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    Asfaltos modificados con polvo de neumático fuera de uso frente diferentes condiciones de envejecimiento
    (SAM-CONAMET, 2024-08) Zapata Ferrero , Ignacio; Hormaiztegui, María Eugenia Victoria; Segura, Adrián Noel; Rivera, José Julián; Botasso , Hugo Gerardo
    Las mezclas asfálticas se componen por materiales pétreos de distintos tamaños, los cuales son extraídos de canteras, y por un material ligante, conocido como cemento asfáltico, el cual es el último destilado del petróleo. El asfalto de uso vial debe poseer la suficiente elasticidad para absorber las deformaciones que sufre el pavimento cuando es sometido a la carga del tránsito. En tal sentido, el mayor problema que registra es la oxidación generada por la pérdida de los compuestos volátiles. Esto se debe, en primer lugar, por la exposición a altas temperaturas durante el proceso de mezclado y elaboración de la mezcla asfáltica. En segundo término, el material colocado y habilitado al tránsito, se deteriora progresivamente por la exposición a la temperatura ambiente, los rayos ultravioletas y demás condiciones ambientales. La disminución de sus compuestos más ligeros conduce a su rigidez; la cual lleva a la fisuración y deterioro de la capa asfáltica. Por otra parte, la generación de residuos a nivel mundial es un inconveniente aun sin solución. Uno de ellos, es el neumático proveniente de la industria automotriz que ya cumplió su vida útil. En los últimos años se hizo frecuente la utilización del polvo de neumático fuera de uso (NFU) para incorporarlo a las mezclas asfálticas como un modificador del asfalto. Así utilizado, en altas tasas (porcentajes superiores al 10 % sobre el peso de asfalto), se obtiene un material con un desempeño comparable al de los betunes modificados con polímeros vírgenes; pero que no ha sido lo suficientemente analizado en cuanto a la evolución de sus características en obra. El presente trabajo plantea la evaluación de asfaltos modificados con NFU en proporciones crecientes, junto al análisis del comportamiento de las muestras a envejecimientos a corto y largo plazo, para considerar la evolución del material en dichas condiciones.
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    Estudio de la fatiga en mezclas asfálticas con alta proporciones de NFU mediante índices de fisuración
    (Universidad Tecnológica Nacional, 2024-11) Zapata Ferrero, Ignacio; Gelsi, Agustina; Segura, Adrián Noel; Rivera, José Julián; Botasso, Hugo Gerardo
    La fatiga en mezclas asfálticas es una de las principales fallas que se presentan en los pavimentos flexibles. Dicha problemática, se genera por el sucesivo paso de los vehículos y se manifiesta en la superficie de rodamiento como fisuras de corta longitud. Estas fisuras cuando alcanzan un cierto tamaño se interconectan entre sí para formar un entramado que se denomina comúnmente como piel de cocodrilo. Este problema de los pavimentos, no se genera por alcanzar la resistencia última del material, sino por superar la tensión de tracción en la fibra inferior de la capa asfáltica. Por otra parte, la inclusión de material de residuos se hace cada vez más necesaria debido a la gran generación de deshechos. Uno de ellos, es el Polvo de Neumático Fuera de Uso (NFU) el cual resulta un residuo acorde a utilizar en la industria de la pavimentación asfáltica. La trituración de los neumáticos hasta un tamaño milimétrico permite que así sean utilizados. Esta condición asegura que el NFU pueda ser incorporado adecuadamente al asfalto para conformar un material homogéneo que no se separe en sus fases. El presente trabajo plantea la caracterización de asfaltos con 15 y 18 % de NFU por encima del peso de asfalto en conjunto con el asfalto base, por medio de análisis reológicos como el parámetro SUPERPAVE y el Barrido de Amplitud Lineal con envejecimientos a corto y largo plazo. En forma posterior se diseña una mezcla asfáltica tipo CAC-D19 con los asfaltos previamente mencionadas para realizar el ensayo de Tracción Indirecta Estática y evaluar los resultados por medio de índices de fisuración para estimar la fatiga en pavimentos. Por ultimo se plantean correlaciones entre los parámetros de asfalto y mezclas asfálticas obtenidos, los cuales evidencian una aceptable relación.
