https://repositorio.unicauca.edu.co/xmlui/handle/123456789/2426 Tue, 12 May 2026 06:29:23 GMT 2026-05-12T06:29:23Z https://repositorio.unicauca.edu.co/xmlui/handle/123456789/10432 Evaluación del comportamiento físico mecánico de una mezcla de concreto asfáltico con incorporación de escorias negras Gómez Carvajal, Faber Eduardo; Delgado Estrella, José David El cuidado del medio ambiente y la necesidad de generar sostenibilidad en la industria, ha hecho necesario implementar la incorporación de residuos dentro de los procesos de la cadena productiva cada vez en un porcentaje mayor; de manera tal que el aporte sostenible en la transformación de los recursos no renovables implica un manejo responsable de los mismos (Rojas-Manzano et al., 2021), por este motivo y por sus propiedades mecánicas, las escorias negras han despertado interés en su uso como agregado, dichas propiedades dependen de su estructura, método de enfriamiento así como de su composición química, determinadas por parámetros del proceso industrial (Pellegrino et al., 2019). En la fabricación de mezclas asfálticas se consumen grandes cantidades de agregados pétreos de origen natural lo que impacta negativamente el ambiente. Estos agregados pueden ser sustituidos parcial o totalmente por otros que son desechados en escombreras y producidos por las compañías siderúrgicas, como las escorias de alto horno (BFS) y acero (SS). Estos dos últimos materiales poseen propiedades químicas y físicas que los hacen aptos para ser utilizados en múltiples aplicaciones como la construcción, mantenimiento y rehabilitación de carreteras. (Rondón et al, 2018) Esta investigación se enfoca en la evaluación de la viabilidad técnica de sustituir parcialmente el agregado grueso en una mezcla asfáltica densa en caliente para pavimentos con agregado siderúrgico, específicamente escoria negra. Esta medida tiene como objetivo principal mitigar los impactos ambientales derivados de la producción de acero y la explotación de agregados naturales en la construcción de carreteras, así como reducir la acumulación de residuos de la industria siderúrgica. Para alcanzar el objetivo, se llevó a cabo un análisis que implicó la sustitución parcial del 25%, 50% y 75% de la fracción granulométrica gruesa en una mezcla densa en caliente del tipo MDC-19. Estos resultados se compararon con los de una mezcla patrón compuesta exclusivamente por agregados naturales. El diseño de las mezclas asfálticas estudiadas se efectuó siguiendo el procedimiento de la metodología Marshall. Se evaluaron aspectos como la estabilidad y el flujo, seguidos de ensayos de comportamiento dinámico, tales como susceptibilidad a la humedad mediante el ensayo de resistencia a la tracción indirecta, el módulo resiliente y la deformación plástica. Las mezclas asfálticas con incorporación de escorias negras han demostrado comportamientos aceptables para carreteras con bajos volúmenes de tráfico, destacando en resistencia a la deformación plástica, estabilidad, módulo resiliente. Sin embargo, es crucial evaluar otros comportamientos mecánicos antes de su uso generalizado. Esto incluye la resistencia a la fatiga, el comportamiento a altas temperaturas y la durabilidad a largo plazo. Solo mediante un análisis exhaustivo se podrá garantizar su viabilidad y seguridad en diversas condiciones.; Environmental protection and the need to generate sustainability within industry have made it essential to increase the incorporation of waste materials into production processes. This has led to a growing percentage of waste inclusion in the production chain. The sustainable contribution to the transformation of non-renewable resources requires their responsible management (Rojas-Manzano et al., 2021). For this reason, and due to their mechanical properties, black slags have garnered interest for use as aggregate. These properties depend on the slag's structure, cooling method, and chemical composition, which are determined by industrial process parameters (Pellegrino et al., 2019). In the manufacture of asphalt mixtures, large quantities of natural stone aggregates are consumed, negatively impacting the environment. These aggregates can be partially or completely replaced by others discarded in landfills and produced by steel companies, such as blast furnace slag (BFS) and steel slag (SS). These latter materials possess chemical and physical properties that make them suitable for use in multiple applications, such as road construction, maintenance, and rehabilitation (Rondón et al., 2018). This research focuses on evaluating the technical feasibility of partially replacing coarse aggregate in a hot dense asphalt mixture for pavements with steel slag, specifically black slag. The primary objective of this approach is to mitigate the environmental impacts caused by steel production and the extraction of natural aggregates in road construction, as well as to reduce the accumulation of steel industry waste. To achieve this, an analysis was conducted involving the partial substitution of 25%, 50%, and 75% of the coarse fraction in a dense hot mix type MDC-19. The results were compared to a control mixture composed exclusively of natural aggregates. The asphalt mix designs were carried out following the Marshall method. Key aspects such as stability