Estudio de una mezcla asfáltica modificada con ceniza de bagazo de caña de azúcar de Cundinamarca como llenante mineral

Abstract

Contexto: En esta investigación se presentan los resultados obtenidos en laboratorio al elaborar una mezcla asfáltica modificada con Ceniza de Bagazo de Caña de Azúcar de Cundinamarca (CBCA), con el fin de evaluar las propiedades físico-mecánicas y garantizar durabilidad de las mismas bajo las solicitaciones de carga monotónica y evaluación de la adherencia, con el fin de mitigar el impacto ambiental negativo que genera la disposición final de la CBCA al departamento de Cundinamarca (Colombia) y proponer nuevos materiales en la ingeniería de pavimentos. Método: La metodología de la investigación se dividió en cuatro etapas:(1) La primera etapa corresponde a la caracterización de los agregados pétreos y el cemento asfaltico según los lineamientos del Instituto Nacional de Vías INVIAS 2013. (2) La segunda etapa corresponde al diseño de mezcla asfáltica por medio de la determinación del contenido de Cemento asfálticosegún la metodología Marshall. (3) La tercera etapa corresponde a la fabricación de briquetas tipo Marshall, sustituyendo el porcentaje de llenante mineral por CBCA en contenidos del 25%,50%, 75% y 100% con respecto ala masa total del llenante mineral de la mezcla, con el fin determinar los parámetros de resistencia del material por medio de ensayos de Estabilidad Marshall y de la Resistencia a la Tracción Indirecta (RTI), en condiciones secas y húmedas (INVIAS, 2013).Finalmente, la última etapa evalúa la adherencia del material por medio del desgaste a la abrasión en el ensayo de cántabro y de la relación de la RTI en condiciones secas y húmedas. Resultados. Al comparar la mezcla asfáltica de control con la mezcla asfáltica modificada con CBCA en forma de llenante mineral, los resultados reportan que el mejor comportamiento se produjo en la mezcla asfáltica modificada con CBCA del 75%, obteniendo mayor cohesión interna de las partículas. Sin embargo, en la adherencia evaluada por el desgate y la relación de la resistencia a la tracción se observa una disminución. Conclusiones. Observando los resultados obtenidos en este estudio, se puede concluir que la utilización de la Ceniza de Bagazo de Caña de Azúcar de Cundinamarca (CBCA) como llenante mineral en la mezcla asfáltica es viable desde el punto de vista técnico y ambiental, por permitir una forma de disposición final del residuo correcta. De esta manera se podría utilizar el residuo proveniente de la quema del bagazo de caña como material alternativo y disminuir los impactos ambientales negativos que se generan en el departamento de Cundinamarca. Además de contribuir a la reducción en el consumo de agregados pétreos convencionales para la fabricación de mezclas asfálticas para pavimentos.

Context:The results obtained in the laboratory are presented from the preparation of a modified asphalt mixture with Cundinamarca Sugar Cane Bagasse Ash (CBCA), in order to evaluate the physical-mechanical properties and guarantee their durability under the requests monotonic load and adhesion evaluation, in order to mitigate the negative environmental impact generated by the final disposition of the CBCA to the Cundinamarca department (Colombia) and propose new materials in pavement engineering. Method: The research methodology was divided into four stages: (1) The first stage corresponds to the characterization of stone aggregates and asphalt cement according to the National Road Institute guidelines INVIAS 2013. (2) The second stage corresponds to the determination of the content of Cement Asphalt type (CA 60-70) in the control mixture by means of the Marshall methodology. (3) The third stage corresponds to the manufacture of Marshall type briquettes, replacing the percentage of filler mineral by CBCA in contents of 25%, 50%, 75% and 100% with respect to the total mass of the mineral filler of the mixture, to determine the volumetric and resistance parameters of the material by means of Marshall Stability and Resistance tests to Indirect Traction (RTI), in dry and wet conditionsINVIAS, 2013. Finally, the last stage evaluates the adhesion of the material through abrasion wear in the Cantabrian test, as well as through the ratio of the RTI in dry and wet conditions. Results. By comparing the asphalt mix as a control with the modified asphalt mix with CBCA in a filling mineral form, the results report that the best behavior was produced in the modified asphalt mix with 75% CBCA. Obtaining a higher internal particle cohesion. However, in the adherence evaluated by wear and the relation to resistance to traction, a reduction was observed. Conclusions Looking at the results obtained in this study, it can be concluded that the use of Cundinamarca Sugar Cane Bagasse Ash (CBCA) as a mineral filler in the asphalt mixture is viable from a technical and environmental point of view, to allow a way final disposal of the correct waste. In this way, the residue from burning cane bagasse could be used as an alternative material and reduce the negative environmental impacts that are generated in the department of Cundinamarca. In addition to contributing to the reduction in the consumption of conventional stone aggregates for the manufacture of asphalt mixtures for floors