Presentación de PowerPoint - AMAAC · tener un diseño de alto desempeño si el proceso...
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Determinación de las temperaturas de mezclado y compactación mediante la
viscosidad a corte cero
Ponente
Ing. Israel Sandoval Navarro
Determinación de las temperaturas de mezclado y compactación mediante la viscosidad a corte cero.
Índice
• Introducción.
• Hipótesis.
• Parte experimental.
• Resultados.
• Conclusiones.
Introducción
• El proceso constructivo es un paso fundamental en la calidad deuna carpeta asfáltica, de nada sirve tener los mejores materiales ytener un diseño de alto desempeño si el proceso constructivo no sehace de manera adecuada.
• Las temperaturas de mezclado y compactación tienen unaimportancia fundamental en la calidad y desempeño de la mezclaasfáltica, en mayor medida la temperatura de compactación, si estano es la correcta se puede disminuir la durabilidadconsiderablemente.
• En obra uno de los requisitosestablecidos por las dependenciases contar con el rango detemperaturas de mezclado ycompactación.
Introducción
• Existen métodos para determinar estas temperaturas paradiseños en laboratorio las cuales pueden servir comoreferencia para campo, uno de los mas usados es elrecomendado por el “Asphalt Institute”.
• Los rangos de viscosidad de este método NO son validos paraasfaltos modificados.
• Esto se ha convertido enun problema paradependencias,productores de asfaltosmodificados y mezclasasfálticas, constructoresy supervisores.
Determinación de las temperaturas de mezclado y compactación mediante la viscosidad a corte cero.
Índice
• Introducción.
• Hipótesis.
• Parte experimental.
• Resultados.
• Conclusiones.
Hipótesis
La Viscosidad a Corte Cero puede usarse para determinar lastemperaturas de mezclado y compactación, evitando con esteparámetro la dependencia a la velocidad de corte.
1 10 100
2x105
4x105
6x105
8x105
106
Barrido de frecuencia
0
Eta'
Viscosidad
(P)
, (rad/s)
flujo
Cantidad de energía disipadaconstante a través de las capas del material.
Hipótesis
Viscosidad Rotacional (VR)Viscosidad a Corte Cero (VCC), DSR
Asfalto virgen (Newtoniano)VCC = X a Tm y VCC = Y a Tc
Asfalto virgen (Newtoniano)VR = 0.17 a Tm y VR = 0.28 a Tc
Asfalto modificado (Newtoniano)
VCC = XTemperatura mezclado
VCC = YTemperatura compactación
Asfalto modificado (No Newtoniano)VR = 0.17 a Tm y VR = 0.28 a Tc
Temperaturas muy altas
Tm= Temperatura de mezcladoTc= Temperatura de compactación
Determinación de las temperaturas de mezclado y compactación mediante la viscosidad a corte cero.
Índice
• Introducción.
• Hipótesis.
• Parte experimental.
• Resultados.
• Conclusiones.
Parte experimental
• Paso 1. Determinar Temperaturas de mezclado y compactación para asfaltos convencionales.
Asfalto Convencional PG Temperatura de
mezclado (˚C)
Temperatura de
compactación (˚C)
Ekbe Salamanca 64-16 153 - 159 141 - 146
AC20 Salina Cruz 64-16 154 - 160 142 – 147
USA 1 64-22 161 - 166 149 – 155
AC30 Nicaragua 64-16 152 - 158 140 – 145
USA 2 70-22 159 - 164 147 – 153
AC20 Tula 64-16 156 - 162 144 – 149
60/70 Colombia 58-22 148 - 154 136 – 141
Ekbe Cadereyta 64-22 154 - 160 142 - 147
Temperatura de MezcladoViscosidad Rotacional = 0.17 ± 0.02 Pa·s
Temperatura de CompactaciónViscosidad Rotacional = 0.28 ± 0.03 Pa·s
Parte experimental
• Paso 2. Determinar Viscosidades a Corte Cero a las temperaturas de mezclado y compactación para asfaltos convencionales.
Paso 2a. Barridos de frecuencia en DSR.• Asfalto Original.
• 0.1 a 100 rad/s.
• 120 Pa.
• 90 a 170˚C.
Parte experimental
• Paso 2. Determinar Viscosidades a Corte Cero a las temperaturas de mezclado y compactación para asfaltos convencionales.
Paso 2b. Curva VCC vs Temperatura.• Una para cada asfalto.
• 120 Pa.
• 90 a 170˚C.
Parte experimental
• Paso 2. Determinar Viscosidades a Corte Cero a las temperaturas de mezclado y compactación para asfaltos convencionales.
Paso 2c. Valor de VCC a temperaturas de mezclado y compactación para cada uno de los asfaltos convencionales.
Temperatura de mezclado Temperatura de compactación
Log (η0) 0.144 ± 0.02 0.249 ± 0.03
Parte experimental
• Paso 3. Determinar Temperaturas de mezclado y compactación para asfaltos modificados mediante Viscosidad a Corte Cero VCC.
