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______________________________ 1 Ingeniera Química, Investigadora – Universidad de Cantabria 2, 3 Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Profesor – Universidad de Cantabria 4 Licenciada Química, Investigadora – Universidad de Cantabria 5 Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Director – Universidad de Cantabria IBP2465_11 PROCEDIMIENTO PARA LA MEDIDA DE LA COMPACTABILIDAD DE LAS MEZCLAS BITUMINOSAS EN LABORATORIO Maria DelRio-Prat 1 ; Angel Vega-Zamanillo 2 ; Miguel Angel Calzada- Perez 3 ; Elsa Sanchez-Alonso 4 ; Daniel Castro-Fresno 5 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 En este trabajo, llevado a cabo por la Universidad de Cantabria dentro del Proyecto Fénix, se ha desarrollado un procedimiento para estimar la compactabilidad y la energía consumida durante el proceso de compactación de las mezclas bituminosas empleando una compactadora giratoria modelo Intensive Compactor Tester. Este tipo de compactadora proporciona información sobre las características volumétricas de las mezclas y además ofrece un registro continuo de los datos de la evolución del esfuerzo cortante aplicado en función del número de ciclos. Se han diseñado una serie de parámetros basados en las características volumétricas de las mezclas, densidad y porcentaje de huecos: factor de compactabilidad, Mix Stability Index (MSI) y Mix Resistance Index (MRI), estos parámetros dan información tanto sobre la facilidad de compactación de las mezclas como de su resistencia a la densificación debida a la postcompactación asociada a las cargas de tráfico durante su vida de servicio. A partir de los datos del esfuerzo cortante y estudiando el movimiento giratorio de la compactadora, se dedujo una fórmula que permite calcular el consumo energético (kJ/kg) durante el proceso de compactación de las mezclas bituminosas. Abstract In this study, carried out by the University of Cantabria within the Fenix Project, a test protocol has been developed to estimate the compactibility and the energy consumption during the compaction of bituminous mixes with a Gyratory Intensive Compactor Tester. This type of compactor provides information of the mixes volumetric properties and also offers a continuous recording of the shear stress data related to the number of cycles. A series of laboratory-measured parameters based on the mix volumetric characteristics, density and air voids have been established: compactibility factor, Mix Stability Index (MSI) and Mix Resistance Index (MRI). These parameters have been used to quantify the workability and compactibility of bituminous mixes, and their resistance to post-compaction under traffic loading over its service life. From the shear data and studying the gyratory movement of the compactor, a formula was deduced to calculate the energy consumption (kJ / kg) during the compaction of bituminous mixtures.

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  • ______________________________ 1 Ingeniera Qumica, Investigadora Universidad de Cantabria 2, 3 Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Profesor Universidad de Cantabria 4 Licenciada Qumica, Investigadora Universidad de Cantabria 5 Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Director Universidad de Cantabria

    IBP2465_11 PROCEDIMIENTO PARA LA MEDIDA DE LA

    COMPACTABILIDAD DE LAS MEZCLAS BITUMINOSAS EN LABORATORIO

    Maria DelRio-Prat1; Angel Vega-Zamanillo2; Miguel Angel Calzada-Perez3; Elsa Sanchez-Alonso4; Daniel Castro-Fresno5

    Copyright 2011, Instituto Brasileiro de Petrleo, Gs e Biocombustveis - IBP Este Trabajo Tcnico, 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 Comit Tcnico 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 traducirn ni corregirn los textos recibidos. La versin original del material presentado no refleja necesariamente las opiniones del Instituto Brasileiro de Petrleo, Gs e Biocombustveis, sus Asociados y Representantes. El/los autores de este Trabajo Tcnico tienen pleno conocimiento de esto y aprueban su publicacin en los Anales del XVI CILA Congreso Ibero-Latinoamericano del Asfalto.

