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3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Tecnología de producción de mezclas asfálticas en caliente con altos volúmenes de RAP
MSc Humberto Flores
Reference: Phd Don Brock, Richmond Jeff, ASTEC INC, Technical Paper T-127, T135 NCAT, MnDot, FHWA
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
PRODUCCION SUSTENTABLE DE MEZCLAS DE ASFALTO EN CALIENTE
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Que significa producir asfalto con altos volúmenes de asfalto reciclado?
• Cuando nada es nuevo, el concepto de sustentabilidad empieza a ser foco de estudio de la comunidad dedicada al negocio del asfalto.
• “Producción con Desarrollo sustentable”
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
“Desarrollo sustentable”
Esta definido como: • “Un desarrollo que satisface las necesidades
del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades "
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
FIGURA Triple Línea de sostenibilidad
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Triple línea de sostenibilidad
Crecimiento Economico Proteccion Ambiental Patrimonio Social• Asequibible • Prevención de la contaminació • Patrimonio neto• Eficiencia de recursos • Protección climática • Salud humana• Internalización de costos • Biodiversidad • Educación• Comercio y actividad empresaria• Acción de precaución • Comunidad• Empleo • Evitar la irreversibilidad • Calidad de vida• Productividad • Conservación del hábitat • Participación pública• Carga fiscal • Estética
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
SUSTENTABILIDAD
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Fuente: Astec Inc
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
ANTECEDENTES - ASFALTO LIQUIDO
• A principios de los 1800’s se uso asfalto del Lago Trinidad.
• Al principio del siglo pasado hubo una alza de precios y subio la cantidad de automoviles.
• Durante los 50’s a los 70’s las refinerías americanas lo vendían alrededor de los $20/ton.
• Con los eventos geopolíticos de los 70’s llego a $180/ton.
• Había que hacer algo….
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
ANTECEDENTES DEL ASFALTO LIQUIDO (cont..)
A mediados de los 70’s se dieron dos eventos importantes que ayudaron a impulsar el reciclado del asfalto. 1. El alza de los precios del petroleo. 2. El desarrollo de la fresadora moderna.
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
ANTECEDENTES DEL ASFALTO LIQUIDO (cont..)
• La fresadora era capaz de fresar de ¼”a 6” de material de una pasada.
• Algunas Ventajas. – Desperfectos en las calles fueron removidos. – Drenajes y Alcantarillas mantenidos. – Altura de puentes se mantiene. – El peso sobre los puentes se mantiene.
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
ANTECEDENTES DEL ASFALTO LIQUIDO (cont..)
• La ventaja principal fue la de obtener un producto para reciclar a un muy precio ($2 a $3 /ton).
• El Asfalto Reciclado paso a ser el producto por volumen mas reciclado en los Estados Unidos.
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Fuente: FHWA, 2014
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
PORQUE EL RAP? Porque Reciclar el Asfalto?
• El RAP tiene el mismo valor que el material que reemplaza?.
• Hay que tratarlo como material virgen?.
• Mejor Pavimento.
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
CUAL ES LA MEJOR MANERA DE GANAR DINERO CON RAP?
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
COSTO DE REDUCCION POR ADICIONAR RAP
• VIRGEN AC al 5% = $500/TON X 0.05 = $25.00 • VIRGEN AGG al 95% = $15/TON X 0.95 = $14.25 COSTO DE MATERIALES VIRGEN = $39.25
• COSTO DEL RAP (RECICLADO PAVIMENTO ASFALTICO)
– (Fresado, Cargio, Procesado) = ($10.00)
COSTO DE REDUCCION POR USAR RAP = $29.25 REDUCCION DEL COSTO DE MEZCLA POR ESTE MONTO POR CADA TONELADA DE
MATERIALES QUE ES REEMPLAZADO CON RAP .
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
SIMPLE…..
USE TANTO RAP COMO SEA POSIBLE.
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
INTUITIVAMENTE….
