos de clasificación para las 6 concentraciones
Los datos de clasificación según el grado de desempeño mostrados en la Tabla 101 se evidencian como reportes reológicos en el
Anexo K.
ENSAYOS DE CLASIFICACIÓN Unidades Min Máx
CONCENTRACIÓN DE MODIFICADOR
0%
NFU
2%
NFU
4%
NFU
6%
NFU
8%
NFU
10%
NFU
Temperatura Máxima de Diseño de Pavimento ℃ - 82 64 64 70 70 76 76
Aglutinante Original Temperatura de Punto de Inflamación ℃ 230 - 290 295 292 299 298 299
Viscosidad rotacional a 135 ℃ Pa.s - 3 0,383 0,513 0,647 0,874 1,133 1,569
Cizalla Dinámica G∗/sen (δ), Plato de 25- mm
y 1- mm de Espacio, Temp. De Prueba a 10-
rad/s
kPa 1.10 - 1,4 1,8 1,1 1,6 1,1 1,6
Horno de película delgada rotacional (Método de Prueba ASTM D-2872) Pérdida de masa % - 1 0,0842 0,1070 0,1088 0,0450 -0,0209 -0,0115
Cizalla Dinámica G∗/sen (δ),
Plato de 25- mm y 1- mm de Espacio, Temp. De
Prueba a 10-rad/s
kPa 2.20 - 5,2 7,2 5,2 6,6 5,0 6,1
Residuo de Recipiente para Envejecimiento a Presión
Temperatura intermedia de Diseño en
Envejecimiento PAV, ℃
4 40 16 16 19 19 25 25
G∗sen (δ),Plato de 8- mm y 2- mm de Espacio,
Temp. de Prueba a 10-rad/s kPa
- 5000 4566 4217 2880 2833 1333 1333
Grado de desempeño PG XX(IT) - - - PG 64(16) PG 64(16) PG 70(19) PG 70(19) PG 76(25) PG 76(25)
86
5.12. Resultados de análisis termogravimétrico
El análisis termogravimétrico para mezclas del 6% y 10% para el rango de temperaturas
entre 25 y 390 ℃ se muestra en la Figura 19. Los valores obtenidos del análisis TGA se
muestran en el Anexo J.
Figura 19 Resultados termogravimétricos
87
6. DISCUSIÓN
▪ Los resultados de la viscosidad Brookfield (Tabla 69) determinan que, a concentraciones
elevadas de modificador, los valores reportados de viscosidad para mezclas al 10% de
polvo de caucho, no superan los máximos especificados por la norma ASTM D-4402 y
por tanto es posible la incorporación de mayores cantidades de pólimero. Este posible
aumento debe manejarse con cuidado para no superar el parámetro de 3 Pa.s , debido a
que según otros autores (Dong 2011) es posible el incremento de la viscosidad hasta un
factor de 100, creando desventajas energéticas debido al aumento en la temperatura de
fabricación en planta.
▪ El cambio de masa durante el proceso de envejecimiento en ensayos realizados al residuo
RTFO (Tabla 70) da valores positivos y negativos sin importar la concentración del
modificador NFU, un valor negativo demuestra la pérdida de masa durante el proceso
de envejecimiento, es decir la pérdida constante de compuestos volátiles. Un valor
positivo, sinónimo de aumento de peso, ocurre cuando la absorción de oxígeno es mayor
que la pérdida de volátiles, existiendo por consiguiente la ruptura de dobles enlaces C=C
en las moléculas de asfaltenos. Estos resultados dependen del historial térmico de cada
mezcla (lo que tiene una relación directa con la cantidad de volátiles), y adicionalmente
de factores climáticos in-situ. Indistintamente del fenómeno que ocurra, para cumplir
con la especificación el porcentaje de cambio de masa no supera el 1%.
