ii congreso de infraestructura vial norte 18 y 19 de marzo...

3er CONGRESO NACIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

Tecnología de producción de mezclas asfálticas en caliente con altos volúmenes de RAP

MSc Humberto Flores

Reference: Phd Don Brock, Richmond Jeff, ASTEC INC, Technical Paper T-127, T135 NCAT, MnDot, FHWA


PRODUCCION SUSTENTABLE DE MEZCLAS DE ASFALTO EN CALIENTE


Que significa producir asfalto con altos volúmenes de asfalto reciclado?

• Cuando nada es nuevo, el concepto de sustentabilidad empieza a ser foco de estudio de la comunidad dedicada al negocio del asfalto.

• “Producción con Desarrollo sustentable”


“Desarrollo sustentable”

Esta definido como: • “Un desarrollo que satisface las necesidades

del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades "


FIGURA Triple Línea de sostenibilidad


Triple línea de sostenibilidad

Crecimiento Economico Proteccion Ambiental Patrimonio Social• Asequibible • Prevención de la contaminació • Patrimonio neto• Eficiencia de recursos • Protección climática • Salud humana• Internalización de costos • Biodiversidad • Educación• Comercio y actividad empresaria• Acción de precaución • Comunidad• Empleo • Evitar la irreversibilidad • Calidad de vida• Productividad • Conservación del hábitat • Participación pública• Carga fiscal • Estética


SUSTENTABILIDAD


Fuente: Astec Inc


ANTECEDENTES - ASFALTO LIQUIDO

• A principios de los 1800’s se uso asfalto del Lago Trinidad.

• Al principio del siglo pasado hubo una alza de precios y subio la cantidad de automoviles.

• Durante los 50’s a los 70’s las refinerías americanas lo vendían alrededor de los $20/ton.

• Con los eventos geopolíticos de los 70’s llego a $180/ton.

• Había que hacer algo….


ANTECEDENTES DEL ASFALTO LIQUIDO (cont..)

A mediados de los 70’s se dieron dos eventos importantes que ayudaron a impulsar el reciclado del asfalto. 1. El alza de los precios del petroleo. 2. El desarrollo de la fresadora moderna.



• La fresadora era capaz de fresar de ¼”a 6” de material de una pasada.

• Algunas Ventajas. – Desperfectos en las calles fueron removidos. – Drenajes y Alcantarillas mantenidos. – Altura de puentes se mantiene. – El peso sobre los puentes se mantiene.



• La ventaja principal fue la de obtener un producto para reciclar a un muy precio ($2 a $3 /ton).

• El Asfalto Reciclado paso a ser el producto por volumen mas reciclado en los Estados Unidos.


Fuente: FHWA, 2014


PORQUE EL RAP? Porque Reciclar el Asfalto?

• El RAP tiene el mismo valor que el material que reemplaza?.

• Hay que tratarlo como material virgen?.

• Mejor Pavimento.


CUAL ES LA MEJOR MANERA DE GANAR DINERO CON RAP?


COSTO DE REDUCCION POR ADICIONAR RAP

• VIRGEN AC al 5% = $500/TON X 0.05 = $25.00 • VIRGEN AGG al 95% = $15/TON X 0.95 = $14.25 COSTO DE MATERIALES VIRGEN = $39.25

• COSTO DEL RAP (RECICLADO PAVIMENTO ASFALTICO)

– (Fresado, Cargio, Procesado) = ($10.00)

COSTO DE REDUCCION POR USAR RAP = $29.25 REDUCCION DEL COSTO DE MEZCLA POR ESTE MONTO POR CADA TONELADA DE

MATERIALES QUE ES REEMPLAZADO CON RAP .


SIMPLE…..

USE TANTO RAP COMO SEA POSIBLE.


INTUITIVAMENTE….

ESTO SIGNIFICA, “USAR EL MAS ALTO PORCENTAJE DE RAP EN LA MEZCLA.”

Pero, eso es simple?


Data courtesy of NCAT


Data courtesy NCAT


Six-State Sponsored

6 Test Sections

WMA

50% RAP

2009 Experiment (+)…

Data courtesy NCAT


25 meses and 3 veranos despúes……


“Rutting” Resultados deformacion / ahuellamiento

Control Section

PFC Section

RAP HMA RAP WMA WMA Foam Add WMA

Data courtesy NCAT


Respuesta a la tensión

50% RAP Mixes

Virgin Mixes

Mezcla Virgen en un grupo; 50% RAP mezclas en otro grupo. A Mayor temperatura, mayor será la tensión. RAP más rígida que virgen ... menos tensión a la misma temperatura.

Una vez más, no una sorpresa.

Data courtesy NCAT


Beam Fatigue Apparatus

• Cíclicamente se aplica una cantidad fija de "tensión" al modelo.

• Se dobla la probeta (haz) hasta que falle.

Data courtesy NCAT


Fatigue Performance Expectations Actual

Control Section

PFC Section

RAP HMA RAP WMA WMA Foam Add WMA

10 million ESAL strain cycles

Virgin @ 350µε / RAP @ 250µε

Data courtesy NCAT


RAP vale lo que el material virgen que reemplaza

6% Bitumen

Fuente: Astec Inc


RAP DINERO ESTA ACUMULANDO!

Fuente: Astec Inc


Cúal es la solución para usar RAP

Fuente: Astec Inc


Secado eficiente, pero…

No todos trabajan bien con altos niveles de RAP.