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    Estudio de fatiga en mezclas asfálticas con NFU mediante el ensayo de viga semi circular
    (Universidad Tecnológica Nacional, 2024-10) Zapata Ferrero, Ignacio; Botasso, Hugo Gerardo; Rivera, José Julián
    Las mezclas asfálticas en caliente que componen la gran cantidad de rutas pavimentadas de la República Argentina, presentan una combinación de distintos materiales, tales como asfalto, ya sea convencional o modificado, en conjunto con agregados y filler. Las problemáticas más habituales en los pavimentos asfálticos son el ahuellamiento, la falla por fatiga y la susceptibilidad térmica, las cuales son esperables que se evidencien al final de su vida útil. La patología de fatiga en los pavimentos flexibles es una problemática que no se alcanza por superar el estado ultimo de material, sino por la sucesiva aplicación de cargas que progresivamente consumen la energía interna del material. Uno de los materiales para mejorar el desempeño a fatiga en las mezclas asfálticas es el polvo de neumático fuera de uso. En incorporaciones de hasta el entorno del 10 % en peso de NFU sobre el peso de asfalto mejora notablemente las propiedades de ahuellamiento en mezclas asfálticas densas. En el presente trabajo se propone la evaluación de mezclas asfálticas con la incorporación de NFU en 15 y 18 % en comparación con el cemento asfaltico base. Se propone la evaluación de distintos índices de caracterización a fatiga por medio del ensayo de la Viga Semi Circular. A su vez se consideran distintos niveles de acondicionamiento para considerar el envejecimiento que actúa en la mezcla asfáltica en su fabricación, elaboración y vida en servicio.
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    Análisis a fatiga mediante determinaciones dinámicas y estáticas de una mezcla asfáltica en frío con agregado artificial polimérico
    (Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional BuenosAires, 2024-11) Rivera, José Julián; Zapata Ferrero, Ignacio
    Producto de recientes investigaciones, en el LEMaC se ha desarrollado un agregado artificial a partir de la mezcla de residuos poliméricos domiciliarios (plásticos) y suelo, al que se le ha dado el nombre de Piedra Polimérica. Este agregado ha recibido premios a nivel internacional en un concurso en Italia y a nivel nacional en el Concurso INNOVAR 2023, contando su proceso de obtención con una patente en avanzado desarrollo. Una de sus posibilidades de empleo es en la constitución de mezclas asfálticas en frío para capas de rodamiento de vías de bajo volumen de tránsito, tanto urbanas como rurales. Los estudios iniciales en tal sentido a nivel de laboratorio han sido producto de publicaciones en una revista Q1 y en un congreso internacional, lo que da fe del interés desde el punto vista vial y ambiental que ha generado. Debido a dicho interés, y a las tareas llevadas a cabo para su producción a escala industrial en una empresa de la ciudad de Ensenada, se ha encarado un estudio más profundo en cuanto a su potencial de resistencia a fatiga. A tales efectos, se han instrumentado análisis a partir de determinaciones estáticas que surgen de normativas recientes desarrolladas a nivel internacional, y que no cuentan con suficientes publicaciones en cuanto a su empleo en Argentina, que permiten ajustar las dosificaciones de las mezclas de manera expeditiva en tal sentido; para pasar luego a su análisis mediante determinaciones dinámicas que habilitan a conclusiones más ajustadas en cuanto a las vidas útiles asignables a las mezclas así desarrolladas. En el presente artículo se realiza una introducción al desarrollo de la Piedra-Polimérica y a la dosificación inicial en un concreto asfáltico en frío, para centrarse luego en el análisis de fatiga asociado bajo los criterios expuestos.
