TRITURACION DE ARIDOS NATURALES RODADOS Y SU USO EN MEZCLAS

ASFALTICAS DENSAS. EFECTO EN LA ADHERENCIA ARIDO LIGANTE

Gerardo Botasso, Cecilia J. Soengas, Oscar Rebollo y María José CorreaLEMaC

Centro de Investigaciones Viales. Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional La Plata. Calle 60 y 124, (1900) La Plata, Bs. As., Argentina. Te +54-221-

4890413. lemac@frlp.utn.edu.ar --

En regiones del país en dónde la disponibilidad de áridos se da en yacimientos próximos a la obra, los cuales constituyen una buena alternativa por su calidad físico-mecánica, es muy común proceder a la trituración de los mismos. Este proceso involucra trituración primaria, secundaria y también, en caso de ser necesario, procesos de impacto para regular la angularidad de los mismos.

Por ejemplo, en la cordillera de los Andes dada su extensión y reciente formación, se observa una gran presencia de gravas rodadas de gran tamaño en quebradas, ríos, estuarios, valles, en dónde se depositan formaciones de gran extensión de áridos rodados, los cuales al no haberse visto sometidos a grandes recorridos de arrastre del agua o de los vientos imperantes, presentan grandes tamaños, ideales para ser considerados como posibles elementos a ser triturados para obras de infraestructura.

Siendo además de significación que al utilizar estos recursos se suman beneficios de:

•Disminución de distancias de transporte de yacimiento de roca maciza.•La no generación de actividades de voladuras.•Menor consumo de energía, al cambiar el proceso de acondicionamiento.•No se generan cambios en los perfiles montañosos.•Promover con la explotación controlada y autorizada, la posibilidad de favorecer el escurrimiento de aguas en quebradas y ríos donde se constituyen como depósitos.

Para lograr áridos triturados que cumplan con las especificaciones de forma exigidas para mezclas por ejemplo del tipo CAC-D19 CAC-S19 o un MAC-F10 (Concretos estructurales o superficiales) el tamaño del rodado predominante debe ser superior a las 4”

En trabajos realizados en las regiones del país donde predominan este tipo de áridos, se han observado las siguientes particularidades en cuanto a su utilización en las mezclas asfálticas:

•Falta de control y exigencias específicas en las tecnologías de trituración que impactan en el producto obtenido.

•Utilización de altos porcentajes de áridos sin triturar en las fracciones gruesas y finas en su formulación.

Generando mezclas deficitarias en su comportamiento superficial y estructural. (factores superficiales: macro y microtextura; factores estructurales: Módulo de rigidez y resistencia al ahuellamiento)

Un ahorro en el proceso de trituración traerá aparejados daños en deformaciones permanentes y falta de cohesión

Y una disminución en la macro y microtextura tanto inicial, como en la conservación de la misma en el tiempo por problema de amasados prematuros

El presente trabajo muestra particularidades atendidas en obras de la provincia de Mendoza, con las reparticiones viales provinciales y nacionales, empresas constructoras de las obras, el laboratorio vial de la UTN Mendoza y el LEMaC.

Esquema de planta de trituración

El esquema básico de trituración será de:

• Trituradora primaria, en general de mandíbula

Sistema de trituración secundario compuesto por trituradoras de cono

Incorporación alternativa de Impactor dual

Esquema de “roca sobre roca” o “rocas sobre placas”

Elementos complementarios. Cintas transportadoras

El hecho de que la empresa constructora vial posea su propio equipo de trituración permite generar un producto a la medida de las necesidades y demandas de las obras.

Se pretende valorar los cambios registrados en la COHESION INTERNA de una mezcla asfáltica realizada con fracciones 100% trituradas y fracciones 100% naturales

Transformación de la fracción natural a árido grueso y árido fino triturado

Pasó de un canto rodado de 4 pulgadas a árido 6:19 y arena de trituración 0:6 con el sistema descripto

Por otro lado se formula una mezcla en el mismo entorno granular con áridos sin triturar

Fracción 0:20

De acuerdo a la norma IRAM 1517/1988 “Agregados. Clasificación y descripción de las Rocas más Comunes y de sus Minerales Constituyentes”

Andesitas

Granitoides

Tobas RiolitasEscoria volcánic

a

43,75 % 21,42 %17,85

%15,17 % 1,78 %

Rocas ígneas volcánicas

78,5 %

Rocas ígneas plutónicas

21,5 %

Fotomicrografía con Nicoles paralelos y cruzados respectivamente, Aum 5X

El grupo de las Granodioritas – tonalitas, se caracterizan por presentar texturas de grano medio a fino, levemente porfíricas, donde se destacan cristales de feldespato de mayor tamaño, mientras que los cristales de cuarzo forman una matriz de tamaño de grano mucho menor.

