WO2016009097A1 - Macroaglomerado drenante con capacidad portante, su uso para pavimentación y fabricación de capas de rodadura - Google Patents
Macroaglomerado drenante con capacidad portante, su uso para pavimentación y fabricación de capas de rodadura Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016009097A1 WO2016009097A1 PCT/ES2015/070493 ES2015070493W WO2016009097A1 WO 2016009097 A1 WO2016009097 A1 WO 2016009097A1 ES 2015070493 W ES2015070493 W ES 2015070493W WO 2016009097 A1 WO2016009097 A1 WO 2016009097A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- size
- less
- draining
- total
- aggregates
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
Definitions
- the present invention is included in the construction and civil works sector, specifically in the area of paving and construction of road surfaces.
- Draining mixtures are bituminous concretes that are dosed with the main objective of achieving a large number of interconnected holes that allow percolation of rainwater. They originated in the United Kingdom for the construction of runways at airports, and were subsequently extended in the U.S. as a 2 cm thick surface treatment layer to increase the slip resistance of the surface of the firm. In Spain its use became widespread in the mid-80s.
- This solid skeleton of the granular type mixtures and materials used for pavements, structure layers, rolling layers and firm as are the road surfaces, is usually constituted by aggregates, which provide resistance when applied, and is combined with binders. of a variable nature that ensure the cohesion of the skeleton in the applied layer.
- the choice of these two components determines the characteristics of the material and consequently of the layer formed from it;
- draining mixtures are known that are small in size of aggregate and have a low bearing capacity, and thick, semi-dense and dense mixtures that do not have a draining capacity but a bearing capacity.
- the present invention which is a macro agglomerate with the specifications described below, is shown as an advantageous alternative due to its high bearing capacity compared to known draining mixtures and effective even for change zones. cantilever and little longitudinal slope, also presenting greater durability and lower maintenance cost due to its slow clogging and easy cleaning.
- the first object of the present invention is a mixture called bituminous draining macro agglomerate for paving, which also has bearing capacity and which comprises an aggregate mineral skeleton and an asphaltic bitumen, characterized in that:
- the aggregate mineral skeleton is contained in a percentage comprised between 94% and 96% of the total weight of the agglomerate, has a discontinuous particle size of a maximum size of 45 mm and between 62% and 100% of the total aggregates has a size less than 32 mm, with 2% to 7% of the total weight of the aggregate mineral skeleton being a granulometry stabilizing filler less than 0.063 mm, which is calcium hydroxide or calcium carbonate; Y
- Asphaltic bitumen is contained in a percentage between 4% and 6% of the total weight of the agglomerate, and is a 15/25 high modulus bitumen double modified with:
- NFU ⁇ rubber tire tire out of use
- ⁇ a polymer, of the elastomer type which is SBS (styrene-butadiene-styrene) or amorphous polypropylene, in a percentage between 4% and 8% by weight of the total weight of the bitumen.
- SBS styrene-butadiene-styrene
- amorphous polypropylene in a percentage between 4% and 8% by weight of the total weight of the bitumen.
- the mineral skeleton of the draining macro agglomerate is very thick when compared to that of the existing draining mixtures today, reaching a maximum size between 32 mm and 45 mm.
- the described material has a percentage of voids on mixing between 17% and 25%.
- asphaltic bitumen which is modified high modulus 15/25 bitumen
- the filler which is the part with the lowest grain size of the mineral skeleton, a phenomenon that occurs during the general kneading process of the first one. the aggregates, giving rise to a mixture that coalesces the agglomerate.
- the bitumen mixed with the mineral skeleton is stabilized with a quality filler, in the form of intangible powder, such as dull lime or calcium carbonate.
- high modulus bitumen such as bitumen 15/25
- bitumen 15/25 is understood as a special hard bitumen that is used in bituminous mixtures and which gives it a high degree of stiffness, developing good tensile strength and fatigue.
- high modulus for semi-dense MAN mixtures means a stiffness module> 1 1000 MPa.
- a high modulus bitumen is used in draining mixtures in which they are not conventionally applied, having achieved very advantageous results in terms of draining and bearing capacity of the final bituminous mixture.
- the stabilization filler which, when mixed, binds intimately with the bitumen, is part of the aggregates, specifically its smallest granulometric fraction (usually presented as a powder) with a size less than 0.063 mm.
- the filler is present in an amount between 2% and 7% by weight of the total aggregate weight of the agglomerate; If this percentage by weight of filler is related to the amount of bitumen contained in the mixture, it can be said that said range of percentages is in turn equivalent to a ratio in weight of bit / bitumen between 0.50 and 1.17.
- the draining material described has a greater durability and a lower maintenance cost due to its slow clogging and easy cleaning compared to the existing draining mixtures.
- it gives the firm layer a high bearing capacity, of which current drainage mixtures are almost completely lacking. It is also effective even for areas of cant change and little longitudinal slope, where known firm materials do not work.
- the draining mixture has the following: it is a draining macro agglomerate capable of evacuating water flows much higher than conventional draining mixtures, thanks to the configuration of its mineral skeleton and the high percentage of voids over mixing (between 17% and 25% calculated according to NLT 168/90) that it presents. It is therefore an effective material in the drainage of rainwater, avoiding the accumulation of the same in areas of change of cant or little slope where the other mixtures are not effective;
- the material of the present invention is provided with a large bearing capacity similar to the mixtures dense and semi-dense, thus being able to significantly reduce the thickness of the firm package, as will be seen later.
