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7/23/2019 IBP2460_11 http://slidepdf.com/reader/full/ibp246011 1/10 ______________________________ 1 M.S., Civil Engineering – THE UNIVERSITY OF TEXAS AT AUSTIN 2 PHD, Associate Professor – THE UNIVERSITY OF TEXAS AT AUSTIN IBP 2460_11 CURVA MAESTRA PARA LIGANTES BITUMINOSOS DE MEZCLAS TIBIAS Patricia Trujillo 1 , Jorge A. Prozzi 2 Copyright 2011, Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás e Biocombustíveis - IBP Este Trabajo Técnico, elaborado para ser presentado en el XVI CILA – Congreso Ibero-Latinoamericano del Asfalto a realizarse entre el 20 y el 25 de noviembre de 2011 en Rio de Janeiro, fue seleccionado por el Comité Técnico del evento para dicho fin, de concordancia con las informaciones contenidas en el resumen sometido por el/los autor(es). Tal cual presentado, su contenido no fue revisado por el IBP. Por ende, los organizadores no traducirán ni corregirán los textos recibidos. La versión original del material presentado no refleja necesariamente las opiniones del Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás e Biocombustíveis, sus Asociados y Representantes. El/los autores de este Trabajo Técnico tienen pleno conocimiento de esto y aprueban su publicación en los Anales del XVI CILA – Congreso Ibero-Latinoamericano del Asfalto . Resumen Las mezclas tibias de asfalto (MTA), conocidas en inglés como warm mix asphalt (WMA), son una tecnología ecológica relativamente nueva que posee los beneficios de mejorar la seguridad de los operarios y la reducción en el consumo de energía y emisiones por medio del uso de temperaturas reducidas. En este estudio, las propiedades reológicas de un cemento asfaltico de grado PG 64-22 modificado con Cecabase, RT, Rediset, Evotherm, y Sasobit fueron investigados en función del tiempo de envejecimiento. Muestras de cemento asfáltico original y muestras modificadas con estos aditivos fueron sometidos a envejecimiento de corto plazo por medio del rolling thin film oven (RTFO) a 163˚C y a 143˚C, respectivamente. Posteriormente cada muestra fue sometida a un envejecimiento de largo plazo por medio de una cámara de envejecimiento a una temperatura constante de 60˚C. Las muestras fueron recolectadas en diferentes intervalos durante un periodo de seis meses. Se realizaron ensayos de comportamiento de módulo reológico de corte dinámico, G*, a 40˚C, 52˚C, y 64˚C a un rango de frecuencias de 25 a 0.1 Hz. Los datos obtenidos se utilizaron para la modelación del comportamiento reológico del asfalto convencional y modificado con WMA aditivos por medio del método Gauss-Newton. Se propuso una ecuación matemática que describe el comportamiento del G* en términos de envejecimiento, frecuencia y temperatura. Los resultados obtenidos mostraron que Sasobit tiende a comportarse de una manera similar a la muestra original mientras que Cecabase, Evotherm, y Rediset presentan una rigidez menor que la original. Abstract Warm mix asphalt (WMA) is an environmental friendly technology that contributes to the workers safety, reduction of energy consumption and emissions. In this study, the rheological properties of a PG 64-22 asphalt binder blended with Cecabase RT, Rediset, Evotherm, and Sasobit WMA additives are investigated as a function of laboratory aging. Binders modified with WMA additives and the control samples were both aged in the rolling thin film oven (RTFO) at 143°C and at 163°C, respectively. All samples were then long-term aged in an environmental chamber kept at 60°C. The long-term aged samples were collected at different intervals during a six-month period. Rheological data were collected on each aged sample by performing dynamic shear rheometer (DSR) frequency sweep from 25 to 0.1 Hz. at three different temperatures, i.e. 40°C, 52°C, and 64°C. Gauss-Newton method was used for non-linear parameter estimation for modeling the relationship of complex modulus (G*) with temperature, frequency, and aging. Results show that Sasobit tends to behave closely to control while Cecabase, Evotherm, and Rediset exhibit lower stiffness than both. 1. Introducción Las tecnologías ecológicas, también llamadas tecnologías verdes, han impulsado el desarrollo y el progreso de nuevos procedimientos en diversas áreas. La industria de la construcción de pavimentos es una de las áreas que ha adoptado numerosas metodologías nuevas con el fin de competir en el cambio del paradigma de sustentabilidad ecológica global en el que las entidades gubernamentales y no gubernamentales desean, pero sin poner en riesgo el rendimiento de las obras viales. Las mezclas tibias de asfalto (MTA) son un proceso relativamente nuevo que han sido adquiridas por la industria de pavimentación como una manera de mejorar las convencionales mezclas calientes de asfalto (MCA). MTA son producidas de 20˚C a 30˚C menos que las de MCA que tienen un rango de 150˚C a 180˚C (Koenders et al, 2000).
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______________________________1 MS Civil Engineering ndash THE UNIVERSITY OF TEXAS AT AUSTIN2 PHD Associate Professor ndash THE UNIVERSITY OF TEXAS AT AUSTIN
IBP 2460_11
CURVA MAESTRA PARA LIGANTES BITUMINOSOSDE MEZCLAS TIBIAS
Patricia Trujillo1 Jorge A Prozzi2
Copyright 2011 Instituto Brasileiro de Petroacuteleo Gaacutes e Biocombustiacuteveis - IBPEste Trabajo Teacutecnico elaborado para ser presentado en el XVI CILA ndash Congreso Ibero-Latinoamericano del Asfalto a realizarse entreel 20 y el 25 de noviembre de 2011 en Rio de Janeiro fue seleccionado por el Comiteacute Teacutecnico del evento para dicho fin deconcordancia con las informaciones contenidas en el resumen sometido por ellos autor(es) Tal cual presentado su contenido no fuerevisado por el IBP Por ende los organizadores no traduciraacuten ni corregiraacuten los textos recibidos La versioacuten original del materialpresentado no refleja necesariamente las opiniones del Instituto Brasileiro de Petroacuteleo Gaacutes e Biocombustiacuteveis sus Asociados yRepresentantes Ellos autores de este Trabajo Teacutecnico tienen pleno conocimiento de esto y aprueban su publicacioacuten en los Anales del
XVI CILA ndash Congreso Ibero-Latinoamericano del Asfalto
Resumen
Las mezclas tibias de asfalto (MTA) conocidas en ingleacutes como warm mix asphalt (WMA) son una tecnologiacutea ecoloacutegicarelativamente nueva que posee los beneficios de mejorar la seguridad de los operarios y la reduccioacuten en el consumo deenergiacutea y emisiones por medio del uso de temperaturas reducidas En este estudio las propiedades reoloacutegicas de uncemento asfaltico de grado PG 64-22 modificado con Cecabase RT Rediset Evotherm y Sasobit fueron investigados enfuncioacuten del tiempo de envejecimiento Muestras de cemento asfaacuteltico original y muestras modificadas con estos aditivosfueron sometidos a envejecimiento de corto plazo por medio del rolling thin film oven (RTFO) a 163˚C y a 143˚Crespectivamente Posteriormente cada muestra fue sometida a un envejecimiento de largo plazo por medio de una caacutemarade envejecimiento a una temperatura constante de 60˚C Las muestras fueron recolectadas en diferentes intervalos duranteun periodo de seis meses Se realizaron ensayos de comportamiento de moacutedulo reoloacutegico de corte dinaacutemico G a 40˚C52˚C y 64˚C a un rango de frecuencias de 25 a 01 Hz Los datos obtenidos se utilizaron para la modelacioacuten delcomportamiento reoloacutegico del asfalto convencional y modificado con WMA aditivos por medio del meacutetodo Gauss-NewtonSe propuso una ecuacioacuten matemaacutetica que describe el comportamiento del G en teacuterminos de envejecimiento frecuencia y
temperatura Los resultados obtenidos mostraron que Sasobit tiende a comportarse de una manera similar a la muestraoriginal mientras que Cecabase Evotherm y Rediset presentan una rigidez menor que la original
Abstract
Warm mix asphalt (WMA) is an environmental friendly technology that contributes to the workers safety reduction ofenergy consumption and emissions In this study the rheological properties of a PG 64-22 asphalt binder blended withCecabase RT Rediset Evotherm and Sasobit WMA additives are investigated as a function of laboratory aging Bindersmodified with WMA additives and the control samples were both aged in the rolling thin film oven (RTFO) at 143degC andat 163degC respectively All samples were then long-term aged in an environmental chamber kept at 60degC The long-termaged samples were collected at different intervals during a six-month period Rheological data were collected on each agedsample by performing dynamic shear rheometer (DSR) frequency sweep from 25 to 01 Hz at three different temperatures
ie 40degC 52degC and 64degC Gauss-Newton method was used for non-linear parameter estimation for modeling therelationship of complex modulus (G) with temperature frequency and aging Results show that Sasobit tends to behaveclosely to control while Cecabase Evotherm and Rediset exhibit lower stiffness than both
1 Introduccioacuten
Las tecnologiacuteas ecoloacutegicas tambieacuten llamadas tecnologiacuteas verdes han impulsado el desarrollo y el progreso denuevos procedimientos en diversas aacutereas La industria de la construccioacuten de pavimentos es una de las aacutereas que ha adoptadonumerosas metodologiacuteas nuevas con el fin de competir en el cambio del paradigma de sustentabilidad ecoloacutegica global enel que las entidades gubernamentales y no gubernamentales desean pero sin poner en riesgo el rendimiento de las obrasviales Las mezclas tibias de asfalto (MTA) son un proceso relativamente nuevo que han sido adquiridas por la industria depavimentacioacuten como una manera de mejorar las convencionales mezclas calientes de asfalto (MCA) MTA son producidas
de 20˚C a 30˚C menos que las de MCA que tienen un rango de 150˚C a 180˚C (Koenders et al 2000)
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Los procesos de MTA fueron desarrollados como resultado del Protocolo de Kioto en el Marco de la Convencioacutende las Naciones Unidas sobre el Cambio Climaacutetico La introduccioacuten de MTA fue realizada primero en el Bitumen Forumde Alemania en 1997 y fue recieacuten en 2002 que el National Asphalt Pavement Asociation (NAPA) de Estados Unidospatrocinoacute un viaje a Europa con el fin de evaluar la utilizacioacuten de estos procesos en la praacutectica y asiacute traerla a los EstadosUnidos (FHWA 2008)
Actualmente hay muchos nuevos protocolos de produccioacuten que han surgido desde que MTA fue utilizadoinicialmente en Europa y constantemente siguen surgiendo maacutes Por el momento hay cuatro clasificaciones de MTA queson las siguientes (Vaitkus et al 2009a)
bull Espuma asfaacuteltica producida con agua
bull Modificacioacuten con zeolitas
bull Aditivos orgaacutenicos
bull Aditivos quiacutemicos
Asiacute como con todo tipo de productos nuevos existe la duda del deterioro del material a medida que pasa eltiempo Por lo consiguiente es preciso investigar si los aditivos MTA debido a la reduccioacuten de temperaturas durante laproduccioacuten y la construccioacuten de las mezclas asfaacutelticas pueden lograr que el pavimento tenga iguales o mejores
propiedades que las MCA a largo plazo Por consiguiente esta investigacioacuten fue desarrollada con el propoacutesito de estudiar elenvejecimiento a largo plazo de MTA comparado con MCA por medio del estudio del moacutedulo reoloacutegico de corte dinaacutemicoG
2 El Envejecimiento del Asfalto
El concepto de envejecimiento es muy importante en el aacuterea de pavimentos asfalticos debido a que eacuteste es uno delos problemas principales que causa el deterioro prematuro del pavimento Este deterioro aumenta el endurecimiento quecausa fracturas prematuras en el pavimento
El envejecimiento es un proceso que implica cambios quiacutemicos y fiacutesicos en el asfalto Algunos asfaltos son maacutesresistentes que otros a este proceso El envejecimiento en el asfalto es causado por la oxidacioacuten y la volatilizacioacuten que tomalugar cuando la superficie del asfalto estaacute expuesta al calor y al medio ambiente durante la construccioacuten y en el transcursode la vida del pavimento El envejecimiento en el asfalto es el resultado de muchos factores como temperatura exposicioacutenal agua rayos ultravioleta aire traacutefico etc Desde el momento en que el asfalto es utilizado en la planta de asfalto empiezael envejecimiento y la mayor preocupacioacuten es la velocidad en la que eacuteste ocurre (Phromsorn and Kennedy 1995)
Hay meacutetodos que se han desarrollado para evaluar la durabilidad del asfalto como por ejemplo la determinacioacutende la resistencia a los cambios fiacutesicos y quiacutemicos cuando envejece Las propiedades maacutes deseadas en un asfalto son que elmaterial no se deforme prematuramente a altas temperaturas y que a la vez no se fracture a temperaturas bajas (Huang et al1996)