    Resumen

    En este trabajo, llevado a cabo por la Universidad de Cantabria dentro del Proyecto Fnix, se ha desarrollado un

    procedimiento para estimar la compactabilidad y la energa consumida durante el proceso de compactacin de las mezclas bituminosas empleando una compactadora giratoria modelo Intensive Compactor Tester. Este tipo de compactadora proporciona informacin sobre las caractersticas volumtricas de las mezclas y adems ofrece un registro continuo de los datos de la evolucin del esfuerzo cortante aplicado en funcin del nmero de ciclos. Se han diseado una serie de parmetros basados en las caractersticas volumtricas de las mezclas, densidad y porcentaje de huecos: factor de compactabilidad, Mix Stability Index (MSI) y Mix Resistance Index (MRI), estos parmetros dan informacin tanto sobre la facilidad de compactacin de las mezclas como de su resistencia a la densificacin debida a la postcompactacin asociada a las cargas de trfico durante su vida de servicio. A partir de los datos del esfuerzo cortante y estudiando el movimiento giratorio de la compactadora, se dedujo una frmula que permite calcular el consumo energtico (kJ/kg) durante el proceso de compactacin de las mezclas bituminosas.

    Abstract In this study, carried out by the University of Cantabria within the Fenix Project, a test protocol has been

    developed to estimate the compactibility and the energy consumption during the compaction of bituminous mixes with a Gyratory Intensive Compactor Tester. This type of compactor provides information of the mixes volumetric properties and also offers a continuous recording of the shear stress data related to the number of cycles. A series of laboratory-measured parameters based on the mix volumetric characteristics, density and air voids have been established: compactibility factor, Mix Stability Index (MSI) and Mix Resistance Index (MRI). These parameters have been used to quantify the workability and compactibility of bituminous mixes, and their resistance to post-compaction under traffic loading over its service life. From the shear data and studying the gyratory movement of the compactor, a formula was deduced to calculate the energy consumption (kJ / kg) during the compaction of bituminous mixtures.

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    1. Introduccin Numerosas investigaciones se han desarrollado con el objeto de relacionar las caractersticas volumtricas y

    mecnicas de las mezclas compactadas en el laboratorio con su trabajabilidad durante el proceso de puesta en obra y con su estabilidad. Esta ltima propiedad est relacionada con la resistencia a la post-compactacin debida a las cargas de trfico. Ambas caractersticas dependen tanto de la reologa del ligante como del esqueleto mineral de la mezcla.

    La trabajabilidad y la estabilidad de las mezclas durante la compactacin en laboratorio han sido evaluadas empleando distintas versiones de la compactadora giratoria. Para caracterizar el comportamiento de las mezclas bituminosas durante el proceso de compactacin se pueden seguir dos vertientes, la primera consiste en estudiar las caractersticas de la curva de compactacin y relacionarlas con la compactabilidad y la estabilidad de las mezclas. Una segunda aproximacin se basa en el desarrollo herramientas experimentales y mtodos de anlisis para medir o estimar el esfuerzo cortante y relacionarlo con la resistencia que ofrecen las mezclas a la densificacin y a la post-compactacin asociada a las cargas de trfico. Estas aproximaciones no tratan de reemplazar otros ensayos necesarios para caracterizar las mezclas, simplemente pretenden identificar aqullas que resultan ms fciles de compactar y cules pueden presentar un mejor comportamiento frente a la post-compactacin del trfico.

    1.1. Estudio de las Caractersticas de la Curva de Compactacin En la Tabla 1 se recogen los parmetros ms empleados en la literatura para la caracterizacin de la

    compactabilidad y trabajabilidad de las mezclas compactadas con la compactadora giratoria.

    Tabla 1. Parmetros para el estudio de la curva de compactacin

    Autor Ao ndice Ventajas Inconvenientes

    Cominsky et al.

    1994 Compaction Slope (CS)

    -Permite analizar la influencia de la granulometra y de la forma y textura de las partculas

    No es sensible a cambios de ligante (Anderson et al. 1998)

    Bahia et al. 1998

    Compaction energy index (CEI)

    Traffic energy Index (TDI)

    -Propone una nueva interpretacin de la curva de compactacin que permite estudia la compactabilidad y la resistencia a la densificacin.

    Los lmites asociados a los ndices solo sirven para el estudio de las mezclas HMA.

