ES2563630B1 - Formulación aditiva para asfaltos, método de obtención y uso en la regeneración de firmes de carretera - Google Patents

Formulación aditiva para asfaltos, método de obtención y uso en la regeneración de firmes de carretera Download PDF

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Abstract

Formulación aditiva para asfaltos, método de obtención y uso en la regeneración de firmes de carretera.#La presente invención se refiere a un primer componente, que es un betún o una mezcla de betunes, en un porcentaje comprendido entre el 40%-80% en peso del total de composición y un segundo componente, que es una mezcla que contiene: un betún, en un porcentaje comprendido entre 5%-20% del peso total de la mezcla del segundo componente, que consiste en hidrocarburos que poseen un número de átomos de carbono igual o superior a 13, y que presenta un punto de ebullición igual o superior a los 490ºC; glicerina, en un porcentaje comprendido entre 5%-10%; goma antioxidante, en un porcentaje igual o inferior a 1,50%; una mezcla de ácidos grasos, en un porcentaje comprendido entre 1%-30%; un éster metílico, en un porcentaje comprendido entre 1%-30%; y resina de parafina, en un porcentaje comprendido entre 1%-30%, del peso total de la mezcla del segundo componente.

Description

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DESCRIPCION
FORMULACION ADITIVA PARA ASFALTOS, METODO DE OBTENCION Y USO EN LA REGENERACION DE FIRMES DE CARRETERA
CAMPO DE LA INVENCION
La presente invention se refiere a composiciones aditivas y metodos para la regeneration de asfaltos, y se engloba en el sector de la construction y la obra civil, concretamente en el area de pavimentacion y construccion de firmes de carreteras.
ESTADO DE LA TECNICA
La construccion sostenible de carreteras es en la actualidad no solo una necesidad, sino tambien un deber inexcusable, y mas cuando dicha construccion ofrece numerosas oportunidades para la reutilizacion de materiales, tanto generados por la propia obra como aportados desde el exterior.
Frente a la tecnica de refuerzo de firmes, el reciclado y reutilizacion de los mismos se muestra como una alternativa muy ventajosa para reducir el impacto al medio de esta actividad. En este sentido, el reciclado de materiales o pavimentos asfalticos reciclables, conocidos en el campo de la tecnica como RAP (del ingles reclaimed asphalt pavements), para la ejecucion de nuevas capas no es una tecnica novedosa, ya que se conoce desde hace casi 40 anos, pero la aparicion de maquinaria especlfica y la evolution de los sistemas constructivos, junto a una mayor preocupacion por todos los temas relacionados con la sostenibilidad medioambiental, han contribuido a un gran crecimiento y desarrollo del reciclado de firmes. No obstante, esta practica debe estimularse ya que en el ano 2008 se produclan anualmente 50 millones de toneladas de residuo RAP (EAPA, 2008: Arguments to estimulate the government to promote asphalt resuse and recycling).
Actualmente, el reciclado se puede aplicar a todos los materiales que constituyen las secciones del firme, empleando metodos muy diversos que llevarse a cabo in situ (tratando e incorporando el RAP directamente en el propio lugar del que se ha extraldo previamente) o en planta (extrayendo el material a regenerar y llevandolo a una planta industrial localizada en otro punto para posteriormente reutilizar el RAP en el mismo lugar del que se extrajo o en otro proyecto); en frlo, en templado o en caliente; y con
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aportacion o sin aportacion de nuevo material granular. Los metodos de reutilizacion de RAP en templado y en caliente se emplean para producir nuevo asfalto, mientras que los metodos de reciclado en frlo se llevan a cabo adicionando emulsiones, betunes o conglomerate hidraulico (cemento). Para la aplicacion de todas estas tecnicas, existe en el mercado gran variedad de maquinaria y plantas asfalticas provistas de los elementos necesarios para procesar debidamente el material a reciclar. Ademas de estos equipos especlficos, en el reciclado de materiales tambien son de utilidad las maquinas fresadoras y los equipos moviles de machaqueo y clasificacion.
En cuanto al reciclado de firmes mediante composiciones bituminosas en caliente (es decir, con calentamiento de los materiales hasta obtener una mezcla entorno a los 150-180 °C que permita la puesta en obra), cabe senalar que su aplicacion esta condicionada por el clima y la temperatura del medio, de tal forma que no es aconsejable ni ventajoso su empleo en invierno. Ademas, es un proceso costoso en la medida en que requiere el empleo de aridos vlrgenes, y no se consigue reciclar mas de un 15% del firme a regenerar (denominado comunmente como RAP). Tambien existen mezclas bituminosas semicalientes, cuya temperatura de fabrication se encuentra reducida con respecto a las calientes hasta una temperatura comprendida entre 125°C-130°C.
Por su parte, las mezclas bituminosas templadas (puesta en obra a una temperatura que ronda los 100°C, aunque puede ser menor, como 80°C) para la regeneration de firmes tratan de mejorar la tecnica disminuyendo la temperatura de reutilizacion y reciclado del RAP (Miranda Perez, L. (2012): Mezclas Asfalticas Templadas y Semicalientes (ponencia). Jornada Tecnica Firmes de Carreteras. Sostenibilidad). Se emplean generalmente emulsiones (con agua) y tampoco son aconsejables en invierno, siendo su principal contratiempo que solo permiten regenerar una parte del firme en cuestion sobre el que se aplica, requiriendo ademas la adaptation tecnica y tecnologica de las plantas industriales donde se fabrica o utiliza (Vazquez Epifanio, J.M. (2012): Mezclas templadas: una apuesta de futuro hecha realidad (ponencia). I Jornada Tecnica Nacional de Emulsiones Bituminosas. Emulsiones bituminosas: la tecnica al servicio de la carretera. Organizado por CIESM-INTEVIA; Consejerla de Obras Publicas y Vivienda y de la Agencia de Obra Publica de la Junta de Andalucla (2012): Recomendaciones para la redaction de pliegos de especificaciones tecnicas
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para el uso de mezclas bituminosas a bajas temperaturas. Memoria tecnica, 117 paginas).
El reciclado de asfaltos en frio (a temperatura ambiente) es, a dia de hoy, el objeto de interes principal en el campo de la tecnica por sus ventajas medioambientales, existiendo ya diversas alternativas y mejoras en cuanto a las mezclas bituminosas a emplear (Garda Santiago, J.L. (2012): Reciclado de firmes bituminosos con emulsion bituminosa (ponencia). I Jornada Tecnica Nacional de Emulsiones Bituminosas. Emulsiones bituminosas: la tecnica al servicio de la carretera. Organizado por CIESM- INTEVIA; Consejeha de Obras Publicas y Vivienda y de la Agencia de Obra Publica de la Junta de Andaluda (2012): Recomendaciones para la redaccion de pliegos de especificaciones tecnicas para el uso de mezclas bituminosas a bajas temperaturas. Memoria tecnica, 117 paginas). Las composiciones o mezclas en frio que se conocen son emulsiones que siempre presentan un contenido en agua, de tal forma que en condiciones desfavorables puede llegar a descomponerse tras haber sido aplicado en el lugar de regeneracion del firme con el que se mezcla, de tal forma que su aplicacion esta condicionada por las condiciones meteorologicas y estacionales. Ademas, requiere que pase un cierto tiempo de curado hasta que se cohesionada la mezcla y se produce la perdida total del agua antes de que pueda permitirse el paso de trafico rodado; el asfalto regenerado mediante estas mezclas en frio deben ser protegidas tras ser aplicadas mediante una banda de rodadura, ya que por sus caracteristicas no se pueden emplear aun como tales. Un aspecto a tener en cuenta de la regeneracion de RAP en frio es que este metodo exige una mayor cantidad de materiales (fresado y aditivos) que cuando se construye una via con nuevo aglomerado en caliente para obtener una capa con la misma capacidad portante.
