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Dr. Pedro Limón Covarrubias (LASFALTO)M.I. José María Zamora Santana (MOTA ENGIL)

Dr. Saúl Castillo Aguilar (Universidad Veracruzana)Ing. Ignacio Cremades Ibañez (SURFAX)

Análisis de una mezcla tibia mediante los ensayos de módulo dinámico y compresión

uniaxial cíclica

INDICE

• Introducción

• Objetivos

• Desarrollo experimental

• Análisis de compresión uniaxial cíclica

• Análisis de módulo dinámico

• Correlación con la ecuación Witczak

• Conclusiones

MAC• Son producidas típicamente en un rango de 150 a 180 °C de

acuerdo al tipo de asfalto.

MAT• Las mezclas asfálticas tibias son producidas por lo general a

temperaturas en un rango entre 120 a 140°C

MAT• Las mezclas asfálticas templadas producidas por debajo de la

temperatura de evaporización del agua a 100°C

• Las mezclas asfálticas frías usualmente se mezclan a temperatura ambiente utilizando asfaltos espumados o emulsiones

Clasificación de las mezclas asfálticas

Mezclas asfálticas tibias

La fabricación de las mezclas asfálticas tibias se puede conseguir

mediante diferentes procesos que tienen un fundamento en

común: disminuir la viscosidad del asfalto para poder fabricar,

transportar y poner en obra las mezclas a temperaturas más

bajas. (Gil et al 2009).

Conservar y/o mejorar las propiedades mecánicas de las mezclas

BeneficiosReducción de costos

Reducción de emisiones de gases

Ahorro energético de combustible

Métodos y procedimientosReducir temperaturas de mezclado y compactación

ObjetivoAhorro de energía Disminuir la contaminación

Industria asfáltica

INDICE

• Introducción

• Objetivos

• Conclusiones

Objetivos

1. Determinación de la temperatura óptima demezclado y compactación de una mezcla tibia.

2. Evaluar el desempeño de una mezcla tibia,mediante un ensayo de deformación.

3. Analizar el comportamiento mecánico de lamezcla tibia en el ensayo de módulo dinámico.

4. Verificar la correlación que existe entre laecuación de predicción de módulo de Witczakcon el de las mezclas tibias.

INDICE

• Introducción

• Objetivos

• Conclusiones

Desarrollo experimental• Análisis con asfalto convencional (AC-20 Salamanca)

• Comparativa con tres dosificaciones de producto para mezcla tibia.

• Agregado basalto

• Contenido óptimo de asfalto 6.5%

Desarrollo experimental

90 100 110 120 130 140 150 160

Temperatura (°C)

Carta de viscosidad

AC-20 A 1.5 % A 3.0 % A 4.5 %

Rango de mezclado 0.15-0.19 Pa.s

Rango de compactación 0.25-0.31 Pa.s

Desarrollo experimental

AsfaltoTemperatura

obtenida (°C)

Temperatura a

compactar (°C)

AC-20 139.0 140.0

A 1.5% 135.0 135.0

A 3.0% 120.5 120.0

A 4.5% 116.5 115.0

INDICE

• Introducción

• Objetivos

• Conclusiones

10 min 1 s 1 s

1 Deformación μe

2 Esfuerzo KPa

3 Precarga KPa

A Deformación en la precarga μe

εff Deformación permanente

0 1 2 3 4 3600

Ciclos

Ensayo de compresión uniaxial cíclico UNE-EN 12697:2006

4 36 360 3.600

Número de aplicaciones de carga

Deformación axial acomulada

AC-20 A 1.5% A 3.0% A 4.5%

Rueda cargada de Hamburgo

Número de pasadas

0 5.000 10.000 15.000

Número de pasadas

Rueda cargada de Hamburgo

AC-20 A 1.5% A 3.0% A 4.5%

INDICE

• Introducción

• Objetivos

• Conclusiones

Módulo dinámico

Es un parámetro esencial para calcular los espesores de carpeta

asfáltica en los nuevos métodos de diseño de pavimentos

asfálticos.

