Nuevas tendencias para caracterización y control del ... · Nuevas tendencias para...

Nuevas tendencias para caracterización y control del ahuellamiento considerado propiedades reológicas de los asfaltos

Dr. Ing. Francisco Morea Comisión Permanente del Asfalto

Investigador Asistente CONICET - LEMIT

Introducción

I. Volúmenes de tránsito importantes

II. Mayores cargas y

III. Condiciones climáticas extremas

Los pavimentos hoy en día son sometidos a:

Introducción

El diseño, caracterización y evaluación del pavimento en laboratorio se hace estudiando el desempeño relacionado a los diferentes modos de falla de una mezcla asfáltica:

Fisuración (térmica o por fatiga)

Deformaciones permanentes

Factores de diseño en el ahuellamiento

Históricamente

La selección del asfalto se hace considerando el clima

Asfalto “duro”

Asfalto “blando”

Consistencia del asfalto

Penetración Punto de ablandamiento

Control del ahuellamiento

Consideraciones sobre el asfalto para combatir el problema

Propiedades Físicas del Asfalto

Estados Unidos

SHRP (Superpave)

Europa

Zero Shear Viscosity

Propiedades Reológicas del

ASFALTO

DESEMPEÑO DE LA MEZCLA


Programa SHRP, especificación de asfaltos (ASTM D 6373)

46 52 58 64 70 76 82

-4 -10 -16 -22 -28 -34 -40

Ahuellamiento Fatiga y Fisuración térmica


Programa SHRP, especificación de asfaltos (ASTM D 6373)

Los límites de las propiedades reológicas son siempre los mismos, sólo que cada asfalto tendrá esa propiedad a diferentes temperaturas

Para el ahuellamiento se utiliza el parámetro

La reología y el ahuellamiento

Programa SHRP, parámetro G*/send

Se relaciona con el trabajo disipado en el proceso de deformación

G* representa la resistencia a la deformación

d representa la distribución relativa entre deformación elástica y viscosa

d

senGWdisipado

/*.

20


Programa SHRP, parámetro G*/send

Se ha comprobado que el G*/send clasifica eficientemente el

desempeño de asfaltos convencionales

Sin embargo no define satisfactoriamente el comportamiento

de asfaltos modificados con polímeros

asfaltos modificados con ‘‘bajos’’ G*/send

mostraron muy buenos resultados en mezclas

aún mejores que otros con más ‘‘altos’’ G*/send.

Ahuellamientos (Vd) vs. G*/send


max

g gmax

t

t

d max

gmax G* =

d defasaje

Ensayo en el DSR Bajo tránsito


Ensayo de CREEP en el DSR

Multiple Stress Creep Recovery (MSCR)

Temperatura de ensayo Talta del asfalto

platos paralelos:

d = 25 mm; e = 1 mm

20 ciclos de carga y descarga:

1 s de carga con 10 s de descarga

10 ciclos a s = 0,1 kPa

10 ciclos a s = 3,2 kPa


[%]100)(

)1,0(10

1 1

110xikPa

i s

ss

r

[%]100)(

)2,3(20

10 2

220xikPa

i s

ss

r

)1.0()2.3( kPakPa rrr

Porcentaje de deformaciones recuperadas

r

10s

1 s

Ciclo i cualquiera


][2,3

1 kPaJnracumuladar

Creep Compliance al final del ensayo

r

][2,3

1 kPaJnracumuladar

r

Visión Europea, Concepto de Zero Shear Viscosity

El avance de la tecnología de los asfaltos ha sido propiciado y acompañado por un importante desarrollo en los ligantes disponibles y en particular de los asfaltos modificados.

Es evidente que las propiedades seleccionadas deben caracterizar todos los asfaltos

convencionales

modificados



El asfalto es un material termoplástico

Las propiedades cambian con la temperatura

Esfuerzo de corte

Vis

co

sid

ad

Esfuerzo de corte

Vis

co

sid

ad

Newtoniano No Newtoniano



Viscosidad

de corte cero (h0)

Velocidad de corte

Vis

cosi

da

d

Viscosidad límite(h00)

Mediciones reológicas – Viscosidad de corte cero (ZSV)

Barrido de frecuencias

Viscosidad Compleja

Modelo de Cross

h

*'

G

nk ).(1

'''' 0

hhhh

Se obtiene del ajuste la ZSV

Ahuellamientos (Vd) vs. Low Shear Viscosity (LSV)

LSV

bamVd min]/[

Ahuellamientos (Vd) vs. Temperatura

Ahuellamientos (Vd) vs. LSV


500

Ahuellamientos (Vd) y la LSV

Criterio Asfalto

C3 M MP3

T500 (original) [ºC] 54,8 65,5 76,8

Ahuellamientos (Vd) vs. Temperatura

Criterio Asfalto

C3 M MP3

T500 (original) [ºC] 54,8 65,5 76,8


500

LIMITES DE DEFORMACIÓN

Agnusdei y otros: Estudios sobre testigos de mezclas de concreto asfáltico con asfaltos convencionales extraídas del pavimento.*

* Presentado en XXXIV Reunión del Asfalto

Velocidad de deformación a 120 minutos

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

0,04

1 2 3 4* 5 6 7 8* 9 10* 11 12 13* 14* 15* 16* 17 18*

Mezcla Nº

Ve

loc

ida

d d

e D

efo

rma

ció

n [

mm

/min

]

Velocidad de Deformación a 120 minutos

Pavimentos Ahuellados

Pavimentos sin Ahuellar

Límite propuesto por Agnusdei para el ensayo BS 598-110

Vd < 5,2 m/min (para 120 min y Tens = 60°C)

LIMITES DE DEFORMACIÓN

0,01

0,1

1

1 10 100

WTS

[m

m/1

03

cicl

os]

Vd [m/min]

Datos

Ajuste

Niveles de

ahuellamiento

aceptables

WTS = 0,132 mm/103ciclos

Vd = 5,2 m/min

Consideraciones Finales

Las propiedades reológicas para la caracterización de los ligantes están relacionadas al desempeño en mezclas asfálticas

Existe una buena relación entre estas propiedades y el desempeño en mezclas

Se pueden utilizar para ver que condiciones climáticas y de transito usar un ligante

Se pueden asociar limites de desempeño de mezclas

Nuevas tendencias para caracterización y control del ... · Nuevas tendencias para...

Documents

Transcript of Nuevas tendencias para caracterización y control del ... · Nuevas tendencias para...