Se han desarrollado meacutetodos de simulacioacuten del envejecimiento que ocurre en la planta de asfalto y durante la fasede construccioacuten tambieacuten conocido como envejecimiento a corto plazo Uno de estos meacutetodos se llama rolling thin film
oven test (RTFO) Las plantas de produccioacuten de mezclas de asfalto exponen el material a temperaturas en un rango de135˚C a 165˚C Estas altas temperaturas son necesarias para la produccioacuten y la construccioacuten de las mezclas asfaacutelticas perosi no se tiene cuidado pueden causar cambios reoloacutegicos severos no deseados en el asfalto
La velocidad del proceso de envejecimiento del asfalto aumenta durante las fases de produccioacuten y construccioacutenpero se reduce cuando el asfalto estaacute en servicio El envejecimiento a largo plazo se refiere al envejecimiento que tomalugar cuando el pavimento estaacute en uso Aunque el material ya no estaacute expuesto a altas temperaturas hay otros factores quecontribuyen a este envejecimiento de largo plazo A pesar de que el asfalto no es expuesto a altas temperaturas como en laproduccioacuten de mezclas es importante medir su comportamiento reoloacutegico a largo plazo Hay meacutetodos que se handesarrollado para acelerar el envejecimiento en el laboratorio y simular el envejecimiento en el campo a largo plazo comoel Pressure Aging Vessel (PAV) el Pressure Oxygen Vessel (POV) y la caacutemara de envejecimiento PAV hace el uso depresioacuten a 2070 kPa POV usa oxiacutegeno puro para aplicar presioacuten en el material y acelerar su envejecimiento y la caacutemara deenvejecimiento expone el asfalto a temperatura constante de 60˚C
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3 Mezclas Tibias de Asfalto (MTA)
Para mejor entender las ventajas de las MTA es preciso primero entender la diferencia de MTA y MCA Lasmezclas asfaacutelticas consisten en la mezcla de agregado grueso agregado fino y asfalto y se conocen tambieacuten como concretoasfaltico Hay cuatro categoriacuteas de mezclas asfaacutelticas basadas en la temperatura en que se producen y se mezclan que son
las siguientes (Vaitkus et al 2009b)
bull Mezclas friacuteas la construccioacuten de dichos pavimentos es bajo temperaturas ambientales y hacen uso de emulsionesy asfalto de espuma
bull Mezclas templadas son producidas y compactadas a temperaturas debajo de 100˚C
bull Mezclas tibias (MTA) son producidas y compactadas a temperaturas menores que MCA pero maacutes altas que lasmezclas templadas y
bull Mezclas calientes (MCA) son producidas y compactadas a temperaturas de 150˚C a 180˚C estas mezclas son lasmaacutes populares hasta el diacutea de hoy
La tecnologiacutea de asfalto sigue desarrollaacutendose y estos materiales mejoran cada vez maacutes MTA ha dado respuesta avarias aacutereas del asfalto que han sido una preocupacioacuten por antildeos como la construccioacuten a temperaturas maacutes bajas lareduccioacuten en el consumo de energiacutea y emisiones las mejores condiciones para el operario la capacidad de trasladar lasmezclas a distancias maacutes largas y la reduccioacuten del envejecimiento del asfalto Como ya se mencionoacute antes hay cuatrocategoriacuteas de tecnologiacuteas de MTA algunos detalles y ejemplos siguen a continuacioacuten
bull Procesos de formacioacuten de espuma causada por agua el asfalto espumado se produce por la inyeccioacuten de unapequentildea cantidad de agua en asfalto caliente Algunos ejemplos de las tecnologiacuteas de espuma son WAM FoamTerex WMA System Double-Barrel Green y Low Energy Asphalt (LEA)
bull Zeolitas naturales o sinteacuteticas estaacuten compuestos de aluminosilicatos y alkalimetales El aditivo se antildeade a lamezcla asfaacuteltica durante la produccioacuten de asfalto (Vaitkus et al 2009a) La zeolita contiene agua cristalina en suestructura molecular y se evapora cuando se aumenta la temperatura por encima de 100degC Algunos productos queson hechos a base de zeolita son Aspha-Min Advera WMA Zeolite y zeolita natural (Vaitkus et al 2009b)
bull Aditivos orgaacutenicos que reducen la viscosidad del asfalto y normalmente se agrega a la mezcla de asfalto junto conel agregado Algunos ejemplos de esta tecnologiacutea son Sasobit y Asphaltan-B (Vaitkus et al 2009a)
bull
Los aditivos quiacutemicos son agentes tenso-activos y son la tecnologiacutea maacutes nueva que ha surgido Algunos aditivosquiacutemicos que se encuentran en el mercado son Evotherm 3G Rediset Cecabase RT e Interlow (Vaitkus et al2009b)
Como con cualquier tecnologiacutea nueva existe el temor y los riesgos en el futuro Algunas de las preocupacionesprincipales son (DAngelo et al 2008)
bull El rendimiento de la MTA a largo plazo
bull Deformacioacuten prematura del pavimento
bull Modificacioacuten de la planta de mezcla de asfalto
bull Inversioacuten inicial para la modificacioacuten
bull Muchos productos diferentes MTA en el mercado
bull Aprobacioacuten del producto
bull
Especificaciones para el uso de WMAbull Disentildeo de la mezcla
bull El conocimiento del contratista de los productos que se utilizaraacuten y
bull Costo
4 Materiales y Meacutetodos
Para esta investigacioacuten se seleccionoacute un asfalto grado PG64-22 de Jebro obtenido en Texas (EEUU) Cuatro MTAaditivos fueron utilizados Sasobit (aditivo orgaacutenico) Cecabase RT 945 (aditivo quiacutemico) 3G Evotherm (aditivo quiacutemico)y WMX Rediset (aditivo quiacutemico) La Tabla 1 muestra el tiempo de mezclado del aditivo de MTA con el asfalto y la dosisempleada
La mezcla del aditivo y asfalto se llevoacute a cabo con un dispositivo mecaacutenico en cantidades de 500 gramos Despueacutesdel proceso de mezclado el material estaba listo para envejecimiento a corto plazo por medio de RTFO
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Tabla 1 Tiempo Recomendado de Mezcla y Dosis
Aditivo Dosis Recomendada Dosis Empleada Tiempo de Mezcla MTAcon el Asfalto
Cecabase RT 945 03 a 05 04 15 minutos
Evotherm 3G 04 a 08 05 30 minutos
Sasobitreg 13 a 17 15 15 minutos
Rediset WMX 10 a 30 2 30 minutos
41 Meacutetodo de Envejecimiento Las muestras fueron identificadas de la siguiente manera
bull 64Control PG 64-22 sin aditivos MTA
bull 64Saso PG 64-22 modificado con Sasobit
bull 64Ceca PG 64-22 modificado con Cecabase RT 945
bull 64Evo PG 64-22 modificado con Evotherm 3G
bull 64Redi PG 64-22 modificado con Rediset WMX
Las muestras fueron sometidas a dos meacutetodos de envejecimiento a corto plazo y a largo plazo Se utilizoacute elmeacutetodo de RTFO para el envejecimiento a corto plazo y una caacutemara ambiental a una temperatura constante de 60degC para elenvejecimiento a largo plazo que se puede observar en la Figura 1
Figura 1 Caacutemara de Envejecimiento a 60˚C
Una cantidad de 66 gramos por muestra envejecida por medio de RTFO fue puesta en un contenido de aluminio deuna dimensioacuten de 216 mm x 305 mm para crear una capa de asfalto de 10 mm de espesor Las muestras fueron colocadasen la caacutemara ambiental y fueron colectadas a 0 2 5 11 22 35 67 132 y 179 diacuteas de envejecimiento (0 diacuteas deenvejecimiento son las muestras sin envejecimiento a largo plazo)
Se realizoacute el estudio de comportamiento de G por medio de un barrido de frecuencias a un rango de frecuenciasde 25 a 01 Hz a 40degC 52degC y 64degC Se utilizoacute un Bohlin Dynamic Shear Rheometer (DSR) y se utilizaron muestras de 25
mm de diaacutemetro y 1 mm de espesor El meacutetodo del instrumento empleado para los ensayos es de corte oscilante Lamodelacioacuten del comportamiento reoloacutegico fue basada en la curva sigmodial tambieacuten conocida como la curva maestra Sedesarrollaron curvas reoloacutegicas usando la siguiente ecuacioacuten
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(Ecuacioacuten 1)
G = moacutedulo de corte dinaacutemico en Pa
tr = tiempo de carga
Los coeficientes de la Ecuacioacuten 1 fueron optimizados por medio del meacutetodo de Gauss-Newton y fueron analizadosposteriormente Se sustituyoacute el paraacutemetro de tiempo de carga por el de f frecuencia y se le agregaron los paraacutemetros detemperatura T y de envejecimiento (age)
(Ecuacioacuten 2)
Se realizoacute un anaacutelisis estadiacutestico de t-stat y se concluyoacute que el coeficiente β1 fuera omitido de la Ecuacioacuten 2 LaEcuacioacuten 3 fue el modelo que finalmente se utilizoacute para el anaacutelisis de este estudio
(Ecuacioacuten 3)
Se aplicoacute la curva sigmodial porque ya se habiacutea utilizado en otras modelaciones de comportamiento de asfaltocomo en el estudio de Yusoff et al (2010) quien estudio las propiedades reoloacutegicas de asfalto original y modificado
5 Resultados y Discusioacuten
Los resultados de barrido de frecuencia fueron obtenidos a 10 diferentes niveles de frecuencia (01Hz a 27 Hz) a40deg C 52deg C y 64deg C y a nueve diferentes periodos de envejecimiento en un periodo de 179 diacuteas
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Figura 2 Datos Observados a 01 Hz
51 Datos Observados La Figura 2 ilustra coacutemo cada muestra cambia en el transcurso del tiempo Como ejemplo la graacutefica muestra la
dependencia de G en funcioacuten del envejecimiento y una sola frecuencia 01 Hz Resultados similares se observan a otrasfrecuencias Como se puede observar a medida que aumenta el envejecimiento y la temperatura disminuye G aumenta esdecir el endurecimiento del material aumenta Al comparar los materiales 64Con (Control) parece tener el resultado maacutesalto de G la mayor parte del tiempo con 64Saso siguieacutendolo muy de cerca 64Redi parece tener la menor rigidez en lamayor parte de los periacuteodos de envejecimiento 64Ceca y 64Evo permanecen en alguacuten punto intermedio entre 64Redi y64Con
52 Modelo de Prediccioacuten del G
Modelos de prediccioacuten de G fueron desarrollados para cada muestra (64Con 64Evo 64Saso 64Ceca y 64Redi)utilizando la Ecuacioacuten 3 Como se mencionoacute antes el meacutetodo de Gauss-Netwon fue empleado para hacer un estudio deregresioacuten y obtener valores de la estadiacutestica t para cada coeficiente La Tabla 2 muestra los coeficientes optimizados paracada modelo de prediccioacuten
Tabla 2 Coeficientes de Cada Modelo de Prediccioacuten
Model β 1 β 2 β 3 β 4 β 5
64 Control 76 -2067 -0467 0038 -0332
64 Saso 76 -2113 -0475 0038 -0272
64 Ceca 76 -1973 -0472 0038 -0331
64 Evo 76 -1933 -0471 0037 -032664 Redi 76 -1916 -0476 0038 -0318
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53 iquestQueacute significado tiene cada paraacutemetro
bull β1 con un valor de 76 para todos los modelos es el valor maacuteximo que log G puede tener
bull β3 β4 y β5 describen el efecto de la frecuencia la temperatura y el envejecimiento de la forma de la ecuacioacutensigmoidal
bull β2 desplaza a la izquierda o a la derecha la curva que a su vez aumenta o disminuye G
bull
β3 es el coeficiente de regresioacuten obtenida para el registro de la frecuencia el aumento o disminucioacuten de este valorrota o gira el eje central de la graacutefica Cuando β3 se dirige hacia el infinito negativo la curva se vuelve maacutes comouna liacutenea vertical en el eje Cuando β3 es 0 la curva se convierte en una liacutenea horizontal G aumenta o disminuyedependiendo de si la frecuencia es positiva o negativa
bull β4 es el coeficiente de regresioacuten obtenida para la temperatura se comporta muy similar a β2 en donde aumenta ola disminuye G seguacuten el movimiento de izquierda o derecha
bull Finalmente β5 es el coeficiente de regresioacuten de envejecimiento en diacuteas se comporta muy similar a β2 y β3
La forma en que los modelos estaacuten destinados a que funcionen es la prediccioacuten del G en un periodo deenvejecimiento dada la temperatura y frecuencia Por ejemplo si se desea investigar la rigidez de un asfalto de MTA a 200diacuteas de envejecimiento pero no se puede esperar todo este tiempo podemos utilizar el modelo para saber a queacute temperaturay frecuencia es necesario probar la muestra con el fin de predecir el valor G Por ejemplo la Figura 3 muestra coacutemo elmodelo de 64Ceca predice la rigidez en diferentes temperaturas y periodos de envejecimiento y la comparamos con losdatos medidos El modelo es el siguiente para 64Ceca
(Ecuacioacuten 4)
Como se puede observar en la Figura 3 la mayor rigidez se encuentra a 133 diacuteas de envejecimiento a 40deg C y elmenor endurecimiento el diacutea 1 a 64degC Es importante mencionar que en la grafica el modelo de prediccioacuten de 23 diacuteas deenvejecimiento a 64ordmC casi se sobrepone encima del modelo de prediccioacuten de 1 diacutea de envejecimiento a 52ordmC El modelocaptura los cambios en G en funcioacuten de la frecuencia la temperatura y el envejecimiento La mayoriacutea de los errores deajuste ocurra en los extremos y la colocacioacuten maacutes exacta seraacute en el centro como a los 23 diacuteas de envejecimiento a 64 deg C Elerror en los extremos se debe en parte al instrumento