    Pine, 1997 Locking Point 3-2 Empleando el nmero de giros hasta alcanzar el locking point como N de diseo se previene la sobrecompactacin de las mezclas.

    No es muy sensible a los cambios en la composicin de las mezclas

    Mohammad y Shamsi

    2007

    Redefinicin de los ndices de Bahia a partir del Locking Point

    Mallick 1999 Gyratory Ratio (GR) Permite diferenciar entre mezclas estables e inestables.

    Esta teora no ha sido verificada a escala real.

    UNE-EN 12697-10 (2006)

    2006 Factor de compactabilidad (K)

    Identifica qu mezclas son ms compactables a partir de la curva % Huecos-Ciclos

    No permite comparar mezclas que partan de huecos iniciales diferentes (Del Rio-Prat et al. (2010))

    1.2. Parmetros para Cuantificar la Resistencia de las Mezclas a la Densificacin En Tabla 2 se lleva a cabo una recopilacin de los ndices utilizados para la caracterizacin de la estabilidad y

    resistencia de las mezclas compactadas con la compactadora giratoria.

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    Tabla 2. Revisin bibliogrfica de los parmetros de medida de la estabilidad y resistencia

    Autor Ao Parmetro Ventajas Inconvenientes

    Butcher 1998 Pendiente curva huecos-ciclos en el ciclo de mximo cortante (Slopema)

    -Diferencia las mezclas ms rgidas de las ms flexibles.

    Delage 2000 Compaction Force index (CFI) Traffic Force Index (TFI)

    -Permite determinar qu mezclas se compactan ms fcilmente y cuales son ms resistentes a la post-compactacin

    -Los lmites asociados a los ndices solo sirven para el estudio de las mezclas HMA.

    Anderson et al. 2002 Stress Ratio (SR) -Es una medida de la resistencia de los ridos a la compactacin

    Anderson et al. 2002

    Nmero de giros en el cual se alcanza el mximo Stress Ratio N-Rmax

    - Agrupa las mezclas en funcin de su estabilidad. -Es sensible al contenido de ligante y la estructura de los ridos

    - No detecta el efecto de la penetracin del ligante en la estabilidad de la mezcla.

    Suriyanarayanan 2004 Procedimiento para estudiar el N-Rmax

    -Clasifica las mezclas en funcin de su comportamiento a elevadas temperaturas

    Bayomy et al. Dessouky et al.

    (2002); (2004)

    Contact Energy Index (CEI)

    -Permite identificar las mezclas que presentan una estructura de ridos dbil antes de la realizacin de ensayos de caracterizacin de mezclas

    -Para el diseo de mezclas es mejor emplear el valor de GS

    2. Medida de la Compactabilidad de las Mezclas con la Compactadora Giratoria El estudio de la compactabilidad se llev a cabo con una compactadora giratoria modelo Intensive Compactor

    Tester (ICT), que tiene la particularidad de, adems de ofrecer datos de la evolucin del grado de compactacin con el nmero de ciclos, dar una medida del esfuerzo cortante (kN/m2) con los ciclos aplicados.

    En este trabajo se sigui el Programa Estndar Europeo segn el cual, el ngulo de compactacin es de 0,82, la frecuencia de rotacin es 30 rpm y la presin vertical es constante y su valor es de 600 kPa.

    Es posible hacer varias consideraciones a partir de la curva de compactacin trazada en tiempo real por el software de la compactadora ICT (Figura 1).

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    .

    Figura 1. Datos proporcionados el software de la compactadora giratoria

    La normativa europea UNE-EN 12697-10 recomienda la realizacin de un ajuste de la curva % huecos-ciclos

    empleando la Ecuacin 1, donde el factor K o factor de compactabilidad es la pendiente del ajuste llevado a cabo:

    ( )NLnKvvN

    1 = (1)

    Este factor es aplicable en mezclas con huecos iniciales similares, en estos casos un mayor valor de K implica una mayor facilidad de compactacin de la mezcla, en cambio cuando los huecos iniciales son diferentes, emplear nicamente el factor K como parmetro de medida de la facilidad comparacin puede llevar a errores.

