Título 376-01-13ESTUDIO DE LAS

PROPIEDADES MECÁNICAS COHESIÓN Y FRICCIÓN INTERNA EN MEZCLAS

ASFÁLTICAS EMPLEANDO PRUEBAS SIMPLES

Autores:

•Ing. Rolando Vila Romaní, PhD•Universidad Católica de Santiago de Guayaquil

•Guayaquil, Ecuador•vilarolando@hotmail.com

• •Ing. Gustavo Patricio García Caputi

•Universidad Católica de Santiago de Guayaquil•Guayaquil, Ecuador

•gustavo.garcia@cu.ucsg.ec

Introducción• En la búsqueda de pruebas simples

para determinar propiedades fundamentales de las mezclas asfálticas, pareciera que se necesita recurrir a las de carácter dinámico.

• Nosotros hemos querido investigar si podemos deducir propiedades fundamentales a partir de pruebas monotónicas tradicionales, con ligeras modificaciones.

Objetivo

• Verificar si podemos deducir parámetros fundamentales de la resistencia de los materiales como “c” y “Ø” a partir de ensayos monotónicos tradicionales

Metodología

• Preparar muestras de una misma mezcla, compactadas con martillo Marshall a un contenido de vacíos del 7% (± 0.5%)

• Probarlas con el ensayo Marshall y con el ensayo de Tracción Indirecta, a tres temperaturas y dos velocidades de recorrido de la prensa

• Preparar muestras mediante prensa hidráulica para ensayos de compresión simple y de cizallamiento

Metodología• Deducir “c” y “Ø” a partir de estos resultados y

mediante ecuaciones ya descritas en la literatura y presentadas en el trabajo

• Correr ensayos triaxiales (monotónicos) en otras probetas fabricadas con prensa hidráulica al mismo contenido de vacíos

• Deducir “c” y “Ø” a partir de las pruebas triaxiales y mediante el círculo de Mohr

• Comparar estos valores con los obtenidos anteriormente para validar el método (en estas mezclas)

Metodología

• Mohr – Coulomb

τ = c +σ * tan(Φ)

• Muer

Metodología

• Para temperaturas medias y altas (25°C, 40°C, y 60°C) se puede decir que Rt es igual a Rti

• Velocidades de deformación: 0.5 mm/min.mm 0.05mm/min.mm (50mm/min para briquetas de 100 mm de diámetro; y 5mm/min)

Metodología

• Para la prueba de cizallamiento en probetas de 75mm x 150mm

• Para la prueba Marshall, se toman las relaciones halladas por Metcalf, en 1959

Análisis

Análisis

Análisis

• Tenemos entonces que la estabilidad Marshall “S” es una función de el área de compresión al centro de la probeta (2rt), de el esfuerzo a la compresión “Ro” y de el ángulo “Φ”

• Podemos usar “S” para determinar “Rc” y “Φ”

• Como Rti lo medimos a T=40°C, y v=0.05mm/min.mm, necesitamos hacer una medición de S bajo las mismas condiciones para establecer un factor de corrección por condiciones del ensayo

Análisis

• Con la relación entre S, Rc, y Φ; y la relación entre Rt, Rc, y Φ; y conociendo S y Rt; se resuelve, por tanteo, mediante hoja Excel, para Rc y Φ

• Se determina, luego, “c” a base de los valores de “Φ” y de Rt

Equipo

•PRENSA DE VELOCIDAD VARIABLE

•CÁMARA TRIAXIAL CON PRESIÓN DE AIRE PARA CONTROLAR LA PRESIÓN DE CONFINAMIENTO

•CABEZAL LOTTMAN

•MORDAZA MARSHALL

•CABEZAL DE CIZALLAMIENTO

Equipo

Resultados

Resultados

Resultados

Resultados

Conclusiones

• El cálculo de c y Φ, a partir de los ensayos de compresión no confinada y de tracción indirecta, no resultó en valores consistentes con los medidos por el ensayo triaxial

• El cálculo hecho a partir de los ensayos de estabilidad Marshall y de tracción indirecta arroja resultados aceptables

Conclusiones

• La variante necesaria para poder aplicar el método es contar con prensa de velocidad variable

• Los cabezales Marshall y Lottman son de uso común en laboratorios de plantas asfálticas

• No resultó complicado el ensayo triaxial (se lo puede usar directamente)

Aplicación

• En evaluación básica, a nivel de planta de mezcla asfáltica, de los parámetros de resistencia en las mezclas que se asignan al esqueleto mineral (Φ); y los que se asignan al ligante asfáltico (c)

Estudio posterior

• Verificación del método en mezclas de esqueleto mineral muy fuerte (SMA)

• Con un esqueleto mineral bueno, variar el contenido de asfalto y el tipo de asfalto, y verificar cómo afecta a la determinación de “c”, y cuánto cambia Φ

Fin

•MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

•HASTA EL PRÓXIMO CILA