Cabe mencionar que hay una mayor cantidad de errores a medida que la temperatura baja y la frecuencia y elenvejecimiento aumentan Estos errores son debido a la conformidad del instrumento El meacutetodo utilizado para medir el Grequeriacutea 10 de tensioacuten constante pero a medida que las muestras endureciacutean el instrumento no teniacutea la capacidad demantener la tensioacuten deseada y utilizaba la mayor cantidad de esfuerzo cortante a 3260 Pa Estos errores pueden sercorregidos aplicando una meacutetodo que fue creado en el estudio por Sui et al (2010) pero esta correccioacuten no se aplicoacute en esteestudio
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Figura 3 Resultados Observados y de Modelacioacuten de 64CecaEn la Figura 4 se puede observar en la parte de arriba y a la derecha de la graacutefica coacutemo los datos obtenidos
contienen maacutes error La curva no deberiacutea de cambiar de forma tan raacutepido como se observa en los puntos con valores de Gmaacutes altos
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Figura 4 Datos Observados y Curva de Modelacioacuten
6 Conclusiones
Los resultados presentados en este estudio muestran el comportamiento a largo plazo de un asfalto grado PG 64-22 modificado con Sasobit (orgaacutenico) Cecabase RT 945 (quiacutemico) 3G Evotherm (quiacutemico) y WMX Rediset (quiacutemico)aditivos envejecidos con RTFO a 143degC en comparacioacuten con el control que fue tratado como asfalto convencional MCA(RTFO a 163degC) Las muestras fueron envejecidas a largo plazo por un rango de aproximadamente seis meses en unacaacutemara ambiental a 60deg C Las muestras fueron ensayadas a diferentes periacuteodos y luego evaluadas por medio de corte
dinaacutemico utilizando un DSR
Los resultados de G revelaron que Sasobit tiende a endurecer el asfalto desde un principio y tambieacuten mostropropiedades reoloacutegicas similares al asfalto control a medida que envejece a pesar de que habiacutea sido envejecido a cortoplazo a una temperatura 20degC maacutes baja que el control Cecabase y 3G Evotherm generalmente tienden a tener una mayorrigidez que Rediset pero menor que el control y Sasobit a medida que el envejecimiento avanza Rediset presentoacute el menoraumento de moacutedulo en comparacioacuten con el resto de muestras y el control
Un modelo de prediccioacuten se ha desarrollado para predecir la dependencia del moacutedulo reoloacutegico de corte dinaacutemicocon la frecuencia la temperatura y el envejecimiento El modelo mostroacute que los datos observados se comportaban demanera similar al modelo desarrollado El modelo puede ser utilizado para predecir el moacutedulo del material de MTA adistinta temperatura envejecimiento o frecuencia
En general de todos los materiales de MTA utilizado en el estudio Sasobit parece tener la menor cantidad depropiedades deseables cuando se trata del G en comparacioacuten con el control Las propiedades deseables son que el asfaltono sea tan fuerte para causar agrietamiento prematuro de la mezcla ni demasiado suave para causar una deformacioacutenpermanente Un material MTA que se comporta similar a MCA es lo que es conveniente para los pavimentos asfalticos
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Rediset parece tener el menor aumento de la rigidez en comparacioacuten con los otros tres aditivos MTA en comparacioacuten con elcontrol
Este estudio de investigacioacuten demostroacute que los aditivos MTA tienen algunos efectos en el rendimiento a largoplazo del asfalto Sasobit parece endurecer casi al mismo ritmo que el control a altas temperaturas
7 Referencias
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Los procesos de MTA fueron desarrollados como resultado del Protocolo de Kioto en el Marco de la Convencioacutende las Naciones Unidas sobre el Cambio Climaacutetico La introduccioacuten de MTA fue realizada primero en el Bitumen Forumde Alemania en 1997 y fue recieacuten en 2002 que el National Asphalt Pavement Asociation (NAPA) de Estados Unidospatrocinoacute un viaje a Europa con el fin de evaluar la utilizacioacuten de estos procesos en la praacutectica y asiacute traerla a los EstadosUnidos (FHWA 2008)
Actualmente hay muchos nuevos protocolos de produccioacuten que han surgido desde que MTA fue utilizadoinicialmente en Europa y constantemente siguen surgiendo maacutes Por el momento hay cuatro clasificaciones de MTA queson las siguientes (Vaitkus et al 2009a)
bull Espuma asfaacuteltica producida con agua
bull Modificacioacuten con zeolitas
bull Aditivos orgaacutenicos
bull Aditivos quiacutemicos
Asiacute como con todo tipo de productos nuevos existe la duda del deterioro del material a medida que pasa eltiempo Por lo consiguiente es preciso investigar si los aditivos MTA debido a la reduccioacuten de temperaturas durante laproduccioacuten y la construccioacuten de las mezclas asfaacutelticas pueden lograr que el pavimento tenga iguales o mejores
propiedades que las MCA a largo plazo Por consiguiente esta investigacioacuten fue desarrollada con el propoacutesito de estudiar elenvejecimiento a largo plazo de MTA comparado con MCA por medio del estudio del moacutedulo reoloacutegico de corte dinaacutemicoG
2 El Envejecimiento del Asfalto
El concepto de envejecimiento es muy importante en el aacuterea de pavimentos asfalticos debido a que eacuteste es uno delos problemas principales que causa el deterioro prematuro del pavimento Este deterioro aumenta el endurecimiento quecausa fracturas prematuras en el pavimento
El envejecimiento es un proceso que implica cambios quiacutemicos y fiacutesicos en el asfalto Algunos asfaltos son maacutesresistentes que otros a este proceso El envejecimiento en el asfalto es causado por la oxidacioacuten y la volatilizacioacuten que tomalugar cuando la superficie del asfalto estaacute expuesta al calor y al medio ambiente durante la construccioacuten y en el transcursode la vida del pavimento El envejecimiento en el asfalto es el resultado de muchos factores como temperatura exposicioacutenal agua rayos ultravioleta aire traacutefico etc Desde el momento en que el asfalto es utilizado en la planta de asfalto empiezael envejecimiento y la mayor preocupacioacuten es la velocidad en la que eacuteste ocurre (Phromsorn and Kennedy 1995)
Hay meacutetodos que se han desarrollado para evaluar la durabilidad del asfalto como por ejemplo la determinacioacutende la resistencia a los cambios fiacutesicos y quiacutemicos cuando envejece Las propiedades maacutes deseadas en un asfalto son que elmaterial no se deforme prematuramente a altas temperaturas y que a la vez no se fracture a temperaturas bajas (Huang et al1996)
Se han desarrollado meacutetodos de simulacioacuten del envejecimiento que ocurre en la planta de asfalto y durante la fasede construccioacuten tambieacuten conocido como envejecimiento a corto plazo Uno de estos meacutetodos se llama rolling thin film
oven test (RTFO) Las plantas de produccioacuten de mezclas de asfalto exponen el material a temperaturas en un rango de135˚C a 165˚C Estas altas temperaturas son necesarias para la produccioacuten y la construccioacuten de las mezclas asfaacutelticas perosi no se tiene cuidado pueden causar cambios reoloacutegicos severos no deseados en el asfalto
La velocidad del proceso de envejecimiento del asfalto aumenta durante las fases de produccioacuten y construccioacutenpero se reduce cuando el asfalto estaacute en servicio El envejecimiento a largo plazo se refiere al envejecimiento que tomalugar cuando el pavimento estaacute en uso Aunque el material ya no estaacute expuesto a altas temperaturas hay otros factores quecontribuyen a este envejecimiento de largo plazo A pesar de que el asfalto no es expuesto a altas temperaturas como en laproduccioacuten de mezclas es importante medir su comportamiento reoloacutegico a largo plazo Hay meacutetodos que se handesarrollado para acelerar el envejecimiento en el laboratorio y simular el envejecimiento en el campo a largo plazo comoel Pressure Aging Vessel (PAV) el Pressure Oxygen Vessel (POV) y la caacutemara de envejecimiento PAV hace el uso depresioacuten a 2070 kPa POV usa oxiacutegeno puro para aplicar presioacuten en el material y acelerar su envejecimiento y la caacutemara deenvejecimiento expone el asfalto a temperatura constante de 60˚C
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3 Mezclas Tibias de Asfalto (MTA)
Para mejor entender las ventajas de las MTA es preciso primero entender la diferencia de MTA y MCA Lasmezclas asfaacutelticas consisten en la mezcla de agregado grueso agregado fino y asfalto y se conocen tambieacuten como concretoasfaltico Hay cuatro categoriacuteas de mezclas asfaacutelticas basadas en la temperatura en que se producen y se mezclan que son
las siguientes (Vaitkus et al 2009b)
bull Mezclas friacuteas la construccioacuten de dichos pavimentos es bajo temperaturas ambientales y hacen uso de emulsionesy asfalto de espuma
bull Mezclas templadas son producidas y compactadas a temperaturas debajo de 100˚C
bull Mezclas tibias (MTA) son producidas y compactadas a temperaturas menores que MCA pero maacutes altas que lasmezclas templadas y
bull Mezclas calientes (MCA) son producidas y compactadas a temperaturas de 150˚C a 180˚C estas mezclas son lasmaacutes populares hasta el diacutea de hoy
La tecnologiacutea de asfalto sigue desarrollaacutendose y estos materiales mejoran cada vez maacutes MTA ha dado respuesta avarias aacutereas del asfalto que han sido una preocupacioacuten por antildeos como la construccioacuten a temperaturas maacutes bajas lareduccioacuten en el consumo de energiacutea y emisiones las mejores condiciones para el operario la capacidad de trasladar lasmezclas a distancias maacutes largas y la reduccioacuten del envejecimiento del asfalto Como ya se mencionoacute antes hay cuatrocategoriacuteas de tecnologiacuteas de MTA algunos detalles y ejemplos siguen a continuacioacuten
bull Procesos de formacioacuten de espuma causada por agua el asfalto espumado se produce por la inyeccioacuten de unapequentildea cantidad de agua en asfalto caliente Algunos ejemplos de las tecnologiacuteas de espuma son WAM FoamTerex WMA System Double-Barrel Green y Low Energy Asphalt (LEA)
bull Zeolitas naturales o sinteacuteticas estaacuten compuestos de aluminosilicatos y alkalimetales El aditivo se antildeade a lamezcla asfaacuteltica durante la produccioacuten de asfalto (Vaitkus et al 2009a) La zeolita contiene agua cristalina en suestructura molecular y se evapora cuando se aumenta la temperatura por encima de 100degC Algunos productos queson hechos a base de zeolita son Aspha-Min Advera WMA Zeolite y zeolita natural (Vaitkus et al 2009b)
bull Aditivos orgaacutenicos que reducen la viscosidad del asfalto y normalmente se agrega a la mezcla de asfalto junto conel agregado Algunos ejemplos de esta tecnologiacutea son Sasobit y Asphaltan-B (Vaitkus et al 2009a)
bull
Los aditivos quiacutemicos son agentes tenso-activos y son la tecnologiacutea maacutes nueva que ha surgido Algunos aditivosquiacutemicos que se encuentran en el mercado son Evotherm 3G Rediset Cecabase RT e Interlow (Vaitkus et al2009b)
Como con cualquier tecnologiacutea nueva existe el temor y los riesgos en el futuro Algunas de las preocupacionesprincipales son (DAngelo et al 2008)
bull El rendimiento de la MTA a largo plazo
bull Deformacioacuten prematura del pavimento
bull Modificacioacuten de la planta de mezcla de asfalto
bull Inversioacuten inicial para la modificacioacuten
bull Muchos productos diferentes MTA en el mercado
bull Aprobacioacuten del producto
bull
Especificaciones para el uso de WMAbull Disentildeo de la mezcla
bull El conocimiento del contratista de los productos que se utilizaraacuten y
bull Costo
4 Materiales y Meacutetodos
Para esta investigacioacuten se seleccionoacute un asfalto grado PG64-22 de Jebro obtenido en Texas (EEUU) Cuatro MTAaditivos fueron utilizados Sasobit (aditivo orgaacutenico) Cecabase RT 945 (aditivo quiacutemico) 3G Evotherm (aditivo quiacutemico)y WMX Rediset (aditivo quiacutemico) La Tabla 1 muestra el tiempo de mezclado del aditivo de MTA con el asfalto y la dosisempleada
La mezcla del aditivo y asfalto se llevoacute a cabo con un dispositivo mecaacutenico en cantidades de 500 gramos Despueacutesdel proceso de mezclado el material estaba listo para envejecimiento a corto plazo por medio de RTFO
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Tabla 1 Tiempo Recomendado de Mezcla y Dosis
Aditivo Dosis Recomendada Dosis Empleada Tiempo de Mezcla MTAcon el Asfalto
Cecabase RT 945 03 a 05 04 15 minutos
Evotherm 3G 04 a 08 05 30 minutos
Sasobitreg 13 a 17 15 15 minutos
Rediset WMX 10 a 30 2 30 minutos
41 Meacutetodo de Envejecimiento Las muestras fueron identificadas de la siguiente manera
bull 64Control PG 64-22 sin aditivos MTA
bull 64Saso PG 64-22 modificado con Sasobit
bull 64Ceca PG 64-22 modificado con Cecabase RT 945
bull 64Evo PG 64-22 modificado con Evotherm 3G
bull 64Redi PG 64-22 modificado con Rediset WMX