▪ La distribución de tamaños de partícula para la elaboración de las mezclas de asfalto
modificado fueron las retenidas en el tamiz No 100 (<150 𝜇m), conforme a lo que dice
la norma ASTM D–7175, para la determinación de las propiedades reológicas el tamaño
de partícula del modificador debe ser menor a 250 𝜇m. Las partículas con dimensiones
88
mayores de 250 μm se aproximan a las dimensiones del gap (1000 μm) y causarían
interferencias en las mediciones de las propiedades reológicas. Con el fin de caracterizar
con precisión el asfalto modificado con polvo de neumáticos, es aceptable que el espesor
de la muestra de ensayo sea al menos cuatro veces el tamaño máximo de partícula.
▪ Tamaños de partícula menores a los del tamiz No 100 (<150 𝜇m), tienen un bajo
porcentaje de retención, menor al 10%, para el aprovechamiento de estos tamaños de
partícula se requeriría invertir en procesos como la criogenia, lo que aumentaría costos
para la aplicación de esta tecnología a gran escala.
▪ El uso de moldes de goma para la colocación de las muestras en el reómetro de corte
dinámico puede ocasionar endurecimiento debido al calentamiento y enfriamiento
sucesivos. Por tanto, la formación de las muestras para las pruebas reológicas se lo
realizó por traslado directo en el plato de medición según la norma ASTM D-7175,
reduciendo los efectos de la temperatura en la medición de los valores de módulo de
corte y ángulo de fase.
▪ En el análisis termogravimétrico (TGA) se observa un aumento de masa para las
muestras de asfalto convencional y el modificado con polvo de caucho a temperaturas
entre 25 y 270 ℃. Esta fluctuación de valores no significativa, es atribuible a la
sensibilidad de la balanza termogravimétrica y no a la naturaleza química del asfalto.
89
7. CONCLUSIONES
• Los resultados del ANOVA en muestras originales y envejecidas, indican que el efecto
de la temperatura y la concentración de polvo de neumáticos afectan significativamente
en las propiedades reológicas del asfalto, contribuyendo así a la mejora de las
características del asfalto en cuanto a su rigidez y su resistencia al envejecimiento.
• Los asfaltos modificados con 8 y 10 % NFU son los más resistentes al ahuellamiento y
agrietamiento por fatiga. De acuerdo a la Norma INEN 3030 su clasificación es PG
75(25). El efecto del polvo de caucho contribuye a mejorar las propiedades físicas y
reológicas del asfalto, obteniendo asi un asfalto de alto rendimiento.
• La prueba Tukey para el análisis de las propiedades reológicas ángulo de fase y módulo
complejo en asfaltos originales y envejecidos en RTFO, muestra una mayor diferencia
en el ángulo de fase y módulo complejo a concentraciones del 10% NFU y por tanto,
mezclas al 10% NFU tienden a ser mas elásticas y a la vez resistir mayores cargas.
• La prueba Tukey en muestras envejecidas en RTFO + PAV ha identificado 4 grupos
homogéneos, es decir que no presentan diferencias estadísticamente significativas,
independientemente de su grado de desempeño, concentraciones del 8 y 10% de polvo
de caucho tienden a tener un factor de fatiga similar, comportándose de una misma
manera ante problemas como agrietamiento por fatiga.
• En las figuras 10, 13 y 16 en muestras originales y envejecidas se evidencia que el
aumento de la concentración de NFU provoca una disminución del ángulo de fase, es
decir, el comportamiento del asfalto modificado tiende a la elasticidad, con una mayor
capacidad de recuperación al ser sometido a altas cargas.
90
• En las figuras 11 y 14 en muestras originales y envejecidas en RTFO se evidencia que
el aumento de la concentración de NFU provoca un aumento del módulo complejo, es
decir, la incorporación del polvo de neumáticos fuera de uso contribuye al asfalto a ser
más rígido y resistente a la oxidación a altas temperaturas de servicio.
• En las figura 17 en muestras envejecidas en RTFO + PAV se evidencia que el aumento
de la concentración de NFU provoca una disminución del módulo complejo, es decir, la
incorporación del polvo de neumáticos fuera de uso contribuye al asfalto a ser menos
rígido y así tener un comportamiento más elástico a bajas e intermedias temperaturas de
servicio.