ESTO SIGNIFICA, “USAR EL MAS ALTO PORCENTAJE DE RAP EN LA MEZCLA.”
Pero, eso es simple?
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Data courtesy of NCAT
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Data courtesy NCAT
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Six-State Sponsored
6 Test Sections
WMA
50% RAP
2009 Experiment (+)…
Data courtesy NCAT
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
25 meses and 3 veranos despúes……
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
“Rutting” Resultados deformacion / ahuellamiento
Control Section
PFC Section
RAP HMA RAP WMA WMA Foam Add WMA
Data courtesy NCAT
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Respuesta a la tensión
50% RAP Mixes
Virgin Mixes
Mezcla Virgen en un grupo; 50% RAP mezclas en otro grupo. A Mayor temperatura, mayor será la tensión. RAP más rígida que virgen ... menos tensión a la misma temperatura.
Una vez más, no una sorpresa.
Data courtesy NCAT
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Beam Fatigue Apparatus
• Cíclicamente se aplica una cantidad fija de "tensión" al modelo.
• Se dobla la probeta (haz) hasta que falle.
Data courtesy NCAT
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Fatigue Performance Expectations Actual
Control Section
PFC Section
RAP HMA RAP WMA WMA Foam Add WMA
10 million ESAL strain cycles
Virgin @ 350µε / RAP @ 250µε
Data courtesy NCAT
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
RAP vale lo que el material virgen que reemplaza
6% Bitumen
Fuente: Astec Inc
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
RAP DINERO ESTA ACUMULANDO!
Fuente: Astec Inc
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Cúal es la solución para usar RAP
Fuente: Astec Inc
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Secado eficiente, pero…
No todos trabajan bien con altos niveles de RAP.
Fuente: Astec, Tech paper 127, 135 Phd Don Brock
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
TIPOS DE SECADORES / DRUMS
0 al 100% RAP Fuente: Advantage Tech HMA
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
+ RAP, Producción sustentable?
Fuente: Astec, Tech paper 127, 135 Phd Don Brock
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Fuente: Astec Inc
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Double Barrel® Combinación Secador Mezclador Secuencial
Fuente: Astec, Tech paper 127, 135 Phd Don Brock
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
VIDEO
Fuente: Astec, Tech paper 127, 135 Phd Don Brock
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Fuente: Astec, Tech paper 127, 135 Phd Don Brock
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Factores que afectan la tasa de producción
Diámetro Tambor
Tamaño Filtro Mangas
Clase Quemador
Capacidad Alimentación
Caida de presión sistema
Contenido Humedad
Rendimiento quemador
Fugas de aire
Alto ∆P Filtro de Mangas
High Stack Temperature
Diseño Operación
Fuente: propia
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Parámetros de diseño
Tamaño Componentes
• Diametro Tambor
• Tamaño Baghouse
• Clasificación quemador
• Capacidad Alimentación
• Caida de presión del sistema
Requerimientos Producción
Fuente: propia
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Balance de los Componentes…
Fuente: propia
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
TIPOS DE SECADORES / DRUMS
0 al 100% RAP Fuente: Advantage Tech HMA
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Qué hace un secador de agregados.
Fuente: Astec, Tech paper 127, 135 Phd Don Brock
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
HUMEDAD
Fuente: propia
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
AGUA INCREMENTA SU VOLUMEN 1600 VECES
Fuente: Astec, Tech paper 127, 135 Phd Don Brock
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
RAP DINERO ESTA ACUMULANDO!