Las muestras fueron sometidas a dos meacutetodos de envejecimiento a corto plazo y a largo plazo Se utilizoacute elmeacutetodo de RTFO para el envejecimiento a corto plazo y una caacutemara ambiental a una temperatura constante de 60degC para elenvejecimiento a largo plazo que se puede observar en la Figura 1
Figura 1 Caacutemara de Envejecimiento a 60˚C
Una cantidad de 66 gramos por muestra envejecida por medio de RTFO fue puesta en un contenido de aluminio deuna dimensioacuten de 216 mm x 305 mm para crear una capa de asfalto de 10 mm de espesor Las muestras fueron colocadasen la caacutemara ambiental y fueron colectadas a 0 2 5 11 22 35 67 132 y 179 diacuteas de envejecimiento (0 diacuteas deenvejecimiento son las muestras sin envejecimiento a largo plazo)
Se realizoacute el estudio de comportamiento de G por medio de un barrido de frecuencias a un rango de frecuenciasde 25 a 01 Hz a 40degC 52degC y 64degC Se utilizoacute un Bohlin Dynamic Shear Rheometer (DSR) y se utilizaron muestras de 25
mm de diaacutemetro y 1 mm de espesor El meacutetodo del instrumento empleado para los ensayos es de corte oscilante Lamodelacioacuten del comportamiento reoloacutegico fue basada en la curva sigmodial tambieacuten conocida como la curva maestra Sedesarrollaron curvas reoloacutegicas usando la siguiente ecuacioacuten
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(Ecuacioacuten 1)
G = moacutedulo de corte dinaacutemico en Pa
tr = tiempo de carga
Los coeficientes de la Ecuacioacuten 1 fueron optimizados por medio del meacutetodo de Gauss-Newton y fueron analizadosposteriormente Se sustituyoacute el paraacutemetro de tiempo de carga por el de f frecuencia y se le agregaron los paraacutemetros detemperatura T y de envejecimiento (age)
(Ecuacioacuten 2)
Se realizoacute un anaacutelisis estadiacutestico de t-stat y se concluyoacute que el coeficiente β1 fuera omitido de la Ecuacioacuten 2 LaEcuacioacuten 3 fue el modelo que finalmente se utilizoacute para el anaacutelisis de este estudio
(Ecuacioacuten 3)
Se aplicoacute la curva sigmodial porque ya se habiacutea utilizado en otras modelaciones de comportamiento de asfaltocomo en el estudio de Yusoff et al (2010) quien estudio las propiedades reoloacutegicas de asfalto original y modificado
5 Resultados y Discusioacuten
Los resultados de barrido de frecuencia fueron obtenidos a 10 diferentes niveles de frecuencia (01Hz a 27 Hz) a40deg C 52deg C y 64deg C y a nueve diferentes periodos de envejecimiento en un periodo de 179 diacuteas
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Figura 2 Datos Observados a 01 Hz
51 Datos Observados La Figura 2 ilustra coacutemo cada muestra cambia en el transcurso del tiempo Como ejemplo la graacutefica muestra la
dependencia de G en funcioacuten del envejecimiento y una sola frecuencia 01 Hz Resultados similares se observan a otrasfrecuencias Como se puede observar a medida que aumenta el envejecimiento y la temperatura disminuye G aumenta esdecir el endurecimiento del material aumenta Al comparar los materiales 64Con (Control) parece tener el resultado maacutesalto de G la mayor parte del tiempo con 64Saso siguieacutendolo muy de cerca 64Redi parece tener la menor rigidez en lamayor parte de los periacuteodos de envejecimiento 64Ceca y 64Evo permanecen en alguacuten punto intermedio entre 64Redi y64Con
52 Modelo de Prediccioacuten del G
Modelos de prediccioacuten de G fueron desarrollados para cada muestra (64Con 64Evo 64Saso 64Ceca y 64Redi)utilizando la Ecuacioacuten 3 Como se mencionoacute antes el meacutetodo de Gauss-Netwon fue empleado para hacer un estudio deregresioacuten y obtener valores de la estadiacutestica t para cada coeficiente La Tabla 2 muestra los coeficientes optimizados paracada modelo de prediccioacuten
Tabla 2 Coeficientes de Cada Modelo de Prediccioacuten
Model β 1 β 2 β 3 β 4 β 5
64 Control 76 -2067 -0467 0038 -0332
64 Saso 76 -2113 -0475 0038 -0272
64 Ceca 76 -1973 -0472 0038 -0331
64 Evo 76 -1933 -0471 0037 -032664 Redi 76 -1916 -0476 0038 -0318
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53 iquestQueacute significado tiene cada paraacutemetro
bull β1 con un valor de 76 para todos los modelos es el valor maacuteximo que log G puede tener
bull β3 β4 y β5 describen el efecto de la frecuencia la temperatura y el envejecimiento de la forma de la ecuacioacutensigmoidal
bull β2 desplaza a la izquierda o a la derecha la curva que a su vez aumenta o disminuye G
bull
β3 es el coeficiente de regresioacuten obtenida para el registro de la frecuencia el aumento o disminucioacuten de este valorrota o gira el eje central de la graacutefica Cuando β3 se dirige hacia el infinito negativo la curva se vuelve maacutes comouna liacutenea vertical en el eje Cuando β3 es 0 la curva se convierte en una liacutenea horizontal G aumenta o disminuyedependiendo de si la frecuencia es positiva o negativa
bull β4 es el coeficiente de regresioacuten obtenida para la temperatura se comporta muy similar a β2 en donde aumenta ola disminuye G seguacuten el movimiento de izquierda o derecha
bull Finalmente β5 es el coeficiente de regresioacuten de envejecimiento en diacuteas se comporta muy similar a β2 y β3
La forma en que los modelos estaacuten destinados a que funcionen es la prediccioacuten del G en un periodo deenvejecimiento dada la temperatura y frecuencia Por ejemplo si se desea investigar la rigidez de un asfalto de MTA a 200diacuteas de envejecimiento pero no se puede esperar todo este tiempo podemos utilizar el modelo para saber a queacute temperaturay frecuencia es necesario probar la muestra con el fin de predecir el valor G Por ejemplo la Figura 3 muestra coacutemo elmodelo de 64Ceca predice la rigidez en diferentes temperaturas y periodos de envejecimiento y la comparamos con losdatos medidos El modelo es el siguiente para 64Ceca
(Ecuacioacuten 4)
Como se puede observar en la Figura 3 la mayor rigidez se encuentra a 133 diacuteas de envejecimiento a 40deg C y elmenor endurecimiento el diacutea 1 a 64degC Es importante mencionar que en la grafica el modelo de prediccioacuten de 23 diacuteas deenvejecimiento a 64ordmC casi se sobrepone encima del modelo de prediccioacuten de 1 diacutea de envejecimiento a 52ordmC El modelocaptura los cambios en G en funcioacuten de la frecuencia la temperatura y el envejecimiento La mayoriacutea de los errores deajuste ocurra en los extremos y la colocacioacuten maacutes exacta seraacute en el centro como a los 23 diacuteas de envejecimiento a 64 deg C Elerror en los extremos se debe en parte al instrumento
Cabe mencionar que hay una mayor cantidad de errores a medida que la temperatura baja y la frecuencia y elenvejecimiento aumentan Estos errores son debido a la conformidad del instrumento El meacutetodo utilizado para medir el Grequeriacutea 10 de tensioacuten constante pero a medida que las muestras endureciacutean el instrumento no teniacutea la capacidad demantener la tensioacuten deseada y utilizaba la mayor cantidad de esfuerzo cortante a 3260 Pa Estos errores pueden sercorregidos aplicando una meacutetodo que fue creado en el estudio por Sui et al (2010) pero esta correccioacuten no se aplicoacute en esteestudio
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Figura 3 Resultados Observados y de Modelacioacuten de 64CecaEn la Figura 4 se puede observar en la parte de arriba y a la derecha de la graacutefica coacutemo los datos obtenidos
contienen maacutes error La curva no deberiacutea de cambiar de forma tan raacutepido como se observa en los puntos con valores de Gmaacutes altos
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Figura 4 Datos Observados y Curva de Modelacioacuten
6 Conclusiones
Los resultados presentados en este estudio muestran el comportamiento a largo plazo de un asfalto grado PG 64-22 modificado con Sasobit (orgaacutenico) Cecabase RT 945 (quiacutemico) 3G Evotherm (quiacutemico) y WMX Rediset (quiacutemico)aditivos envejecidos con RTFO a 143degC en comparacioacuten con el control que fue tratado como asfalto convencional MCA(RTFO a 163degC) Las muestras fueron envejecidas a largo plazo por un rango de aproximadamente seis meses en unacaacutemara ambiental a 60deg C Las muestras fueron ensayadas a diferentes periacuteodos y luego evaluadas por medio de corte
dinaacutemico utilizando un DSR
Los resultados de G revelaron que Sasobit tiende a endurecer el asfalto desde un principio y tambieacuten mostropropiedades reoloacutegicas similares al asfalto control a medida que envejece a pesar de que habiacutea sido envejecido a cortoplazo a una temperatura 20degC maacutes baja que el control Cecabase y 3G Evotherm generalmente tienden a tener una mayorrigidez que Rediset pero menor que el control y Sasobit a medida que el envejecimiento avanza Rediset presentoacute el menoraumento de moacutedulo en comparacioacuten con el resto de muestras y el control
Un modelo de prediccioacuten se ha desarrollado para predecir la dependencia del moacutedulo reoloacutegico de corte dinaacutemicocon la frecuencia la temperatura y el envejecimiento El modelo mostroacute que los datos observados se comportaban demanera similar al modelo desarrollado El modelo puede ser utilizado para predecir el moacutedulo del material de MTA adistinta temperatura envejecimiento o frecuencia
En general de todos los materiales de MTA utilizado en el estudio Sasobit parece tener la menor cantidad depropiedades deseables cuando se trata del G en comparacioacuten con el control Las propiedades deseables son que el asfaltono sea tan fuerte para causar agrietamiento prematuro de la mezcla ni demasiado suave para causar una deformacioacutenpermanente Un material MTA que se comporta similar a MCA es lo que es conveniente para los pavimentos asfalticos
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Rediset parece tener el menor aumento de la rigidez en comparacioacuten con los otros tres aditivos MTA en comparacioacuten con elcontrol
Este estudio de investigacioacuten demostroacute que los aditivos MTA tienen algunos efectos en el rendimiento a largoplazo del asfalto Sasobit parece endurecer casi al mismo ritmo que el control a altas temperaturas
7 Referencias
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3 Mezclas Tibias de Asfalto (MTA)
Para mejor entender las ventajas de las MTA es preciso primero entender la diferencia de MTA y MCA Lasmezclas asfaacutelticas consisten en la mezcla de agregado grueso agregado fino y asfalto y se conocen tambieacuten como concretoasfaltico Hay cuatro categoriacuteas de mezclas asfaacutelticas basadas en la temperatura en que se producen y se mezclan que son
las siguientes (Vaitkus et al 2009b)
bull Mezclas friacuteas la construccioacuten de dichos pavimentos es bajo temperaturas ambientales y hacen uso de emulsionesy asfalto de espuma
bull Mezclas templadas son producidas y compactadas a temperaturas debajo de 100˚C
bull Mezclas tibias (MTA) son producidas y compactadas a temperaturas menores que MCA pero maacutes altas que lasmezclas templadas y
bull Mezclas calientes (MCA) son producidas y compactadas a temperaturas de 150˚C a 180˚C estas mezclas son lasmaacutes populares hasta el diacutea de hoy
La tecnologiacutea de asfalto sigue desarrollaacutendose y estos materiales mejoran cada vez maacutes MTA ha dado respuesta avarias aacutereas del asfalto que han sido una preocupacioacuten por antildeos como la construccioacuten a temperaturas maacutes bajas lareduccioacuten en el consumo de energiacutea y emisiones las mejores condiciones para el operario la capacidad de trasladar lasmezclas a distancias maacutes largas y la reduccioacuten del envejecimiento del asfalto Como ya se mencionoacute antes hay cuatrocategoriacuteas de tecnologiacuteas de MTA algunos detalles y ejemplos siguen a continuacioacuten
bull Procesos de formacioacuten de espuma causada por agua el asfalto espumado se produce por la inyeccioacuten de unapequentildea cantidad de agua en asfalto caliente Algunos ejemplos de las tecnologiacuteas de espuma son WAM FoamTerex WMA System Double-Barrel Green y Low Energy Asphalt (LEA)
bull Zeolitas naturales o sinteacuteticas estaacuten compuestos de aluminosilicatos y alkalimetales El aditivo se antildeade a lamezcla asfaacuteltica durante la produccioacuten de asfalto (Vaitkus et al 2009a) La zeolita contiene agua cristalina en suestructura molecular y se evapora cuando se aumenta la temperatura por encima de 100degC Algunos productos queson hechos a base de zeolita son Aspha-Min Advera WMA Zeolite y zeolita natural (Vaitkus et al 2009b)
bull Aditivos orgaacutenicos que reducen la viscosidad del asfalto y normalmente se agrega a la mezcla de asfalto junto conel agregado Algunos ejemplos de esta tecnologiacutea son Sasobit y Asphaltan-B (Vaitkus et al 2009a)
bull
Los aditivos quiacutemicos son agentes tenso-activos y son la tecnologiacutea maacutes nueva que ha surgido Algunos aditivosquiacutemicos que se encuentran en el mercado son Evotherm 3G Rediset Cecabase RT e Interlow (Vaitkus et al2009b)