Desde esta perspectiva, se hace necesario investigar y conseguir un ligante o mezcla bituminosa lo suficientemente manejable durante la fase de mezclado, extension y compactacion en la reutilizacion y reciclado de RAP como para permitir una adecuada manipulacion del aglomerado y rebajar la temperatura de trabajo (Potti, J.J. (2007): I+D+i en carreteras. IV Congreso Andaluz de Carreteras. Carreteras para el Siglo XXI: compromiso de calidad y servicio: 1359-1365).La presente invencion, que es una composicion bituminosa con las especificaciones que se describen a continuacion y que se adiciona al asfalto para su regeneracion, se muestra como una alternativa ventajosa en el reciclado de firmes de carretera, como tambien lo es su metodo de
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fabrication y su modo de aplicacion en frlo.
DESCRIPCION GENERAL DE LA INVENCION
El primer objeto de la presente invention lo constituye una composition bituminosa que esta disenada para adicionarse a viejos asfaltos para su regeneration, y que funciona como un aditivo de regeneration de pavimentos asfalticos reciclables. Dicha composition comprende:
- un primer componente que es un betun o una mezcla de betunes en un porcentaje comprendido entre el 40% y el 80% en peso del total de composition; y
- un segundo componente que es una mezcla que contiene:
o un betun, en un porcentaje comprendido entre 5% y 20% del peso total de la mezcla del segundo componente, que consiste en hidrocarburos con un numero de atomos de carbono igual o superior a 13, y que presenta un punto de ebullition igual o superior a los 490°C; o glicerina, en un porcentaje comprendido entre 5% y 10% del peso total de la mezcla del segundo componente; o goma antioxidante, en un porcentaje igual o inferior a 1,50% del peso total de la mezcla del segundo componente; o una mezcla de acidos grasos, en un porcentaje comprendido entre 1% y 30% del peso total de la mezcla del segundo componente; o un ester metllico, en un porcentaje comprendido entre 1% y 30% del peso total de la mezcla del segundo componente; y o resina de parafina, en un porcentaje comprendido entre 1% y 30% del peso total de la mezcla del segundo componente.
La composition bituminosa descrita esta constituida por la fusion de ambos componentes, es decir, en la composicion se encuentran los dos componentes fundidos entre si, y es estable y llquida a temperatura ambiente. En general, un betun a temperatura ambiente suele aparecer en forma de bloque solido, por lo que la presente composition bituminosa presenta grandes ventajas y oportunidades en el campo, por cuanto permite almacenarse en estado llquido previo a su utilization sin necesidad de presencia de calor para mantenerla en estado llquido, como ocurre con los betunes que se emplean de materia prima en este proceso. Asl, la composition tal cual se ha descrito esta ya lista para ser mezclada con el fresado del aglomerado constituyente de los distintos tipos de firme, como aditivo, en un proceso con rangos
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de temperatura bajos (ver mas adelante). Debe senalarse que, al ser una composition con un alto contenido en betun, presenta una viscosidad variable dependiendo de la temperatura. Asl, se ha comprobado que la temperatura ambiente incide notablemente en la viscosidad del mismo, de tal forma que oscila entre 800 y 200 cps a temperaturas comprendidas entre 17°C y 30°C.
Esta composition no contiene agua, de ningun modo; es importante hacer mention a este hecho porque al no existir agua en su composition permite utilizarlo para la regeneration de firmes de carretera sin necesidad de esperar al curado del producto constituido por el antiguo firme reciclado y la composition bituminosa, como sucede con las mezclas en frlo conocidas hasta ahora, que al ser emulsiones siempre contienen agua que condiciona sus propiedades y sus usos; de este modo, la apertura al trafico del firme reciclado con la composition que aqul se describe es inmediata. Ademas, un aspecto o ventaja que debe destacarse como esencial en la composition descrita es que permite que el firme (RAP o fresado) resultante con el que se mezcla para su regeneration sirve directamente como banda de rodadura, mostrando capacidad portante suficiente para este fin por si sola sin tener que ser recubierta por una capa adicional para ser protegida, como incluso exige la ley en varios palses (entre ellos Espana) para la regeneration de carreteras con mezclas en frlo. Generalmente, el RAP reciclado en frlo que se emplea en regeneration de carreteras debe cubrirse con otra capa superior de protection como suele ser un aglomerado en caliente de 4 cm de espesor, o alternativamente slurries, pero siempre debe ser cubierto porque sus propiedades no son del todo adecuadas para actuar como banda de rodadura, contrariamente al RAP que se puede reciclar y regenerar con la composicion bituminosa descrita.
El primer componente de la composition bituminosa puede ser solo un betun, o alternativamente una mezcla de dos o mas betunes. Los betunes que se emplean en la composicion son comerciales, y la proporcion con la que aparecen en la composicion depende del tipo de betun utilizado y del tipo de fresado con el que va a mezclarse la composition, a fin de regenerarlo y volver a emplearlo. Los betunes comerciales que han mostrado resultados mas interesantes y que por tanto son preferidos en la presente composition son los conocidos comercialmente como 15/25 y 50/70. La proportion del primer componente (uno o mas betunes) oscila preferentemente entre 60% y 80% del peso total de la mezcla final, siendo
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preferentemente del 70%.
Por su parte, el segundo componente puede estar comprendido en la composition bituminosa en un porcentaje comprendido entre el 20% y el 60% del peso total de la composicion, sin necesidad de que esta comprenda un tercer elemento. En el caso mas preferido, el segundo componente esta comprendido en un porcentaje del 30%, de tal forma que la composicion bituminosa presenta una formulation preferida que consiste en 70% del primer componente y 30% del segundo. Este caso preferido en el que la composicion bituminosa presenta una proporcion entre el primer componente y el segundo de 70:30, es especialmente preferible para la regeneration de firmes y carreteras y para el empleo del RAP como banda de rodadura.
La mezcla que constituye el segundo componente de la composicion bituminosa es de apariencia oscura (color negro), estable bajo condiciones normales y de consistencia llquida-oleosa, y tiene un punto de inflamabilidad inferior a 150°C. Esta mezcla es insoluble en agua.
El betun de este segundo componente o mezcla procede de la refinerla del petroleo, y es concretamente un residuo complejo que procede de la destilacion del petroleo a una temperatura igual o superior a los 490°C (su punto de ebullition). Mas concretamente, es un residuo obtenible de la destilacion (por ejemplo, en vaclo) de otro residuo que a su vez procede de la destilacion (por ejemplo, a presion atmosferica) del petroleo a temperaturas superiores a 490°C (914°F).
