Evaluación del comportamiento mecánico y desempeño de la mezcla asfáltica en caliente diseñada por la metodología Marshall adicionando fibras de bambú, por medio del módulo resiliente en la Av. Carapongo, Distrito de Lurigancho-Lima

Abstract

La problemática que aborda este proyecto refiere al deterioro constante que experimenta el pavimento flexible en la zona de Carapongo, Lima. Este pavimento presenta fallas importantes como agrietamientos, fisuras, deformaciones permanentes, etc. Por esta razón se genera la necesidad de mejorarle la condición, acudiendo a tecnologías modernas e innovadoras aplicables al pavimento, en particular en esta investigación a la carpeta asfáltica, presentando una alternativa innovadora y de mayor durabilidad. El trabajo se centra en proponer un diseño de mezcla asfáltica en caliente con adición de fibras de bambú. Este último es un material natural y sostenible que asegura la durabilidad de la mezcla. La investigación muestra que, incorporando fibras de bambú en las mezclas asfálticas en caliente, aporta resistencia esencialmente por tracción, caracterizándola de esta manera como una adición que mejora el comportamiento mecánico del concreto asfaltico, resultando valores de resistencia hasta de 800 MPa y módulo E de hasta 43GPa. Estos agregados procedieron de la cantera Gloria, en Lima.

En una primera etapa se utilizó el método Marshall desarrollando dos mezclas asfálticas; mezclas asfálticas convencionales y otras mezclas asfálticas con adición de fibras de bambú, dosificadas en proporciones de 0,4%, 0,6% y 0,8% del peso de la mezcla asfáltica. Referido al Marshall se analizó las muestras en cuanto a estabilidad, flujo, vacíos, índice de rigidez, VMA. Complementando esta etapa inicialmente se analizaron los agregados; los cuales, pasaron por un control de calidad por absorción, por adhesividad: Riedel weber, adherencia striping. Definido el diseño Marshal, que involucra la mejor condición de dosificación de fibras de bambú. En una segunda etapa, la mezcla fue evaluada por desempeño en laboratorio especializado en el parámetro del módulo resiliente, examinando el aporte estructural resiliente con y sin la inclusión de las fibras de bambú.

Los resultados de este proyecto de investigación evidenciaron que, al incorporar las fibras de bambú, las propiedades mecánicas de la mezcla presentan mejoras, aumenta la estabilidad de la mezcla, el índice de rigidez de Marshall, mejorar el flujo, vacíos y VMA. Asimismo, terminados los ensayos de modulo resiliente, concordantemente aumenta el módulo resiliente de la mezcla asfáltica en caliente con fibras en el contenido optima de fibras de bambú encontrado en un 0.4%, con lo cual la mezcla asfáltica propuesta tendrá una mayor capacidad para distribuir la carga, mejor comportamiento resiliente y mejorando su desempeño

The problem that this project addresses refers to the constant deterioration experienced by the flexible pavement in the area of ​​Carapongo, Lima. This pavement presents important failures such as cracks, fissures, permanent deformations, etc. For this reason, the need to improve its condition is generated, resorting to modern and innovative technologies applicable to the pavement, particularly in this research to the asphalt layer, presenting an innovative and more durable alternative. The work focuses on proposing a hot mix asphalt design with the addition of bamboo fibers. The latter is a natural and sustainable material that ensures the durability of the mixture. The research shows that incorporating bamboo fibers into hot asphalt mixes provides resistance essentially through traction, thus characterizing it as an addition that improves the mechanical behavior of asphalt concrete, resulting in resistance values ​​of up to 800 MPa and modulus E of up to 43GPa. These aggregates came from the Gloria quarry, in Lima.

In the first stage, the Marshall method was used, developing two asphalt mixtures; conventional asphalt mixtures and other asphalt mixtures with the addition of bamboo fibers, dosed in proportions of 0.4%, 0.6% and 0.8% of the weight of the asphalt mixture. Referring to the Marshall, the samples were analyzed in terms of stability, flow, voids, stiffness index, VMA. Complementing this stage, the aggregates were initially analyzed; which went through quality control for absorption, for adhesiveness: Riedel weber, striping adhesion. Defined the Marshal design, which involves the best dosage condition of bamboo fibers. In a second stage, the mixture was evaluated for performance in a laboratory specialized in the resilient modulus parameter, examining the resilient structural contribution with and without the inclusion of bamboo fibers. The results of this research project showed that, by incorporating bamboo fibers, the mechanical properties of the mixture show improvements, the stability of the mixture increases, the Marshall rigidity index increases, and flow, voids and VMA improve. Likewise, once the resilient modulus tests have been completed, the resilient modulus of the hot asphalt mixture with fibers increases in the optimal content of bamboo fibers found by 0.4%, with which the proposed asphalt mixture will have a greater capacity to distribute the load, better resilient behavior and improving its performance