Como con cualquier tecnologiacutea nueva existe el temor y los riesgos en el futuro Algunas de las preocupacionesprincipales son (DAngelo et al 2008)
bull El rendimiento de la MTA a largo plazo
bull Deformacioacuten prematura del pavimento
bull Modificacioacuten de la planta de mezcla de asfalto
bull Inversioacuten inicial para la modificacioacuten
bull Muchos productos diferentes MTA en el mercado
bull Aprobacioacuten del producto
bull
Especificaciones para el uso de WMAbull Disentildeo de la mezcla
bull El conocimiento del contratista de los productos que se utilizaraacuten y
bull Costo
4 Materiales y Meacutetodos
Para esta investigacioacuten se seleccionoacute un asfalto grado PG64-22 de Jebro obtenido en Texas (EEUU) Cuatro MTAaditivos fueron utilizados Sasobit (aditivo orgaacutenico) Cecabase RT 945 (aditivo quiacutemico) 3G Evotherm (aditivo quiacutemico)y WMX Rediset (aditivo quiacutemico) La Tabla 1 muestra el tiempo de mezclado del aditivo de MTA con el asfalto y la dosisempleada
La mezcla del aditivo y asfalto se llevoacute a cabo con un dispositivo mecaacutenico en cantidades de 500 gramos Despueacutesdel proceso de mezclado el material estaba listo para envejecimiento a corto plazo por medio de RTFO
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Tabla 1 Tiempo Recomendado de Mezcla y Dosis
Aditivo Dosis Recomendada Dosis Empleada Tiempo de Mezcla MTAcon el Asfalto
Cecabase RT 945 03 a 05 04 15 minutos
Evotherm 3G 04 a 08 05 30 minutos
Sasobitreg 13 a 17 15 15 minutos
Rediset WMX 10 a 30 2 30 minutos
41 Meacutetodo de Envejecimiento Las muestras fueron identificadas de la siguiente manera
bull 64Control PG 64-22 sin aditivos MTA
bull 64Saso PG 64-22 modificado con Sasobit
bull 64Ceca PG 64-22 modificado con Cecabase RT 945
bull 64Evo PG 64-22 modificado con Evotherm 3G
bull 64Redi PG 64-22 modificado con Rediset WMX
Las muestras fueron sometidas a dos meacutetodos de envejecimiento a corto plazo y a largo plazo Se utilizoacute elmeacutetodo de RTFO para el envejecimiento a corto plazo y una caacutemara ambiental a una temperatura constante de 60degC para elenvejecimiento a largo plazo que se puede observar en la Figura 1
Figura 1 Caacutemara de Envejecimiento a 60˚C
Una cantidad de 66 gramos por muestra envejecida por medio de RTFO fue puesta en un contenido de aluminio deuna dimensioacuten de 216 mm x 305 mm para crear una capa de asfalto de 10 mm de espesor Las muestras fueron colocadasen la caacutemara ambiental y fueron colectadas a 0 2 5 11 22 35 67 132 y 179 diacuteas de envejecimiento (0 diacuteas deenvejecimiento son las muestras sin envejecimiento a largo plazo)
Se realizoacute el estudio de comportamiento de G por medio de un barrido de frecuencias a un rango de frecuenciasde 25 a 01 Hz a 40degC 52degC y 64degC Se utilizoacute un Bohlin Dynamic Shear Rheometer (DSR) y se utilizaron muestras de 25
mm de diaacutemetro y 1 mm de espesor El meacutetodo del instrumento empleado para los ensayos es de corte oscilante Lamodelacioacuten del comportamiento reoloacutegico fue basada en la curva sigmodial tambieacuten conocida como la curva maestra Sedesarrollaron curvas reoloacutegicas usando la siguiente ecuacioacuten
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(Ecuacioacuten 1)
G = moacutedulo de corte dinaacutemico en Pa
tr = tiempo de carga
Los coeficientes de la Ecuacioacuten 1 fueron optimizados por medio del meacutetodo de Gauss-Newton y fueron analizadosposteriormente Se sustituyoacute el paraacutemetro de tiempo de carga por el de f frecuencia y se le agregaron los paraacutemetros detemperatura T y de envejecimiento (age)
(Ecuacioacuten 2)
Se realizoacute un anaacutelisis estadiacutestico de t-stat y se concluyoacute que el coeficiente β1 fuera omitido de la Ecuacioacuten 2 LaEcuacioacuten 3 fue el modelo que finalmente se utilizoacute para el anaacutelisis de este estudio
(Ecuacioacuten 3)
Se aplicoacute la curva sigmodial porque ya se habiacutea utilizado en otras modelaciones de comportamiento de asfaltocomo en el estudio de Yusoff et al (2010) quien estudio las propiedades reoloacutegicas de asfalto original y modificado
5 Resultados y Discusioacuten
Los resultados de barrido de frecuencia fueron obtenidos a 10 diferentes niveles de frecuencia (01Hz a 27 Hz) a40deg C 52deg C y 64deg C y a nueve diferentes periodos de envejecimiento en un periodo de 179 diacuteas
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Figura 2 Datos Observados a 01 Hz
51 Datos Observados La Figura 2 ilustra coacutemo cada muestra cambia en el transcurso del tiempo Como ejemplo la graacutefica muestra la
dependencia de G en funcioacuten del envejecimiento y una sola frecuencia 01 Hz Resultados similares se observan a otrasfrecuencias Como se puede observar a medida que aumenta el envejecimiento y la temperatura disminuye G aumenta esdecir el endurecimiento del material aumenta Al comparar los materiales 64Con (Control) parece tener el resultado maacutesalto de G la mayor parte del tiempo con 64Saso siguieacutendolo muy de cerca 64Redi parece tener la menor rigidez en lamayor parte de los periacuteodos de envejecimiento 64Ceca y 64Evo permanecen en alguacuten punto intermedio entre 64Redi y64Con
52 Modelo de Prediccioacuten del G
Modelos de prediccioacuten de G fueron desarrollados para cada muestra (64Con 64Evo 64Saso 64Ceca y 64Redi)utilizando la Ecuacioacuten 3 Como se mencionoacute antes el meacutetodo de Gauss-Netwon fue empleado para hacer un estudio deregresioacuten y obtener valores de la estadiacutestica t para cada coeficiente La Tabla 2 muestra los coeficientes optimizados paracada modelo de prediccioacuten
Tabla 2 Coeficientes de Cada Modelo de Prediccioacuten
Model β 1 β 2 β 3 β 4 β 5
64 Control 76 -2067 -0467 0038 -0332
64 Saso 76 -2113 -0475 0038 -0272
64 Ceca 76 -1973 -0472 0038 -0331
64 Evo 76 -1933 -0471 0037 -032664 Redi 76 -1916 -0476 0038 -0318
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53 iquestQueacute significado tiene cada paraacutemetro
bull β1 con un valor de 76 para todos los modelos es el valor maacuteximo que log G puede tener
bull β3 β4 y β5 describen el efecto de la frecuencia la temperatura y el envejecimiento de la forma de la ecuacioacutensigmoidal
bull β2 desplaza a la izquierda o a la derecha la curva que a su vez aumenta o disminuye G
bull
β3 es el coeficiente de regresioacuten obtenida para el registro de la frecuencia el aumento o disminucioacuten de este valorrota o gira el eje central de la graacutefica Cuando β3 se dirige hacia el infinito negativo la curva se vuelve maacutes comouna liacutenea vertical en el eje Cuando β3 es 0 la curva se convierte en una liacutenea horizontal G aumenta o disminuyedependiendo de si la frecuencia es positiva o negativa
bull β4 es el coeficiente de regresioacuten obtenida para la temperatura se comporta muy similar a β2 en donde aumenta ola disminuye G seguacuten el movimiento de izquierda o derecha
bull Finalmente β5 es el coeficiente de regresioacuten de envejecimiento en diacuteas se comporta muy similar a β2 y β3
La forma en que los modelos estaacuten destinados a que funcionen es la prediccioacuten del G en un periodo deenvejecimiento dada la temperatura y frecuencia Por ejemplo si se desea investigar la rigidez de un asfalto de MTA a 200diacuteas de envejecimiento pero no se puede esperar todo este tiempo podemos utilizar el modelo para saber a queacute temperaturay frecuencia es necesario probar la muestra con el fin de predecir el valor G Por ejemplo la Figura 3 muestra coacutemo elmodelo de 64Ceca predice la rigidez en diferentes temperaturas y periodos de envejecimiento y la comparamos con losdatos medidos El modelo es el siguiente para 64Ceca
(Ecuacioacuten 4)
Como se puede observar en la Figura 3 la mayor rigidez se encuentra a 133 diacuteas de envejecimiento a 40deg C y elmenor endurecimiento el diacutea 1 a 64degC Es importante mencionar que en la grafica el modelo de prediccioacuten de 23 diacuteas deenvejecimiento a 64ordmC casi se sobrepone encima del modelo de prediccioacuten de 1 diacutea de envejecimiento a 52ordmC El modelocaptura los cambios en G en funcioacuten de la frecuencia la temperatura y el envejecimiento La mayoriacutea de los errores deajuste ocurra en los extremos y la colocacioacuten maacutes exacta seraacute en el centro como a los 23 diacuteas de envejecimiento a 64 deg C Elerror en los extremos se debe en parte al instrumento
Cabe mencionar que hay una mayor cantidad de errores a medida que la temperatura baja y la frecuencia y elenvejecimiento aumentan Estos errores son debido a la conformidad del instrumento El meacutetodo utilizado para medir el Grequeriacutea 10 de tensioacuten constante pero a medida que las muestras endureciacutean el instrumento no teniacutea la capacidad demantener la tensioacuten deseada y utilizaba la mayor cantidad de esfuerzo cortante a 3260 Pa Estos errores pueden sercorregidos aplicando una meacutetodo que fue creado en el estudio por Sui et al (2010) pero esta correccioacuten no se aplicoacute en esteestudio
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Figura 3 Resultados Observados y de Modelacioacuten de 64CecaEn la Figura 4 se puede observar en la parte de arriba y a la derecha de la graacutefica coacutemo los datos obtenidos
contienen maacutes error La curva no deberiacutea de cambiar de forma tan raacutepido como se observa en los puntos con valores de Gmaacutes altos
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Figura 4 Datos Observados y Curva de Modelacioacuten
6 Conclusiones
Los resultados presentados en este estudio muestran el comportamiento a largo plazo de un asfalto grado PG 64-22 modificado con Sasobit (orgaacutenico) Cecabase RT 945 (quiacutemico) 3G Evotherm (quiacutemico) y WMX Rediset (quiacutemico)aditivos envejecidos con RTFO a 143degC en comparacioacuten con el control que fue tratado como asfalto convencional MCA(RTFO a 163degC) Las muestras fueron envejecidas a largo plazo por un rango de aproximadamente seis meses en unacaacutemara ambiental a 60deg C Las muestras fueron ensayadas a diferentes periacuteodos y luego evaluadas por medio de corte
dinaacutemico utilizando un DSR
Los resultados de G revelaron que Sasobit tiende a endurecer el asfalto desde un principio y tambieacuten mostropropiedades reoloacutegicas similares al asfalto control a medida que envejece a pesar de que habiacutea sido envejecido a cortoplazo a una temperatura 20degC maacutes baja que el control Cecabase y 3G Evotherm generalmente tienden a tener una mayorrigidez que Rediset pero menor que el control y Sasobit a medida que el envejecimiento avanza Rediset presentoacute el menoraumento de moacutedulo en comparacioacuten con el resto de muestras y el control
Un modelo de prediccioacuten se ha desarrollado para predecir la dependencia del moacutedulo reoloacutegico de corte dinaacutemicocon la frecuencia la temperatura y el envejecimiento El modelo mostroacute que los datos observados se comportaban demanera similar al modelo desarrollado El modelo puede ser utilizado para predecir el moacutedulo del material de MTA adistinta temperatura envejecimiento o frecuencia
En general de todos los materiales de MTA utilizado en el estudio Sasobit parece tener la menor cantidad depropiedades deseables cuando se trata del G en comparacioacuten con el control Las propiedades deseables son que el asfaltono sea tan fuerte para causar agrietamiento prematuro de la mezcla ni demasiado suave para causar una deformacioacutenpermanente Un material MTA que se comporta similar a MCA es lo que es conveniente para los pavimentos asfalticos
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Rediset parece tener el menor aumento de la rigidez en comparacioacuten con los otros tres aditivos MTA en comparacioacuten con elcontrol
Este estudio de investigacioacuten demostroacute que los aditivos MTA tienen algunos efectos en el rendimiento a largoplazo del asfalto Sasobit parece endurecer casi al mismo ritmo que el control a altas temperaturas
7 Referencias
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Tabla 1 Tiempo Recomendado de Mezcla y Dosis
Aditivo Dosis Recomendada Dosis Empleada Tiempo de Mezcla MTAcon el Asfalto
Cecabase RT 945 03 a 05 04 15 minutos
Evotherm 3G 04 a 08 05 30 minutos
Sasobitreg 13 a 17 15 15 minutos
Rediset WMX 10 a 30 2 30 minutos
41 Meacutetodo de Envejecimiento Las muestras fueron identificadas de la siguiente manera
bull 64Control PG 64-22 sin aditivos MTA
bull 64Saso PG 64-22 modificado con Sasobit
bull 64Ceca PG 64-22 modificado con Cecabase RT 945
bull 64Evo PG 64-22 modificado con Evotherm 3G
bull 64Redi PG 64-22 modificado con Rediset WMX
Las muestras fueron sometidas a dos meacutetodos de envejecimiento a corto plazo y a largo plazo Se utilizoacute elmeacutetodo de RTFO para el envejecimiento a corto plazo y una caacutemara ambiental a una temperatura constante de 60degC para elenvejecimiento a largo plazo que se puede observar en la Figura 1