• Las gráficas ángulo de fase vs temperatura (Figuras 10,13 y 16) demuestran como a
mayor concentración de NFU el ligante tiene un comportamiento mucho más elástico
debido a que los valores son más cercanos a cero grados y por otra parte el módulo
complejo (Figuras 11,14 y 17) tiende a ser más resistente a la deformación.
• En el análisis termogravimétrico, la pérdida de masa para las muestras de asfalto
convencional y modificado, en el rango de temperaturas entre 275 ℃ a 395 ℃, es de
10%, este porcentaje indica que la pérdida de compuestos volátiles no tiene influencia
con la cantidad de NFU incorporado al asfalto convencional.
91
8. RECOMENDACIONES
▪ Siendo el rango máximo de viscosidad rotacional de 3 Pa.s a 135 ℃ para la clasificación
del asfalto por su grado de desempeño, el porcentaje máximo aportado para esta
experimentación puede ser mejorado a concentraciones de hasta el 25% constituyéndose
de esta forma betunes modificados de alta viscosidad.
▪ Las mezclas de asfalto modificado con polvo NFU pueden ser mejoradas al incorporar
pequeñas cantidades de azufre, ya que podrían ayudar a una mayor interacción asfalto-
caucho, se recomienda realizar un estudio que permita conocer la influencia de este
aditivo en las propiedades reológicas estudiadas en esta investigación.
▪ Diseño y construcción de un prototipo utilizado para la incorporación de polvo de caucho
reciclado al asfalto convencional.
▪ La incorporación de otro tipo de materiales reciclables, así como la elaboración de
mezclas mixtas (2 tipos diferentes de polímeros afines), permitirían realizar
comparaciones entre grados de desempeño obtenidos y de esta manera se contribuiría
con una gama de productos que pueden ser incorporados como normativa nacional
ambiental, dependiendo de la zona geográfica a la cual se requiera la pavimentación.
▪ Para completar con la clasificación según el grado de desempeño del asfalto original y
modificado mediante ensayos SUPERPAVE es necesario el estudio a temperaturas bajas
de servicio mediante el reómetro de viga de flexión BBR, adicionalmente de ensayos
complementarios como el de fluencia creep y el ensayo de tracción directa.
92
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95
ANEXOS
96
Anexo A Reporte fotográfico de los equipos utilizados
Figura A1. Serie de Tamices Tyler
Figura A2. Muestra NFU tamizada
Figura A3. Equipo Camsizer para la distribución de tamaños
97
Anexo A. (Continuación)
Figura A4. Horno de envejecimiento película delgada rotacional (RTFO)
Figura A5. Frascos para colocación de muestra (RTFO)
Figura A6. Horno de envejecimiento RTFO (parte interna)
98
Anexo A. (Continuación)
Figura A7. Desecadores para el cambio de masa en residuo RTFO
Figura A8. Viscosidad rotacional Brookfield
99
Anexo A. (Continuación)
a) b)
Figura A9. Muestras a) sin NFU, b) con polvo NFU
Figura A10. Horno desgasificador
Figura A11. Horno de envejecimiento en cámara de presión PAV
100
Anexo A. (Continuación)
Figura A12. Reómetro de corte dinámico (DSR) Figura A13. Punto de inflamación en
copa abierta Cleveland
Figura A14. Análisis termogravimétrico (TGA)
10
1
Anexo B Clasificación del asfalto según su grado de desempeño INEN 3030
Fuente: INEN 3030, Productos derivados de Petróleo. Ligante asfáltico de acuerdo al grado de desempeño, Requisitos, Recuperado de:
http://apps.normalizacion.gob.ec/descarga/index.php/buscar
REQUISITO GRADO DE DESEMPEÑO
PG-46 PG-52 PG-58 PG-64 PG-70 PG-76 PG-82 -34 -40 -46 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -46 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28-34 -10 -16 -22 -28-34
Temperatura Máxima de
Diseño de Pavimento,
Promedio 7-días ℃
<46 <52 <58 <64 <70 <76 <82
Temperatura Mínima de
Diseño de Pavimento ℃ -34 -40 -46 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -46 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28-34 -10 -16 -22 -28-34
Aglutinante Original Temperatura de Punto de
Inflamación, Mínima ℃ 230
Viscosidad máxima, 3
Pa.s, Temperatura de
Prueba, máxima: ℃
135
Cizalla Dinámica 𝐺∗/𝑠𝑒𝑛 (𝛿), min 1.10 kPa
Plato de 25- mm y 1-
mm de Espacio, Temp.