    A ttulo de ejemplo en la Figura 2, se representan las curvas %Huecos-Ciclos correspondientes a dos mezclas empleadas en este estudio, en este caso el criterio del compactabilidad empleando el factor K es razonable.

    02468

    101214161820222426

    1 10 100 1000

    % H

    ueco

    s (v)

    N Ciclos (N)

    v= -3,96 ln(N) + 23,91 R = 0,973

    K1

    K2

    Huecos iniciales similares

    v= -3,90 ln(N) + 24,01 R = 0,963

    Mezcla ms compactable

    (K2>K1)

    Figura 2. Factor K para mezclas fabricadas que parten de huecos iniciales similares.

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    En cambio en la Figura 3 la curva superior presenta una mayor pendiente pero resulta ms complicada de compactar ya que parte un porcentaje de huecos iniciales mayor. Por este motivo es necesario desarrollar mtodos alternativos para poder realizar estudios comparativos de la facilidad de compactacin de las mezclas bituminosas. En los siguientes apartados se desarrollan los procedimientos basados por una parte en la curva % huecos-ciclos, y por otra en la medida de la energa a partir del esfuerzo cortante.

    v= -2,75ln(N) + 14,17R = 0,981

    02468

    101214161820222426

    1 10 100 1000

    % H

    uec

    os

    (v)

    N Ciclos (N)

    K1

    K2

    Huecos iniciales diferentes

    v=-3,90ln(N) + 24,01 R = 0,963

    Figura 3. Factor K para mezclas fabricadas que parten de huecos iniciales diferentes. K no se puede emplear como

    parmetro de comparacin.

    2.1 Definicin de ndices para la Medida de la Compactabilidad de las Mezclas Basados en las Propiedades Volumtricas Un criterio mejor que el asociado al factor K ya haba sido desarrollado por Bahia et al. en 1998, definiendo unos

    ndices basados en los criterios de diseo del mtodo Superpave referentes a mezclas tipo HMA. Ambos ndices se determinan a partir de la curva que densidad mxima terica (Gmm) con el nmero de ciclos

    aplicado por una compactadora giratoria. El primer ndice, relacionado con la facilidad de compactacin, se calcula como el rea encerrada bajo la curva entre el ciclo 8 y el 92% Gmm. El segundo ndice corresponde al rea encerrada entre el 92 y el 98% Gmm y est relacionado con la resistencia a la post-compactacin del trfico.

    Estos lmites estn contrastados para mezclas tipo AC, en las que el grado de compactacin requerido es del orden del 95% Gmm, sin embargo se deberan modificar cuando se analizan mezclas en las que el grado de compactacin o porcentaje de huecos objetivo es muy diferente, por ejemplo, no tendran sentido para una mezcla de tipo discontinuo BBTM B o drenante PA, en las que la densidad alcanzada por mucho que se intente compactar nunca llegara a ser del 98% Gmm.

    Un criterio ms lgico es fijar unos lmites variables en funcin del grado de compactacin exigible a cada tipo de mezcla en concreto. Por ello se han definido dos nuevos ndices que permiten comparar la compactabilidad de mezclas con porcentajes de huecos muy diferentes. Las modificaciones introducidas en el criterio de Bahia han sido, en primer lugar, el empleo de la curva % huecos-ciclos en vez de la curva %Gmm-ciclos para facilitar el tratamiento de los datos, aunque ambas curvas son equivalentes. La otra modificacin de mayor relevancia como ya se ha indicado, es el empleo de unos lmites variables en funcin de la granulometra seleccionada, basados en el porcentaje de huecos correspondientes al ensayo Marshall. La utilizacin del Marshall como ensayo de referencia se ha escogido debido a que en Espaa las especificaciones relativas a huecos estn basadas en este procedimiento, no obstante otro criterio vlido podra ser determinar las densidades correspondientes a un nmero fijo de giros de la mquina giratoria.

    El primer ndice, relacionado con la medida de la compactabilidad, se ha denominado Mix Stability Index (MSI) y se determina calculando el rea sobre la curva de compactacin desde el giro 8 hasta los giros necesarios para alcanzar un porcentaje de huecos correspondientes al 98% de la densidad Marshall.

