evaluación de adhesión en mezclas asfálticas en costa rica mediante ensayos bbs y de Ángulo de...
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Evaluación de Adhesión en Mezclas Asfálticas en Costa
Rica Mediante Ensayos BBS y de
Ángulo de Contacto
José Pablo Aguiar, Ph.D.
Jorge Salazar
Rafael Ernesto Villegas
Luis Guillermo Loría, Ph.D.
¿Qué es el LanammeUCR?
LanammeUCR es un laboratorio de la Universidad de Costa Rica dedicado a:
• Investigación aplicada• Docencia• Transferencia tecnológica• Cooperación técnica
• Primer laboratorio del ramo ACREDITADO ISO 17025 – 2002 en la región latinoamericana
• 80 ensayos acreditados
Áreas de Especialidad• Ingeniería Sísmica y Gestión del Riesgo.
• Ingeniería de Suelos y Rocas (Geotecnia).
• Ingeniería Estructural.
• Ingeniería de Materiales de Construcción.
• Ingeniería Vial (Programa PITRA –
Ley 8114 y 8603).
• LEY 7099: Laboratorio nacional de referencia
• LEY 8603: Garantizarla máxima Eficiencia de Inversión Pública en Reconstrucción y
Conservación de la Red Vial Costarricense
• LEY 8114: Fiscalización, investigación, transferencia de Tecnología, apoyo a municipios,
evaluación de redes viales y puente especificación vial
costarricense 1.0% Impuesto al combustible
Introducción
• Modo de deterioro predominante en CR Daño por humedad
• Puede ocurrir por:
• Reducción de adhesión entre asfalto y agregado
• Falla cohesiva de la estructura del mastic
• Especificación nacional: AASHTO T283 TSR ≥ 85%.
Introducción
• Casi el 100% de mezclas cumplen con la especificación.
• Deterioro en campo es alto:
• Fallas pocos meses después de construcción son frecuentes.
• El uso de aditivos anti-strip es requerido.
Se requiere un mejor entendimiento de las caracteristicas de adhesión entre agregados y asfaltos en CR!
Objetivos
1. Investigar la afinidad de las distintas fuentes de agregado al asfalto usado en Costa Rica
2. Caracterizar el efecto del uso de aditivos en la susceptibilidad al daño por humedad.
Materiales
Factor Niveles Descripción
Asfalto 2 PG64-22
PG64-22 + 2.5% SBR (PG70-22)
Fuente Agregado 5
Caliza – Valle Central Grava Río 1 –Caribe Central
Grava Río 2 – Pacífico Central Grava Río 3 –Pacifico Sur Grava Río 4 – Pacifico Sur
Agente Antidesnudante (*) 2 Cal (1,5% por peso agregado)
Anti-Strip Líquido (1,0% por peso agregado) (*) Utilizados únicamente para evaluación de desempeño mediante ensayo HWTD
Métodos de Ensayo
Ensayo Bitumen Bond Strength (BBS)
• AASHTO TP-91 – Aparato PATTI
• Caracterización de la fuerza de adhesión entre el asfalto y distintas fuentes de agregado
• Dos tipos de acondicionamiento: seco 24 horas y húmedo 96 horas
Métodos de Ensayo
Métodos de Ensayo
Resultados
Parámetro Valor t p Intercepto 2,179 82,67 < 0,001
Calizo -0,003 -0,06 0,950 Grava Río 1 0,300 5,72 < 0,001 Grava Río 2 -0,102 -1,94 0,057 Grava Río 3 -0,235 -4,48 < 0,001
Seco 0,580 22,10 < 0,001 Calizo*Seco -0,133 -2,53 0,014
Grava Río 1*Seco 0,231 -4,40 < 0,001 Grava Río 2*Seco 0,094 1,80 0,077 Grava Río 3*Seco 0,245 4,76 < 0,001
PG64-22 0,261 9,96 < 0,001 Calizo*PG64-22 -0,021 -0,39 0,695
Grava Río 1*PG64-22 0,107 2,04 0,046 Grava Río 2*PG64-22 -0,055 -1,04 0,300 Grava Río 3*PG64-22 -0,089 -1,70 0,095
Seco*PG64-22 0,210 8,01 < 0,001 R2 Ajustado 0,902
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Resultados
• La inclusión del asfalto modificado con SBR reduce el efecto del agregado
Todas las combinaciones presentan fuerzas de adhesión similar
• Fuerza mayor para asfalto original vs. modificado con SBR
• