Análisis del comportamiento de mezclas asfálticas con incorporación de zeolita natural chilena en reemplazo parcial de árido fino

Durante los últimos años la industria asfáltica ha experimentado un continuo desarrollo tecnológico que ha permitido responder a distintas exigencias tanto constructivas como de rendimiento, sustentabilidad y protección medioambiental. Algunos de estos avances se relacionan con la utilización de una estructura mineral de gran angularidad y la incorporación de diferentes aditivos tales como polímeros y fibras, procesos que en muchos casos afectan la trabajabilidad de las mezclas producidas a temperaturas convencionales. Por ello, con el fin de obtener una trabajabilidad adecuada, se opta, generalmente, por aumentar la temperatura o tiempo de producción de las mezclas asfálticas, lo que conlleva a un mayor envejecimiento del asfalto y un mayor consumo de combustible en la etapa de producción. Otras tecnologías guardan relación con la posibilidad de reducir las temperaturas de mezclado y compactación. Entre ellas se han estudiado recientemente la incorporación de zeolitas sintéticas y naturales para producir las llamadas mezclas asfálticas tibias que ofrecen diferentes ventajas ambientales, económicas y de ingeniería. Sin embargo, el uso de las mezclas con incorporación de zeolitas se encuentra en etapa preliminar aún en aquellos países que han realizado investigaciones de laboratorio y tramos de prueba. Estudios recientes indicaron que también es factible el uso de zeolita natural chilena de clasificación clinoptilolita en la producción de mezclas asfálticas Por lo anterior es que surge la necesidad de estudiar la influencia que puede tener la incorporación de zeolita natural chilena en los parámetros volumétricos y mecánicos generalmente considerados para el diseño de mezclas y capas asfálticas, pues a la fecha no existen estudios enfocados a ello. La presente investigación se trazó como objetivo principal evaluar experimentalmente las propiedades volumétricas y mecánicas, consideradas por el método de diseño Marshall, y la resistencia a tracción indirecta de mezclas asfálticas con incorporación de zeolita natural chilena y su efecto en la obtención del porcentaje óptimo de asfalto. La zeolita utilizada fue una de tipo clinoptilolita-mordenita incorporada a las mezclas en reemplazo parcial del árido fino. La granulometría utilizada corresponde a una graduación semidensa y el cemento asfáltico empleado fue un CA-24. En primer lugar se diseñó, mediante el método Marshall, una mezcla asfáltica en caliente con incorporación de 0,3% de zeolita. Los resultados indicaron que para todos los contenidos asfálticos evaluados, la incorporación de zeolita produjo mayor densidad, estabilidad y fluencia que la mezcla patrón, mientras que el contenido de huecos de aire disminuyó. Adicionalmente se estableció la factibilidad técnica de producir mezclas con una reducción en el contenido óptimo de asfalto producto de la incorporación de zeolita. En segundo lugar se fabricaron una serie de mezclas tibias con incorporación de zeolita en porcentajes crecientes. Los resultados obtenidos en esta etapa nuevamente arrojaron un aumento de la densidad, estabilidad y fluencia, y disminución de los huecos de aire, con respecto a la mezcla patrón, aunque en un grado menor a lo observado en la mezcla en caliente con incorporación de zeolita. Por su parte los resultados relativos a tracción indirecta mostraron que las mezclas tibias analizadas en este estudio, presentaron menor resistencia en estado seco y saturado, pero un porcentaje a tracción retenida mayor o igual a la mezcla patrón en la mayoría de los casos. Finalmente se estableció que la incorporación de zeolita a la mezcla asfáltica permite reducir las temperaturas de mezclado y compactación, manteniendo las propiedades volumétricas y mecánicas analizadas en rangos aceptables por la normativa chilena.