    El segundo ndice, Mix Resistance Index (MRI), representa la capacidad de la mezcla bituminosa de resistir la densificacin bajo las cargas de trfico durante su vida de servicio. Se define como el rea sobre la curva desde el giro en cual se alcanza un porcentaje de huecos correspondiente 98% de la densidad Marshall, hasta el giro en el que se consigue un grado de compactacin correspondiente a los huecosMarhall menos 2,5%.

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    Al igual que indicaba Bahia, valores pequeos de MSI son deseables porque representan una mezcla que es ms trabajable y ms fcil de compactar, sin embargo existe un lmite por debajo del cual las mezclas presentan una baja resistencia por lo que valores muy bajos de este ndice no son deseables. Por ello resulta importante que las mezclas posean un alto valor de MRI ya que esto indica que tendrn mayor resistencia a las deformaciones plsticas.

    2.2 Estudio del Consumo Energtico a partir del Esfuerzo Cortante La facilidad de compactacin de las mezclas se puede estimar a partir del esfuerzo cortante. En general a medida

    que la mezcla se compacta el esfuerzo cortante aumenta, y si la mezcla presenta un rozamiento interno adecuado el valor del cortante se mantiene en unos valores elevados. Sin embargo, en mezclas bajo rozamiento interno se produce un descenso del esfuerzo cortante al alcanzar un determinado grado de compactacin considerado como crtico, lo que puede dar lugar a problemas de estabilidad.

    Los ndices volumtricos MSI y MRI permiten estimar la facilidad de compactacin as como la resistencia a la post-compactacin de una mezcla. No obstante, es posible definir unos nuevos ndices que caractericen mejor este proceso.

    Debido a que se dispone de una maquina giratoria que ofrece un registro continuo de la evolucin del esfuerzo cortante con el nmero de ciclos, y que a partir de ste es posible clculo de la energa, se han definido dos nuevos ndices que estn directamente relacionados con la energa aplicada a la mezcla durante los procesos de compactacin y densificacin.

    En la Figura 4 se representa un esquema de las fuerzas que actan durante el proceso de compactacin empleado por la compactadora giratoria.

    Figura 4. Esquema de las fuerzas que actan durante el proceso de compactacin con la compactadora giratoria modelo ICT

    El trabajo por unidad de masa asociado a la fuerza resultante debida a compresin simple (

    m

    W1 ) se calcula mediante

    la siguiente ecuacin y, tras las experiencias realizadas, se puede considerar despreciable frente a W2.

    m

    hAP

    m

    W **1= (2)

    Donde:

    P es la fuerza vertical aplicada sobre la probeta, esta fuerza se mantiene constante durante todo el ensayo y segn la normativa europea su valor es de 600 kPa.

    A es el rea de la probeta tambin constante, ya que el dimetro de la probeta (100mm) no vara durante el ensayo, al estar confinada.

    h es el acortamiento de la probeta.

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    Con los datos ofrecidos por la compactadora giratoria de la evolucin del esfuerzo cortante (S) y de la altura con el nmero de ciclos (Figura 5 y Figura 6), es posible el clculo del trabajo por unidad de masa (

    m

    W2 ) asociado al movimiento

    giratorio producido en cada ciclo empleando para ello la Ecuacin 3.

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    450

    0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250

    S (kN

    /m2)

    N Ciclos (N)

    0,000

    0,010

    0,020

    0,030

    0,040

    0,050

    0,060

    0,070

    0,080

    0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250

    Altu

    ra (m

    )

    N Ciclos (N)

    Figura 5. Evolucin del esfuerzo cortante (S) con el

    nmero de ciclos aplicados (N).

    Figura 6. Evolucin de la altura con el nmero de

    ciclos aplicados (N).

    m

    DR

    m

    W 2= (3)

    Donde:

    R es la fuerza resultante del esfuerzo cortante medido en cada ciclo (S) en un ciclo. D es el desplazamiento producido en un giro. El movimiento de la placa base es una traslacin circular, es decir

    todos los puntos sufren el mismo desplazamiento, y se calcula a partir de la ecuacin 4.