- Stiffness module between 7000 and 10000 MPa. Standard UNE-EN 12697-26, Annex C.
- composition of the draining mixture gives it the following properties and advantages over the rest of similar materials that are known in the technical field, since there is no known draining mixture that meets all these characteristics and requirements:
- the draining material described is applicable in civil works, specifically in the realization of road signs.
- This bituminous draining macro agglomerate is useful as a draining rolling layer with bearing capacity, or as an intermediate layer, both on newly created roads and in the rehabilitation of existing roads.
- the third object of the invention presented here is the use of the draining mixture, in any of its variants, as an asphalt mixture for the construction and rehabilitation of road signs, highways and motorways.
- the mixture can be used as an intermediate draining layer of structure or as a draining and bearing layer in the construction and rehabilitation of the aforementioned firm.
- the fourth object that constitutes this invention is the road, highway or highway sign comprising the draining mixture described above in the form of an intermediate layer or a rolling layer, in a layer thickness between 120 mm and 140 mm, including both limits.
- the draining mixture or macro agglomerate has the following composition:
- aggregate mineral skeleton contained in a percentage comprised between 94% and 96% of the total weight of the macro agglomerate (more preferably, 94.5%), with 2% to 7% of the total weight of the mineral aggregate skeleton being the stabilizer filler of granulometry less than 0.063 mm; Y
- asphaltic bitumen contained in a percentage between 4% and 6% of the weight total of the agglomerate (more preferably, 5.5%), which is double modulated bitumen 15/25 double modified with:
- NFU ⁇ rubber tire tire out of use
- ⁇ styrene elastomeric polymer which is SBS (styrene-butadiene-styrene) or amorphous polypropylene, between 4% and 8% by weight of the total weight of bitumen (more preferably, 5%).
- the aggregate mineral skeleton of the mixture which is of discontinuous granulometry, may have the following fractions:
- the aggregate mineral skeleton also has the following fractions:
- the preferred granulometric spindle of the aggregate mineral skeleton that is contained in the draining mixture expressed in% of raisin, and as defined in the UNE standard, is as follows:
- the superior size that can be reached by the rocky materials or aggregates that make up the aggregate mineral skeleton contained in the draining mixture is 45 mm. But also according to the definition of the material it is possible that none of the rocky materials that make up the aggregate mineral skeleton of the mixture exceeds 32 mm, so that 100% is smaller than 32 mm. This offers several alternatives.
- the aggregate mineral skeleton of the mixture also has the following fractions:
- between 45% and 65% of the total aggregates is less than 16 mm in size; and between 60% and 80% of the total aggregates is less than 22 mm in size.
- the granulometric spindle of this preferred mineral skeleton is as follows:
- the aggregates of the mixture does not contain aggregates larger than 32 mm, or in other words 100% of the total aggregates is less than 32 mm
- the aggregate mineral skeleton of the mixture also has the following fractions:
- the particularity of the mineral skeleton in terms of its size joins the particularity of the asphalt binder, since an asphaltic binder is not known in the field like that of the present invention, where the bitumen is high modulus 15/25 and is modified with NFU powder and with an SBS polymer or amorphous polypropylene.
- the rubber tire tire out of use (NFU) is contained in the binder in a percentage between 18% and 22% by weight of the total weight of the bitumen.
- the ratio by weight filler / bitumen is 0.60.
- FIGURE 1 Vertical profile of a tread layer prepared from the draining mixture defined in the present invention (1), compared to the vertical profile of an example of a draining mixture known and representative of the state of the art (2).
- FIGURE 2 Photograph taken in traditional draining mixture in stretch of change of cant and low slope.
- Example 1 Preparation of a draining bituminous mixture according to the present invention for paving and construction of a rolling layer.
- the aggregate mineral skeleton of the mixture was prepared. For this, up to 5 types of aggregates of different grain sizes were used, which complied with the technical requirements required for use in the rolling layer.
- the mixing ratio between the filler and the bitumen is 0.60. From this combination of aggregates and filler, a draining mixture was prepared with the following granulometry:
- the dry part of the mixture consisting of aggregates and filler, was combined with 5.5% by weight of the total bitumen mixture, which was bitumen 15/25, previously modified with NFU powder in a proportion of 20% in Total weight of the bitumen and with an SBS polymer in a proportion of 5% by total weight of the bitumen.
- the macro agglomerate prepared in this Example had the following properties:
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
La presente invención se refiere a una mezcla drenante bituminosa para pavimentación, con capacidad portante, que es un macroaglomerado caracterizado por que comprende un esqueleto mineral de áridos con una granulometría discontinua de un tamaño máximo de 45 mm donde entre el 62% y el 100% del total de áridos tiene un tamaño inferior a 32 mm, y siendo su fracción más pequeña un fíller de estabilización que representa entre 2% y 7% del peso total de áridos; y un betún asfáltico que es un betún de alto modulo 15/25 doblemente modificado con: polvo de caucho de neumáticos fuera de uso, en un porcentaje comprendido entre 10% y 22% en peso del peso total del betún, y con un polímero, que es estireno-butadieno-estireno o polipropileno amorfo, en un porcentaje comprendido entre 4% y 8% en peso del peso total del betún.
Description
DESCRIPCIÓN
MACROAGLOM ERADO DRENANTE CON CAPACIDAD PORTANTE, SU USO PARA
PAVIMENTACIÓN Y FABRICACIÓN DE CAPAS DE RODADURA SECTOR DE LA INVENCIÓN
La presente invención se engloba en el sector de la construcción y la obra civil, concretamente en el área de pavimentación y construcción de firmes de carreteras.
