Ingeniería Civil
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Item Efecto de la granulometría de plásticos en las mezclas asfálticas modificadas con materiales de desecho(2022) González Vargas, Eliécer; Aguiar Moya, José PabloEn Costa Rica se generan cerca de 550 toneladas de plástico, lo que representa un problema con consecuencias graves para el ambiente. Es por eso que el Gobierno de Costa Rica por medio de la Ley N° 9828, asigna al Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales de la Universidad de Costa Rica (LanammeUCR) la elaboración de estudios y normas técnicas para la implementación y uso de mezclas asfálticas modificadas con materiales de desecho, a ser aplicados en todos los proyectos viales de obra pública. Al aplicar plásticos en las mezclas asfálticas, surge el problema de cómo debe ser el plástico que se utiliza, razón por la que se plantea el objetivo de esta investigación, que pretende ayudare a conocer el efecto de la granulometría del PET sobre las propiedades de las mezclas asfálticas modificadas. Se realizó un estudio y comparación de los resultados obtenidos con los ensayos realizados al someter a las mezclas modificadas con distintos tamaños de PET (fino, mediano y grueso) a daños por humedad, fatiga y deformación, esto por medio de un trabajo experimental realizado en el LanammeUCR. Los resultados obtenidos fueron los siguientes: muestran que la mezcla modificada con PET fino presentó mejor comportamiento al daño por humedad, la mezcla asfáltica modificada con PET mediano resiste de mejor forma la deformación permanente; y la fatiga, no se vio afectada por la adición y los tamaños del PET en la mezcla. Además, la mezcla con PET grueso no cumplió con las propiedades físicas, por lo que no se pudo realizar un análisis de sus propiedades mecánicas, esto evidencia que el tamaño del plástico empleado tiene un efecto sobre las propiedades mecánicas resultantes de la mezcla asfáltica y, por tanto, de su desempeño en campo.Item Determinación de la energía de fractura en mortero asfáltico(2019) Rivera Alvarado, Flory Stefanie; Loría Salazar, Luis GuillermoLa energía de fractura es una propiedad de los materiales que permite detallar el desempeño de una mezcla. Por esta razón, esta investigación tiene como objetivo analizar el efecto de variables como el envejecimiento y la fatiga sobre la energía de fractura, especificamente en el mortero asfáltico, para poder caracterizar el desempeño de la mezcla asfáltica completa en estudios posteriores. Se realizó el diseño del mortero utilizando el principio de espesor de película de asfalto promedio, para obtener el contenido de asfalto de la parte fina de un diseño de mezcla usado como base. Se ejecutó el ensayo de flexión semicircular en especímenes de mezcla asfáltica y mortero, para observar el efecto del envejecimiento (sin envejecer, 3 días, 5 días y 7 días) y los ciclos de carga aplicados previos al ensayo (0 ciclos, 50 ciclos, 150 ciclos, 275 ciclos y 400 ciclos) en la energía de fractura. Se estudiaron 20 casos para mortero asfáltico y 16 casos para mezcla asfáltica. Asimismo se realizó el ensayo Overlay para diferentes grados de envejecimiento: sin envejecer, 3 días y 7 días. En el ensayo de flexión semicircular se demostró que para el mortero asfáltico, el envejecimiento, la fatiga del material y su interacción afectan la energía de fractura, mientras que en la mezcla asfáltica no influyen. Además, en el ensayo Overlay no se alcanzó la fuerza crítica del especímen, por lo que no se determinó la energía de fractura crítica en estos especímenes. Finalmente, fue posible obtener dos modelos para describir la energía de fractura, una para mortero y otra para mezcla. Estas ecuaciones no consideran casos sin envejecer y sin fatiga previa.Item Asfalto modificado con materiales de desecho(2017) Villacís Camacho, Fernando; Aguiar Moya, José PabloEn Costa Rica se han realizado estudios de materiales de desecho como modificantes asfálticos, de estos estudios se ha concluido que estos materiales mejoran ciertas propiedades del asfalto. En esta investigación se analiza la viabilidad de usar otros materiales que no han sido utilizados anteriormente, el polipropileno y el policloruro de vinilo. En