    ===pipipi

    2

    0

    2

    0

    2

    0

    dhdedDD (4)

    Con lo cual, teniendo en cuenta que en cada ciclo el giro es 2, el trabajo por unidad de masa en cada ciclo se

    puede calcular:

    ==pipipi 20

    2

    0

    2

    0

    m

    dhAS

    m

    deR

    m

    dW (5)

    La mquina proporciona valores del esfuerzo cortante en cada ciclo, el trabajo por unidad de masa en un ciclo se

    calcula:

    2

    m

    ShA

    m

    Wiii

    pi= (6)

    A lo largo del proceso de compactacin tanto el rea como el ngulo de giro se mantienen constantes, por lo que el

    trabajo por unidad de masa en N ciclos puede calcularse mediante la expresin.

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    i

    N

    i

    N

    i Shm

    A

    m

    W

    m

    W

    2

    11

    2 ==pi

    (7)

    Donde:

    Si (kN/m2) es el esfuerzo medido en cada ciclo; hi (m2) es la altura de la probeta en cada ciclo i; A(m2) es el rea de la probeta (rad) es el ngulo de giro de la compactadora giratoria; N es el nmero total de ciclos aplicados.

    Para la determinacin de la energa por unidad de masa asociada a la compactacin, se han mantenido los lmites ya empleados para el clculo de los ndices volumtricos, dando lugar a los dos parmetros EMSI y EMRI definidos con las ecuaciones

    i

    N

    iMSISh

    m

    AE =

    1

    8

    2 pi

    (8)

    i

    N

    N

    iMRISh

    m

    AE =

    2

    1

    2 pi

    (9)

    Donde: Si (kN/m2) es el esfuerzo medido en cada ciclo; hi (m) es la altura de la probeta en cada ciclo i; (rad) es el ngulo de giro; N1 es el giro en el que se alcanzan los huecos correspondientes al 98% de la densidad Marshall; N2 es el giro en el que se alcanza el porcentaje de huecos Marshall - 2,5%.

    Cuando los ciclos aplicados han sido suficientes para alcanzar el lmite superior (N2 250), el clculo de la energa

    no presenta ningn inconveniente. Sin embargo, cuando con los ciclos aplicados no se llega a este valor (%Huecos Marshall -2,5%) es necesario realizar una extrapolacin de los datos correspondientes a la curva de cortante (Figura 7).

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250

    S (kN

    /m2)

    N Ciclos (N)AC 22 BBTM 11A BBTM 11B PA 16 SMA 10

    Figura 7. Esfuerzo cortante en funcin del nmero de ciclos (Dotacin ptima B-60/70)

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    Por ello el valor del segundo ndice se obtuvo a partir de la curva ajustada Energa acumulada-Ciclos, que se ajusta perfectamente a una recta. Este criterio est de acuerdo con los resultados correspondientes al esfuerzo cortante, en los que se observa que su valor se mantiene prcticamente constante a partir del ciclo 75.

    3. Estudio de la sensibilidad de los ndices Con objeto se comprobar si los ndices eran sensibles a cambios en la composicin de las mezclas, se fabricaron

    mezclas tipo Asphalt Concret (AC22) con distintos tipos y contenidos de ligante. Los resultados obtenidos (Tabla 3) muestran que al aumentar el contenido de ligante y al emplear betunes ms blandos el valor de los ndices disminuye lo que indica que son ms fciles de compactar pero tambin que resisten menos a la densificacin asociada a las cargas del trfico.

    Tabla 3. Resultados ndices Volumtricos y Energticos en funcin del tipo y dotacin de ligante para una mezcla AC22

    Mezcla Ligante ndices volumtricos ndices Energticos (kJ/kg)

    Tipo % s/m MSI MRI EMSI EMRI

    AC22

    B-60/70

    690 729 1,428 3,678

    B-40/50 4,6 723 739 1,476 3,814

    B-13/22

    749 777 1,571 3,967

    B-60/70

    4,90

    663 699 1,366 3,550

    B-40/50 699 724 1,387 3,644

    B-13/22 705 733 1,472 3,875

    Adems se verific que los ndices de post-compactacin, MRI y EMRI permiten predecir el comportamiento

    frente a las deformaciones plsticas. Para ello se llevaron a cabo una serie de ensayos de contraste, comparando los resultados de estos ndices con los del ensayo de pista para mezclas de tipo Asphalt Concret (AC22).

    3. Conclusiones De los resultados obtenidos en este trabajo se pueden extraer las siguientes conclusiones: Es posible llevar a cabo una generalizacin de los mtodos existentes en la bibliografa, fundamentalmente

    desarrollados para mezclas de tipo AC, estableciendo unos lmites variables que delimitan la zona de compactacin y post-compactacin en funcin de la granulometra seleccionada. Estos lmites se basan en el grado de compactacin exigido en la puesta en obra y en la mxima post-compactacin posible de una mezcla por efecto del trfico durante su vida de servicio.

    Con el procedimiento definido es posible calcular la energa consumida durante el proceso de compactacin a partir de los datos del esfuerzo cortante y la variacin de la altura proporcionados por una compactadora giratoria.

    Los cuatro nuevos ndices propuestos, dos de tipo volumtrico MSI y MRI y dos energticos EMSI y EMRI, permiten caracterizar el comportamiento de la mezcla frente a los procesos de compactacin y de post-compactacin asociada a las cargas del trfico.

    Los ndices energticos, EMSI y EMRI, permiten la medida de la energa aplicada por unidad de masa (kJ/kg) a la mezcla durante los procesos de compactacin y de densificacin debida al trfico.

    Los cuatro ndices propuestos son sensibles a cambios en la composicin granulomtrica, tipo y dotacin de ligante y tipo de rido. Tambin estn relacionados con el comportamiento mecnico de las mezclas.

    4. Agradecimientos La realizacin del Proyecto Fnix (www.proyectofenix.es) ha sido posible gracias a la contribucin financiera del

    Centro para el Desarrollo Tecnolgico e Industrial (CDTI) dentro del marco del programa Ingenio 2010, concretamente, a travs del Programa CENIT. Las empresas y centros de investigacin que participan en el Proyecto desean mostrar su gratitud por dicha contribucin.

    Los autores quieren agradecer a todas las organizaciones y empresas participantes del Proyecto Fnix: Centro de Investigacin Elpidio Snchez Marcos (CIESM), Centro Zaragoza, Construcciones y Obras Llorente (Collosa), Ditecpesa, Asfaltos y Construcciones Elsan, Intrame, Pavasal, Repsol YPF, Sacyr, Servi Cant, Sorigu, CARTIF, CEDEX, CIDAUT, CSIC (IIQAB), GIASA, Intromac, Labein, Universidad de Alcal de Henares, Universidad Carlos III de Madrid, Universidad de Castilla La Mancha, Universidad de Huelva, Universidad de Cantabria, Universidad Politcnica de

  • XVI CILA Congreso Ibero-Latinoamericano del Asfalto

    10

    Catalua, Universidad Politcnica de Madrid, y a sus numerosos colaboradores cuya capacidad de trabajo y eficacia estn permitiendo el desarrollo de este Proyecto en un ambiente de cooperacin.

    5. Referencias

    ANDERSON R. M., TURNER P. A., PETERSON R. L. Y MALLICK R. B. NCHRP Report 478. Relationship of

    Superpave Gyratory Compaction Properties to HMA Rutting Behavior. National Cooperative Highway Research Program, 2002.

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    BAHIA, H., MASAD, E., STAKTSON, A., DESSOUKY, S. Y BAYOMY, F. (Simplistic Mixture Design Using the SGC and the DSR. Asphalt Paving Technology: Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 72, pp. 196225, 2003.

    BAYOMY, F., MASAD, E. Y DESSOUKY, S. Development and Performance Prediction of Idaho Superpave Mixes. Interim Report ITD-NIATT Project KLK464, National Institute for Advanced Transportation Technology, University of Idaho, Moscow, Idaho, 2002.

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