De Prueba a 10-rad/s ℃
46 52 58 64 70 76 82
Horno de película delgada rotacional (Método de Prueba D-2872) Pérdida de masa,
máxima 1.0
Cizalla Dinámica 𝐺∗/𝑠𝑒𝑛 (𝛿), min 2.20 kPa
Plato de 25- mm y 1-
mm de Espacio, Temp.
De Prueba a 10-rad/s ℃
46 52 58 64 70 76 82
10
2
Anexo B Clasificación del asfalto según su grado de desempeño INEN 3030 (Continuación)
Residuo de Recipiente para Envejecimiento a Presión (AASHTO PP1)
REQUISITO PG-46 PG-52 PG-58 PG-64 PG-70 PG-76 PG-82
Temperatura de
Envejecimiento PAV ℃ 90 90 100 100 100(110) 100(110) 100(110)
𝐺∗𝑠𝑒𝑛 (𝛿), max 5000 kPa
Plato de 8- mm y 2- mm de
Espacio, Temp. de Prueba a
10-rad/s ℃
10, 7, 4 25, 22, 19, 16, 13, 10, 7 25, 22, 19, 16, 13 31, 28, 25, 22, 19, 16 34, 31, 28, 25, 22, 19 37, 34, 31, 28, 25 40, 37, 34, 31, 28
Resistencia a la Fluencia:
S, máx. 300 MPa, valor m,
min. 0.3000, Temp. Prueba
en 60 s ℃
-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24
Tensión Directa: Falla de
Deformación, min. 1.0%
Temp. De Prueba a 1.0
m/minuto ℃
-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24
Fuente: INEN 3030, Productos derivados de Petróleo. Ligante asfáltico de acuerdo al grado de desempeño, Requisitos, Recuperado de:
http://apps.normalizacion.gob.ec/descarga/index.php/buscar
10
3
Anexo C Ensayo de Clasificación Ligante asfáltico
Suponer que el ligante es un PG 64-22, PG 58-28 ó
PG 52-28
G*/sen δ 1.00 kPa a 64 C
G*/sen δ 1.00 kPa a 58 C
G*/sen δ 1.00 kPa a 52 C
La muestra sin envejecer es demadiado blanda para cumplir
PG 64, PG 58 ó PG 52
La muetra puede ser PG 64, PG 58 y
PG 52
La muetra puede ser PG 58 y PG 52
La muetra puede ser PG 52
Envejecer en RTFO
G*/sen δ 2.20 kPa a 64 C
G*/sen δ 2.20 kPa a 58 C
G*/sen δ 2.20 kPa a 52 C
La muestra sin envejecer es demadiado blanda para cumplir
PG 64, PG 58 ó PG 52
La muetra es PG 64, PG 58 y PG 52
La muetra es PG 58 y PG 52
La muetra esPG 52
Envejecer en PAV
Medir G*/sen δ a 64, 58 y 52 C
Medir G*/sen δ sobre el residuo RTFO
a 64, 58 y 52 C
104
Anexo D Reporte de análisis de distribución de tamaños en Camsizer
105
Anexo D Reporte de análisis de distribución de tamaños en Camsizer (Continuación)
106
Anexo E Contenido de Fibras en caucho reciclado de neumático
107
Anexo F Distribución de tamaños de partículas en caucho reciclado de neumático
108
Anexo G Humedad en caucho reciclado de neumático
109
Anexo H Partículas ferrosas en caucho reciclado de neumático
110
Anexo J Ficha Técnica Polvo de caucho reciclado de NFU (Continuación)
Anexo I Ficha Técnica Polvo de caucho reciclado de NFU (Empresa
Rubberaction)
111
Anexo J Ficha Técnica Polvo de caucho reciclado de NFU (Continuación)
112
Anexo J Reporte de análisis Termogravimétrico
Tabla K1 Cambio de masa para asfalto convencional-Datos termogravimétricos
Temperatura,