En cuanto a las tobas se puede citar que estas rocas pertenecen al grupo de las rocas volcánicas efusivas o extrusivas. Se forman a partir de cenizas volcánicas de tamaño de grano muy fino y su composición es principalmente silícea. Se caracterizan por presentar color blanquecino a grises claros y texturas muy homogéneas, algo porosas dependiendo del grado de compactación sufrido durante su depósito.

En cuanto a la escoria, corresponde también a un producto volcánico que se caracteriza por un importante grado de porosidad. Éstas suelen presentar colores pardos rojizos muy oscuros y negros. En este caso la composición de la misma es de carácter básico y puede observarse cómo sus cavidades se encuentran parcialmente rellenas por óxidos de hierro, provenientes de la descomposición de los principales minerales que componen esta roca.

Existen dos indicadores fundamentales del contenido de partículas con formas indeseables que son el índice de lajas y el índice de elongación, los cuales están regidos en nuestro país por las normas IRAM 1687.

Determinación Valores (%)Índice de Lajas (1687 - 1) 21Índice de elongación (1687 - 2)

24

Partículas con dos o mas caras fracturadas

80

Cemento asfáltico

Se utiliza un cemento asfáltico convencional CA-30

Promotor de adhesión utilizado

Se utiliza un Promotor de adhesión del mercado, líquido, en dosis variables, viscosidad a 20° C de 5500 mPa*s, densidad 1,02 g/cm3. Base amínica.

Método de valoración elegido en base a metodología desarrollada entre el Test de Lottman modificado .

Mezcla Asfáltica : CAC-D20

M1: Con áridos naturales M2: Con áridos triturados

M1 y M2 cumplen con la totalidad de los parámetros volumétricos y mecánicos de la metodología Marshall, de diseño de mezclas asfálticas en caliente.

Bajo dos tratamientos diferentes de los áridos se pueden hacer combinaciones granulares que cumplan con límites especificados.

Los valores mecánicos de los dos tipos de mezclas son diferentes y su comportamiento frente a solicitaciones dinámicas también lo es.

En esta presentación se muestra solo los cambios en valores absolutos generados en la medida de la cohesión de la mezclas utilizando el Test de Lottman y los cambios según la configuración de áridos entre el estado seco y húmedo.

Tipo de mezcla

Tensión enSeco

(Kg/cm2)

Tensión enSeco(Kg/cm2)

TSRResistenc

ia conserva

da(%)

0 % promotor de adhesiónMezcla 1 4,3 2.2 51Mezcla 2 5,9 4.1 69

0,5 % promotor de adhesiónMezcla 1 5,3 3,1 59Mezcla 2 7,3 6,5 89

0,8 % promotor de adhesiónMezcla 1 5,8 3,7 64Mezcla 2 8,3 8,2 99

Grafica- 5: Curvas ensayos WTT. Mezclas con áridos naturales y triturados

CONCLUSIONES•Se pueden realizar mezclas que cumplan con las exigencias de curvas, análisis volumétrico y mecánico del Método Marshall con áridos 100 % naturales y 100 % triturados.•Su cumplimiento no garantiza el buen comportamiento de la mezcla, por lo cual utilizar esos parámetros como exclusivos, resulta inadecuado.•En el presente trabajo se ha estudiado el comportamiento de la cohesión interna de la mezcla por medio del Test de Lottman. En este aspecto se observan fuerte déficit de las mezclas realizadas con áridos 100 % naturales.• Los procesos de trituración descriptos permiten en aquellos áridos que superen las 4 pulgadas, la obtención de áridos con más del 75 % de 2 o más caras fracturadas y un adecuado valor de lajosidad y elongación.

• El uso de un promotor de adhesión no ha logrado optimizar en las dosis más habituales a los áridos naturales. Se observa en todos los casos que el uso de promotores de primeras marcas eleva la resistencia a tracción indirecta tanto húmeda como seca, realizado el ensayo a 25 °C.• En los áridos triturados los valores de la tracción indirecta húmeda y seca, son siempre superiores a los arrojados en la mezcla 1 con áridos naturales. Los valores que se observan en el TSR que relaciones ambas condiciones se observan como óptimos a partir de una incorporación del 0,5 %.• En trabajos complementarios, se presentarán los resultados obtenidos en el comportamiento de estos dos tipos de mezclas en el ensayo de Wheel tracking test.• Se recomienda incorporar en las especificaciones regionales el uso del 100 % de áridos triturados considerando las tecnologías y recomendaciones descriptas en el presente trabajo.

MUCHAS GRACIAS

lemac@frlp.utn.edu.ar0221-4890413