Preferentemente, los hidrocarburos que constituyen el betun poseen un numero de atomos de carbono igual o superior a 23, pudiendo ser mas preferentemente aun igual o superior a 34, y dicho betun presenta preferentemente un punto de ebullicion de al menos 495°C (923°F). El betun posee en este caso un numero CAS (Chemical Abstracts Service Registry Numbers) como identificador unico para sustancias qulmicas que es 64741-56-6. El betun no es una sustancia clasificada como peligrosa en el Anexo I de la Directiva 67/548/EEC, ni tampoco aparece en la lista del Anexo I de Regulation (EC) No. 689/2008 de Exportation e Importation de Productos Qulmicos Peligrosos. En un modo preferido, el betun de esta mezcla esta contenido en un 15% del peso total del segundo componente.
Por su parte, la glicerina puede estar contenida preferiblemente en un 10% del peso total del segundo componente. Tambien preferentemente, la goma antioxidante del
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segundo componente es una p-fenilendiamina, y mas preferiblemente aun N-1,3- dimetilbutil-N’-fenil-p-fenilendiamida, que puede estar contenida en un porcentaje de 1,25%. La mezcla de acidos grasos, que posee un numero CAS 61789-45-5, puede estar presente preferiblemente en un 20% del peso total de la mezcla del segundo componente, mientras que el ester metllico puede estar contenido en un 10% y la resina paraflnica en un 5%.
De esta forma, una realization preferida de la composition bituminosa comprende:
- el primer componente, que es un betun o una mezcla de betunes, en un porcentaje comprendido entre el 40% y el 80% en peso del total de composicion; y
- el segundo componente, que es una mezcla que contiene:
o el betun que consiste en hidrocarburos con un numero de atomos de carbono igual o superior a 13, mas preferentemente igual o superior a 23, y que presenta un punto de ebullition igual o superior a los 490°C, mas preferentemente de al menos 495°C, en un porcentaje del 15% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o la glicerina, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o la goma antioxidante, que es N-1,3-dimetilbutil-N’-fenil-p-fenilendiamida, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o la mezcla de acidos grasos, en un porcentaje del 20% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o el ester metllico, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente; y
o la resina de parafina, en un porcentaje del 5% del peso total de la mezcla del segundo componente.
El segundo componente puede comprender adicionalmente (incluso hasta completar su formulation del 100%) uno o mas aditivos adicionales comunmente conocidos en el campo, u otros posibles que sean de interes. Entre estos aditivos no se encuentra el agua. De manera preferida, entre los aditivos que puede incorporar la composicion bituminosa se encuentran los contenidos en las siguientes categorlas: aditivos para evitar la formation de surcos, aditivos para reducir y retrasar la aparicion de la fatiga;
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aditivos para incrementar la resistencia a la rotura termica; aditivos para la mejora de la resistencia a la formation de surcos a altas temperaturas; aditivos para la mejora de los valores de rigidez; aditivos ligantes o aglutinantes; aditivo para el relleno de huecos, para mejorar la estabilidad y que mejoran la union entre elementos como ligantes; aditivos que mejoran la resistencia a la traction; aditivos oxidantes que incrementan la rigidez del asfalto una vez mezclado con el y extendido; aditivos antioxidantes que incrementan la vida media del producto; aditivos que mejoran la resistencia al agua, y cualquier combination de los tipos de aditivos presentados.
Concretamente, de manera preferida, el o los aditivos que pueden incorporarse a la mezcla del segundo componente son seleccionados dentro del grupo que consiste en:
• un pollmero elastomero del tipo estirenico que es SBS (estireno-butadieno- estireno, del ingles styrene butadiene styrene), para evitar la formacion de surcos, retrasar y reducir la aparicion de la fatiga e incrementar la resistencia a la rotura termica;
• caucho estireno-butadieno (SBR, del ingles styrene butadiene rubber), para evitar la formacion de surcos, retrasar y reducir la aparicion de la fatiga e incrementar la resistencia a la rotura termica;
• polietileno de baja densidad (low density polyethylene o LDPE), para la mejora de la resistencia a la formacion de surcos a altas temperaturas;
• un pollmero termoplastico que es etilvinilacetato, en ingles ethylene vinyl acetate o EVA, para la mejora de la resistencia a la formacion de surcos a alta temperatura;
• un pollmero termoplastico que es etileno-propileno, del ingles EPMD o ethylene propylene, para la mejora de la resistencia a la rotura termica;
• caucho de miga, conocida como crumb rubber, para evitar la formacion de surcos, retrasar y reducir la aparicion de la fatiga e incrementar la resistencia a la rotura termica;
• acido polifosforico (PPVA), para la mejora de la resistencia a las altas temperaturas;
• azufre y/o lignina, como ligante o aglutinante;
• cal, para rellenar huecos, incrementar la estabilidad y mejorar la union entre componentes;
• un compuesto seleccionado del grupo que consiste en lana mineral, fibra de vidrio y celulosa, que mejoran la resistencia a la traccion;
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• sales de manganeso, que son aditivos oxidantes que incrementan la rigidez del asfalto una vez mezclado con el y extendido;
• plomo y/o calcio, como compuestos antioxidantes que mejoran la vida media del producto; y
• aminas, que mejoran la resistencia al agua.
La invencion contempla que el segundo componente incorpore uno de estos aditivos, o cualquier combination de ellos. ,Preferiblemente, cada uno de estos aditivos, cuando forman parte de la mezcla del segundo componente, puede estar contenido en la misma entre 0% y 15%, es decir hasta un maximo del 15% del peso total de la mezcla del segundo componente, y esta mas preferentemente contenido entre 1% y 15% del peso total de la mezcla del segundo componente.
En una realization preferida de la invencion, de entre los aditivos adicionales antes expuestos la mezcla del segundo componente comprende: pollmeros del tipo estireno- butadieno-estireno (SBS) y estireno-butadieno (SBR), aminas, acido polifosforico (PPVA), polietileno de baja densidad, sales de manganeso y etilvinilacetato.
En el caso mas preferido de todos, la composition bituminosa objeto de protection presenta la siguiente formulacion:
- el primer componente, que es un betun o una mezcla de betunes que son betunes comerciales seleccionados entre 15/25 y 50/70 (en el caso mas preferido, es un betun y es betun comercial 50/70), en un 70% en peso del total de composicion; y
- el segundo componente, en un porcentaje del 30% del peso total de la composicion, que es una mezcla que contiene:
o el betun que consiste en hidrocarburos con un numero de atomos de carbono igual o superior a 13, mas preferentemente igual o superior a 23, y que presenta un punto de ebullition igual o superior a los 490°C, siendo mas preferentemente de al menos 495°C, en un porcentaje del 15% del peso total de la mezcla del segundo componente; o la glicerina, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o la goma antioxidante, que es N-1,3-dimetilbutil-N’-fenil-p-fenilendiamida, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo
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componente;
o la mezcla de acidos grasos, en un porcentaje del 20% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o el ester metllico, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente; y
o la resina de parafina, en un porcentaje del 5% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o el pollmero estireno-butadieno-estireno (SBS) en un porcentaje del 5% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o el caucho estireno butadieno (SBR) en un porcentaje del 5% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o las aminas, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o el acido polifosforico (PPVA), en un porcentaje del 15% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o el polietileno de baja densidad (LDPE), en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o las sales de manganeso, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente; y
o el etilvinilacetato, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente.