©
Masa, mg % cambio
masa
25,00 17,332 100,00
28,83 17,369 100,21
36,50 17,370 100,22
40,33 17,385 100,30
44,17 17,376 100,25
51,83 17,394 100,36
55,67 17,385 100,31
63,33 17,391 100,34
67,17 17,389 100,33
71,00 17,389 100,33
74,83 17,398 100,38
82,50 17,398 100,38
86,33 17,408 100,44
90,17 17,403 100,41
94,00 17,400 100,39
109,33 17,427 100,55
117,00 17,411 100,45
120,83 17,409 100,44
124,67 17,412 100,46
128,50 17,429 100,56
136,17 17,430 100,56
140,00 17,432 100,58
143,83 17,428 100,55
147,67 17,441 100,63
155,33 17,432 100,58
159,17 17,442 100,64
163,00 17,433 100,58
170,67 17,445 100,65
186,00 17,452 100,69
197,50 17,457 100,72
201,33 17,441 100,63
205,17 17,432 100,58
212,83 17,437 100,60
216,67 17,442 100,64
220,50 17,445 100,65
224,33 17,430 100,56
228,17 17,436 100,60
235,83 17,417 100,49
239,67 17,426 100,54
Temperatura,
©
Masa, mg % cambio
masa
247,33 17,408 100,44
251,17 17,399 100,38
255,00 17,369 100,21
258,83 17,370 100,22
262,67 17,348 100,09
266,50 17,349 100,10
270,33 17,337 100,03
274,17 17,313 99,89
278,00 17,320 99,93
281,83 17,300 99,81
289,50 17,273 99,66
293,33 17,244 99,49
297,17 17,234 99,44
301,00 17,205 99,27
304,83 17,175 99,09
308,67 17,160 99,01
312,50 17,121 98,78
316,33 17,103 98,68
320,17 17,065 98,46
324,00 17,025 98,23
327,83 16,999 98,08
331,67 16,946 97,77
335,50 16,905 97,54
339,33 16,853 97,23
343,17 16,797 96,91
347,00 16,750 96,64
350,83 16,678 96,23
354,67 16,624 95,91
358,50 16,546 95,46
362,33 16,469 95,02
366,17 16,389 94,56
370,00 16,285 93,96
373,83 16,198 93,45
377,67 16,080 92,78
381,50 15,962 92,09
385,33 15,831 91,34
389,17 15,670 90,41
393,00 15,514 89,51
396,83 15,325 88,42
113
Tabla K2 Cambio de masa para asfalto con 2% NFU-Datos termogravimétricos
Temperatura,
©
Masa, mg % cambio
masa
25,00 14,632 100,000
28,83 14,639 100,048
36,50 14,641 100,062
40,33 14,685 100,359
44,17 14,676 100,298
51,83 14,688 100,383
55,67 14,685 100,362
63,33 14,691 100,403
67,17 14,688 100,383
71,00 14,685 100,362
74,83 14,685 100,362
82,50 14,698 100,449
86,33 14,698 100,451
90,17 14,703 100,488
94,00 14,701 100,472
109,33 14,717 100,581
117,00 14,711 100,539
120,83 14,700 100,465
124,67 14,699 100,458
128,50 14,679 100,321
136,17 14,682 100,342
140,00 14,690 100,396
143,83 14,704 100,492
147,67 14,712 100,547
155,33 14,714 100,560
159,17 14,711 100,540
163,00 14,708 100,519
170,67 14,713 100,554
186,00 14,715 100,567
197,50 14,718 100,588
201,33 14,722 100,615
205,17 14,725 100,636
212,83 14,728 100,656
216,67 14,724 100,629
220,50 14,719 100,595
224,33 14,716 100,574
228,17 14,716 100,574
235,83 14,714 100,560
239,67 14,711 100,540
Temperatura,
©
Masa, mg % cambio
masa
247,33 14,708 100,519
251,17 14,701 100,472
255,00 14,682 100,342
258,83 14,671 100,267
262,67 14,660 100,191