Fuente: Astec, Tech paper 127, 135 Phd Don Brock


TIPOS DE SECADORES / DRUMS

0 al 100% RAP Fuente: Advantage Tech HMA


+ RAP, Producción sustentable?



Fuente: Astec Inc


Double Barrel® Combinación Secador Mezclador Secuencial



VIDEO



Factores que afectan la tasa de producción

Diámetro Tambor

Tamaño Filtro Mangas

Clase Quemador

Capacidad Alimentación

Caida de presión sistema

Contenido Humedad

Rendimiento quemador

Fugas de aire

Alto ∆P Filtro de Mangas

High Stack Temperature

Diseño Operación

Fuente: propia


Parámetros de diseño

Tamaño Componentes

• Diametro Tambor

• Tamaño Baghouse

• Clasificación quemador

• Capacidad Alimentación

• Caida de presión del sistema

Requerimientos Producción

Fuente: propia


Balance de los Componentes…

Fuente: propia


TIPOS DE SECADORES / DRUMS

0 al 100% RAP Fuente: Advantage Tech HMA


Qué hace un secador de agregados.



HUMEDAD

Fuente: propia


AGUA INCREMENTA SU VOLUMEN 1600 VECES



RAP DINERO ESTA ACUMULANDO!

Fuente: Astec Inc


Cúal es la solución para usar RAP

Fuente: Astec Inc


25% RAP 300F(149C) 10% RAP 300F(149C)

RAP + agregado virgen SOLAMENTE



Fraccionamiento Fuente: Tech paper 135 Phd Don Brock


8 – 1 in x 1 in blocks = 48 sq inches

Dividimos en cubos de 1”

Cubo de 2”

Area de la superficie Vs Tamaño

2 in x 2 in block = 24 sq inches

Fuente: Tech paper 135 Phd Don Brock


Fuente: Tech paper 135 Phd Don Brock


RAP 4-0

RAP 1/2 - 3/8

RAP 3/8 - 4

Virgin 4-0

Virgin 3/8 - 4

Virgin 1/2 - 3/8

BB%

DD%

CC% C%

D%

X%

B%

Fuente: Astec Inc


Comó trabaja?

Fuente: Astec Inc


Baja radiación de calor medio ambiente


Buen Asfalto vs Mal Asfalto

Fuente: Propia


vigorosa mezcla en el secador.

Fuente: Astec Inc


Ingreso a la camara de mezcla.

Fuente: Astec Inc


Mezclado suave en la cámara de mezcla.

Fuente: Astec Inc


Double Barrel® Material Timeline Material Material Time Total Time

Virgin Aggregate Only 160 to 200 sec 160 to 200 sec

RAP + Virgin Aggregate 20 to 27 sec 180 to 227 sec

Fines + RAP + Virgin Aggregate 40 to 45 sec 220 to 272 sec

Bitumen + Fines + RAP + Virgin Aggregate 40 to 45 sec 220 to 272 sec

Additives Dependen del punto de inyección.

Dependen del punto de inyección

Fuente: Astec Inc


• Con el RAP.

• Con el Bitumen.

• Con los Finos

Localización depende del tipo de aditivo.

Aditivos pueden adicionarse a la camara de mezcla…

PATENTED Drum V-Flights


Fuente: Astec Inc


COSTOS


Fuente: Propia


Qué significa “eficiencia”?

• Significa reducir consumo de combustible? • Que hay acerca de reducir las pérdidas? • Podría ser, reducir horas hombre? • Que hay acerca de incrementar la capacidad de

producción? • Que hay acerca de disminuir los costos de mantenimiento? • Que hay acerca de disminuir todos los costos?

TODO LO DE ARRIBA!


“Eficiencia” no es un simple valor

Ejemplo: Un secador puede encender perfectamente, pero el consumo de combustible puede ser realmente alto. Si la humedad del agregado es alto, el consumo de combustible será alto, inclusive si el quemador esta calibrado y trabajando eficientemente.


Donde debemos empezar?

Por lo general, estamos interesados en la eficiencia global de las operaciones de la planta. Nosotros decidimos lo que hay que hacer en primer lugar según ... • DIFICULTAD (coste a cambio) • IMPACTO (efecto potencial)


IMPACTO (efecto potencial)

• Algunas acciones resultarán en una disminución drástica de los costes e incremento de la eficiencia.

• A veces grandes ahorros se pueden realizar de manera muy sencilla y poco costosa.

ALTO IMPACTO ≠ ALTOS COSTOS


CONCLUSIONES

• 100% del RAP es reciclable. • El fresado corrige perfiles, drenajes, alturas de puentes y…produce

RAP. • La tecnología del Doble Barril de Astec son las únicas pueden

procesar hasta un 65% de RAP sin uso adicional de combustible. • El warm mix ahorra hasta un 14% en combustibles. • Fraccionando el RAP y usando Mezcla Tibia con 50% de RAP le

producirá una mezcla resistente a rajaduras y de mas vida. • Mas kilómetros se pueden pavimentar a un costo reducido. • Reducción de gases invernadero, la importación de asfaltos líquidos y

la explotación de canteras.


Contacto en Perú

FERREYROS www.ferreyros.com.pe

ASTEC, Inc.

MSc. Humberto Flores Director de Ventas South Latín América

[email protected] - www.astecinc.com Cellular (51) 989697778 Phone (001) 423 381 8484

http://www.ferreyros.com.pe/

mailto:[email protected]


Fuente: Astec Inc, Phd Don Brock

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