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    Primeras especificaciones técnicas de mezclas asfálticas en caliente con polvo de neumáticos fuera de uso, en Vialidad de Buenos Aires, Argentina
    (Asociación Española de Fabricantes de Mezclas Asfálticas (Asefma), 2024-04) Botasso, Hugo Gerardo; Rivera, José Julián; Delbono, Héctor Luis; Fensel, Enrique Alberto; Zapata Ferrero, Ignacio; Segura, Adrán Noel; Morano, Pablo; Capra, Bernardino; Lalli, Lisandro; Tiseira, Lucas; Perazo, Augusto
    El uso del polvo de neumático en mezclas asfálticas es una tecnología de gran crecimiento en el mundo y en particular con grandes avances en Argentina. En base al financiamiento de un fondo de innovación tecnológica de la provincia de Buenos Aires, FITBA [1], el LEMaC, Centro de Investigaciones Viales de la UTN La Plata [2], realiza en conjunto con la Dirección de Vialidad de la provincia de Buenos Aires las primeras especificaciones técnicas de tres tipos de mezclas asfálticas con polvo de neumático fuera de uso; • Mezcla asfáltica tipo SMA con polvo de neumático fuera de uso pre digerido o activado • Mezcla asfáltica antirreflejo de fisuras con polvo de neumático fuera de uso modificado por vía húmeda o con polvo pre digerido o activado. • Mezcla asfáltica densa con asfalto mejorado o modificado con polvo de neumático fuera de uso por vía húmeda o con polvo pre digerido o activado. En Argentina se han realizado obras con mezcla asfáltica con polvo de neumático con marcos normativos específicos para las mismas, sin contar hasta ahora con un marco regulatorio que motive tanto a proyectistas, como a los organismos públicos, la inclusión en proyectos de carreteras sostenibles. Se presentan los resultados obtenidos, utilizando el formato de las especificaciones vigentes en la Dirección de Vialidad de Buenos Aires, más la realización de ensayos y la discusión de técnicas de control y diseño a partir de dos tesis doctorales relacionadas con la tecnología vinculadas al LEMaC. Cabe mencionar también, a partir del desarrollo del proyecto, la realización de jornadas de debate con la participación de los actores de la cadena de valor del proceso de producción; tales como empresas trituradoras de neumáticos, petroleras, empresas constructoras, entidades de normalización, organismos públicos y sector privado en general. Se ha considerado incorporar por primera vez la utilización del polvo de neumático fuera de uso pre digerido o activado como aporte de trascendencia e innovación en la vialidad local.
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    Experiencias del ensayo de abrasión por vía húmeda para valorar el desempeño en servicio de una marca vial
    (2023-12) Mechura, Verónica; Ibañez, María Cruz; Delbono, Héctor Luis; Colonna, Carlos Lionel; Rivera, José Julián
    Las marcas viales se conforman combinando un material base, que puede ser pintura, termoplástico o plástico en frio, con el sembrado de microesferas sobre la superficie. Este material compuesto, aporta condiciones de seguridad al conductor mediante el fenómeno de retrorreflexión, permitiendo que la marca sea visible por los ojos del conductor durante las noches. En la actualidad, existe la necesidad en la industria relacionada a las marcas viales, tanto de los fabricantes como de las empresas que realizan la aplicación, de establecer una valoración del desempeño de los materiales considerando las acciones a las que están sometidos en servicio. Para evaluar la durabilidad de las marcas viales, existen ensayos exclusivos, que van desde pruebas de campo [1] a la aplicación de equipos de gran escala, denominados simuladores de desgaste [2]. El primer método requiere un período de tiempo de ensayo considerable para obtener el resultado [3] y; el segundo implica dispositivos de gran escala que se encuentran en contados sitios a nivel mundial ya que requieren de una gran inversión para su materialización. Varios autores [4], [5] desarrollan modelos de regresión para pronosticar el ciclo de vida de la retrorreflexión mediante el análisis de datos obtenidos a lo largo del tiempo en pruebas de campo, realizadas en los EEUU, y que considera distintas marcas aplicadas. En este trabajo se busca evaluar el desempeño de la marca vial en el tiempo considerando los efectos conjuntos del tránsito y del agua mediante la simulación en un equipo de abrasión por vía húmeda utilizado en el ámbito vial para lechadas asfálticas. De esta forma, se pretende obtener una metodología simple y con equipamiento accesible. La valoración del material se realiza a través de la evolución de las propiedades esenciales, retrorreflexión y resistencia al deslizamiento, en las distintas instancias de ensayo. La sistemática consiste en el uso de chapas cincadas sobre las que se aplica la marca vial conformada con pintura acrílica base solvente y base acuosa sobre la que se siembran microesferas acordes al material. Las muestras así conformadas, se colocan en un recipiente con agua por el transcurso de una hora y se ensayan 5 minutos en un agitador mecánico utilizado para el ensayo “abrasión por vía húmeda” o Wet Track Abrasion Tester (WTAT) para lechadas asfálticas. Este procedimiento se repite tres veces y, luego de cada instancia de ensayo, se evalúa la retrorreflexión, la resistencia al deslizamiento, el aspecto visual mediante una cabina preparada para tal fin y, se realiza una observación con lupa. De esta forma, se obtienen resultados de forma rápida que permiten evaluar la evolución y el comportamiento de la retrorreflexión y la resistencia al deslizamiento en el tiempo, considerando el efecto conjunto simulado del tránsito y el agua. En el caso de los análisis de retrorreflexión, es posible comparar el comportamiento en el tiempo con patrones del deterioro establecidos por otros autores en las pruebas de campo. Con respecto a la resistencia al deslizamiento, se observan características de la microtextura con la lupa, que se pueden relacionar con la evolución observada en el ensayo en las distintas instancias. Además, se compara la evolución de la retrorreflexión con las imágenes tomadas en la cabina luego de cada instancia de ensayo. Como conclusión general, los ensayos implementados resultan de fácil acceso a laboratorios viales con la posibilidad de obtener una respuesta rápida del comportamiento de las marcas viales frente a la acción conjunta y simulada de los efectos del tránsito y del agua.