Describe la relación esfuerzo-deformación de materiales visco-

elásticos.

0 5 6 7 84321

CiclosD

Tiempos de acondicionamiento de especímenes para la realización

del módulo dinámico

Temperatura de ensayo (°C)Tiempo (h) a temperatura

ambiente (25°C)

Tiempo (h) a temperatura

previa al ensaye

0 Durante la noche Durante la noche

10 Durante la noche Durante la noche

20 1 3

30 2 2

40 2 2

Frecuencias: 25, 10, 5, 1.0, 0.5, y 0.1 Hz

Ciclos: 200, 200, 100, 20,15 y 15

100000

1000000

Frecuencia (Hz)

Módulo complejo E* AC-20

0°C 10°C 20°C 30°C 40°C

TEMP. *C Log αT αT

0 3.800 6307.835

10 1.766 58.400

20* 0.000 1.000

30 -1.549 0.028266

40 -2.918 0.00121

100000

1000000

Frecuencia Hz

Módulo complejo E* A 1.5%

0°C 10°C 20°C 30°C 40°C

100000

Frecuencia (Hz)

0°C 10°C 20°C 30°C 40°C

100000

Frecuencia (Hz)

0°C 10°C 20°C 30°C 40°C

400000,0

Frecuencia (Hz)

Curvas maestras modulo complejo E*

AC-20 A 1.5% A 3.0% A 4.5%

INDICE

• Introducción

• Objetivos

• Conclusiones

Ecuación de Witczak

Donde:

P200: Porcentaje de agregado que pasa la malla #200

P4: Porcentaje retenido en la malla #4

P3/8: Porcentaje retenido en la malla 3/8”

P3/4: Porcentaje retenido en la malla 3/4”

Va: Porcentaje de vacíos (del volumen de la mezcla)

Vbeef: Porcentaje efectivo de asfalto (del volumen de la mezcla)

ƒ: Frecuencia Hz

η: Viscosidad del asfalto a la temperatura de interés (105 Pa-s, 106 P)

Log η= 10.5012-2.2601 log (Pen) - log (Pen)2

R² = 0,9932

100000

100 1000 10000 100000

Predicción E* MPa

Predicción de E* AC-20

R² = 0,974

100000

100 1000 10000 100000

Predicción E* MPa

Predicción de E* A 1.5%

R² = 0,9688

100000

100 1000 10000 100000

Predicción E* MPa

R² = 0,972

100000

100 1000 10000 100000

Predicción E* MPa

INDICE

• Introducción

• Objetivos

• Conclusiones

Conclusiones1. En las pruebas realizadas al asfalto se observa que al adicionar este

aditivo patentado (MX/a/2011/009504) no se modifican

significativamente las propiedades reológicas del asfalto a las

temperaturas que establece la norma.

2. Los asfaltos con este aditivo permiten compactar a menores

temperaturas obteniendo la densidad requerida.

3. Se puede comprobar que en la compactación no influye solamente la

viscosidad, si no que también la lubricidad del asfalto, parámetro que

este aditivo también mejora .

4. En el ensayo de módulo dinámico se verifica que al adicionar este

aditivo al asfalto para producir mezclas tibias no se sacrifica la

calidad de estas, al contrario; al agregar 1.5 y 3.0% el

comportamiento de las mezclas mejora en relación a las fabricadas

con AC-20.

5. En las pruebas que miden la deformación se observa que existe un

comportamiento similar entre las mezclas con este aditivo al 1.5 y

3.0% con la mezcla con AC-20.

6. Se corroboró que la ecuación de predicción de módulo de Witczak se

ajusta bien para las mezclas tibias analizadas con este aditivo.

Conclusiones

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

pedro@surfax.com.mx

• AGRADECIMIENTOS:

- A LA EMPRESA CONSTRUCARR

- A LA UNIVERSIDAD VERACRUZANA

- A SURFAX

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