Evaluación de una mezcla asfáltica utilizando un asfalto con aditivo producto de las colillas de cigarrillo

Abstract

Today, various applications and research have been carried out to improve the performance of pavements, because the increase in applied loads and climatic factors have greatly affected their useful life; for this reason, new additives and natural, recycled, and chemical materials have been studied to contribute to the maintenance of pavements. On the other hand, cigarette butts are one of the most common solid wastes in the world and are highly hazardous, as they contain toxic components such as heavy metals [GOBIERNO DE MÉXICO, 2019]. However, they are composed of 95% cellulose acetate that is a plastic of plant origin. An open problem for the area of road construction is the use of biodegradable resources to reduce environmental pollution and at the same time generate asphalt mixtures with better chemical properties and mechanical and/or physical characteristics. Therefore, it is proposed to improve the mechanical properties of an asphalt mixture by using an additive asphalt produced by the addition of chemically treated cigarette butts; similarly, to exploit a biodegradable resource to help reduce environmental pollution. In the development of this research, three different ways of using cigarette butts (fibers, membranes, and synthesis) for incorporation into asphalt mixtures were developed experimentally. Through an experimental analysis of these alternatives, it was found that the most appropriate way to incorporate cigarette butts was in asphalt cement. This was evaluated by laboratory tests and it was confirmed that adding certain amounts of chemical synthesis increases and preserves the characteristics and rheological properties of asphalt cement, changing its use from high traffic intensity (H) to very high (V); similarly, a hot dense asphalt mixture design was carried out under the Marshall methodology, giving asphalt. That the use of asphalt cement with an additive produced from cigarette butts preserves the mechanical properties of the asphalt mixture.

Hoy en día, se han realizado diversas aplicaciones e investigaciones con el fin de mejorar el desempeño de los pavimentos, debido a que por el aumento de cargas aplicadas y factores climáticos se han visto altamente afectada su vida útil; por tal razón, se han estudiado nuevos aditivos y materiales naturales, reciclados y químicos con el fin de contribuir a la conservación de los pavimentos. Por otro lado, las colillas de cigarrillo son uno de los desechos sólidos más comunes en el mundo y altamente peligrosos, ya que contienen componentes tóxicos como los metales pesados [GOBIERNO DE MÉXICO, 2019]. Sin embargo, están compuestas en un 95% de acetato de celulosa, el cual es un plástico de origen vegetal. Un problema abierto para el área de la construcción de carreteras es el aprovechar los recursos no biodegradables con el fin de disminuir la contaminación ambiental y al mismo tiempo generar mezclas asfálticas con mejores propiedades químicas, características mecánicas y/o físicas. Por lo tanto, se propone mejorar las propiedades mecánicas de una mezcla asfáltica utilizando un asfalto con aditivo producto de la adición de colillas de cigarrillo tratadas químicamente; del mismo modo aprovechar un recurso no biodegradable para contribuir a disminuir la contaminación ambiental. En el transcurso de esta investigación, se desarrollaron de forma experimental tres diferentes formas del uso de las colillas de cigarrillo (Fibras, membranas y síntesis) para su incorporación en las mezclas asfálticas. Mediante un análisis experimental entre estas alternativas, se obtuvo que la forma más adecuada para la incorporación de las colillas de cigarrillo, era en el cemento asfáltico , lo anterior se evaluó mediante ensayos de laboratorio y se corroboró que al adicionar cierta cantidades de síntesis química aumenta y conserva las características y propiedades reológicas del cemento asfáltico, pasando su uso de intensidad de tráfico alto (H) a muy alto (V); del mismo modo, se ejecutó un diseño de mezcla asfáltica densa en caliente bajo la metodología Marshall, dando como resultado que, el uso del cemento asfáltico con un aditivo producto de las colillas de cigarrillo conserva las propiedades mecánicas de la mezcla asfáltica.