Esta composicion bituminosa, en cualquiera de las variantes presentadas, muestra condiciones favorables e idoneas para la regeneration de firmes de carreteras, vlas, calles, etc., de tal forma que esta disenado para incorporarse al fresado o material asfaltico reciclable (conocido como RAP) extraldo de una via, mediante mezcla como un aditivo, y posteriormente volver a reutilizar dicho RAP en la via, con propiedades mejoradas (ver Ejemplo 4). Dicho RAP reciclado y regenerado puede incluso ser utilizado gracias a la composicion bituminosa que aqul se describe como banda de rodadura, sin necesidad de ser recubierto por capas adicionales. Ademas, gracias a esta composicion bituminosa es posible regenerar una via o carretera mediante RAP o fresado obteniendo una capa o envuelta con una capacidad portante similar a la de una capa fabricada con aglomerado en caliente de nueva generation.
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De este modo, otro objeto de protection de esta invention esta constituido por un material asfaltico reciclable (o RAP -reclaimed asphalt paviment-, tambien denominado fresado en esta memoria) que comprende como aditivo la composition bituminosa anteriormente descrita, y que es util para la regeneration de vlas y firmes de carretera. Preferentemente, la cantidad de composition bituminosa que contiene esta comprendida entre 1% y 5% del peso total de RAP, mas preferentemente entre 1% y 3% del peso total de RAP, y siendo mas preferentemente aun de 1,4% del peso de RAP.
Se ha comprobado que si este RAP o material asfaltico reciclable extraldo de una via y mezclado con la composition bituminosa para volver a reintroducirlo en la misma via presenta propiedades aun todavla mas potenciadas en cuanto a su capacidad de regeneration y reutilizacion, por ejemplo en cuanto a la dureza adquirida inicial o la resistencia conservada, si dicho RAP que contiene la composicion bituminosa comprende ademas un componente que es un aditivo de relleno para mejora de la resistencia conservada del producto. Preferentemente, este aditivo de relleno para mejora de la resistencia conservada es un aditivo mineral seleccionado entre cal y cemento, aunque son casos no limitativos de la invention (puede ser por ejemplo ceniza volante). Este aditivo actua no solo como cohesionador de la mezcla, sino que ademas absorbe la humedad, rellena los huecos y aporta rigidez al producto, y de manera global mejora la resistencia conservada de la mezcla. Asl, si a la mezcla composition bituminosa-RAP se le anade dicho aditivo en una cantidad comprendida entre 1% y 5% del peso total de la mezcla, preferentemente 1%, las propiedades parecen ser idoneas y optimas para regenerar la via mediante dicha mezcla. Estos resultados aqul obtenidos estan en la llnea del estudio realizado por Reyes, O.J. y Rincon, J.F. (2009): Influencia de las caracterlsticas del relleno mineral en la resistencia de una mezcla asfaltica; Revista EIA, Numero 11, p. 93-103.
Un tercer objeto de la presente invention consiste en un metodo de fabrication de la composicion bituminosa antes descrita, en cualquiera de sus variantes, que comprende la etapa de:
- mezclar el primer componente con el segundo componente a una temperatura comprendida entre 110°C y 150°C incluidos ambos llmites.
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La temperatura de mezcla va a depender del betun o betunes del primer componente a utilizar, aunque la temperatura descrita es la mas adecuada por cuanto se garantiza que el betun o betunes del primer componente se encuentren en estado llquido cuando se desea mezclar con el segundo componente, facilitando su manejo sin incrementos ni gastos energeticos innecesarios. En el caso mas preferido, la temperatura de mezcla de los dos componentes es de 120°C, por debajo de la cual el betun tiende a solidificarse. La mezcla puede realizarse mediante agitador manual o industrial, sin ser este aspecto determinante para las propiedades del producto final bituminoso obtenido. Lo mismo ocurre con las revoluciones a las que se mezclan los componentes.
En una realization particular, el primer componente que es uno o mas betunes se encuentra ya en forma llquida (en caliente, contenido en una cisterna que mantiene la temperatura adecuada); en caso de que este betun o mezcla de betunes tenga una temperatura para licuarse mayor que la necesaria en el proceso, entonces es necesario dejar que el primer componente llquido pierda temperatura, por ejemplo dejandolo enfriar, hasta que alcance la temperatura requerida para la mezcla con el segundo componente. En otra realizacion alternativa, el primer componente puede estar en estado solido (un bloque en frlo) antes de la mezcla con el segundo componente; en este caso, es necesario incluir una etapa de calentamiento del betun o mezcla de betunes hasta fundirlo, antes de proceder al mezclado con el segundo componente.
El segundo componente puede estar ya mezclado y listo de acuerdo con las formulaciones anteriormente descritas en esta memoria, de tal forma que se mezcla con el primer componente. En otra alternativa, es posible fabricar este segundo componente previamente a su mezcla con el primero, de tal forma que el metodo puede incluir una etapa previa para preparar el segundo componente, mediante mezcla de sus elementos constituyentes, in situ, es decir donde se va a mezclar con el primero para fabricar la composition bituminosa.
Una vez realizada la mezcla, la composicion bituminosa es estable a temperatura ambiente. De este modo, tras el proceso de fabrication puede almacenarse en bidones, depositos... previo a su utilization o comercializacion, sin necesidad de
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presencia de calor para mantenerla en estado llquido, como ocurre con los betunes que se emplean de materia prima en este proceso.
Otro objeto de la presente invention esta constituido por el uso de la composition bituminosa para la regeneration de asfaltos y firmes, o lo que es lo mismo, un metodo para regenerar asfaltos y firmes que comprende mezclar la composicion bituminosa con un material asfaltico reciclable (RAP), tambien denominado como fresado en el campo tecnico, en frlo, antes de extender la mezcla en el espacio donde se desea regenerar el firme, ya sea la misma via de donde se extrajo el RAP u otra diferente.