266,50 14,650 100,123
270,33 14,643 100,075
274,17 14,645 100,089
278,00 14,631 99,993
281,83 14,628 99,973
289,50 14,630 99,986
293,33 14,619 99,911
297,17 14,613 99,870
301,00 14,571 99,583
304,83 14,551 99,446
308,67 14,501 99,105
312,50 14,487 99,009
316,33 14,443 98,708
320,17 14,418 98,537
324,00 14,392 98,360
327,83 14,356 98,114
331,67 14,330 97,936
335,50 14,300 97,731
339,33 14,265 97,492
343,17 14,220 97,184
347,00 14,192 96,993
350,83 14,124 96,528
354,67 14,062 96,104
358,50 14,010 95,749
362,33 13,963 95,428
366,17 13,865 94,758
370,00 13,770 94,109
373,83 13,691 93,569
377,67 13,579 92,803
381,50 13,502 92,277
385,33 13,423 91,737
389,17 13,319 91,027
393,00 13,226 90,391
396,83 13,098 89,516
114
Tabla K3 Cambio de masa para asfalto con 4% NFU-Datos termogravimétricos
Temperatura,
©
Masa, mg % cambio
masa
25,00 15,258 100,00
28,83 15,258 100,00
36,50 15,269 100,07
40,33 15,281 100,15
44,17 15,294 100,24
51,83 15,308 100,33
55,67 15,315 100,37
63,33 15,322 100,42
67,17 15,320 100,41
71,00 15,298 100,26
74,83 15,317 100,39
82,50 15,318 100,39
86,33 15,318 100,39
90,17 15,323 100,43
94,00 15,328 100,46
109,33 15,338 100,52
117,00 15,323 100,43
120,83 15,329 100,47
124,67 15,335 100,50
128,50 15,341 100,54
136,17 15,333 100,49
140,00 15,328 100,46
143,83 15,320 100,41
147,67 15,314 100,37
155,33 15,319 100,40
159,17 15,325 100,44
163,00 15,330 100,47
170,67 15,344 100,56
186,00 15,341 100,54
197,50 15,338 100,52
201,33 15,341 100,54
205,17 15,338 100,52
212,83 15,322 100,42
216,67 15,319 100,40
220,50 15,336 100,51
224,33 15,335 100,50
228,17 15,340 100,54
235,83 15,344 100,56
239,67 15,341 100,54
Temperatura,
©
Masa, mg % cambio
masa
247,33 15,329 100,47
251,17 15,318 100,39
255,00 15,306 100,31
258,83 15,295 100,24
262,67 15,283 100,16
266,50 15,280 100,14
270,33 15,272 100,09
274,17 15,263 100,03
278,00 15,256 99,99
281,83 15,243 99,90
289,50 15,236 99,86
293,33 15,225 99,78
297,17 15,212 99,70
301,00 15,207 99,67
304,83 15,194 99,58
308,67 15,186 99,53
312,50 15,172 99,44
316,33 15,144 99,25
320,17 15,108 99,02
324,00 15,082 98,85
327,83 15,052 98,65
331,67 15,018 98,43
335,50 14,982 98,19
339,33 14,931 97,86
343,17 14,905 97,69
347,00 14,883 97,54
350,83 14,854 97,35
354,67 14,792 96,95
358,50 14,737 96,59
362,33 14,658 96,07
366,17 14,564 95,45
370,00 14,486 94,94
373,83 14,401 94,38
377,67 14,316 93,83
381,50 14,251 93,40
385,33 14,137 92,65
389,17 14,009 91,81
393,00 13,957 91,47
396,83 13,815 90,54
115
Tabla K4 Cambio de masa para asfalto con 6% NFU-Datos termogravimétricos
Temperatura,
©
Masa, mg % cambio
masa
25,00 21,392 100,00
28,83 21,420 100,13
36,50 21,424 100,15
40,33 21,422 100,14
44,17 21,412 100,09
51,83 21,427 100,17
55,67 21,439 100,22
63,33 21,442 100,24