Fuente: Astec Inc
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Cúal es la solución para usar RAP
Fuente: Astec Inc
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
25% RAP 300F(149C) 10% RAP 300F(149C)
RAP + agregado virgen SOLAMENTE
Fuente: Astec, Tech paper 127, 135 Phd Don Brock
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Fraccionamiento Fuente: Tech paper 135 Phd Don Brock
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
8 – 1 in x 1 in blocks = 48 sq inches
Dividimos en cubos de 1”
Cubo de 2”
Area de la superficie Vs Tamaño
2 in x 2 in block = 24 sq inches
Fuente: Tech paper 135 Phd Don Brock
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Fuente: Tech paper 135 Phd Don Brock
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Fuente: Tech paper 135 Phd Don Brock
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
RAP 4-0
RAP 1/2 - 3/8
RAP 3/8 - 4
Virgin 4-0
Virgin 3/8 - 4
Virgin 1/2 - 3/8
BB%
DD%
CC% C%
D%
X%
B%
Fuente: Astec Inc
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Comó trabaja?
Fuente: Astec Inc
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Baja radiación de calor medio ambiente
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Buen Asfalto vs Mal Asfalto
Fuente: Propia
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
vigorosa mezcla en el secador.
Fuente: Astec Inc
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Ingreso a la camara de mezcla.
Fuente: Astec Inc
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Mezclado suave en la cámara de mezcla.
Fuente: Astec Inc
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Double Barrel® Material Timeline Material Material Time Total Time
Virgin Aggregate Only 160 to 200 sec 160 to 200 sec
RAP + Virgin Aggregate 20 to 27 sec 180 to 227 sec
Fines + RAP + Virgin Aggregate 40 to 45 sec 220 to 272 sec
Bitumen + Fines + RAP + Virgin Aggregate 40 to 45 sec 220 to 272 sec
Additives Dependen del punto de inyección.
Dependen del punto de inyección
Fuente: Astec Inc
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
• Con el RAP.
• Con el Bitumen.
• Con los Finos
Localización depende del tipo de aditivo.
Aditivos pueden adicionarse a la camara de mezcla…
PATENTED Drum V-Flights
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Fuente: Astec Inc
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
COSTOS
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Fuente: Propia
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Qué significa “eficiencia”?
• Significa reducir consumo de combustible? • Que hay acerca de reducir las pérdidas? • Podría ser, reducir horas hombre? • Que hay acerca de incrementar la capacidad de
producción? • Que hay acerca de disminuir los costos de mantenimiento? • Que hay acerca de disminuir todos los costos?
TODO LO DE ARRIBA!
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
“Eficiencia” no es un simple valor
Ejemplo: Un secador puede encender perfectamente, pero el consumo de combustible puede ser realmente alto. Si la humedad del agregado es alto, el consumo de combustible será alto, inclusive si el quemador esta calibrado y trabajando eficientemente.
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Donde debemos empezar?
Por lo general, estamos interesados en la eficiencia global de las operaciones de la planta. Nosotros decidimos lo que hay que hacer en primer lugar según ... • DIFICULTAD (coste a cambio) • IMPACTO (efecto potencial)
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
IMPACTO (efecto potencial)
• Algunas acciones resultarán en una disminución drástica de los costes e incremento de la eficiencia.
• A veces grandes ahorros se pueden realizar de manera muy sencilla y poco costosa.
ALTO IMPACTO ≠ ALTOS COSTOS
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
CONCLUSIONES
• 100% del RAP es reciclable. • El fresado corrige perfiles, drenajes, alturas de puentes y…produce
RAP. • La tecnología del Doble Barril de Astec son las únicas pueden
procesar hasta un 65% de RAP sin uso adicional de combustible. • El warm mix ahorra hasta un 14% en combustibles. • Fraccionando el RAP y usando Mezcla Tibia con 50% de RAP le
producirá una mezcla resistente a rajaduras y de mas vida. • Mas kilómetros se pueden pavimentar a un costo reducido. • Reducción de gases invernadero, la importación de asfaltos líquidos y
la explotación de canteras.
3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Contacto en Perú
FERREYROS www.ferreyros.com.pe
ASTEC, Inc.
MSc. Humberto Flores Director de Ventas South Latín América
[email protected] - www.astecinc.com Cellular (51) 989697778 Phone (001) 423 381 8484
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Fuente: Astec Inc, Phd Don Brock
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