Por "mezcla en frio” debe entenderse a una temperatura comprendida entre 0°C y 60°C; se denomina en frlo por la significativa diferencia de temperatura de este proceso con las mezclas en templado y en caliente. En un caso mas preferido, la mezcla de la composicion bituminosa y el RAP se lleva a cabo a temperatura ambiente, entendiendose como temperatura ambiente aquella que oscila entre 25°C y 30°C, incluidos ambos llmites. Este es uno de los aspectos mas destacables de este metodo de regeneracion de firmes mediante la composicion bituminosa objeto de protection de esta patente, ya que por un lado, en contraposition con otros materiales y metodos de reciclado de RAP, no es necesario precalentar el aditivo de regeneracion porque a temperatura ambiente se mantiene estable y licuado de tal forma que es manejable recalentar el RAP porque esta llquido, y por otro se lleva a cabo sin necesidad de recalentar el RAP. De este modo, se puede afirmar que su uso garantiza una sostenibilidad medioambiental nunca alcanzada en el sector gracias a que puede emplearse en frlo, sin requerir el calentamiento previo del RAP antes de la mezcla y vertido o sin calentamiento de la propia composicion bituminosa para que sea manejable, pasos obligatorios en los procesos de mezcla en templado y en caliente debido al uso de betunes. Ademas, este metodo permite reutilizar el 100 % del fresado del firme antiguo (que es ademas considerado residuo, segun las zonas/palses), resultado que no puede alcanzarse con otros metodos conocidos, como las mezclas a temperatura templada.
La mezcla composicion-RAP que se va a emplear en la regeneracion de firmes se obtiene mediante mezcla del RAP con una cantidad de composicion bituminosa comprendida preferentemente entre 1% y 5% del peso total de RAP, mas
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preferentemente con una cantidad comprendida entre 1% y 3% del peso total de RAP, y mas preferentemente aun una cantidad del 1,4% del peso total de RAP.
Se ha comprobado que en un caso particular la envuelta obtenida a partir de la mezcla RAP-composicion bituminosa se optimiza cuando el RAP o fresado presenta una humedad previa comprendida entre el 1% y el 10%, estando comprendida mas preferentemente entre el 2% y el 3%.
Ademas, el proceso puede comprender en el caso mas preferido una etapa de adicion de un aditivo de relleno para la mejora de la resistencia conservada del material, tal como se ha definido anteriormente. Este aditivo de relleno es preferentemente seleccionado entre cal y cemento, aunque puede ser otro valido para este caso como ceniza volante. Este elemento debe anadirse en un porcentaje comprendido entre 1% y 5% del peso total, aunque es preferentemente 1%. De este modo, el producto obtenido y que se va a emplear en la regeneration de la via o firme presenta propiedades todavla aun mas potenciadas para el interes buscado (ver Ejemplo 3). Si se anade este aditivo, el metodo de regeneracion de firmes comprende primero mezclar el RAP con este aditivo de mejora de la resistencia conservada, y seguidamente anadir a la mezcla en segundo lugar la composition bituminosa objeto de interes.
Al tratarse de una tecnologla en frlo (es decir, a temperaturas como las descritas anteriormente y muy por debajo de las mezclas templadas y calientes) y gracias a las propiedades de la composicion bituminosa (que no lleva agua), su utilization y la regeneracion de firmes no se limita a los meses estivales, como viene siendo el proceder habitual en lo referente a la construction y reciclado de carreteras en la actualidad, por las limitaciones propias de las tecnologlas existentes, sino que pude ser aplicado en cualquier epoca del ano. De hecho, el rango de temperatura de utilizacion de la composicion cuando se va a mezclar con el fresado, en cualquiera de los casos expuestos, es amplio, no mostrando cambios apreciables entre -50°C y 80°C.
Ademas, tanto la fabrication de la composicion bituminosa como su aplicacion en el proceso de regeneracion de asfaltos se puede llevar a cabo haciendo uso de la maquinaria existente, es decir sin ninguna maquinaria especlfica, lo que no hace
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necesaria una gran inversion en infraestructuras y maquinaria. Asl, el proceso de fabrication se puede realizar in situ o ex situ, concretamente: en plantas continuas de fabrication de aglomerado en caliente, sin precisar el encendido de los calentadores; plantas discontinuas de fabricacion de aglomerado en caliente; plantas de fabricacion de aglomerado en frlo; plantas de fabricacion de hormigon; plantas moviles continuas o discontinuas para realizar el mezclado in situ, maquinaria recicladora para realizar reciclados in situ y, en general, cualquier maquinaria fabricada para este fin. De este modo, el uso de la composition bituminosa para reutilizar y reciclar RAP, y el metodo de regeneration de firmes y vlas permite regenerar la misma via de la que se extrae el RAP, o utilizar la mezcla preparada para una via diferente.
La composicion bituminosa objeto de la presente invention esta disenada para utilizarse como producto aditivo en la regeneracion de asfaltos y firmes de carretera, que ofrece la posibilidad de conseguir recuperar el antiguo aglomerado, fresado (RAP) constituyente de las carreteras y calles, devolviendole sus propiedades mecanicas mediante un metodo ambientalmente sostenible que permite la reutilizacion de sus componentes. Incluso este metodo comprende regenerar el firme de tal forma que la mezcla de RAP-composicion bituminosa en cualquiera de sus variantes se utilice como banda de rodadura. En este caso, el metodo de regeneracion de firmes comprende una etapa final en la que una vez extendida la mezcla de composicion bituminosa- RAP, dicha mezcla se somete a riego superficial para evitar la perdida de arido fino, como es habitual en el campo del reciclado en frlo de carreteras. Para ello, puede emplearse cualquier composicion conocida en este area de trabajo, como puede ser preferentemente la composicion bituminosa de tratamiento superficial TL2000, segun se describe en la patente US 7,041,717 B2, aunque tambien puede ser la emulsion tipo ECL1 o similar.
En definitiva, la invencion cubre asl no solo la composicion bituminosa descrita y su metodo de obtencion, junto a un RAP que comprende dicha composicion como aditivo y que va a ser empleado en la regeneracion de asfaltos, sino ademas un metodo de uso (aplicacion) de la composicion bituminosa descrita para regenerar firmes de carretera y asfaltos. Dicho metodo comprende mezclar dicha composicion con el fresado proveniente de la carretera, calle o acopio (RAP), que es levantado y extraldo del lugar de origen. La cantidad a utilizar depende de las caracterlsticas del fresado a regenerar (betun residual, granulometrla de los aridos constituyentes del mismo...), y
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oscila como se ha dicho en una proportion variable entre el 1% y el 5% en peso de composition bituminosa con respecto a dicho fresado. En particular, para regeneration de firmes de carretera, la cantidad de composition bituminosa esta comprendida preferentemente entre 1% y 3% en peso del total de fresado, siendo mas preferible del 1,4% en peso del total de fresado (RAP).
Este proceso de regeneration puede llevarse a cabo in situ, es decir en el propio lugar del que se levanta y extrae el fresado (normalmente en el caso de regeneration de firmes de carretera), o al menos en el propio lugar en el que va a aplicarse el fresado regenerado, o ex situ, es decir en cualquier planta disenada para tal fin a la cual se transporta el firme levantado para su mezcla con la composition objeto de interes (en estos casos, la mezcla composition bituminosa-RAP puede ser almacenada hasta su uso, por ejemplo en bidones). Este ultimo caso puede ser mas recomendable cuando se desea preparar una mezcla de composition y RAP que se va a almacenar para usar a demanda en el bacheo de vlas.
DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
FIGURA 1. Imagen de comparacion de una via o firme de carretera regenerada mediante reciclado en frlo sin banda de rodadura (1a) y una via regenerada y recuperada con la composition bituminosa del Ejemplo 2 segun se usa en el Ejemplo 4 (1b).