67,17 21,446 100,25
71,00 21,441 100,23
74,83 21,454 100,29
82,50 21,453 100,29
86,33 21,464 100,34
90,17 21,464 100,34
94,00 21,474 100,38
109,33 21,464 100,34
117,00 21,474 100,38
120,83 21,464 100,34
124,67 21,482 100,42
128,50 21,477 100,40
136,17 21,491 100,46
140,00 21,482 100,42
143,83 21,483 100,42
147,67 21,507 100,54
155,33 21,503 100,52
159,17 21,498 100,49
163,00 21,492 100,47
170,67 21,500 100,51
186,00 21,504 100,52
197,50 21,491 100,46
201,33 21,501 100,51
205,17 21,493 100,47
212,83 21,499 100,50
216,67 21,486 100,44
220,50 21,509 100,55
224,33 21,475 100,39
228,17 21,480 100,41
235,83 21,441 100,23
239,67 21,443 100,24
Temperatura,
©
Masa, mg % cambio
masa
247,33 21,449 100,27
251,17 21,432 100,19
255,00 21,434 100,20
258,83 21,420 100,13
262,67 21,408 100,07
266,50 21,398 100,03
270,33 21,381 99,95
274,17 21,380 99,95
278,00 21,354 99,83
281,83 21,347 99,79
289,50 21,300 99,57
293,33 21,293 99,54
297,17 21,261 99,39
301,00 21,249 99,33
304,83 21,217 99,18
308,67 21,196 99,08
312,50 21,167 98,95
316,33 21,149 98,86
320,17 21,117 98,72
324,00 21,071 98,50
327,83 21,040 98,35
331,67 20,989 98,12
335,50 20,958 97,97
339,33 20,904 97,72
343,17 20,853 97,48
347,00 20,796 97,22
350,83 20,715 96,84
354,67 20,651 96,54
358,50 20,567 96,14
362,33 20,495 95,81
366,17 20,391 95,32
370,00 20,295 94,87
373,83 20,170 94,29
377,67 20,053 93,74
381,50 19,906 93,05
385,33 19,735 92,25
389,17 19,569 91,48
393,00 19,372 90,56
396,83 19,182 89,67
116
Tabla K5 Cambio de masa para asfalto con 8% NFU-Datos termogravimétricos
Temperatura,
©
Masa, mg % cambio
masa
25,000 15,586 100,00
29,833 15,590 100,03
39,500 15,599 100,08
44,333 15,612 100,17
49,167 15,609 100,15
58,833 15,603 100,11
63,667 15,620 100,22
73,333 15,627 100,26
78,167 15,627 100,26
83,000 15,631 100,29
87,833 15,635 100,31
97,500 15,633 100,30
102,333 15,637 100,33
107,167 15,640 100,35
112,000 15,643 100,37
131,333 15,647 100,39
141,000 15,651 100,42
145,330 15,658 100,46
150,667 15,654 100,44
155,500 15,656 100,45
165,167 15,663 100,49
170,000 15,666 100,51
174,833 15,674 100,56
179,667 15,672 100,55
189,333 15,670 100,54
194,167 15,671 100,55
199,000 15,669 100,53
208,667 15,665 100,51
228,000 15,658 100,46
242,500 15,647 100,39
247,333 15,631 100,29
252,167 15,624 100,24
261,833 15,601 100,10
266,667 15,591 100,03
271,500 15,583 99,98
276,333 15,580 99,96
281,167 15,562 99,85
290,833 15,541 99,71
Temperatura,
©
Masa, mg % cambio
masa
295,667 15,529 99,63
305,333 15,503 99,47
310,167 15,442 99,08
315,000 15,423 98,95
319,833 15,388 98,73
324,667 15,345 98,45
329,500 15,321 98,30
334,333 15,287 98,08
339,167 15,246 97,82
344,000 15,176 97,37
348,833 15,114 96,97
358,500 15,023 96,39
363,333 14,951 95,93
368,167 14,842 95,23
373,000 14,698 94,30