Paso 3a. Barridos de frecuencia en DSR.• Asfalto Original.
• 0.1 a 100 rad/s.
• 120 Pa.
• 100 a 180˚C.
Parte experimental
• Paso 3. Determinar Temperaturas de mezclado y compactación para asfaltos modificados mediante Viscosidad a Corte Cero VCC.
Paso 3b. Curva VCC vs Temperatura.• Una para cada asfalto.
• 0.1 a 100 rad/s.
• 120 Pa.
• 100 a 180˚C.
Parte experimental
• Paso 3. Determinar Temperaturas de mezclado y compactación para asfaltos modificados mediante Viscosidad a Corte Cero VCC.
Paso 3c. Determinar temperaturas de mezclado y compactación para cada uno de los asfaltos modificados.
Temperatura de mezclado Temperatura de compactación
Log (η0) 0.144 ± 0.02 0.249 ± 0.03
Determinación de las temperaturas de mezclado y compactación mediante la viscosidad a corte cero.
Índice
• Introducción.
• Hipótesis.
• Parte experimental.
• Resultados.
• Conclusiones.
ResultadosEn las siguientes tablas se muestran las temperaturas de mezclado ycompactación de los asfaltos modificados determinadas con la Viscosidada Corte Cero.
Columnas:
• Viscosidad Rotacional VR. Son las temperaturas de mezclado ycompactación determinadas con el viscosímetro rotacional mediante elmétodo del “Asphalt Institute”.
• Experiencia. Son las temperaturas que regularmente se recomiendanpara este tipo de asfaltos, se han calculado con trabajos realizadosdurante 15 años y valores de módulo resiliente con los que se hadeterminado que a estas temperaturas se obtienen las mejorespropiedades mecánicas. Solo aplican para esos asfaltos modificados enespecífico.
• Viscosidad a Corte Cero VCC. Son las temperaturas de mezclado ycompactación calculadas con los valores obtenidos en el reómetro decorte dinámico empleando la Viscosidad a Corte Cero Log(ηo).
Resultados
Temperatura de mezclado (˚C)
determinada por
Asfalto PG δ
(˚)
Viscosidad
Rotacional VR
Experiencia Viscosidad a Corte
Cero VCC
Modificado 1 76-16 62.89 179 – 185 167 – 173 170 – 174
Modificado 2 82-16 57.71 184 – 190 172 – 178 171 – 175
Modificado 3 70-16 67.72 172 – 179 165 – 171 164 – 168
Modificado 4 88-16 51.81 190 – 194 No
disponible
172 – 176
Modificado 5 76-16 74.81 176 – 184 No
disponible
166 – 170
Modificado 6 76-16 74.26 168 – 174 No
disponible
162 – 166
Temperaturas de mezclado para asfaltos modificados.
Resultados
Temperaturas de compactación para asfaltos modificados.
Temperatura de compactación (˚C)
determinada por
Asfalto PG δ
(˚)
Viscosidad
Rotacional VR
Experiencia Viscosidad a Corte
Cero VCC
Modificado 1 76-16 62.89 169 – 173 157 – 163 162 – 166
Modificado 2 82-16 57.71 173 – 177 162 – 168 164 – 168
Modificado 3 70-16 67.72 162 – 165 155 – 161 156 – 160
Modificado 4 88-16 51.81 178 – 182 No
disponible
165 – 169
Modificado 5 76-16 74.81 163 – 167 No
disponible
158 – 162
Modificado 6 76-16 74.26 159 – 162 No
disponible
154 – 158
Determinación de las temperaturas de mezclado y compactación mediante la viscosidad a corte cero.
Índice
• Introducción.
• Hipótesis.
• Parte experimental.
• Resultados.
• Conclusiones.
Conclusiones
• Debido a que el método constructivo tiene gran influencia en la durabilidadde una mezcla asfáltica es de suma importancia contar con un método deselección de temperaturas de trabajo que ofrezca mayor certeza cuando setrabaja con asfaltos modificados.
• Como resultado del trabajo de investigación se desarrolló un método y seestablecieron valores de VCC para determinar temperaturas de mezclado ycompactación, este procedimiento estima el comportamiento reológico delos asfaltos y no se ve limitado por las condiciones de trabajo como porejemplo la velocidad de corte.
Conclusiones
• Las temperaturas de mezclado y compactación determinadas mediante laViscosidad a Corte Cero son similares a las que se determinaron porexperiencia demostrando que el método propuesto puede determinartemperaturas de trabajo confiables en algunos minutos, algo que porexperiencia a tomado años de trabajo.
• El método ha demostrado que a pesar de las diferencias entre los asfaltosmodificados como módulos reológicos y principalmente ángulos de fase, escapaz de determinar las temperaturas de mezclado y compactación demanera confiable, lo que lo hace aplicable para cualquier tipo de asfaltovirgen o modificado.