ESTADO DE LA TÉCNICA
Las mezclas drenantes son hormigones bituminosos que se dosifican con el objetivo principal de conseguir un gran número de huecos interconectados que permitan la percolación del agua de lluvia. Tuvieron su origen en Reino Unido para la construcción de pistas en aeropuertos, y posteriormente fueron extendidas en E.E.U.U. como capa de tratamiento superficial de 2 cm de espesor para aumentar la resistencia al deslizamiento de la superficie del firme. En España su uso se generalizó a mediados de los años 80.
Este esqueleto sólido de las mezclas y materiales de tipo granular empleados para pavimentos, capas de estructura, capas de rodadura y firmes como son los firmes de carretera, suele estar constituido por áridos, que le aportan resistencia cuando son aplicados, y se combina con ligantes de naturaleza variable que aseguran la cohesión del esqueleto en la capa aplicada. La elección de estos dos componentes determina las características del material y en consecuencia de la capa formada a partir de él; así, se conocen mezclas drenantes que son de pequeño tamaño de árido y escasa capacidad portante, y mezclas gruesas, semidensas y densas que no tienen capacidad drenante pero sí capacidad portante.
Inicialmente las mezclas drenantes se diseñaron con porcentajes de huecos comprendidos entre 15% y 18%, pero se comprobó que se colmataban muy rápidamente. Por este motivo, actualmente se exige un contenido mínimo de huecos de 20%, siendo frecuente emplear mezclas con el 22% de huecos sobre el total de la mezcla.
Para conseguir estos altos contenidos en huecos, habitualmente se ha reducido drásticamente el contenido en mortero de la mezcla, utilizando entre el 10% y el 15% de áridos de tamaño inferior a 2 mm. Esto provoca que la disgregación del árido sea mayor, haciendo que la durabilidad del pavimento se vea afectada negativamente, disminuyendo
su ciclo de vida útil. Por esos motivos, los hormigones asfálticos drenantes están actualmente diseñados para capas de pequeño espesor, oscilando entre 8 mm y 16 mm su tamaño máximo de árido, tanto en Europa como en E.E.U.U. En España, las únicas mezclas drenantes que existen son las descritas en la Orden Circular 24/2008 sobre el Pliego de Prescripciones Técnicas generales para obras de carreteras y puentes (PG-3). Artículo: 543-Mezclas bituminosas para capas de rodadura. Mezclas drenantes y discontinuas. El tamaño máximo de árido establecido es de 16 mm. Los firmes o capas de rodadura fabricados a partir de mezclas drenantes conocidas hasta ahora presentan una serie de limitaciones o inconvenientes:
Baja durabilidad. Inferior a las mezclas densas y semidensas (portantes).
Rápida colmatación. Saturación de los huecos por acumulación de polvo e impurezas.
- Escasa capacidad portante.
Pérdida de eficacia drenante en zonas de escasa pendiente longitudinal y cambio de peralte, lo que permite la aparición de peligrosos charcos en la carretera cuando se producen lluvias localmente intensas. Básicamente, el problema técnico que se plantea en el campo de la pavimentación es la facilidad con la que se colmatan las mezclas drenantes convencionales, que apenas poseen capacidad portante y que no funcionan en zonas de escasa pendiente longitudinal y cambios de peralte, incrementando la peligrosidad de la conducción. A la vista de los problemas detectados, la presente invención, que es un macroaglomerado con las especificaciones que se describen a continuación, se muestra como una alternativa ventajosa por su capacidad portante elevada en comparación con las mezclas drenantes conocidas y eficaz incluso para zonas de cambio de peralte y poca pendiente longitudinal, presentando además una mayor durabilidad y un menor coste de mantenimiento por su lenta colmatación y fácil limpieza.
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA INVENCIÓN
El primer objeto de la presente invención lo constituye una mezcla llamada macroaglomerado drenante bituminosa para pavimentación, que también presenta capacidad portante y que comprende un esqueleto mineral de áridos y un betún asfáltico,
caracterizado porque:
el esqueleto mineral de áridos está contenido en un porcentaje comprendido entre 94% y 96% del peso total del macroaglomerado, presenta una granulometría discontinua de un tamaño máximo de 45 mm y entre el 62% y el 100% del total de áridos tiene un tamaño inferior a 32 mm, siendo entre el 2% y el 7% del peso total del esqueleto mineral de áridos un fíller de estabilización de granulometría inferior a 0.063 mm, que es hidróxido cálcico o carbonato cálcico; y
el betún asfáltico está contenido en un porcentaje comprendido entre 4% y 6% del peso total del macroaglomerado, y es un betún de alto modulo 15/25 doblemente modificado con:
■ polvo de caucho de neumáticos fuera de uso (NFU), en un porcentaje comprendido entre 10% y 22% en peso del peso total del betún, y con
■ un polímero, del tipo elastómero que es SBS (estireno-butadieno- estireno) o polipropileno amorfo, en un porcentaje comprendido entre 4% y 8% en peso del peso total del betún.
El esqueleto mineral del macroaglomerado drenante es muy grueso al compararse con el de las mezclas drenantes existentes hoy en día, alcanzando un tamaño máximo comprendido entre 32 mm y 45 mm. Además, el material descrito presenta un porcentaje de huecos sobre mezcla comprendido entre 17% y 25%.