377,833 14,642 93,94
382,667 14,519 93,15
387,500 14,369 92,19
392,333 14,254 91,45
397,167 14,114 90,56
117
Tabla K6 Cambio de masa para asfalto con 10% NFU-Datos termogravimétricos
Temperatura,
©
Masa, mg % cambio
masa
25,000 21,439 100
29,833 21,447 100,036
39,500 21,458 100,088
44,333 21,473 100,158
49,167 21,466 100,126
58,833 21,477 100,178
63,667 21,489 100,233
73,333 21,497 100,271
78,167 21,495 100,259
83,000 21,506 100,311
87,833 21,504 100,303
97,500 21,508 100,320
102,333 21,518 100,366
107,167 21,521 100,381
112,000 21,523 100,393
131,333 21,528 100,416
141,000 21,536 100,452
145,330 21,527 100,412
150,667 21,546 100,499
155,500 21,544 100,490
165,167 21,551 100,524
170,000 21,546 100,499
174,833 21,557 100,550
179,667 21,547 100,501
189,333 21,547 100,506
194,167 21,553 100,531
199,000 21,553 100,529
208,667 21,539 100,466
228,000 21,522 100,387
242,500 21,494 100,256
247,333 21,488 100,227
252,167 21,484 100,210
261,833 21,463 100,112
266,667 21,438 99,996
271,500 21,436 99,985
276,333 21,406 99,847
281,167 21,401 99,825
290,833 21,361 99,636
Temperatura,
©
Masa, mg % cambio
masa
295,667 21,335 99,515
305,333 21,285 99,282
310,167 21,245 99,097
315,000 21,220 98,980
319,833 21,170 98,747
324,667 21,135 98,581
329,500 21,084 98,346
334,333 21,032 98,103
339,167 20,981 97,863
344,000 20,903 97,498
348,833 20,833 97,174
358,500 20,659 96,361
363,333 20,541 95,811
368,167 20,439 95,336
373,000 20,297 94,672
377,833 20,146 93,968
382,667 19,976 93,178
387,500 19,777 92,248
392,333 19,572 91,292
397,167 19,318 90,105
11
8
Anexo K Reporte de análisis reológico
Figura L.1. Reporte reológico, Asfalto original con 2%NFU T= 64 ℃
Figura L.2. Reporte reológico, Asfalto original con 2%NFU envejecido en RTFO
T= 64 ℃
11
9
Figura L.3. Reporte reológico, Asfalto original con 2%NFU envejecido en PAV T= 16 ℃
12
0
Figura L.4. Reporte reológico, Asfalto original con 4%NFU T= 64 ℃
Figura L.5. Reporte reológico, Asfalto con 4% NFU Envejecido EN
RTFO T= 64 ℃
12
1
Figura L.6. Reporte reológico, Asfalto con 4% NFU Envejecido en PAV T= 19 ℃
12
2
Figura L.7. Reporte reológico, Asfalto original con 6%NFU T= 70 ℃
Figura L.8. Reporte reológico, Asfalto original con 6%NFU envejecido en
RTFO T= 70 ℃
12
4
Figura L9. Reporte reológico, Asfalto con 6%NFU envejecido en PAV T= 19 ℃
12
4
Figura L.10. Reporte reológico, Asfalto original con 8%NFU T= 76 ℃
Figura L.11. Reporte reológico, Asfalto con 8% NFU envejecido en
RTFO T= 76 ℃
12
5
Figura L.12. Reporte reológico, Asfalto con 8% NFU envejecido en PAV T= 25 ℃
12
6
Figura L.13. Reporte reológico, Asfalto original con 10%NFU T= 76 ℃ Figura L14. Reporte reológico, Asfalto con 10% NFU envejecido en RTFO
T= 76 ℃
12
7
Figura L.15. Reporte reológico, Asfalto con 10% NFU envejecido en PAV T= 25 ℃