EJEMPLOS
Ejemplo 1. Preparation de una composition bituminosa para la regeneration de firmes de carretera de acuerdo con la presente invention.
En este caso, se preparo una composition bituminosa de formulation 70:30, que presenta el 70% del primer componente y el 30% del segundo. El betun empleado como primer componente es un betun comercial 50/70, que se encontraba en estado llquido y el cual se mezclo con el segundo componente de siguiente formulation a una temperatura de 120°C:
o betun que consiste en hidrocarburos con un numero de atomos de carbono superior a 23 y que presenta un punto de ebullicion superior a los 495°C, en un porcentaje del 15% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o glicerina, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del
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segundo componente;
o goma antioxidante, que es N-1,3-dimetilbutil-N’-fenil-p-fenilendiamida, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o mezcla de acidos grasos, en un porcentaje del 20% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o ester metllico, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente; y
o resina de parafina, en un porcentaje del 5% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o pollmero estireno-butadieno-estireno (SBS) en un porcentaje del 5% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o caucho estireno butadieno (SBR) en un porcentaje del 5% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o aminas, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o acido polifosforico (PPVA), en un porcentaje del 15% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o polietileno de baja densidad (LDPE), en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o sales de manganeso, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente; y
o etilvinilacetato, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente.
Una vez obtenida la composicion bituminosa, se procedio a su mezcla con RAP o fresado extraldo de una via, en una cantidad de composicion de 1,4% del peso total de RAP. La mezcla con el RAP se realizo a una temperatura de 30°C en una planta de aglomerado en caliente, sin necesidad de encender los quemadores porque no es necesario calentar ni el RAP ni la composicion bituminosa, en tongadas de ±3 Tm. Para optimizar la envuelta, el fresado o RAP se modifico previamente a la mezcla para que presentara un grado de humedad comprendido entre 2% y 3%.
Ejemplo 2. Preparation de una composicion bituminosa regeneradora de firmes de carretera de acuerdo con la presente invention, para bacheo de vias.
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En este caso, se preparo una composition bituminosa de formulation 50:50, que presenta el 50% de cada uno de los dos componentes descritos en esta memoria. El betun empleado es tambien en este caso un betun 50/70, que se encontraba en estado llquido y el cual se mezclo con el segundo componente de siguiente formulation a una temperatura de 120°C:
o betun que consiste en hidrocarburos con un numero de atomos de carbono superior a 23 y que presenta un punto de ebullicion superior a los 495°C, en un porcentaje del 15% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o glicerina, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o goma antioxidante, que es N-1,3-dimetilbutil-N’-fenil-p-fenilendiamida, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o mezcla de acidos grasos, en un porcentaje del 20% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o ester metllico, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente; y
o resina de parafina, en un porcentaje del 5% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o pollmero estireno-butadieno-estireno (SBS) en un porcentaje del 5% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o caucho estireno butadieno (SBR) en un porcentaje del 5% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o aminas, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o acido polifosforico (PPVA), en un porcentaje del 15% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o polietileno de baja densidad (LDPE), en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente;
o sales de manganeso, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente; y
o etilvinilacetato, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente.
Una vez obtenida la composition bituminosa, se procedio a su mezcla con RAP o fresado extraido de una v^a, en una cantidad del 3% del peso total del RAP. La mezcla se realizo a una temperatura de 30°C en planta, aunque tambien podna haberse llevado a cabo en hormigonera. Tras la mezcla, se envaso en bidones para emplearlos 5 a demanda, ya que las propiedades de la mezcla asi lo permiten.
Ejemplo 3. Analisis de laboratorio de las composiciones bituminosas objeto de protection para regeneration de material fresado o RAP.
Un objeto de interes fue analizar en laboratorio el efecto en las propiedades de la
10 mezcla de la composition bituminosa con el fresado o RAP, asi como el efecto al
anadir componentes aditivos de mejora de conservation de la resistencia. Asi, en primer lugar, se analizaron las propiedades de la mezcla composicion-RAP obtenida de acuerdo con el Ejemplo 1 de la presente invention, para posteriormente analizar diferentes alternativas: una mezcla compuesta por composition bituminosa, RAP y 15 ademas 1% de cal, por un lado, y una mezcla composition bituminosa y RAP y
anadiendo 1% de cemento a la misma. El curado de las probetas empleadas para el
estudio de laboratorio se realizo a la intemperie y a temperatura ambiente.
Tabla 1. Propiedades de la mezcla de reciclado de RAP con la composition 20 bituminosa descrita en el Ejemplo 1
EDAD
MEZCLA DE RECICLADO (1,4% DE COMPOSICION BITUMINOSA)
DENSIDAD ENSAYO DE INMERSION COMPRESION
(g/cm3) RCS (MPa) RCS (MPa) IRC
(SECAS) (HUM.) (%)
7 DIAS
2,25 1,9 1,1 60,0
15 DIAS
2,25 2,1 1,4 64,5
30 DIAS
2,26 2,3 1,5 65,2
Tabla 2. Estudio comparativo entre la mezcla de reciclado de RAP con la composition bituminosa descrita en el Ejemplo 1, y la misma mezcla con 1% de cemento
EDAD
MEZCLA DE RECICLADO (1,4% DE COMPOSICION BITUMINOSA) Y 1% DE CEMENTO
DENSIDAD
ENSAYO DE INMERSION COMPRESION
(g/cm3) RCS (MPa) (SECAS) RCS (MPa) (HUM.) IRC (%)
7 DIAS
2,21 2,1 2,1 100
15 DIAS
2,20 2,3 1,9 82,6
30 DIAS
2,21 2,4 2,3 95,8
60 DIAS
2,21 2,5 2,3 92,0
Tabla 3. Estudio comparativo entre la mezcla de reciclado de RAP con la composition bituminosa descrita en el Ejemplo 1, y la misma mezcla con 1% de cal
EDAD
MEZCLA DE RECICLADO (1,4% DE COMPOSICION BITUMINOSA) Y 1% DE CAL
DENSIDAD ENSAYO DE INMERSION COMPRESION
(g/cm3) RCS (MPa) RCS (MPa) IRC
(SECAS) (HUM.) (%)
7 DIAS
- - - -
15 DIAS
2,19 2,5 2,5 100
30 DIAS
2,19 2,7 3,0 111
60DIAS
- - - -
5 Estos resultados confirmaron la posibilidad de incorporar elementos minerales como cal y cemento, que incrementan la dureza de la mezcla formada por el fresado extraldo de una via y la composition bituminosa que se anade para su regeneration e incorporation a la via, principalmente mejoran la resistencia conservada del producto.
10 Ejemplo 4. Uso de la composicion bituminosa definida en el Ejemplo 1 para la regeneracion de un firme de carretera: carretera TO1927.
