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Estudio de las mejoras mecánicas de mezclas asfálticas con desechos de llantas.

La disposición o uso final de las llantas desechadas por el parque automotor ha incrementado la problemática ambiental, debido a que más del 70% de ellas son incineradas como combustible, afectando el medio ambiente y la salud pública a causa de las emisiones de contaminantes carcinogénicos y mutagénicos como los compuestos orgánicos volátiles (COV) e hidrocarburos aromáticos polinucleares (HAP).

La inadecuada disposición final de este residuo incentivó al Distrito Capital a buscar alternativas en el aprovechamiento de las llantas usadas reduciendo el impacto ambiental. Es así como un estudio contratado por el DAMA recomienda la utilización del caucho molido de llantas para incorporarlo en las mezclas asfálticas.

El caucho molido de llantas usadas en los pavimentos asfálticos

La incorporación del grano de caucho reciclado (GCR) en las mezclas asfálticas ha sido de buena aceptabilidad desde hace algunas décadas en muchos países por los buenos resultados en el desempeño de los pavimentos asfálticos. Las mejoras en las propiedades mecánicas y el incremento de la vida útil del mismo hace que la relación beneficio-costo sea mayor comparada con la de un pavimento con una mezcla asfáltica convencional.

La utilización del GCR en los pavimentos, además de ayudar a solucionar la problemática ambiental generada por las llantas desechadas, proporciona en sus compuestos caucho natural (látex) y cauchos sintéticos (SBS, SBR) que le brindan al pavimento elasticidad y mayor resistencia a la fatiga. Por otro lado, el negro de humo que estas contienen actúa como antioxidante en el ligante, atenuando su envejecimiento y por ende prolongando la capacidad cohesiva del mismo en el tiempo.

Incorporación del GCR en las mezclas asfálticas

La utilización del GCR en las mezclas asfálticas puede hacerse de dos formas diferentes, estos métodos de incorporación se denominan proceso seco y proceso húmedo (Figuras 1 y 2).

El proceso seco consiste en la incorporación del GCR como árido En este proceso el GCR sustituye parte de la fracción fina de la mezcla, en un porcentaje entre 1% y 4% respecto al peso total de los agregados.

Gráfico 1

En el proceso húmedo el GCR es directamente mezclado con el ligante para producir una mezcla asfalto-caucho que es usada de igual forma que un ligante modificado. El porcentaje de GCR utilizado está entre 14% y 20% respecto al peso total de la mezcla asfalto-caucho, y varía dependiendo del ligante.

Gráfico 2

La modificación del ligante con el GCR sirve para la elaboración de mezclas asfálticas en caliente y como ligante en la reparación de grietas y sello de juntas, tratamientos superficiales, y construcción de membranas retardantes de fisuras.

Comportamiento a escala real mediante la utilización del Carrusel de Fatiga

El Carrusel de Fatiga es un ensayo acelerado ALT (Accelerated Loading Test) en el que se aplica una carga artificial que produce en un menor tiempo los mismos efectos ocasionados por el paso de tráfico normal. Mediante este ensayo se pretendía conocer las leyes de degradación de los pavimentos. Para tal fin, se comparó una mezcla asfáltica convencional (MDC-2) con una mejorada con caucho (MDC-2 con 1% de GCR).

Las primeras fisuras en el sector con la mezcla asfáltica convencional y con la mezcla asfáltica mejorada con caucho aparecieron a las 70.000 y 100.000 repeticiones respectivamente. El ensayo se suspendió después de 210.135 por el mal estado de la carpeta asfáltica convencional.


Fotografías

Conclusiones

  • El GCR mejora la resistencia a la fatiga de las mezclas asfálticas. Sin embargo, hace que los módulos disminuyan y que la deformación plástica aumente con relación a la mezcla convencional, pero los valores obtenidos permanecen dentro de los admisibles especificados para este tipo de material.
  • El empleo del GCR incrementa la vida útil de un pavimento. Para el proceso por vía seca, en el diseño MDC-2 con una probabilidad de falla del 50% la vida útil, se incrementó en 58% y 232% con 1% y 2% de GCR respectivamente.
  • La vida útil que se obtiene en un pavimento con el proceso húmedo es superior a la obtenida con el proceso por vía seca.

 

 


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