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    Comportamiento a fatiga de asfaltos altamente modificados con caucho proveniente de neumáticos fuera de uso mediante el barrido de amplitud lineal
    (2022-11) Zapata Ferrero, Ignacio; Rebollo, Oscar Raúl; Rivera, José Julián; Botasso, Hugo Gerardo
    La resistencia a fatiga es una de las problemáticas más frecuentes y más compleja de predecir en las mezclas asfálticas. Por su carácter viscoelástico, el asfalto es el material que presenta mayor aporte a la fatiga dentro de la mezcla asfáltica. El parámetro G*senδ propuesto por SUPERPAVE es el más ampliamente utilizado para la evaluación de fatiga; sin embargo, tiene sus limitaciones ya que no permite observar si la muestra está dañada, por ejemplo. En el presente trabajo se evalúa el comportamiento de asfaltos modificados con altas tasas de caucho proveniente de neumáticos fuera de uso (15 %, 20 % y 25 %) con el reómetro de corte dinámico (DSR, de su sigla en inglés) mediante el ensayo de barrido de amplitud lineal (LAS, de su sigla en inglés). Este ensayo consiste en evaluar la muestra a crecientes amplitudes oscilatorias, de forma tal de acumular el daño en la muestra, en el rango en el que se presenta la fatiga en el asfalto. Los resultados son evaluados mediante la teoría simplificada del daño continuo viscoelástico, la cual pone de manifiesto la resistencia a fatiga del asfalto, independizándola del tipo e intensidad de carga aplicada. Los resultados del presente trabajo permiten evidenciar el beneficio de la incorporación del neumático fuera de uso como un residuo modificador del asfalto, mediante el análisis con el reómetro por medio del ensayo planteado. Por último, se confeccionan las curvas de ciclos en función de las deformaciones impuestas, las cuales permiten evidenciar una mayor resistencia a fatiga en el asfalto, con crecientes tasas de caucho de neumático fuera de uso.
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    Empleo del residuo “desgomado de soja” para el mejoramiento de vías no pavimentadas de bajo tránsito
    (2021) Rivera, José Julián; Botasso, Hugo Gerardo; Porro, Anael Rosario
    La presente investigación consiste en el estudio de un residuo aceitoso denominado “desgomado de soja”, producto del proceso de obtención del aceite de soja, con la finalidad de obtener mejoras desde el punto de vista vial. A este material se accede sin costos a través del Municipio de Rivadavia (Provincia de Buenos Aires), donde se ha empleado en experiencias piloto en el mejorado de vías no pavimentadas de su red vial y quienes, en vistas de analizar desde un punto de vista técnico las implicancias viales y potencialidades de esta práctica, se ponen en contacto con el LEMaC, para encarar un estudio en tal sentido. Para ello, se adoptaron suelos representativos de la zona y se plantearon tres tipos de procedimientos a través de los cuales se pudo analizar si la aplicación del residuo aportaba aptitudes estabilizantes, impermeabilizantes o como paliativo de polvo. De este modo se pudo arribar a la caracterización de materiales implicados, a los resultados obtenidos y establecimiento de conclusiones a ser aplicadas en los procedimientos de obra relacionados y redacción de los mismos, adaptados al empleo del producto arribando finalmente a prácticas aplicables por aquellos profesionales que deban llevara a cabo tareas relacionadas.
