Uso de residuos de poda de arándanos para mitigar la oxidación del cemento asfáltico en climas fríos de La Libertad

Abstract

La oxidación es uno de los principales factores que afectan la durabilidad del pavimento flexible. En lugares de climas fríos de la Libertad, este fenómeno es aún más rápido y severo por la fuerte gradiente térmica que el cemento asfáltico experimentará en el primer día de colocación. En consecuencia, el objetivo del presente estudio fue demostrar que la adición de residuos de poda de arándanos reduce el daño oxidativo del cemento asfáltico a baja temperatura al mejorar sus propiedades físicas y reológicas. Se modificó el cemento asfáltico PEN 85/100 con 2%, 6% y 10% p/p de RPA, para simular el envejecimiento acelerado de corto plazo se realizó el método de horno rotatorio de película delgada (RTFOT). Ensayos convencionales de laboratorio (penetración, punto de ablandamiento, ductilidad y viscosidad rotacional) y la prueba del reómetro de corte dinámico (DSR) fueron aplicados para evaluar las características físicas y reológicas de las muestras en ambos estados de envejecimiento. Además, se calcularon índices de envejecimiento con los resultados de la prueba de penetración, punto de ablandamiento y viscosidad. Los resultados indican que el uso de polvo de RPA incrementa la rigidez del cemento asfáltico, mientras que disminuye su susceptibilidad térmica. Asimismo, mejora sus propiedades elásticas e incrementa la resistencia a la deformación. Finalmente, se determinó que la muestra 6%RPA es el óptimo contenido que mejora la resistencia a la oxidación del cemento asfáltico a baja temperatura (10°C-15°C) y su aplicación contribuirá a reducir la contaminación ambiental ocasionada por la quema de RPA para su eliminación.

Oxidation is one of the main factors which affects the durability of asphalt pavement. Particularly, this phenomenon is even faster and more severe in places with cold climates of La Libertad due to the strong thermal gradient that bitumen will experience on the first day of its placement. This study aims to prove that the addition of residues from pruning blueberry bushes (RPA) powder reduces the oxidative damage of bitumen at low temperature. For this purpose, a base bitumen PG 85/100 was modified with 2%, 6% and 10% RPA by mass, rolling thin film oven test (RTFOT) was performed to simulate short term aging. Conventional laboratory tests (penetration, softening point, ductility and rotational viscosity) and dynamic shear rheometer (DSR) test were applied to evaluate the physical and rheological properties of bitumen before and after the oxidation process. In addition, empirical aging indexes were calculated with penetration, softening point and viscosity test results. The results indicated that the addition of RPA powder increased the stiffness of bitumen while decreased the temperature susceptibility. Furthermore, with the addition of RPA the elastic properties of bitumen are increased. Finally, it was determined that 6% RPA is the optimum content that improves bitumen aging resistance at low temperature (10°C-15°C) and its application in pavement industry will contribute to reduce environmental pollution caused by RPA burning.