and flow were evaluated, followed by dynamic performance tests, including moisture susceptibility through the indirect tensile strength test, resilient modulus, and permanent deformation. Asphalt mixtures incorporating black slag showed acceptable performance for low-traffic roads, excelling in resistance to permanent deformation, stability, and resilient modulus. However, it is crucial to assess other mechanical behaviors before widespread use, including fatigue resistance, high-temperature performance, and long-term durability. Only through comprehensive analysis can the feasibility and safety of its use under various conditions be ensured. Mon, 01 Jan 2024 00:00:00 GMT https://repositorio.unicauca.edu.co/xmlui/handle/123456789/10432 2024-01-01T00:00:00Z https://repositorio.unicauca.edu.co/xmlui/handle/123456789/10431 Estabilización de suelos finos (CH, CL, MH, ML) con residuos agrícolas de la producción industrial del café para el mejoramiento de vías terciarias Inampués Inampués, Adriana Camila; Alvarado Aguirre, José Luis Este estudio evaluó la eficacia de residuos agrícolas del café, vinaza y ceniza de cascarilla de café (CCC), como estabilizantes en suelos finos utilizados como subrasante en vías terciarias de Colombia. Se trabajó con suelos clasificados como CH, MH, CL y ML. Las mezclas con vinaza se realizaron en tres dosificaciones (25%, 50% y 75%) calculadas en función del agua óptima determinada por el ensayo Proctor. Para las mezclas con cal y cal + CCC, se definieron dosificaciones específicas por tipo de suelo, con base en el pH óptimo y desempeño mecánico preliminar. En suelos CH se usó 7,1% de cal con 16,3%, 13,3%, 10,3% y 7,3% de CCC; en MH, 10,1% de cal con 17,1%, 14,1%, 11,1% y 8,1%; en CL, 5,2% de cal con 12,8%, 9,8%, 6,8% y 3,8%; y en ML, 6,4% de cal con 14,4%, 11,4%, 8,4% y 5,4% de CCC. También se evaluaron mezclas de suelo con cal como referencia. Todas las combinaciones se analizaron a 0, 7, 14 y 28 días de curado bajo condiciones secas, saturadas e inmersas. Los resultados mostraron mejoras significativas en resistencia a la compresión inconfinada (RCI), CBR y plasticidad, particularmente en los suelos CH y MH. Con vinaza, los incrementos de RCI superaron el 200%; con cal + CCC, fueron superiores al 400%, incluso en condiciones de inmersión, donde los suelos naturales no presentaban resistencia. Además, la plasticidad se redujo a valores menores del 11% con vinaza y menores del 9,5% con cal + CCC. El análisis SEM y FRX evidenció una reducción significativa de la porosidad y la formación de estructuras densas y cohesivas en los suelos tratados. En las mezclas con vinaza, la presencia de redes fúngicas indica un efecto biológico estabilizante adicional. En el caso de cal + CCC, los altos contenidos de calcio y potasio promovieron reacciones puzolánicas. Estos resultados confirman que se generaron procesos estabilizantes efectivos, responsables del notable aumento en la resistencia y estabilidad de los suelos. Las mezclas con cal + CCC mostraron un desempeño mecánico superior al obtenido con el uso exclusivo de cal como estabilizante, demostrando mayor resistencia y estabilidad en condiciones húmedas. Se concluye que el uso de residuos agrícolas del café constituye una alternativa técnica, económica y ambientalmente viable para la estabilización de suelos finos en infraestructura vial rural. Las dosificaciones óptimas identificadas pueden servir como referencia para futuras aplicaciones, siempre que se validen con ensayos previos según las condiciones locales del suelo. Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT https://repositorio.unicauca.edu.co/xmlui/handle/123456789/10431 2025-01-01T00:00:00Z https://repositorio.unicauca.edu.co/xmlui/handle/123456789/10430 Análisis comparativo de la estabilización de suelos derivados de cenizas volcánicas en el departamento del Cauca Rodríguez Castro, Isabella; Muñoz Garzón, Laura Alejandra El presente trabajo investigativo tuvo como finalidad estudiar el comportamiento de tres suelos de subrasante derivados de ceniza volcánica al ser mezclados con estabilizantes no tradicionales provenientes de residuos que genera la industria. Así mismo, se realizó un análisis comparativo de su comportamiento frente a estabilizantes tradicionales y comerciales. De este modo, se determinó el efecto de estos estabilizantes sobre la resistencia del suelo, uno de los parámetros más relevantes en cualquier proyecto vial. Además, se logró proponer una solución de menor costo y con aporte ambiental, algo que no suele presentarse al emplear estabilizantes tradicionales y comerciales disponibles en el mercado. La investigación se llevó a cabo en el departamento del Cauca, una región que, a pesar de su tamaño, se encuentra en pleno desarrollo y expansión, lo que justificó la implementación de tecnologías innovadoras que contribuyan a su crecimiento. En este contexto, se investigó sobre construcciones sostenibles en la región, desarrollando materiales alternativos basados en residuos industriales. Específicamente, se centró en el uso de cenizas provenientes de ladrilleras artesanales de la región, con el fin de evaluar la factibilidad de estabilizar los suelos derivados de cenizas volcánicas escogidos con este tipo de aditivos. Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT https://repositorio.unicauca.edu.co/xmlui/handle/123456789/10430 2025-01-01T00:00:00Z https://repositorio.unicauca.edu.co/xmlui/handle/123456789/10429 Influencia de la tasa de aplicación y la textura superficial en la adherencia de capas asfálticas evaluadas con el ensayo de corte LCB (NLT-382/08) Romo Santander, Wilmer Alexander; Romo Santander, Víctor Hugo De acuerdo a investigaciones realizadas por diferentes autores, se ha determinado que la tasa de aplicación de ligante residual y la profundidad media de la textura superficial son dos de los factores más influyentes en la fuerza de adherencia que se genera en la interfaz de las capas asfálticas. Algunos autores mencionan que las tasas de ligante residual más efectivas con las que se obtienen los mejores resultados son las que se mantienen entre 100 y 300 g/m2, mientras que otros autores afirman que las menos efectivas son aquellas menores de 300 g/m2, con dotaciones óptimas entre 300 y 450 g/m2. Por otra parte, las especificaciones de otros países como Ecuador y Chile establecen rangos de tasas de ligante residual más amplios en comparación con la normativa de nuestro país. Lo anterior genera incertidumbre sobre la selección de las tasas de aplicación más efectivas en la adherencia de capas asfálticas nuevas. Por lo anterior, durante el presente trabajo de investigación se estudió la influencia que tiene la tasa de aplicación y la textura superficial en la adherencia de capas asfálticas, para ello se realizó un trabajo experimental de laboratorio fabricando diferentes combinaciones de mezclas asfálticas, la combinaciones de mezclas analizadas fueron las siguientes: MDC-19/MDC-19, MDC-19/MDC-25, MDC-19/MSC-25, MSC-19/MDC-25 y MSC-19/MSC-25, como riego de liga se utilizó una emulsión asfáltica catiónica de rompimiento rápido CRR-60 con tasas de aplicación de ligante residual de 200 g/m2, 300 g/m2, 400 g/m2 y 500 g/m2. El ensayo empleado para medir la adherencia de las capas asfálticas ligadas fue el ensayo de corte LCB desarrollado por la Universidad de Cataluña y el cual se encuentra descrito en la norma NLT-382/08. Los resultados de la presente investigación indicaron que la resistencia al corte aumenta hasta un valor máximo con el aumento de la cantidad de aplicación de ligante residual, y luego disminuye. Por otra parte, se determinó que, a mayor textura superficial de la capa inferior, la tasa óptima de aplicación aumenta, además, una superficie con mayor textura superficial genera una mayor resistencia al corte, esto cuando se analiza un mismo tipo de mezcla asfáltica en la parte superior. También se concluyó que cuando se presenta menor área de contacto en la interfaz de las mezclas asfálticas debido a las gradaciones de las mezclas, se obtienen menores resistencias al esfuerzo cortante.; According to various investigations carried out by different authors, it has been determined that the residual binder application rate and the average depth of the surface texture are two of the most influential factors in the adhesion force generated at the interface of the asphalt layers. Some authors mention that the most effective residual binder rates with which the best results are obtained are those that are maintained between 100 and 300 g/m2, while other authors claim that the least effective are those less than 300 g/m2 of residual bitumen, with optimal amounts between 300 and 450 g/m2 of residual bitumen. On the other hand, the specifications of other countries such as Ecuador and Chile establish broader ranges of residual binder rates compared to the regulations of our country. This generates uncertainty about the selection of the most effective application rates in the adhesion of new asphalt layers. Therefore, during the present research work, the influence of the application rate and the surface texture on the adhesion of asphalt layers was studied. For this purpose, an experimental laboratory work was carried out manufacturing different combinations of asphalt mixtures. The mixture combinations analyzed were the following: MDC-19 / MDC-19, MDC-19 / MDC-25, MDC-19 / MSC-25, MSC-19 / MDC-25 and MSC-19 / MSC-25. A fast-breaking cationic asphalt emulsion CRR-60 was used as a binder irrigation with different application rates of residual binder of 200 g / m2, 300 g / m2, 400 g / m2 and 500 g / m2. The test used to measure the adhesion of the bound asphalt layers was the LCB shear test developed by the University of Cataluña and which is described in the NLT-382/08 standard. The results of this research indicated that shear strength increases up to a certain maximum value with increasing residual application amount, and then the strength decreases. On the other hand, it was determined that the higher the surface texture of the lower layer, the higher the optimal application rate, and that a surface with a higher surface texture generates greater shear strength when analyzing the same type of asphalt mixture on the upper part. It was also concluded that when there is a smaller contact area at the interface of the asphalt mixtures due to the gradations of the mixtures, lower shear strengths are obtained. Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT https://repositorio.unicauca.edu.co/xmlui/handle/123456789/10429 2025-01-01T00:00:00Z