Por su parte, el betún asfáltico, que es betún de alto módulo 15/25 modificado, se une íntimamente con el fíller, que es la parte de menor granulometría del esqueleto mineral, fenómeno que se produce durante el proceso de amasado general del primero con los áridos, dando lugar a una mezcla que cohesiona el macroaglomerado. Así, el betún mezclado con el esqueleto mineral es estabilizado con un fíller de calidad, en forma de polvo intangible, como es cal apagada o carbonato cálcico.
En el campo técnico, se entiende por betún de alto módulo, como es el betún 15/25, a un betún duro especial que se emplea en mezclas bituminosas y que le confiere un alto grado de rigidez, desarrollando una buena resistencia a la tracción y a la fatiga. Concretamente, según la normativa PG-3, por alto módulo para mezclas semidensas MAN se entiende un módulo de rigidez >1 1000 MPa. En el caso de la presente invención, se emplea un betún de alto módulo en mezcla drenantes en las que convencionalmente no son aplicados, habiendo conseguido resultados muy ventajosos en cuanto a la
capacidad drenante y portante de la mezcla bituminosa final. Así, aun no habiendo llegado a obtener mezclas bituminosas con un módulo de rigidez mayor a 11000 MPa, sí que se han obtenido mezclas de un modulo significativamente mayor que el de las mezclas drenantes convencionales, porque presenta un módulo de rigidez comprendido entre 7000 y 10000 MPa (Norma UNE-EN 12697-26, Anexo C).
Como se ha dicho, el fíller de estabilización, que al mezclarse se une íntimamente con el betún, es parte de los áridos, concretamente su fracción granulométrica más pequeña (se suele presentar en forma de polvo) con un tamaño inferior a 0.063 mm. El fíller está presente en una cantidad comprendida entre 2% y 7% en peso del peso total de áridos del macroaglomerado; si se relaciona este porcentaje en peso de fíller con la cantidad de betún que contiene la mezcla, se puede afirmar que dicho intervalo de porcentajes equivale a su vez a una relación en peso fíller/betún comprendida entre 0.50 y 1.17. Gracias a su granulometría y a las propiedades del ligante que particularmente se prepara y emplea en esta mezcla, el material drenante descrito presenta una mayor durabilidad y un menor coste de mantenimiento por su lenta colmatacion y fácil limpieza en comparación con las mezclas drenantes existentes. Además de mejorar la capacidad drenante, confiere a la capa de firme una elevada capacidad portante, de las que las mezclas drenantes actuales carecen casi por completo. También es eficaz incluso para zonas de cambio de peralte y poca pendiente longitudinal, donde no sirven los materiales de firme conocidos. Concretamente, la mezcla drenante presenta las siguientes: es un macroaglomerado drenante capaz de evacuar caudales de agua muy superiores a las mezclas drenantes convencionales, gracias a la configuración de su esqueleto mineral y al alto porcentaje de huecos sobre mezcla (entre 17% y 25% calculados según norma NLT 168/90) que éste presenta. Es por tanto un material efectivo en el drenaje del agua de lluvia, evitando la acumulación de la misma en zonas de cambio de peralte o poca pendiente donde las demás mezclas no son efectivas;
el mayor tamaño de su esqueleto mineral, que llega a un máximo comprendido entre 32 mm y 45 mm, ralentiza la colmatacion de sus huecos y es más fácil su limpieza mediante chorros de agua;
al contrario que las mezclas drenantes convencionales, el material de la presente invención está dotado de una gran capacidad portante similar a las mezclas
densas y semidensas, pudiéndose así reducir de forma significativa el espesor del paquete de firme, como se verá más adelante. Módulo de rigidez: de entre 7000 y 10000 MPa. Norma UNE-EN 12697-26, Anexo C.
Además, la composición de la mezcla drenante le confiere las siguientes propiedades y ventajas frente al resto de materiales similares que se conocen en el campo técnico, ya que no se conoce ninguna mezcla drenante que cumpla con todas estas características y prescripciones:
- Parámetros Marshall: Estabilidad: Más de 35 kN. Deformación: Entre 3 y 5.25 mm.
Norma ASTM D5581-07a.
- Estabilidad retenida según procedimiento interno: Al menos el 85%.
- Resistencia conservada según norma UNE-EN 12697-12: Al menos el 85%.
- Ensayo de pista de laboratorio: Inferior o igual a 0,07 mm para 103 ciclos de carga.
Norma UNE-EN 12697-22:2003 + A1 2007.
Caracterización de las mezclas bituminosas abiertas por medio del ensayo cántabro de pérdida por desgaste (NLT-352/00): Inferior o igual a 20%.
- Módulo de rigidez de entre 7000 y 10000 Mpa, Norma UNE EN 12697-26 Anexo C.
La siguiente tabla resume las características esenciales de la mezcla drenante objeto de la invención, y compara sus propiedades con las de las mezclas convencionales.
Tabla 1. Comparación de las características y propiedades de la mezcla drenante objeto de invención con las de mezclas drenantes convencionales.
MEZCLA MEZCLA DE LA
VENTAJAS CONVENCIONAL INVENCIÓN
TAMAÑO
Permite mayor espesor MÁXIMO DE 1 1 - 16 mm 30 - 40 mm
de capa
ÁRIDO
ESPESOR DE
CAPA Enorme capacidad
30 - 40 mm 120 - 140 mm
CONSTITUIDA drenante y fácil limpieza POR LA MEZCLA
Igual o superior a
Inferior a las Durabilidad muy
CAPACIDAD las mezclas
mezclas densas y superior a las mezclas PORTANTE* densas y
semidensas drenantes actuales
semidensas
Mucho más lenta
Rápida según Facilidad de limpieza
PERMEABILIDAD a igualdad de
condiciones vía con chorros de agua
condiciones
* La capacidad portante se midió mediante ensayo de rigidez UNE -EN 12697-27 ANEXO C (IT-CY). Valor medio de una mezcla densa o semidensa = 7000 Mpa. Valor medio de una mezcla drenante convencional = 300 Mpa. Una de las ventajas adicionales que presenta la mezcla o macroaglomerado objeto de la presente invención es que se puede fabricar de forma industrial por métodos convencionales y utilizando cualquier planta asfáltica discontinua moderna, complementándola con un dispositivo de mezcla y modificación del betún con el NFU y el polímero.
El material drenante descrito es aplicable en obra civil, concretamente en la realización de firmes de carreteras. Este macroaglomerado drenante bituminoso es útil como capa de rodadura drenante con capacidad portante, o como capa intermedia, tanto en vías de nueva creación como en la rehabilitación de vías ya existentes. De este modo, el tercer objeto de la invención que aquí se presenta es el uso de la mezcla drenante, en cualquiera de sus variantes, como mezcla asfáltica para construcción y rehabilitación de firmes de carretera, autovías y autopistas. Concretamente, la mezcla puede usarse como capa drenante intermedia de estructura o como capa de rodadura drenante y portante en la construcción y rehabilitación de los firmes mencionados.
El cuarto objeto que constituye esta invención es el firme de carretera, autovía o autopista que comprende la mezcla drenante antes descrita en forma de capa intermedia o capa de rodadura, en un espesor de capa comprendido entre 120 mm y 140 mm, incluidos ambos límites.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
De manera preferida, la mezcla o macroaglomerado drenante presenta la siguiente composición:
esqueleto mineral de áridos, contenido en un porcentaje comprendido entre 94% y 96% del peso total del macroaglomerado (más preferentemente, 94.5%), siendo entre el 2% y el 7% del peso total del esqueleto mineral de áridos el fíller de estabilización de granulometría inferior a 0.063 mm; y
betún asfáltico, contenido en un porcentaje comprendido entre 4% y 6% del peso
total del macroaglomerado (más preferentemente, 5.5%), que es betún de alto módulo 15/25 doblemente modificado con:
■ polvo de caucho de neumáticos fuera de uso (NFU), en un 20% en peso del peso total del betún; y
■ polímero elastómero del tipo estirénico que es SBS (estireno-butadieno- estireno) o polipropileno amorfo, entre un 4% y 8% en peso del peso total del betún (más preferentemente, en un 5%).
Preferentemente también, el esqueleto mineral de áridos de la mezcla, que es de granulometría discontinua, puede presentar las siguientes fracciones:
entre 4% y 9% del total de áridos es de un tamaño inferior a 0.250 mm;
entre 5% y 12% del total de áridos es de un tamaño inferior a 0.500 mm; y entre 8% y 16% del total de áridos es de un tamaño inferior a 2 mm. En otra realización más particular de la mezcla, el esqueleto mineral de áridos presenta también las siguientes fracciones:
entre 12% y 27% del total de áridos es de un tamaño inferior a 4 mm;
entre 25% y 55% del total de áridos es de un tamaño inferior a 8 mm;
entre 45% y 86% del total de áridos es de un tamaño inferior a 16 mm; y
- entre 60% y 97% del total de áridos es de un tamaño inferior a 22 mm.
De este modo, el huso granulométrico preferido del esqueleto mineral de áridos que está contenido en la mezcla drenante, expresado en % de pasa, y según se define en la normativa UNE, es el siguiente:
Tabla 2. Huso pranulométrico del esqueleto mineral de áridos contenido en la mezcla drenante, de acuerdo con los tamaños de tamiz determinados por la normativa UNE
ABERTURA DE LOS TAMICES (en mm)
45 32 22 16 8 4 2 0.500 0.250 0.063
% DE
PASA DEL 100 62-100 60-97 45-86 25-55 12-27 8-16 5-12 4-9 2-7 ÁRIDO
Como se deriva de la descripción esencial del material objeto de interés, el tamaño superior que pueden alcanzar los materiales rocosos o agregados que componen el esqueleto mineral de áridos contenido en la mezcla drenante es de 45 mm. Pero también según la definición del material es posible que ninguno de los materiales rocosos que configuran el esqueleto mineral de áridos de la mezcla supere los 32 mm, de tal forma que el 100% presenta un tamaño inferior a 32 mm. Esto ofrece varias alternativas.
Así, en una realización preferida de la mezcla (identificada como PA-45 en la presente memoria), entre 3% y 25% del peso total de áridos presenta un tamaño comprendido entre 32 mm y 45 mm incluidos ambos límites (o lo que es lo mismo, entre un 75% y un 97% del peso total de áridos es de un tamaño inferior a 32 mm).; debe tenerse en cuenta que, como se ha dicho, su fracción más pequeña, esto es inferior a 0.063 mm, representa siempre entre el 2% y el 7% del peso total de los áridos, ya que corresponde al fíller de la mezcla. En un caso más preferido de esta realización particular, el esqueleto mineral de áridos de la mezcla presenta además las siguientes fracciones:
entre 4% y 9% del total de áridos es de un tamaño inferior a 0.250 mm;
entre 5% y 12% del total de áridos es de un tamaño inferior a 0.500 mm;
entre 8% y 16% del total de áridos es de un tamaño inferior a 2 mm;
entre 12% y 27% del total de áridos es de un tamaño inferior a 4 mm;
- entre 25% y 40% del total de áridos es de un tamaño inferior a 8 mm;
entre 45% y 65% del total de áridos es de un tamaño inferior a 16 mm; y entre 60% y 80% del total de áridos es de un tamaño inferior a 22 mm.
El huso granulométrico de este esqueleto mineral preferido es el siguiente:
Tabla 3. Huso granulométrico del esqueleto mineral de áridos contenido en la mezcla drenante preferida denominada PA-45, de acuerdo con los tamaños de tamiz
ABERTURA DE LOS TAMICES (en mm)
45 32 22 16 8 4 2 0.500 0.250 0.063
% DE
PASA DEL 100 75-97 60-80 45-65 25-40 12-27 8-16 5-12 4-9 2-7 ÁRIDO
En otra realización particular de la invención (identificada como PA-32 en la presente memoria), los áridos de la mezcla no contiene agregados con tamaño superior a 32 mm, o dicho de otro modo el 100% del total de áridos es inferior a 32 mm. En el caso más preferido de esta realización, entre 3% y 20% de ese total de áridos presenta preferiblemente un tamaño comprendido entre 32 mm y 22 mm, incluidos ambos límites. En un caso más preferido de esta realización, el esqueleto mineral de áridos de la mezcla presenta además las siguientes fracciones:
entre 4% y 9% del total de áridos es de un tamaño inferior a 0.250 mm;
entre 5% y 12% del total de áridos es de un tamaño inferior a 0.500 mm;
entre 8% y 16% del total de áridos es de un tamaño inferior a 2 mm;
entre 13% y 27% del total de áridos es de un tamaño inferior a 4 mm;
entre 40% y 55% del total de áridos es de un tamaño inferior a 8 mm; y
entre 65% y 86% del total de áridos es de un tamaño inferior a 16 mm.
Si tenemos en cuenta que la fracción más pequeña de áridos, inferior a 0.063 mm, representa entre el 2% y el 7% del peso total de los áridos, entonces ell huso granulométrico de este otro esqueleto mineral preferido es el siguiente:
Tabla 4. Huso pranulométrico del esqueleto mineral de áridos contenido en la mezcla drenante preferida denominada PA-32, de acuerdo con los tamaños de tamiz
determinados por la normativa UNE
La particularidad del esqueleto mineral en cuanto a su tamaño se une a la particularidad del ligante asfáltico, ya que no se conoce en el campo un ligante asfáltico como el de la presente invención, donde el betún es de alto módulo 15/25 y está modificado con polvo NFU y con un polímero SBS o polipropileno amorfo. En un caso preferido, el polvo de caucho de neumáticos fuera de uso (NFU) está contenido en el ligante en un porcentaje comprendido entre 18% y 22% en peso del peso total del betún.
También preferentemente, la relación en peso fíller/betún es de 0.60.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
FIGURA 1. Perfil vertical de una capa de rodadura preparada a partir de la mezcla drenante definida en la presente invención (1), comparada con el perfil vertical de un ejemplo de mezcla drenante conocida y representativa del estado de la técnica (2).
FIGURA 2. Fotografía tomada en mezcla drenante tradicional en tramo de cambio de peralte y escasa pendiente. EJEMPLOS
Eiemplo 1. Preparación de una mezcla bituminosa drenante de acuerdo con la presente invención para pavimentación y construcción de una capa de rodadura.
En primer lugar, se preparó el esqueleto mineral de áridos de la mezcla. Para ello, se usaron hasta 5 tipos de áridos de granulometría diferente, que cumplían con las prescripciones técnicas exigidas para su utilización en capa de rodadura.
Tabla 5. Granulometrías de los áridos utilizados para preparar el esqueleto mineral de la mezcla bituminosa objeto de interés
GRANULOMETRÍAS DE LOS ÁRIDOS
Estos áridos de granulometría diferente se mezclaron entre sí y con el fíller (en este caso, cal apagada) para obtener el esqueleto mineral de la mezcla drenante, en las proporciones siguientes:
Tabla 6. Composición de la parte seca de la mezcla drenante constituida por fracciones de áridos y fíller (% en peso del total de parte seca de la mezcla)
FRACCIÓN %
Arenas
Arena 0/3 15.0
Aridos
Arido 6/12 16.0
Arido 12/20 10.0
Arido 20/25 20.0
Arido 25/40 36.0
Fíller
Cal apagada 3.0
TOTAL 100.0
La relación de mezcla entre el fíller y el betún (fíller/betún) es 0.60. A partir de esta combinación de áridos y fíller, se preparó una mezcla drenante con la siguiente granulometría:
Tabla 7. Curva qranulométrica y huso qranulométrico del esqueleto mineral que
constituye la mezcla drenante preparada en el Ejemplo 1 (% de pasa)
La parte seca de la mezcla, constituida por los áridos y el fíller se combinó con 5.5% en peso del total de la mezcla de un betún, que era betún 15/25, previamente modificado con polvo de NFU en una proporción del 20% en peso total del betún y con un polímero SBS en una proporción del 5% en peso total del betún.
Se procedió a la mezcla de todos los componentes empleados técnicas comunes en el campo a una temperatura comprendida entre 185°C y 190°C. Posteriormente se procedió a la compactación de la mezcla, a una temperatura de entre 165°C y 185°C.
El macroaglomerado preparado en este Ejemplo presentó las siguientes propiedades:
- Densidad: 2.184 g/cm3.
- Estabilidad Marshall: 36.5 kN.
Deformación: 4.1 mm.
Huecos en mezcla: 17.1 %.
- Estabilidad Marshall retenida: 94%.
- Pérdida por desgaste obtenida mediante el ensayo Cántabro: 16%.
- Módulo de rigidez: 7323 MPa.
Claims
1. Un macroaglomerado drenante para pavimentación, con capacidad portante, que comprende un esqueleto mineral de áridos y un betún asfáltico, caracterizado por que:
el esqueleto mineral de áridos está contenido en un porcentaje comprendido entre 94% y 96% del peso total del macroaglomerado, presenta una granulometría discontinua de un tamaño máximo de 45 mm y entre el 62% y el 100% del total de áridos tiene un tamaño inferior a 32 mm, siendo entre el 2% y el 7% del peso total de áridos un fíller de estabilización de granulometría inferior a 0.063 mm, que es hidróxido cálcico o carbonato cálcico; y
el betún asfáltico está contenido en un porcentaje comprendido entre 4% y 6% del peso total del macroaglomerado, y es un betún de alto modulo 15/25 doblemente modificado con:
■ polvo de caucho de neumáticos fuera de uso, en un porcentaje comprendido entre 10% y 22% en peso del peso total del betún, y con ■ un polímero, del tipo elastómero que es estireno-butadieno-estireno o del tipo polipropileno amorfo, en un porcentaje comprendido entre 4% y 8% en peso del peso total del betún.
2. El macroaglomerado drenante según la reivindicación anterior, que presenta la siguiente composición:
- esqueleto mineral de áridos, contenido en un porcentaje del 94.5% del peso total del macroaglomerado; y
- betún asfáltico de alto módulo 15/25, contenido en un porcentaje del 5.5% del peso total de la mezcla, y que está doblemente modificado con:
■ polvo de caucho de neumáticos fuera de uso (NFU), en un 20% en peso total del peso de betún ; y
■ polímero SBS o polipropileno amorfo, en un 5% en peso total del peso de betún.
3. El macroaglomerado drenante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, donde el esqueleto mineral de áridos presenta las siguientes fracciones:
entre 4% y 9% del total de áridos es de un tamaño inferior a 0.250 mm;
- entre 5% y 12% del total de áridos es de un tamaño inferior a 0.500 mm; y
entre 8% y 16% del total de áridos es de un tamaño inferior a 2 mm.
4. El macroaglomerado drenante según la reivindicación anterior, donde el esqueleto mineral de áridos presenta además las siguientes fracciones:
- entre 12% y 27% del total de áridos es de un tamaño inferior a 4 mm;
entre 25% y 55% del total de áridos es de un tamaño inferior a 8 mm;
entre 45% y 86% del total de áridos es de un tamaño inferior a 16 mm; y entre 60% y 97% del total de áridos es de un tamaño inferior a 22 mm.
5. El macroaglomerado drenante según la reivindicación anterior, donde el esqueleto mineral de áridos presenta el siguiente huso granulométrico:
6. El macroaglomerado drenante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde entre 3% y 25% del total en peso de áridos del esqueleto mineral presenta un tamaño comprendido entre 32 mm y 45 mm, incluidos ambos límites.
7. El macroaglomerado drenante según la reivindicación anterior, donde el esqueleto mineral de áridos de la mezcla presenta las siguientes fracciones:
entre 4% y 9% del total de áridos es de un tamaño inferior a 0.250 mm;
- entre 5% y 12% del total de áridos es de un tamaño inferior a 0.500 mm;
entre 8% y 16% del total de áridos es de un tamaño inferior a 2 mm;
entre 12% y 27% del total de áridos es de un tamaño inferior a 4 mm;
entre 25% y 40% del total de áridos es de un tamaño inferior a 8 mm;
entre 45% y 65% del total de áridos es de un tamaño inferior a 16 mm; y
- entre 60% y 80% del total de áridos es de un tamaño inferior a 22 mm.
8. El macroaglomerado drenante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el 100% del total de áridos es inferior a 32 mm y entre 3% y 20% del total de áridos presenta un tamaño comprendido entre 32 mm y 22 mm, incluidos ambos límites.
9. El macroaglomerado drenante según la reivindicación anterior, donde el esqueleto mineral de áridos de la mezcla presenta además las siguientes fracciones:
entre 4% y 9% del total de áridos es de un tamaño inferior a 0.250 mm;
- entre 5% y 12% del total de áridos es de un tamaño inferior a 0.500 mm;
entre 8% y 16% del total de áridos es de un tamaño inferior a 2 mm;
entre 13% y 27% del total de áridos es de un tamaño inferior a 4 mm;
entre 40% y 55% del total de áridos es de un tamaño inferior a 8 mm; y entre 65% y 86% del total de áridos es de un tamaño inferior a 16 mm.
10. Uso del macroaglomerado drenante definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 como mezcla asfáltica para construcción y rehabilitación de firmes de carreteras, autovías y autopistas.
1 1. El uso del macroaglomerado drenante según la reivindicación anterior, como capa drenante intermedia de estructura o como capa de rodadura drenante en la construcción y rehabilitación de los firmes de carreteras, autovías y autopistas.