Figura 1 Caacutemara de Envejecimiento a 60˚C
Una cantidad de 66 gramos por muestra envejecida por medio de RTFO fue puesta en un contenido de aluminio deuna dimensioacuten de 216 mm x 305 mm para crear una capa de asfalto de 10 mm de espesor Las muestras fueron colocadasen la caacutemara ambiental y fueron colectadas a 0 2 5 11 22 35 67 132 y 179 diacuteas de envejecimiento (0 diacuteas deenvejecimiento son las muestras sin envejecimiento a largo plazo)
Se realizoacute el estudio de comportamiento de G por medio de un barrido de frecuencias a un rango de frecuenciasde 25 a 01 Hz a 40degC 52degC y 64degC Se utilizoacute un Bohlin Dynamic Shear Rheometer (DSR) y se utilizaron muestras de 25
mm de diaacutemetro y 1 mm de espesor El meacutetodo del instrumento empleado para los ensayos es de corte oscilante Lamodelacioacuten del comportamiento reoloacutegico fue basada en la curva sigmodial tambieacuten conocida como la curva maestra Sedesarrollaron curvas reoloacutegicas usando la siguiente ecuacioacuten
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(Ecuacioacuten 1)
G = moacutedulo de corte dinaacutemico en Pa
tr = tiempo de carga
Los coeficientes de la Ecuacioacuten 1 fueron optimizados por medio del meacutetodo de Gauss-Newton y fueron analizadosposteriormente Se sustituyoacute el paraacutemetro de tiempo de carga por el de f frecuencia y se le agregaron los paraacutemetros detemperatura T y de envejecimiento (age)
(Ecuacioacuten 2)
Se realizoacute un anaacutelisis estadiacutestico de t-stat y se concluyoacute que el coeficiente β1 fuera omitido de la Ecuacioacuten 2 LaEcuacioacuten 3 fue el modelo que finalmente se utilizoacute para el anaacutelisis de este estudio
(Ecuacioacuten 3)
Se aplicoacute la curva sigmodial porque ya se habiacutea utilizado en otras modelaciones de comportamiento de asfaltocomo en el estudio de Yusoff et al (2010) quien estudio las propiedades reoloacutegicas de asfalto original y modificado
5 Resultados y Discusioacuten
Los resultados de barrido de frecuencia fueron obtenidos a 10 diferentes niveles de frecuencia (01Hz a 27 Hz) a40deg C 52deg C y 64deg C y a nueve diferentes periodos de envejecimiento en un periodo de 179 diacuteas
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Figura 2 Datos Observados a 01 Hz
51 Datos Observados La Figura 2 ilustra coacutemo cada muestra cambia en el transcurso del tiempo Como ejemplo la graacutefica muestra la
dependencia de G en funcioacuten del envejecimiento y una sola frecuencia 01 Hz Resultados similares se observan a otrasfrecuencias Como se puede observar a medida que aumenta el envejecimiento y la temperatura disminuye G aumenta esdecir el endurecimiento del material aumenta Al comparar los materiales 64Con (Control) parece tener el resultado maacutesalto de G la mayor parte del tiempo con 64Saso siguieacutendolo muy de cerca 64Redi parece tener la menor rigidez en lamayor parte de los periacuteodos de envejecimiento 64Ceca y 64Evo permanecen en alguacuten punto intermedio entre 64Redi y64Con
52 Modelo de Prediccioacuten del G
Modelos de prediccioacuten de G fueron desarrollados para cada muestra (64Con 64Evo 64Saso 64Ceca y 64Redi)utilizando la Ecuacioacuten 3 Como se mencionoacute antes el meacutetodo de Gauss-Netwon fue empleado para hacer un estudio deregresioacuten y obtener valores de la estadiacutestica t para cada coeficiente La Tabla 2 muestra los coeficientes optimizados paracada modelo de prediccioacuten
Tabla 2 Coeficientes de Cada Modelo de Prediccioacuten
Model β 1 β 2 β 3 β 4 β 5
64 Control 76 -2067 -0467 0038 -0332
64 Saso 76 -2113 -0475 0038 -0272
64 Ceca 76 -1973 -0472 0038 -0331
64 Evo 76 -1933 -0471 0037 -032664 Redi 76 -1916 -0476 0038 -0318
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53 iquestQueacute significado tiene cada paraacutemetro
bull β1 con un valor de 76 para todos los modelos es el valor maacuteximo que log G puede tener
bull β3 β4 y β5 describen el efecto de la frecuencia la temperatura y el envejecimiento de la forma de la ecuacioacutensigmoidal
bull β2 desplaza a la izquierda o a la derecha la curva que a su vez aumenta o disminuye G
bull
β3 es el coeficiente de regresioacuten obtenida para el registro de la frecuencia el aumento o disminucioacuten de este valorrota o gira el eje central de la graacutefica Cuando β3 se dirige hacia el infinito negativo la curva se vuelve maacutes comouna liacutenea vertical en el eje Cuando β3 es 0 la curva se convierte en una liacutenea horizontal G aumenta o disminuyedependiendo de si la frecuencia es positiva o negativa
bull β4 es el coeficiente de regresioacuten obtenida para la temperatura se comporta muy similar a β2 en donde aumenta ola disminuye G seguacuten el movimiento de izquierda o derecha
bull Finalmente β5 es el coeficiente de regresioacuten de envejecimiento en diacuteas se comporta muy similar a β2 y β3
La forma en que los modelos estaacuten destinados a que funcionen es la prediccioacuten del G en un periodo deenvejecimiento dada la temperatura y frecuencia Por ejemplo si se desea investigar la rigidez de un asfalto de MTA a 200diacuteas de envejecimiento pero no se puede esperar todo este tiempo podemos utilizar el modelo para saber a queacute temperaturay frecuencia es necesario probar la muestra con el fin de predecir el valor G Por ejemplo la Figura 3 muestra coacutemo elmodelo de 64Ceca predice la rigidez en diferentes temperaturas y periodos de envejecimiento y la comparamos con losdatos medidos El modelo es el siguiente para 64Ceca
(Ecuacioacuten 4)
Como se puede observar en la Figura 3 la mayor rigidez se encuentra a 133 diacuteas de envejecimiento a 40deg C y elmenor endurecimiento el diacutea 1 a 64degC Es importante mencionar que en la grafica el modelo de prediccioacuten de 23 diacuteas deenvejecimiento a 64ordmC casi se sobrepone encima del modelo de prediccioacuten de 1 diacutea de envejecimiento a 52ordmC El modelocaptura los cambios en G en funcioacuten de la frecuencia la temperatura y el envejecimiento La mayoriacutea de los errores deajuste ocurra en los extremos y la colocacioacuten maacutes exacta seraacute en el centro como a los 23 diacuteas de envejecimiento a 64 deg C Elerror en los extremos se debe en parte al instrumento
Cabe mencionar que hay una mayor cantidad de errores a medida que la temperatura baja y la frecuencia y elenvejecimiento aumentan Estos errores son debido a la conformidad del instrumento El meacutetodo utilizado para medir el Grequeriacutea 10 de tensioacuten constante pero a medida que las muestras endureciacutean el instrumento no teniacutea la capacidad demantener la tensioacuten deseada y utilizaba la mayor cantidad de esfuerzo cortante a 3260 Pa Estos errores pueden sercorregidos aplicando una meacutetodo que fue creado en el estudio por Sui et al (2010) pero esta correccioacuten no se aplicoacute en esteestudio
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Figura 3 Resultados Observados y de Modelacioacuten de 64CecaEn la Figura 4 se puede observar en la parte de arriba y a la derecha de la graacutefica coacutemo los datos obtenidos
contienen maacutes error La curva no deberiacutea de cambiar de forma tan raacutepido como se observa en los puntos con valores de Gmaacutes altos
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Figura 4 Datos Observados y Curva de Modelacioacuten
6 Conclusiones
Los resultados presentados en este estudio muestran el comportamiento a largo plazo de un asfalto grado PG 64-22 modificado con Sasobit (orgaacutenico) Cecabase RT 945 (quiacutemico) 3G Evotherm (quiacutemico) y WMX Rediset (quiacutemico)aditivos envejecidos con RTFO a 143degC en comparacioacuten con el control que fue tratado como asfalto convencional MCA(RTFO a 163degC) Las muestras fueron envejecidas a largo plazo por un rango de aproximadamente seis meses en unacaacutemara ambiental a 60deg C Las muestras fueron ensayadas a diferentes periacuteodos y luego evaluadas por medio de corte
dinaacutemico utilizando un DSR
Los resultados de G revelaron que Sasobit tiende a endurecer el asfalto desde un principio y tambieacuten mostropropiedades reoloacutegicas similares al asfalto control a medida que envejece a pesar de que habiacutea sido envejecido a cortoplazo a una temperatura 20degC maacutes baja que el control Cecabase y 3G Evotherm generalmente tienden a tener una mayorrigidez que Rediset pero menor que el control y Sasobit a medida que el envejecimiento avanza Rediset presentoacute el menoraumento de moacutedulo en comparacioacuten con el resto de muestras y el control
Un modelo de prediccioacuten se ha desarrollado para predecir la dependencia del moacutedulo reoloacutegico de corte dinaacutemicocon la frecuencia la temperatura y el envejecimiento El modelo mostroacute que los datos observados se comportaban demanera similar al modelo desarrollado El modelo puede ser utilizado para predecir el moacutedulo del material de MTA adistinta temperatura envejecimiento o frecuencia
En general de todos los materiales de MTA utilizado en el estudio Sasobit parece tener la menor cantidad depropiedades deseables cuando se trata del G en comparacioacuten con el control Las propiedades deseables son que el asfaltono sea tan fuerte para causar agrietamiento prematuro de la mezcla ni demasiado suave para causar una deformacioacutenpermanente Un material MTA que se comporta similar a MCA es lo que es conveniente para los pavimentos asfalticos
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Rediset parece tener el menor aumento de la rigidez en comparacioacuten con los otros tres aditivos MTA en comparacioacuten con elcontrol
Este estudio de investigacioacuten demostroacute que los aditivos MTA tienen algunos efectos en el rendimiento a largoplazo del asfalto Sasobit parece endurecer casi al mismo ritmo que el control a altas temperaturas
7 Referencias
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(Ecuacioacuten 1)
G = moacutedulo de corte dinaacutemico en Pa
tr = tiempo de carga
Los coeficientes de la Ecuacioacuten 1 fueron optimizados por medio del meacutetodo de Gauss-Newton y fueron analizadosposteriormente Se sustituyoacute el paraacutemetro de tiempo de carga por el de f frecuencia y se le agregaron los paraacutemetros detemperatura T y de envejecimiento (age)
(Ecuacioacuten 2)
Se realizoacute un anaacutelisis estadiacutestico de t-stat y se concluyoacute que el coeficiente β1 fuera omitido de la Ecuacioacuten 2 LaEcuacioacuten 3 fue el modelo que finalmente se utilizoacute para el anaacutelisis de este estudio
(Ecuacioacuten 3)
Se aplicoacute la curva sigmodial porque ya se habiacutea utilizado en otras modelaciones de comportamiento de asfaltocomo en el estudio de Yusoff et al (2010) quien estudio las propiedades reoloacutegicas de asfalto original y modificado
5 Resultados y Discusioacuten
Los resultados de barrido de frecuencia fueron obtenidos a 10 diferentes niveles de frecuencia (01Hz a 27 Hz) a40deg C 52deg C y 64deg C y a nueve diferentes periodos de envejecimiento en un periodo de 179 diacuteas
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Figura 2 Datos Observados a 01 Hz
51 Datos Observados La Figura 2 ilustra coacutemo cada muestra cambia en el transcurso del tiempo Como ejemplo la graacutefica muestra la
dependencia de G en funcioacuten del envejecimiento y una sola frecuencia 01 Hz Resultados similares se observan a otrasfrecuencias Como se puede observar a medida que aumenta el envejecimiento y la temperatura disminuye G aumenta esdecir el endurecimiento del material aumenta Al comparar los materiales 64Con (Control) parece tener el resultado maacutesalto de G la mayor parte del tiempo con 64Saso siguieacutendolo muy de cerca 64Redi parece tener la menor rigidez en lamayor parte de los periacuteodos de envejecimiento 64Ceca y 64Evo permanecen en alguacuten punto intermedio entre 64Redi y64Con
52 Modelo de Prediccioacuten del G
Modelos de prediccioacuten de G fueron desarrollados para cada muestra (64Con 64Evo 64Saso 64Ceca y 64Redi)utilizando la Ecuacioacuten 3 Como se mencionoacute antes el meacutetodo de Gauss-Netwon fue empleado para hacer un estudio deregresioacuten y obtener valores de la estadiacutestica t para cada coeficiente La Tabla 2 muestra los coeficientes optimizados paracada modelo de prediccioacuten
Tabla 2 Coeficientes de Cada Modelo de Prediccioacuten
Model β 1 β 2 β 3 β 4 β 5
64 Control 76 -2067 -0467 0038 -0332
64 Saso 76 -2113 -0475 0038 -0272
64 Ceca 76 -1973 -0472 0038 -0331
64 Evo 76 -1933 -0471 0037 -032664 Redi 76 -1916 -0476 0038 -0318
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53 iquestQueacute significado tiene cada paraacutemetro
bull β1 con un valor de 76 para todos los modelos es el valor maacuteximo que log G puede tener
bull β3 β4 y β5 describen el efecto de la frecuencia la temperatura y el envejecimiento de la forma de la ecuacioacutensigmoidal
bull β2 desplaza a la izquierda o a la derecha la curva que a su vez aumenta o disminuye G
bull
β3 es el coeficiente de regresioacuten obtenida para el registro de la frecuencia el aumento o disminucioacuten de este valorrota o gira el eje central de la graacutefica Cuando β3 se dirige hacia el infinito negativo la curva se vuelve maacutes comouna liacutenea vertical en el eje Cuando β3 es 0 la curva se convierte en una liacutenea horizontal G aumenta o disminuyedependiendo de si la frecuencia es positiva o negativa
bull β4 es el coeficiente de regresioacuten obtenida para la temperatura se comporta muy similar a β2 en donde aumenta ola disminuye G seguacuten el movimiento de izquierda o derecha
bull Finalmente β5 es el coeficiente de regresioacuten de envejecimiento en diacuteas se comporta muy similar a β2 y β3
La forma en que los modelos estaacuten destinados a que funcionen es la prediccioacuten del G en un periodo deenvejecimiento dada la temperatura y frecuencia Por ejemplo si se desea investigar la rigidez de un asfalto de MTA a 200diacuteas de envejecimiento pero no se puede esperar todo este tiempo podemos utilizar el modelo para saber a queacute temperaturay frecuencia es necesario probar la muestra con el fin de predecir el valor G Por ejemplo la Figura 3 muestra coacutemo elmodelo de 64Ceca predice la rigidez en diferentes temperaturas y periodos de envejecimiento y la comparamos con losdatos medidos El modelo es el siguiente para 64Ceca
(Ecuacioacuten 4)
Como se puede observar en la Figura 3 la mayor rigidez se encuentra a 133 diacuteas de envejecimiento a 40deg C y elmenor endurecimiento el diacutea 1 a 64degC Es importante mencionar que en la grafica el modelo de prediccioacuten de 23 diacuteas deenvejecimiento a 64ordmC casi se sobrepone encima del modelo de prediccioacuten de 1 diacutea de envejecimiento a 52ordmC El modelocaptura los cambios en G en funcioacuten de la frecuencia la temperatura y el envejecimiento La mayoriacutea de los errores deajuste ocurra en los extremos y la colocacioacuten maacutes exacta seraacute en el centro como a los 23 diacuteas de envejecimiento a 64 deg C Elerror en los extremos se debe en parte al instrumento
Cabe mencionar que hay una mayor cantidad de errores a medida que la temperatura baja y la frecuencia y elenvejecimiento aumentan Estos errores son debido a la conformidad del instrumento El meacutetodo utilizado para medir el Grequeriacutea 10 de tensioacuten constante pero a medida que las muestras endureciacutean el instrumento no teniacutea la capacidad demantener la tensioacuten deseada y utilizaba la mayor cantidad de esfuerzo cortante a 3260 Pa Estos errores pueden sercorregidos aplicando una meacutetodo que fue creado en el estudio por Sui et al (2010) pero esta correccioacuten no se aplicoacute en esteestudio
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Figura 3 Resultados Observados y de Modelacioacuten de 64CecaEn la Figura 4 se puede observar en la parte de arriba y a la derecha de la graacutefica coacutemo los datos obtenidos
contienen maacutes error La curva no deberiacutea de cambiar de forma tan raacutepido como se observa en los puntos con valores de Gmaacutes altos
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Figura 4 Datos Observados y Curva de Modelacioacuten
6 Conclusiones
Los resultados presentados en este estudio muestran el comportamiento a largo plazo de un asfalto grado PG 64-22 modificado con Sasobit (orgaacutenico) Cecabase RT 945 (quiacutemico) 3G Evotherm (quiacutemico) y WMX Rediset (quiacutemico)aditivos envejecidos con RTFO a 143degC en comparacioacuten con el control que fue tratado como asfalto convencional MCA(RTFO a 163degC) Las muestras fueron envejecidas a largo plazo por un rango de aproximadamente seis meses en unacaacutemara ambiental a 60deg C Las muestras fueron ensayadas a diferentes periacuteodos y luego evaluadas por medio de corte
dinaacutemico utilizando un DSR
Los resultados de G revelaron que Sasobit tiende a endurecer el asfalto desde un principio y tambieacuten mostropropiedades reoloacutegicas similares al asfalto control a medida que envejece a pesar de que habiacutea sido envejecido a cortoplazo a una temperatura 20degC maacutes baja que el control Cecabase y 3G Evotherm generalmente tienden a tener una mayorrigidez que Rediset pero menor que el control y Sasobit a medida que el envejecimiento avanza Rediset presentoacute el menoraumento de moacutedulo en comparacioacuten con el resto de muestras y el control
Un modelo de prediccioacuten se ha desarrollado para predecir la dependencia del moacutedulo reoloacutegico de corte dinaacutemicocon la frecuencia la temperatura y el envejecimiento El modelo mostroacute que los datos observados se comportaban demanera similar al modelo desarrollado El modelo puede ser utilizado para predecir el moacutedulo del material de MTA adistinta temperatura envejecimiento o frecuencia
En general de todos los materiales de MTA utilizado en el estudio Sasobit parece tener la menor cantidad depropiedades deseables cuando se trata del G en comparacioacuten con el control Las propiedades deseables son que el asfaltono sea tan fuerte para causar agrietamiento prematuro de la mezcla ni demasiado suave para causar una deformacioacutenpermanente Un material MTA que se comporta similar a MCA es lo que es conveniente para los pavimentos asfalticos
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Rediset parece tener el menor aumento de la rigidez en comparacioacuten con los otros tres aditivos MTA en comparacioacuten con elcontrol
Este estudio de investigacioacuten demostroacute que los aditivos MTA tienen algunos efectos en el rendimiento a largoplazo del asfalto Sasobit parece endurecer casi al mismo ritmo que el control a altas temperaturas
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Figura 2 Datos Observados a 01 Hz
51 Datos Observados La Figura 2 ilustra coacutemo cada muestra cambia en el transcurso del tiempo Como ejemplo la graacutefica muestra la
dependencia de G en funcioacuten del envejecimiento y una sola frecuencia 01 Hz Resultados similares se observan a otrasfrecuencias Como se puede observar a medida que aumenta el envejecimiento y la temperatura disminuye G aumenta esdecir el endurecimiento del material aumenta Al comparar los materiales 64Con (Control) parece tener el resultado maacutesalto de G la mayor parte del tiempo con 64Saso siguieacutendolo muy de cerca 64Redi parece tener la menor rigidez en lamayor parte de los periacuteodos de envejecimiento 64Ceca y 64Evo permanecen en alguacuten punto intermedio entre 64Redi y64Con
52 Modelo de Prediccioacuten del G
Modelos de prediccioacuten de G fueron desarrollados para cada muestra (64Con 64Evo 64Saso 64Ceca y 64Redi)utilizando la Ecuacioacuten 3 Como se mencionoacute antes el meacutetodo de Gauss-Netwon fue empleado para hacer un estudio deregresioacuten y obtener valores de la estadiacutestica t para cada coeficiente La Tabla 2 muestra los coeficientes optimizados paracada modelo de prediccioacuten
Tabla 2 Coeficientes de Cada Modelo de Prediccioacuten
Model β 1 β 2 β 3 β 4 β 5
64 Control 76 -2067 -0467 0038 -0332
64 Saso 76 -2113 -0475 0038 -0272
64 Ceca 76 -1973 -0472 0038 -0331
64 Evo 76 -1933 -0471 0037 -032664 Redi 76 -1916 -0476 0038 -0318
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bull β1 con un valor de 76 para todos los modelos es el valor maacuteximo que log G puede tener
bull β3 β4 y β5 describen el efecto de la frecuencia la temperatura y el envejecimiento de la forma de la ecuacioacutensigmoidal
bull β2 desplaza a la izquierda o a la derecha la curva que a su vez aumenta o disminuye G
bull
β3 es el coeficiente de regresioacuten obtenida para el registro de la frecuencia el aumento o disminucioacuten de este valorrota o gira el eje central de la graacutefica Cuando β3 se dirige hacia el infinito negativo la curva se vuelve maacutes comouna liacutenea vertical en el eje Cuando β3 es 0 la curva se convierte en una liacutenea horizontal G aumenta o disminuyedependiendo de si la frecuencia es positiva o negativa
bull β4 es el coeficiente de regresioacuten obtenida para la temperatura se comporta muy similar a β2 en donde aumenta ola disminuye G seguacuten el movimiento de izquierda o derecha
bull Finalmente β5 es el coeficiente de regresioacuten de envejecimiento en diacuteas se comporta muy similar a β2 y β3
La forma en que los modelos estaacuten destinados a que funcionen es la prediccioacuten del G en un periodo deenvejecimiento dada la temperatura y frecuencia Por ejemplo si se desea investigar la rigidez de un asfalto de MTA a 200diacuteas de envejecimiento pero no se puede esperar todo este tiempo podemos utilizar el modelo para saber a queacute temperaturay frecuencia es necesario probar la muestra con el fin de predecir el valor G Por ejemplo la Figura 3 muestra coacutemo elmodelo de 64Ceca predice la rigidez en diferentes temperaturas y periodos de envejecimiento y la comparamos con losdatos medidos El modelo es el siguiente para 64Ceca
(Ecuacioacuten 4)
Como se puede observar en la Figura 3 la mayor rigidez se encuentra a 133 diacuteas de envejecimiento a 40deg C y elmenor endurecimiento el diacutea 1 a 64degC Es importante mencionar que en la grafica el modelo de prediccioacuten de 23 diacuteas deenvejecimiento a 64ordmC casi se sobrepone encima del modelo de prediccioacuten de 1 diacutea de envejecimiento a 52ordmC El modelocaptura los cambios en G en funcioacuten de la frecuencia la temperatura y el envejecimiento La mayoriacutea de los errores deajuste ocurra en los extremos y la colocacioacuten maacutes exacta seraacute en el centro como a los 23 diacuteas de envejecimiento a 64 deg C Elerror en los extremos se debe en parte al instrumento
Cabe mencionar que hay una mayor cantidad de errores a medida que la temperatura baja y la frecuencia y elenvejecimiento aumentan Estos errores son debido a la conformidad del instrumento El meacutetodo utilizado para medir el Grequeriacutea 10 de tensioacuten constante pero a medida que las muestras endureciacutean el instrumento no teniacutea la capacidad demantener la tensioacuten deseada y utilizaba la mayor cantidad de esfuerzo cortante a 3260 Pa Estos errores pueden sercorregidos aplicando una meacutetodo que fue creado en el estudio por Sui et al (2010) pero esta correccioacuten no se aplicoacute en esteestudio
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Figura 3 Resultados Observados y de Modelacioacuten de 64CecaEn la Figura 4 se puede observar en la parte de arriba y a la derecha de la graacutefica coacutemo los datos obtenidos
contienen maacutes error La curva no deberiacutea de cambiar de forma tan raacutepido como se observa en los puntos con valores de Gmaacutes altos
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Figura 4 Datos Observados y Curva de Modelacioacuten
6 Conclusiones
Los resultados presentados en este estudio muestran el comportamiento a largo plazo de un asfalto grado PG 64-22 modificado con Sasobit (orgaacutenico) Cecabase RT 945 (quiacutemico) 3G Evotherm (quiacutemico) y WMX Rediset (quiacutemico)aditivos envejecidos con RTFO a 143degC en comparacioacuten con el control que fue tratado como asfalto convencional MCA(RTFO a 163degC) Las muestras fueron envejecidas a largo plazo por un rango de aproximadamente seis meses en unacaacutemara ambiental a 60deg C Las muestras fueron ensayadas a diferentes periacuteodos y luego evaluadas por medio de corte
dinaacutemico utilizando un DSR
Los resultados de G revelaron que Sasobit tiende a endurecer el asfalto desde un principio y tambieacuten mostropropiedades reoloacutegicas similares al asfalto control a medida que envejece a pesar de que habiacutea sido envejecido a cortoplazo a una temperatura 20degC maacutes baja que el control Cecabase y 3G Evotherm generalmente tienden a tener una mayorrigidez que Rediset pero menor que el control y Sasobit a medida que el envejecimiento avanza Rediset presentoacute el menoraumento de moacutedulo en comparacioacuten con el resto de muestras y el control
Un modelo de prediccioacuten se ha desarrollado para predecir la dependencia del moacutedulo reoloacutegico de corte dinaacutemicocon la frecuencia la temperatura y el envejecimiento El modelo mostroacute que los datos observados se comportaban demanera similar al modelo desarrollado El modelo puede ser utilizado para predecir el moacutedulo del material de MTA adistinta temperatura envejecimiento o frecuencia
En general de todos los materiales de MTA utilizado en el estudio Sasobit parece tener la menor cantidad depropiedades deseables cuando se trata del G en comparacioacuten con el control Las propiedades deseables son que el asfaltono sea tan fuerte para causar agrietamiento prematuro de la mezcla ni demasiado suave para causar una deformacioacutenpermanente Un material MTA que se comporta similar a MCA es lo que es conveniente para los pavimentos asfalticos
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Rediset parece tener el menor aumento de la rigidez en comparacioacuten con los otros tres aditivos MTA en comparacioacuten con elcontrol
Este estudio de investigacioacuten demostroacute que los aditivos MTA tienen algunos efectos en el rendimiento a largoplazo del asfalto Sasobit parece endurecer casi al mismo ritmo que el control a altas temperaturas
7 Referencias
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bull β1 con un valor de 76 para todos los modelos es el valor maacuteximo que log G puede tener
bull β3 β4 y β5 describen el efecto de la frecuencia la temperatura y el envejecimiento de la forma de la ecuacioacutensigmoidal
bull β2 desplaza a la izquierda o a la derecha la curva que a su vez aumenta o disminuye G
bull
β3 es el coeficiente de regresioacuten obtenida para el registro de la frecuencia el aumento o disminucioacuten de este valorrota o gira el eje central de la graacutefica Cuando β3 se dirige hacia el infinito negativo la curva se vuelve maacutes comouna liacutenea vertical en el eje Cuando β3 es 0 la curva se convierte en una liacutenea horizontal G aumenta o disminuyedependiendo de si la frecuencia es positiva o negativa
bull β4 es el coeficiente de regresioacuten obtenida para la temperatura se comporta muy similar a β2 en donde aumenta ola disminuye G seguacuten el movimiento de izquierda o derecha
bull Finalmente β5 es el coeficiente de regresioacuten de envejecimiento en diacuteas se comporta muy similar a β2 y β3
La forma en que los modelos estaacuten destinados a que funcionen es la prediccioacuten del G en un periodo deenvejecimiento dada la temperatura y frecuencia Por ejemplo si se desea investigar la rigidez de un asfalto de MTA a 200diacuteas de envejecimiento pero no se puede esperar todo este tiempo podemos utilizar el modelo para saber a queacute temperaturay frecuencia es necesario probar la muestra con el fin de predecir el valor G Por ejemplo la Figura 3 muestra coacutemo elmodelo de 64Ceca predice la rigidez en diferentes temperaturas y periodos de envejecimiento y la comparamos con losdatos medidos El modelo es el siguiente para 64Ceca
(Ecuacioacuten 4)
Como se puede observar en la Figura 3 la mayor rigidez se encuentra a 133 diacuteas de envejecimiento a 40deg C y elmenor endurecimiento el diacutea 1 a 64degC Es importante mencionar que en la grafica el modelo de prediccioacuten de 23 diacuteas deenvejecimiento a 64ordmC casi se sobrepone encima del modelo de prediccioacuten de 1 diacutea de envejecimiento a 52ordmC El modelocaptura los cambios en G en funcioacuten de la frecuencia la temperatura y el envejecimiento La mayoriacutea de los errores deajuste ocurra en los extremos y la colocacioacuten maacutes exacta seraacute en el centro como a los 23 diacuteas de envejecimiento a 64 deg C Elerror en los extremos se debe en parte al instrumento
Cabe mencionar que hay una mayor cantidad de errores a medida que la temperatura baja y la frecuencia y elenvejecimiento aumentan Estos errores son debido a la conformidad del instrumento El meacutetodo utilizado para medir el Grequeriacutea 10 de tensioacuten constante pero a medida que las muestras endureciacutean el instrumento no teniacutea la capacidad demantener la tensioacuten deseada y utilizaba la mayor cantidad de esfuerzo cortante a 3260 Pa Estos errores pueden sercorregidos aplicando una meacutetodo que fue creado en el estudio por Sui et al (2010) pero esta correccioacuten no se aplicoacute en esteestudio
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Figura 3 Resultados Observados y de Modelacioacuten de 64CecaEn la Figura 4 se puede observar en la parte de arriba y a la derecha de la graacutefica coacutemo los datos obtenidos
contienen maacutes error La curva no deberiacutea de cambiar de forma tan raacutepido como se observa en los puntos con valores de Gmaacutes altos
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Figura 4 Datos Observados y Curva de Modelacioacuten
6 Conclusiones
Los resultados presentados en este estudio muestran el comportamiento a largo plazo de un asfalto grado PG 64-22 modificado con Sasobit (orgaacutenico) Cecabase RT 945 (quiacutemico) 3G Evotherm (quiacutemico) y WMX Rediset (quiacutemico)aditivos envejecidos con RTFO a 143degC en comparacioacuten con el control que fue tratado como asfalto convencional MCA(RTFO a 163degC) Las muestras fueron envejecidas a largo plazo por un rango de aproximadamente seis meses en unacaacutemara ambiental a 60deg C Las muestras fueron ensayadas a diferentes periacuteodos y luego evaluadas por medio de corte
dinaacutemico utilizando un DSR
Los resultados de G revelaron que Sasobit tiende a endurecer el asfalto desde un principio y tambieacuten mostropropiedades reoloacutegicas similares al asfalto control a medida que envejece a pesar de que habiacutea sido envejecido a cortoplazo a una temperatura 20degC maacutes baja que el control Cecabase y 3G Evotherm generalmente tienden a tener una mayorrigidez que Rediset pero menor que el control y Sasobit a medida que el envejecimiento avanza Rediset presentoacute el menoraumento de moacutedulo en comparacioacuten con el resto de muestras y el control
Un modelo de prediccioacuten se ha desarrollado para predecir la dependencia del moacutedulo reoloacutegico de corte dinaacutemicocon la frecuencia la temperatura y el envejecimiento El modelo mostroacute que los datos observados se comportaban demanera similar al modelo desarrollado El modelo puede ser utilizado para predecir el moacutedulo del material de MTA adistinta temperatura envejecimiento o frecuencia
En general de todos los materiales de MTA utilizado en el estudio Sasobit parece tener la menor cantidad depropiedades deseables cuando se trata del G en comparacioacuten con el control Las propiedades deseables son que el asfaltono sea tan fuerte para causar agrietamiento prematuro de la mezcla ni demasiado suave para causar una deformacioacutenpermanente Un material MTA que se comporta similar a MCA es lo que es conveniente para los pavimentos asfalticos
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Rediset parece tener el menor aumento de la rigidez en comparacioacuten con los otros tres aditivos MTA en comparacioacuten con elcontrol
Este estudio de investigacioacuten demostroacute que los aditivos MTA tienen algunos efectos en el rendimiento a largoplazo del asfalto Sasobit parece endurecer casi al mismo ritmo que el control a altas temperaturas
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Figura 3 Resultados Observados y de Modelacioacuten de 64CecaEn la Figura 4 se puede observar en la parte de arriba y a la derecha de la graacutefica coacutemo los datos obtenidos
contienen maacutes error La curva no deberiacutea de cambiar de forma tan raacutepido como se observa en los puntos con valores de Gmaacutes altos
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Figura 4 Datos Observados y Curva de Modelacioacuten
6 Conclusiones
Los resultados presentados en este estudio muestran el comportamiento a largo plazo de un asfalto grado PG 64-22 modificado con Sasobit (orgaacutenico) Cecabase RT 945 (quiacutemico) 3G Evotherm (quiacutemico) y WMX Rediset (quiacutemico)aditivos envejecidos con RTFO a 143degC en comparacioacuten con el control que fue tratado como asfalto convencional MCA(RTFO a 163degC) Las muestras fueron envejecidas a largo plazo por un rango de aproximadamente seis meses en unacaacutemara ambiental a 60deg C Las muestras fueron ensayadas a diferentes periacuteodos y luego evaluadas por medio de corte
dinaacutemico utilizando un DSR
Los resultados de G revelaron que Sasobit tiende a endurecer el asfalto desde un principio y tambieacuten mostropropiedades reoloacutegicas similares al asfalto control a medida que envejece a pesar de que habiacutea sido envejecido a cortoplazo a una temperatura 20degC maacutes baja que el control Cecabase y 3G Evotherm generalmente tienden a tener una mayorrigidez que Rediset pero menor que el control y Sasobit a medida que el envejecimiento avanza Rediset presentoacute el menoraumento de moacutedulo en comparacioacuten con el resto de muestras y el control
Un modelo de prediccioacuten se ha desarrollado para predecir la dependencia del moacutedulo reoloacutegico de corte dinaacutemicocon la frecuencia la temperatura y el envejecimiento El modelo mostroacute que los datos observados se comportaban demanera similar al modelo desarrollado El modelo puede ser utilizado para predecir el moacutedulo del material de MTA adistinta temperatura envejecimiento o frecuencia
En general de todos los materiales de MTA utilizado en el estudio Sasobit parece tener la menor cantidad depropiedades deseables cuando se trata del G en comparacioacuten con el control Las propiedades deseables son que el asfaltono sea tan fuerte para causar agrietamiento prematuro de la mezcla ni demasiado suave para causar una deformacioacutenpermanente Un material MTA que se comporta similar a MCA es lo que es conveniente para los pavimentos asfalticos
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Rediset parece tener el menor aumento de la rigidez en comparacioacuten con los otros tres aditivos MTA en comparacioacuten con elcontrol
Este estudio de investigacioacuten demostroacute que los aditivos MTA tienen algunos efectos en el rendimiento a largoplazo del asfalto Sasobit parece endurecer casi al mismo ritmo que el control a altas temperaturas
7 Referencias
DrsquoANGELO J et al Warm-Mix Asphalt European Practice US Department of Transportation Federal HighwayAdministration 2008
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Figura 4 Datos Observados y Curva de Modelacioacuten
6 Conclusiones
Los resultados presentados en este estudio muestran el comportamiento a largo plazo de un asfalto grado PG 64-22 modificado con Sasobit (orgaacutenico) Cecabase RT 945 (quiacutemico) 3G Evotherm (quiacutemico) y WMX Rediset (quiacutemico)aditivos envejecidos con RTFO a 143degC en comparacioacuten con el control que fue tratado como asfalto convencional MCA(RTFO a 163degC) Las muestras fueron envejecidas a largo plazo por un rango de aproximadamente seis meses en unacaacutemara ambiental a 60deg C Las muestras fueron ensayadas a diferentes periacuteodos y luego evaluadas por medio de corte
dinaacutemico utilizando un DSR
Los resultados de G revelaron que Sasobit tiende a endurecer el asfalto desde un principio y tambieacuten mostropropiedades reoloacutegicas similares al asfalto control a medida que envejece a pesar de que habiacutea sido envejecido a cortoplazo a una temperatura 20degC maacutes baja que el control Cecabase y 3G Evotherm generalmente tienden a tener una mayorrigidez que Rediset pero menor que el control y Sasobit a medida que el envejecimiento avanza Rediset presentoacute el menoraumento de moacutedulo en comparacioacuten con el resto de muestras y el control
Un modelo de prediccioacuten se ha desarrollado para predecir la dependencia del moacutedulo reoloacutegico de corte dinaacutemicocon la frecuencia la temperatura y el envejecimiento El modelo mostroacute que los datos observados se comportaban demanera similar al modelo desarrollado El modelo puede ser utilizado para predecir el moacutedulo del material de MTA adistinta temperatura envejecimiento o frecuencia
En general de todos los materiales de MTA utilizado en el estudio Sasobit parece tener la menor cantidad depropiedades deseables cuando se trata del G en comparacioacuten con el control Las propiedades deseables son que el asfaltono sea tan fuerte para causar agrietamiento prematuro de la mezcla ni demasiado suave para causar una deformacioacutenpermanente Un material MTA que se comporta similar a MCA es lo que es conveniente para los pavimentos asfalticos
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Este estudio de investigacioacuten demostroacute que los aditivos MTA tienen algunos efectos en el rendimiento a largoplazo del asfalto Sasobit parece endurecer casi al mismo ritmo que el control a altas temperaturas
7 Referencias
DrsquoANGELO J et al Warm-Mix Asphalt European Practice US Department of Transportation Federal HighwayAdministration 2008
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Scientific Research 3 (1) 18-30 (2010)
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Rediset parece tener el menor aumento de la rigidez en comparacioacuten con los otros tres aditivos MTA en comparacioacuten con elcontrol
Este estudio de investigacioacuten demostroacute que los aditivos MTA tienen algunos efectos en el rendimiento a largoplazo del asfalto Sasobit parece endurecer casi al mismo ritmo que el control a altas temperaturas
7 Referencias
DrsquoANGELO J et al Warm-Mix Asphalt European Practice US Department of Transportation Federal HighwayAdministration 2008
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