La carretera TO1927 es una carretera perteneciente a la Diputacion de Toledo, donde se ha realizado un estudio piloto para la regeneracion del firme deteriorado. Se realizaron varios trabajos de fresado/reposicion del firme con la composicion 15 bituminosa tal cual se describe en el Ejemplo 1 en uno de los sentidos de la via, y con aglomerado en caliente en el otro sentido, siendo el tramo de 1 km. Se fresaron 6 cm de firme, se traslado el mismo a una planta y se mezclo del 100% con la composicion bituminosa con una proportion del 1,4% en peso de la composicion, desechando unicamente lo que pasaba por la criba de 25. Se volvio a llevar la mezcla a obra,
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extendiendo el fresado mezclado con la composition a temperatura ambiente (unos 30°C) y compactandolo con un rulo y con compactador neumatico como cualquier mezcla bituminosa caliente convencional.
Para evitar la perdida de arido fino, se realizo un riego con un producto de tratamiento superficial conocido como TL2000, en una cantidad de 400 gramos por metro cuadrado de pista. Este ultimo se mostro claramente mas eficaz al funcionar como capa de rodadura sin ningun tipo de recubrimiento de protection que serla obligada en caso de utilizar los productos tradicionales de reciclado en frlo de firmes, y presentando un aspecto favorable tras 12 meses de su puesta en servicio.
Se analizaron las caracterlsticas flsicas y mecanicas del firme regenerado un ano despues de su aplicacion. Se realizo una inspection visual de las caracterlsticas superficiales de la capa de rodadura ejecutada con la composicion, as! como una extraction en probetas testigo para los ensayos de laboratorio.
Un ano despues, se extrajeron 10 probetas testigo de 100 mm de diametro, 3 para analizar parametros Marshall, 6 para sensibilidad al agua y 1 en deformation en pista de laboratorio. Los ensayos para determinar las caracterlsticas flsicas y mecanicas que presentaba la capa bituminosa fueron:
- NLT 159/200. Determination de los parametros Marshall.
- UNE-EN 12697-12:2009 Mezclas bituminosas. Metodos de ensayo para mezclas bituminosas en caliente. Parte 12: Determinacion de la sensibilidad al agua de las probetas de mezcla bituminosa.
- UNE-EN 12697-22:2008+A1:2008. Mezclas bituminosas. Metodos de ensayo para mezclas bituminosas en caliente. Parte 22: Ensayo de rodadura.
- UNE-EN 12697-26:2012 ANEXO C. Mezclas bituminosas. Metodos de ensayo para mezclas bituminosas en caliente. Parte 26: Rigidez.
Inspeccion visual
Superficialmente la capa de rodadura ejecutada con la mezcla no presento patologlas como perdida de aridos, perdida de mastic, fisuras, roderas o baches. El aspecto de la capa es muy similar a la de cualquier mezcla bituminosa en caliente tipo hormigon asfaltico.
Ensayos de laboratorio
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• Parametros Marshall
- Densidad aparente (g/cm3): 2.337
- Estabilidad Marshall (KN): 7.9
- Deformacion Marshall: 3.2
• Sensibilidad al agua:
- Resistencia a traccion indirecta (ITS) (Kpa):
• Probetas humedas: 1684.5
• Probetas secas: 1904.0
- Relacion de resistencia a la traccion indirecta (%): 88.5
• Ensayo de rodadura
- WTS aire (mm/103): 0.088
- PRD aire (%): 5.070
- RD (mm): 3.043
• Modulos de rigidez
- Modulo de rigidez (Mpa): 4021.25
- Modulo de rigidez 0.60 (Mpa): 4004.02
La densidad Marshall obtenida es muy similar a la de las mezclas en caliente con este arido, pero sin necesidad de emplear temperaturas tan altas ni con un consumo excesivo de energla calorlfica. En cuanto a la estabilidad Marshall, el valor obtenido es inferior a los habituales de las mezclas bituminosas en caliente (MBC); no obstante a ello, no hay que olvidar los dos criterios a tener en cuenta para todos los ensayos realizados:
- Son ensayos sobre probetas testigo. Los ensayos habituales sobre las MBC se realizan con probetas preparadas en el laboratorio y por tanto con mejores condiciones de fabricacion que los testigos.
- nSon ensayos a una determinada edad, por lo que este parametro puede seguir subiendo en el tiempo.
La deformacion Marshall obtenida es muy similar a la de las mezclas en caliente. Las resistencias a traccion indirecta obtenidas son muy similares a las de las mezclas bituminosas en caliente tipo hormigon bituminoso AC S, por lo tanto aunque la estabilidad Marshall sea algo inferior, la capacidad soporte de la mezcla estimada con el ensayo de traccion indirecta nos indica que es similar a las MBC, aunque comparativamente en caliente son mas costosas, a nivel energetico y de materia prima
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(se emplean aridos vlrgenes), y es un valor no conseguido hasta ahora con reciclado de firme en frlo o en templado.
El PG-3 solicita, en el apartado 542.5.1.4 de Sensibilidad al agua: En cualquier circunstancia se comprobara la adhesividad arido-ligante mediante la caracterizacion de la accion del agua. Para ello, la resistencia conservada en el ensayo de traccion indirecta tras inmersion, realizado a quince grados Celsius (15 °C), segun la UNE-EN 12697-12, tendra un valor minimo del ochenta por ciento (80%) para capas de base e intermedia, y del ochenta y cinco por ciento (85%) para capas de rodadura. El resultado obtenido de 88.5 % supera los valores mlnimos solicitados por el PG-3 para el empleo de las mezclas tipo hormigon bituminoso (Artlculo 542) para capas de rodadura.
Segun el ensayo de rodadura, el firme regenerado con la composition bituminosa puede emplearse como capa de rodadura para:
- Hasta trafico T3 para todas las zonas.
- Hasta trafico T2 para las zonas media y templada.
- Para todos los traficos en zona templada.
Respecto a la rigidez, los resultados obtenidos acorde a la norma UNE-EN-12697-26, Anexo C en las diferentes probetas testigo ensayadas a 20°C estan recogidos en la siguiente Tabla 4.
Tabla 4. Resultados de rigidez de acuerdo con la norma UNE-EN-12697-26, anexo C.
DENSIDAD SSD (Mg/m3 ) MODULO DE RIGIDEZ (MPa) MODULO DE RIGIDEZ 0,60 (MPa)
Testigo 1
2,339 3,741.929 3,748.761
Testigo 2
2,339 4,109.927 4,110.255
Testigo 3
2,300 4,151.891 4,153.051
Media
2,326.00 4,001.25 4,004.02
Desviacion
22.51 225.55 222.10
CV
0.0097 0.0564 0.0555

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una composition bituminosa regeneradora de firmes de carretera, caracterizada por que comprende:
    - un primer componente que es un betun o una mezcla de betunes en un porcentaje comprendido entre el 40% y el 80% en peso del total de composition; y
    - un segundo componente que es una mezcla que contiene:
    o un betun, en un porcentaje comprendido entre 5% y 20% del peso total de la mezcla del segundo componente, que consiste en hidrocarburos con un numero de atomos de carbono igual o superior a 13 y que presenta un punto de ebullition igual o superior a 490°C; o glicerina, en un porcentaje comprendido entre 5% y 10% del peso total de la mezcla del segundo componente; o goma antioxidante, en un porcentaje igual o inferior a 1,50% del peso total de la mezcla del segundo componente; o una mezcla de acidos grasos, en un porcentaje comprendido entre 1% y 30% del peso total de la mezcla del segundo componente; o un ester metllico, en un porcentaje comprendido entre 1% y 30% del peso total de la mezcla del segundo componente; y o resina de parafina, en un porcentaje comprendido entre 1% y 30% del peso total de la mezcla del segundo componente.
  2. 2. La composition bituminosa de la revindication anterior, el segundo componente esta contenido en un porcentaje comprendido entre 20% y 60% en peso del total de la composicion.
  3. 3. La composition bituminosa segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, donde el primer componente esta contenido en un 70% del peso total de la composicion y el segundo componente en un 30% del peso total de la composicion.
  4. 4. La composition bituminosa segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde donde el betun o betunes del primer componente son comerciales del tipo 15/25 o del tipo 50/70.
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  5. 5. La composition bituminosa segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde el betun de la mezcla del segundo componente es un residuo obtenible de la destilacion en vaclo de un residuo que a su vez procede de la destilacion a presion atmosferica del petroleo a temperaturas superiores a 490°C.
  6. 6. La composition bituminosa segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde los hidrocarburos del betun del segundo componente poseen un numero de atomos de carbono igual o superior a 23, y dicho betun presenta un punto de ebullition de al menos 490°C.
  7. 7. La composition bituminosa segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende:
    - el primer componente, que es un betun o una mezcla de betunes, en un porcentaje comprendido entre el 40% y el 80% en peso del total de composition; y
    - el segundo componente, que es una mezcla que contiene:
    o el betun que consiste en hidrocarburos con un numero de atomos de carbono igual o superior a 23 y que presenta un punto de ebullition igual o superior a los 490°C, en un porcentaje del 15% del peso total de la mezcla del segundo componente;
    o la glicerina, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente;
    o la goma antioxidante, que es N-1,3-dimetilbutil-N’-fenil-p-fenilendiamida, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente;
    o la mezcla de acidos grasos, en un porcentaje del 20% del peso total de la mezcla del segundo componente;
    o el ester metllico, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente; y
    o la resina de parafina, en un porcentaje del 5% del peso total de la mezcla del segundo componente.
  8. 8. La composition bituminosa segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde la mezcla del segundo componente comprende uno o mas aditivos adicionales seleccionados del grupo que consiste en:
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    • un polimero elastomero del tipo estirenico que es SBS, para evitar la formation de surcos, retrasar y reducir la aparicion de la fatiga e incrementar la resistencia a la rotura termica;
    • caucho estireno-butadieno, para evitar la formacion de surcos, retrasar y reducir la aparicion de la fatiga e incrementar la resistencia a la rotura termica;
    • polietileno de baja densidad, para la mejora de la resistencia a la formacion de surcos a altas temperaturas;
    • un polimero termoplastico que es etilvinilacetato, para la mejora de la resistencia a la formacion de surcos a alta temperatura;
    • un polimero termoplastico que es etileno-propileno, para la mejora de la resistencia a la rotura termica;
    • caucho de miga, para evitar la formacion de surcos, retrasar y reducir la aparicion de la fatiga e incrementar la resistencia a la rotura termica;
    • acido polifosforico, para la mejora de la resistencia a las altas temperaturas;
    • azufre y/o lignina, como ligante o aglutinante;
    • cal, para rellenar huecos, incrementar la estabilidad y mejorar la union entre componentes;
    • un compuesto seleccionado del grupo que consiste en lana mineral, fibra de vidrio y celulosa, que mejoran la resistencia a la traction;
    • sales de manganeso, que son aditivos oxidantes que incrementan la rigidez del asfalto una vez mezclado con el y extendido;
    • plomo y/o calcio, como compuestos antioxidantes que mejoran la vida media del producto; y
    • aminas, que mejoran la resistencia al agua, y cualquier combination de los mismos.
  9. 9. La composition bituminosa segun la revindication anterior, que presenta la siguiente formulation:
    - el primer componente, que es un betun 50/70, en un 70% en peso del total de composicion; y
    - el segundo componente, en un porcentaje del 30% del peso total de la composicion, que es una mezcla que contiene:
    o el betun que consiste en hidrocarburos con un numero de atomos de carbono igual o superior a 23 y que presenta un punto de ebullition igual o superior a los 490°C, en un porcentaje del 15% del peso total de
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    la mezcla del segundo componente;
    o la glicerina, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente;
    o la goma antioxidante, que es N-1,3-dimetilbutil-N’-fenil-p-fenilendiamida, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente;
    o la mezcla de acidos grasos, en un porcentaje del 20% del peso total de la mezcla del segundo componente;
    o el ester metllico, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente; y
    o la resina de parafina, en un porcentaje del 5% del peso total de la mezcla del segundo componente;
    o el pollmero estireno-butadieno-estireno en un porcentaje del 5% del peso total de la mezcla del segundo componente;
    o el caucho estireno butadieno en un porcentaje del 5% del peso total de la mezcla del segundo componente;
    o las aminas, en un porcentaje del 10% del peso total de la mezcla del segundo componente;
    o el acido polifosforico, en un porcentaje del 15% del peso total de la mezcla del segundo componente;
    o el polietileno de baja densidad, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente;
    o las sales de manganeso, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente; y
    o el etilvinilacetato, en un porcentaje del 1,25% del peso total de la mezcla del segundo componente.
  10. 10. Un metodo de fabrication de la composition definida en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que comprende la etapa de:
    - mezclar el primer componente con el segundo componente a una temperatura comprendida entre 110°C y 150°C incluidos ambos llmites.
  11. 11. Un material asfaltico reciclable (RAP) que comprende como aditivo la composicion bituminosa descrita en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en una cantidad comprendida entre 1% y 5% del peso total de material asfaltico reciclable.
  12. 12. El material asfaltico reciclable segun la reivindicacion anterior, que comprende ademas un aditivo de relleno para mejora de la resistencia conservada del material, seleccionado entre cal y cemento, en una cantidad comprendida entre 1% y 5% del
    5 peso total.
  13. 13. Uso de la composicion bituminosa descrita en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 como aditivo regenerador de asfaltos y firmes de carretera.
    10 14. El uso segun la reivindicacion anterior, que comprende mezclar la composicion
    bituminosa con un material asfaltico reciclable que es un fresado previamente extraldo y levantado de una via, en una cantidad de composicion bituminosa comprendida entre 1% y 5% del peso total de mezcla y a una temperatura comprendida entre 0°C y 60°C, para posteriormente extender la mezcla en la misma via o en una via diferente. 15
  14. 15. El uso segun una cualquiera de las reivindicaciones 13 o 14, que comprende mezclar el fresado previamente extraldo y levantado de una via con un aditivo de relleno para mejora de la resistencia conservada, seleccionado entre cal y cemento, en una cantidad comprendida entre 1% y 5% del peso total, previamente a la mezcla del
    20 material fresado con el aditivo que es la composicion bituminosa.
  15. 16. El uso segun una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, donde la mezcla de material asfaltico y composicion bituminosa se emplea como capa de rodadura en una via a regenerar.
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