este proyecto se determinan las propiedades de los polímeros que se van a utilizar como modificantes. Se realizan pruebas para determinar la incorporación de estos polímeros a la mezcla y se realizan pruebas de desempeño al asfalto modificado para determinar qué propiedades cambiaron con respecto al asfalto original. Con base en los resultados de los ensayos de laboratorio y las investigaciones se determina si los materiales utilizados en esta investigación se pueden usar como modificantes y en qué condiciones se recomienda su uso.Item Correlación entre el módulo dinámico y el módulo cortante dinámico en mezclas asfálticas en caliente para la evaluación del daño por humedad(2017) Araya Alvarado, Andrés; Aguiar Moya, José PabloEl estudio realizado consiste en la implementación de una metodología para confeccionar especímenes de mortero asfáltico a partir de las características de mezclas asfálticas en caliente, con la finalidad de poder asociar propiedades mecánicas de ambos materiales al ser sometidos a daño por humedad. Para esto, se realizó una revisión bibliográfica de estudios en los que se haya tratado con mortero asfáltico, especialmente al tema de la confección de los especímenes. Se determinó la resistencia de tres mezclas asfálticas: una mezcla de control, una mezcla modificada con antidesnudante (Magnabond) y una mezcla modificada con cal hidratad. Las mezclas fueron, además, sometidas a tres condiciones distintas de daño por humedad. Para las nueve combinaciones se obtuvo una curva maestra a partir del ensayo de módulo dinámico, el cual consiste en un barrido de frecuencias y temperaturas utilizando la configuración de deformación controlada. Para la generación de las curvas maestras se utilizó la ecuación sigmoidal con un factor de ajuste de Arrhenius. El ensayo se realizado en el Ensayador de Desempeño de Mezclas Asfálticas. Para el diseño de mortero asfáltico se utilizó el principio de espesor de película de asfalto promedio, utilizando varios supuestos que simplifican el cálculo para la determinación del porcentaje de asfalto correspondiente a la porción fina del agregado. La determinación de la resistencia de los especímenes de mortero asfáltico no fue realizada en este estudio, por lo que queda pendiente para estudios futuros.Item Determinación del desempeño de mezclas asfálticas en caliente de tamaño nominal 9,5 mm y 12,5 mm modificado con nano-sílica(2016) Xu Ye, Lilly; Leiva Villacorta, FabricioLos nanomateriales han sido considerados como buenos modificantes del desempeño de las mezclas asfálticas debido a sus excelentes propiedades mecánicas y térmicas. Costa Rica sólo posee un tipo de asfalto, es por ello que surge la necesidad de implementar técnicas para adaptarlo a los requerimientos del país. El proyecto pretende evaluar los beneficios que trae la adición de nano-sílica en la mezcla asfáltica en diferentes concentraciones y usando granulometrías de 12,5 mm y 9,5 mm. Se realiza la modificación del asfalto con 3 % y 6 % de nano-sílica, se caracteriza y se evalúa el desempeño del ligante. Seguidamente se evalúa el desempeño de las mezclas mediante los siguientes ensayos: Rueda de Hamburgo, ensayo de flexión semicircular repetida, resistencia retenida a la tensión diametral y módulo dinámico. Primero se evalúa individualmente los resultados del ligante y de la mezcla, para finalmente comparar el desempeño de ambos. Se obtiene que los efectos producidos por la nano-sílica en el ligante y en la mezcla asfáltica son congruentes. La modificación generó un incremento en la rigidez, lo que se traduce en menor deformación permanente, sin embargo provocó la disminución de la vida a fatiga, en cuanto al daño por humedad las mezclas asfálticas sí mejoran, sin embargo el asfalto modificado con 6 % presenta efectos negativos. De manera general el asfalto que presentó mejor desempeño fue el modificado con 6 % de nano-sílica y la mezcla fue la de 12,5 mm con 6 % de nano-sílica. Tomando en cuenta el proceso de fabricación de la mezcla, transporte y colocación, además del costo económico de usar la nano-sílica en el asfalto, se podría recomendar la mezcla de 12,5 mm con 3 % NS, pues la diferencia entre los beneficios de usar una mezcla o la otra es muy poca.