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    Influencia de la incorporación de neumático fuera de uso en el deterioro a fatiga de las mezclas asfálticas en caliente
    (2021) Zapata Ferrero, Ignacio; Rivera, José Julián; Botasso, Hugo Gerardo
    El paso del tránsito sobre los pavimentos asfálticos es uno de los factores que más influye en su deterioro. Los mismos están diseñados para soportar tanto las cargas de los automóviles y el tránsito pesado que transitan a diario, como así también las distintas condiciones climáticas. Estas dos acciones sobre el pavimento generan un fuerte estado de tensiones, deformaciones y desplazamientos relativos, que debe ser capaz de absorber en el periodo de vida útil para el cual fue diseñado. Las problemáticas más frecuentes que presentan los pavimentos asfalticos, debido a estas solicitaciones y diferentes rangos de temperaturas, son la fatiga, la deformación permanente y la fisuración térmica. En cuanto a la primera de ellas, la misma se genera por la repetición de aplicaciones de cargas, sin ser necesario que el material llegue a su límite de rotura. Este mecanismo de deterioro, consiste en el consumo de la energía interna disponible que posee la estructura. La técnica ha avanzado en gran parte en el estudio de este tipo de falla, pero aún existen varios mecanismos que restan por dilucidar. En la actualidad, con la utilización de programas de diseño mecanicista de pavimentos (utilizan propiedades mecánicas de los materiales y analizan los materiales en un sentido universal), la fatiga de la mezcla asfáltica se ha instrumentado como uno de los criterios de falla a utilizar. De esta forma, en función de la caracterización del material a ser empleado, se puede diseñar una estructura de pavimento que resista a las diferentes cargas y solicitaciones estimadas, en un tiempo de vida planteado. Adicionalmente, en los últimos años los deshechos o residuos de varias industrias son utilizados como aditivos o adiciones en la mezcla asfáltica o en el asfalto utilizado en las mismas. Uno de los más estudiados, es el neumático fuera de uso (NFU). Este residuo se encuentra en grandes cantidades y actualmente es un gran problema su deposición final. Los NFU encontraron en las mezclas asfálticas, no solo un lugar para completar su ciclo de vida, sino también para potenciar sus propiedades. El presente trabajo permite dar una mirada, tanto a la problemática de la fatiga en mezclas asfálticas, como así también de la incorporación de NFU para mejorar el comportamiento frente a este tipo de fallas.
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    Determinación de dotación óptima de riego de liga mediante el ensayo dinámico de interfases entre capas asfálticas, en sistemas de refuerzo con fresado previo en la capa subyacente
    (XXXIX° Reunión del Asfalto, organizado por la Comisión Permanente del Asfalto, Puerto Iguazú (on-line), 2020) Rivera, José Julián; Porro, Anael Rosario
    En los refuerzos de pavimentos asfálticos fresados superficialmente, se debe establecer la dotación óptima del riego de liga aplicado entre las capas. Desde el LEMaC se cuenta con un modelo y un procedimiento, basados en una adaptación del Ensayo de Parche de Arena, aplicables en el caso de pavimentos con mezclas asfálticas en caliente constituidas con áridos graníticos y cementos asfálticos convencionales. Estas herramientas se desarrollaron a partir de ensayos de corte de probetas dobles ante solicitaciones estáticas (en coincidencia con los requisitos establecidos por algunas reparticiones viales de Argentina); pero durante la explotación de una vía, la falla no se da por una carga máxima solicitante, sino por la fatiga de la interfase ante ciclos repetidos de carga de menor intensidad. Esto puede reproducirse en laboratorio mediante ensayos de última generación con solicitaciones dinámicas, lo que requiere un análisis en cuanto a si las conclusiones alcanzadas se condicen con las obtenidas de manera estática. El trabajo que se presenta aborda esta situación, analiza las particularidades para la aplicación del modelo desarrollado en base a la correspondencia entre ambas sistemáticas de ensayo y concluye que los resultados obtenibles, al menos con los materiales y condicionantes tenidos en cuenta, son concordantes.