Innovation incold asphalt mixes incorporating RAP and aircraft tire dust from Quito airport

Authors

DOI:

https://doi.org/10.31637/epsir-2025-1244

Keywords:

RAP, tire powder, KAOAMIN12, cold asphalt mixture, sustainability, recycled pavement, Marshall test, additive

Abstract

Introduction: This study optimises cold asphalt mixes using RAP (Recycled Asphalt Material) and tyre dust from Quito Airport with KAOAMIN12 additive, seeking a sustainable solution for road maintenance that reduces waste and costs, while improving pavement performance. Methodology: The research was experimental with a factorial design to optimise the cold asphalt mix. The percentages of RAP and tyre dust were varied, and mechanical properties were evaluated using the Marshall test, analysing stability, flow and strength to determine the optimum proportion of recycled materials. Results: The results indicated that the stability of the asphalt mixture decreases as the percentage of tyre dust increases. The highest stability (1750 lb) was obtained with 1% dust, while 2% resulted in the lowest stability (1283.33 lb). The incorporation of RAP and tyre dust with KAOAMIN12 showed a reduction in cost and waste, improving pavement performance. Discussion and Conclusions: The research demonstrates the feasibility of using recycled materials, such as RAP and tyre dust, in cold asphalt mixes, optimising pavement performance and contributing to sustainability in road maintenance.

 

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biography

Wilson Cando Tipán, Pontifical Catholic University of Ecuador

Wilson Oswaldo Cando Tipán es Ingeniero Civil con una maestría en Mecánica del Suelo e Ingeniería de Cimentaciones de CEDEX, España, Maestría En Geotecnia Aplicada por la PUCE y un Máster en Dirección de Empresas Constructoras e Inmobiliarias de la Universidad San Francisco de Quito. Actualmente, es docente en la Pontificia Universidad Católica del Ecuador y consultor particular en mecánica de suelos y pavimentos. Su experiencia abarca la fiscalización y evaluación de vías, estudios de suelos para diversos proyectos de construcción, y la dirección de múltiples investigaciones y publicaciones científicas indexadas en Scopus y Latindex. Está cursando un doctorado en Gestión de Proyectos en la Universidad de Investigación e Innovación de México.

References

Albornoz, Y. (2014). EMULSIONES ASFÁLTICAS. Laboratorio de suelos y pavimentos de la Universidad de Los Andes.

Al-Busaltan, S. (2012). Mechanical properties of an upgrading cold-mix asphalt using waste material. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000540

Asphalt Institute. (1994). MS-14 Asphalt Cold Mix Manual. Lexington: KY: Asphalt Institute.

Crane, D. y Dale, C. (2010). Aircraft Systems: Mechanical, Electrical, and Avionics Subsystems Integration. John Wiley & Sons.

Espinoza, G. y Guayaquil, M. (2023). Diseño de una mezcla asfáltica en frío utilizando RAP (Pavimento Asfáltico Reciclado) obtenido del aeropuerto de Quito, adicionando 2%, 3% y 4% de polvo de llanta de avión.

Federal Aviation Administration (FAA). (2008). Aircraft Tire Maintenance and Operational Practices. FAA Advisory Circular.

Gallego, J. (2010). Materiales y Productos Bituminosos en la Construcción. Editorial Reverté.

García, A. (2018). Ingeniería de pavimentos para carreteras . México: Colegio de Ingenieros Civiles de México.

Garnica, P. y Sesma, J. G. (2005). Mezclas asfálticas y firmes. . Cantabria: Universidad de Cantabria.

Garnica, P., Gómez, J. y Sesma, J. (2005). Mecánica de Suelos. Editorial Pearson.

HOLCIM. (2024). HOLCIM. https://www.holcim.com.ec/agregados-arena-no-lavada

Instituto del Asfalto. (1989). Manual de Pavimentos Asfálticos. Instituto del Asfalto.

Instituto Mexicano del Transporte. (2003). Manual de Emulsiones Asfálticas. Publicación Técnica No. 235.

Instituto Mexicano del Transporte. (2016). Manual de Ensayo de Materiales.

Instituto Nacional de Vías de Colombia. (2013). Manual de Normas de Ensayo de Materiales para Carreteras. Instituto Nacional de Vías.

Intendencia de Montevideo. (s.f.). DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS. https://acortar.link/9qGt7b

Islam, M., Zaman, M. y Tarefder, R. (2018). Curing evaluation of cold asphalt mixtures. International Journal of Pavement Engineering, 428-437.

Jain, S. y Singh, B. (2021). Cold mix asphalt: An overview. Journal of Cleaner Production, 280. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124378 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124378

Kalman, B. y Svedinger, H. (2013). Field performance evaluation of cold recycled asphalt mixtures. Road Materials and Pavement Design, 871-889

Kamil, H., Dulaimi, A., Al-Mansoori, T., Al-Busaltan, S., Herez, M., Sadique, M. y Abdel-Wahed, T. (2021). The future of eco-friendly cold mix asphalt. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 149. https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111318 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111318

Kamil, H., Ruddock, F. y Atherton, W. (2016). Rutting Prediction of a Reinforced Cold Bituminous Emulsion Mixture Using Finite Element Modelling. Procedia Engineering.

KAOMIN. (2019). KAOMIN 12 Aditivo promotor de adherencia para mezclas. KAO.

Malekmohammadi, M., Ameri, M. y Vamegh, H. (2016). Compressive Strength of Cold Bituminous Mixtures. Construction and Building Materials, 246-254.

Mallick, R. y El-Korchi, T. (2018). Pavement Recycling and Reuse of Material. CRC Press.

Mallik, J. y Davidon, D. (1997). Asphalt Emulsions. En A. J. Hoiberg (Ed.) Bituminous Materials: Asphalts, Tars, and Pitches (pp. 1-40). Krieger Publishing Company.

Miranda, F. y Aguiar, J. (2019). MEZCLAS ASFÁLTICAS CON PAV: PAVIMENTOS ASFÁLTICOS RECICLADOS. PITRA-LanammeUCR.

Montejo, A. (2002). Ingeniería de pavimentos para carreteras. . Universidad Católica de Colombia.

Montejo, A. (2002). Pavimentos de Concreto y Mezclas Asfálticas. Universidad Católica de Colombia.

MOP. (2002). ESPECIFICACIONES GENERALES ESPECIFICACIONES GENERALES.

MS, A. I. (2001). Principios de construcción de mezclas asfálticas en caliente. Manual Serie N° 22.

National Asphalt Pavement Association. (2016). Manual de Especificaciones de Construcción. NAPA.

NTE INEN 2680. (2013). Productos derivados del petróleo. Asfalto modificado con caucho reciclado. Requisitoes e inspección.

Oliver, J. (2001). The Influence of the Binder in RAP on Recycled Asphalt Properties. International Journal of Road Materials and Pavement Design, 2(3), 311-325. DOI: https://doi.org/10.3166/rmpd.2.311-325

Rashidi, H., Mahdi, S. y Shamseddin, S. (2018). Tensile strength evaluation of cold asphalt mixture with cementing emulsion. Construction and Building Materials, 403-410.

Roberts, F., Kandhal, P., Brown, E., Lee, D. y Kennedy, T. (1996). Hot Mix Asphalt Materials, Mixture Design,. Napa Education Foundation.

Roberts, F., Kandhal, P., Brown, E., Lee, D. y Kennedy, T. (2009). Hot mix asphalt materials, mixture design and construction. National Asphalt Pavement Association Research and Education Foundation.

Roberts, F., Kandhal, P., Brown, E., Lee, D. y Kennedy, T. (2009). Hot mix asphalt materials, mixture design and construction (3rd ed.). National Asphalt Pavement Association Research and Education Foundation.

Rodrigues, J., Gomes, M. y Lobo, H. (2013). Materiales Alternativos en Pavimentos Asfálticos. Editorial Reverté.

Rodríguez, R., Castaño, V. y Martínez, M. (2001). EMULSIONES ASFALTICAS. SECRETARIA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES.

Rout, D., Biswas, S., Shubham, K. y Sinha, A. (2023). A systematic review on performance of reclaimed asphalt pavement (RAP) as sustainable material in rigid pavement construction: Current status to future perspective. Journal of Building Engineering, 76. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.107253 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.107253

Singh, S., Ransinchung, G., Debbarma, S. y Kumar, P. (2018). Utilization of reclaimed asphalt pavement aggregates containing waste from Sugarcane Mill for production of concrete mixes. Journal of Cleaner Production, 174, 42-52. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.10.179 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.10.179

Stephens, J., Mahoney, J. y Dippold, C. (2001). Determination of the PG Binder Grade to Use in a RAP Mix.

Val, M. D. y Kraemer, C. (2004). Ingeniería de carreteras. España: McGraw-Hill Interamericana.

Published

2025-02-06

How to Cite

Cando Tipán, W., & Jácome Iza, J. (2025). Innovation incold asphalt mixes incorporating RAP and aircraft tire dust from Quito airport. European Public & Social Innovation Review, 10, 1–20. https://doi.org/10.31637/epsir-2025-1244

Issue

Section

Cover articles