Ensayos de Laboratorio para determinar la dosificacin de ligante asfltico en pavimentos flexibles con el uso de geosintticos

Ensayos de Laboratorio para determinar la dosificacin de ligante asfltico en pavimentos flexibles con el uso de geosintticosProyecto de graduacin de:Mario Solano RodrguezB06125IntroduccinUna forma de medir resistencia de adherencia entre dos capas de asfalto es someter a ensayos de corte directo probetas cilndricas extrados de placas de mezcla asfltica confeccionadas en dos capas simulando el proceso constructivo de una carpeta asfltica.Al someterse a un esfuerzo cortante puro, se mide de forma continua la carga aplicada y la deformacin que esta produce.Introduccin (Cont.)Se proponen los siguientes ensayos de laboratorio que son utilizados actualmente para evaluar el efecto de la liga asfltica en los pavimentos flexibles, los cuales se pueden adecuar para evaluar este efecto cuando se utiliza tambin el material geosinttico.Elaboracin de probetasLas probetas fabricadas en laboratorio estn formadas por dos capas asflticas, entre las que se extiende el riego de adherencia y el geotextil a estudiar.

Elaboracin de probetas (Cont.)Primera capa: Se compacta por impacto, mediante el aparato Marshall, aplicando 100 golpes en la cara superior y se deja enfriar por 24 h. De forma que no afecte el betn de la mezcla, se realiza un corte superficial de pocos milmetros de espesor.

Elaboracin de probetas (Cont.)Primera aplicacin de la emulsin Cuando la superficie cortada est seca, se extiende la dotacin* escogida de la emulsin a analizar y se deja el tiempo suficiente para que la emulsin rompa. * Esto depender del mtodo de aplicacin que se implemente:Del 70% al 80% de la tasa definidaToda la tasa definida

Elaboracin de probetas (Cont.)Aplicacin del geotextil Se coloca el geotextil una vez que se ha haya constatado la ruptura de la emulsin asfltica, ya que la presencia de agua daa el desempeo del material. La instalacin es manual y se debe de tener cuidado de que no se formen ondulaciones o arrugas.Compactacin del geotextil Se deben de aplicar una presin de 0.28 MPa a 0.35 MPa para realizar esta tarea e inducir la penetracin del ligante en el material.Elaboracin de probetas (Cont.)Segunda aplicacin de la emulsin*: Se debe de completar la tasa total de emulsin a aplicar, dependiendo del mtodo de aplicacin.Segunda capa: Se coloca un collarn sobre el primer molde y se coloca la mezcla asfltica y se compacta con 75 golpes por la capa superior. Se deja enfriar la probeta.

Elaboracin de probetas (Cont.)

Figura 1. Construccin de la probetaAplicacin de liga asflticaSe debe de tener en consideracin que esta metodologa vara con el mtodo de aplicacin de la emulsin y con la implementacin del geotextil en la probeta.Una vez determinada la dosis que se colocar, se debe de determinar el porcentaje de residuo de la emulsin.Aplicacin de liga asfltica (Cont.)Se utilizar una pistola para pintar con el fin de simular el camin distribuidor con una barra esprayadora.En funcin del tiempo y el rea de la bandeja, se debe calcular la cantidad de solucin por m2 y luego con el porcentaje de residuo, se calcula la dosis aplicada.Aplicacin de liga asfltica (Cont.)Dado que el abanico de la pistola es de dimensiones mucho menores que la bandeja, es necesario distribuir el tiempo elegido en distintas manos hasta aplicar la tasa deseada. Aplicacin de liga asfltica (Cont.)

Figura 2. Metodologa de aplicacin de liga asfltica.Aplicacin de liga asfltica (Cont.)

Figura 3. Pistola para pintar a utilizar.Figura 4. Bandeja para realizar el riego de emulsin.Ensayos propuestosFlorida Direct Shear Test

Laboratorio de Caminos de Barcelona Shear Test (LCB)

Ensayo de corte Superpave Shear Tester

Florida Direct Shear Test

Es un ensayo de corte directo sin carga axial, realizado con un dispositivo que puede ser usado en conjunto con la mquina Marshall para evaluar el desempeo y la resistencia del riego de la liga de adherencia. Florida Direct Shear Test (Cont.)Shearing ApparatusDimetro nominal = 6 pulgadas. Las probetas no necesitan ser recortados debido al diseo del dispositivo.El ancho del dispositivo se puede ajustar, por medio de tornillos.

Florida Direct Shear Test (Cont.)

Figura 5. Final Shearing Apparatus

Florida Direct Shear Test (Cont.)Consiste en evaluar la adherencia de la emulsin asfltica con dos cilindros metlicos de normalmente 6 pulg de dimetro a una temperatura de 25 C, usando una carga de 50.8 mm/min aplicado por medio del dispositivo de tensin. Se debe de registrar la carga a lo largo del ensayo hasta cuando se produce la falla. Laboratorio de Caminos de Barcelona Shear Test (LCB)

Este ensayo mide la resistencia a tensiones tangenciales provocadas por la aplicacin de una fuerza de corte producida en la unin de las dos capas de mezcla asfltica, estas capas pueden estar adheridas o no por un riego de adherencia. Permite evaluar el efecto de diferentes dosificaciones de riegos de adherencia mediante la rotura de probetas fabricadas en el laboratorio, y tambin es capaz de medir la deformacin de una de las capas respecto a la otra. Laboratorio de Caminos de Barcelona Shear Test (LCB) (Cont.)La parte A se considera totalmente rgida, indeformable, mientras que la parte B representa la capa asfltica superior. Se supone que se produce un esfuerzo de corte puro y que no existen esfuerzos de flexin.

Figura 6. Modelo de fuerzas del ensayo LCB.Laboratorio de Caminos de Barcelona Shear Test (LCB) (Cont.)Si aplicamos una carga P en la mitad de la luz de la viga, la ecuacin que da el valor de las tensiones tangenciales sobre la junta es:

t: Tensin tangencial sobre la junta.P: Carga aplicada.S: superficie de la seccin transversal de la probeta.

Laboratorio de Caminos de Barcelona Shear Test (LCB) (Cont.)Dispositivo para el ensayo LCB Consiste en una mordaza cilndrica desmontable en dos mitades, segn un plano que corte a dos generatrices opuestas, en la que se introduce el testigo de ensayo. La mordaza debe tener un dimetro interior de 101,6 150 mm y est provista de un sistema de cierre mediante tornillos.Laboratorio de Caminos de Barcelona Shear Test (LCB) (Cont.)

Figura 7. Dispositivo para ensayo LCBLaboratorio de Caminos de Barcelona Shear Test (LCB) (Cont.)

Figura 8. Configuracin de la probeta para ensayo LCB.Ensayo de corte Superpave Shear Tester

Es un mtodo usado para evaluar la influencia de diferentes tipos de riego de liga asfltica, con distintas dosificaciones de aplicacin y a diferentes temperaturas en la interface de corte utilizando el Superpave Shear Tester (SST). Ensayo de corte Superpave Shear Tester (Cont.)Dentro del Superpave Shear Tester (SST) se monta un aparato de corte compuesto por dos partes que unen a la probeta durante el ensayo, el ensayo trata en que el equipo aplica una carga constante de 50 lb/min hasta que la probeta llegue a la falla y de esta forma se evala la resistencia al corte entre las capas asflticas unidas por la liga asfltica.Ensayo de corte Superpave Shear Tester (Cont.)

Figura 9. Superpave Shear Tester.Ensayo de corte Superpave Shear Tester (Cont.)

Figura 10. Caja de corte en SST.