12. Un firme de carretera, autovía o autopista que comprende el macroaglomerado drenante definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en forma de capa drenante intermedia de estructura o capa de rodadura drenante.
13. El firme de carretera, autovía o autopista definido en la reivindicación anterior, donde la capa del macroaglomerado drenante presenta un espesor comprendido entre 120 mm y 140 mm, incluidos ambos límites.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ESP201431061 | 2014-07-14 | ||
| ES201431061A ES2556267B1 (es) | 2014-07-14 | 2014-07-14 | Macroaglomerado drenante con capacidad portante, su uso para pavimentación y fabricación de capas de rodadura |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016009097A1 true WO2016009097A1 (es) | 2016-01-21 |
Family
ID=55068687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/ES2015/070493 WO2016009097A1 (es) | 2014-07-14 | 2015-06-25 | Macroaglomerado drenante con capacidad portante, su uso para pavimentación y fabricación de capas de rodadura |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2556267B1 (es) |
| WO (1) | WO2016009097A1 (es) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019118018A1 (en) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | Magna International Inc. | Electromagnetic extrusion |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2267407A1 (es) * | 2004-09-09 | 2007-03-01 | Appia | Procedimiento de fabricacion de un revestimiento vertido en frio. |
| US20090163624A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Eurovia | Process for producing two-phase mixes |
| WO2010023173A1 (en) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Bitumen composition |
| ES2394404T3 (es) * | 2004-02-18 | 2013-01-31 | Meadwestvaco Corporation | Procedimiento para producir composiciones bituminosas |
| ES2403354A1 (es) * | 2013-03-18 | 2013-05-17 | Aglomerados Los Serranos, S.A. | Composición bituminosa y su utilización para reducir las vibraciones y el ruido |
-
2014
- 2014-07-14 ES ES201431061A patent/ES2556267B1/es active Active
-
2015
- 2015-06-25 WO PCT/ES2015/070493 patent/WO2016009097A1/es active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2394404T3 (es) * | 2004-02-18 | 2013-01-31 | Meadwestvaco Corporation | Procedimiento para producir composiciones bituminosas |
| ES2267407A1 (es) * | 2004-09-09 | 2007-03-01 | Appia | Procedimiento de fabricacion de un revestimiento vertido en frio. |
| US20090163624A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Eurovia | Process for producing two-phase mixes |
| WO2010023173A1 (en) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Bitumen composition |
| ES2403354A1 (es) * | 2013-03-18 | 2013-05-17 | Aglomerados Los Serranos, S.A. | Composición bituminosa y su utilización para reducir las vibraciones y el ruido |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019118018A1 (en) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | Magna International Inc. | Electromagnetic extrusion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2556267B1 (es) | 2016-11-03 |
| ES2556267A1 (es) | 2016-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101977585B1 (ko) | Sis를 이용한 저소음 배수성 중온 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 시공방법 | |
| CN207227890U (zh) | 一种环保型沥青路面结构 | |
| KR100840708B1 (ko) | 내유동 및 저소음 배수성 아스팔트 혼합물 제조를 위한 개질 아스팔트 바인더 및 그 아스팔트 혼합물 | |
| KR102146982B1 (ko) | Sis, sebs 및 개선된 골재 입도의 미분말 골재를 포함하는 결빙방지용 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 | |
| KR100931008B1 (ko) | 친환경 무기질바인더를 이용한 투수성 포장재 및 이를 이용한 시공방법 | |
| ES2556267B1 (es) | Macroaglomerado drenante con capacidad portante, su uso para pavimentación y fabricación de capas de rodadura | |
| CN206858983U (zh) | 一种应用于公交专用车道的低噪声彩色半柔性路面结构 | |
| JP4785817B2 (ja) | 舗装構造 | |
| KR20150018356A (ko) | 보강층을 이용한 배수성 아스팔트 포장의 내구성 증진 포장공법 | |
| ES2403354A1 (es) | Composición bituminosa y su utilización para reducir las vibraciones y el ruido | |
| KR101214366B1 (ko) | 세립형 우드칩을 이용한 투수성 포장재 및 그 시공방법 | |
| CN104652211A (zh) | 掺加石灰岩细集料的稳定级配碎石垫层的新型路面混合料 | |
| KR101693475B1 (ko) | 아스팔트 보도블록 및 그 설치방법 | |
| CN209024908U (zh) | 一种耐磨防滑抗车辙再生沥青路面结构 | |
| KR101363971B1 (ko) | 흙포장재 | |
| WO2012156542A1 (es) | Material bituminoso y su uso para la construcción de subbalasto | |
| RU2541959C1 (ru) | Профиль асфальтобетонного полотна дороги | |
| CN104947563A (zh) | 一种承载重车运行的高速公路施工技术 | |
| CN216688873U (zh) | 一种高密度嵌锁式新型沥青路面结构 | |
| KR101693472B1 (ko) | 방수층과 스톤 매스틱 아스팔트를 이용한 시공방법 | |
| EA201200662A1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
| KR200466030Y1 (ko) | 경계석 거푸집 | |
| CN102587249A (zh) | 一种添加聚丙烯腈纤维的开级配排水式磨耗层 | |
| ES2365836T3 (es) | Medio para consolidación de suelos. | |
| JP5812770B2 (ja) | ポーラスアスファルト混合物及びこれを用いた施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15822864 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15822864 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |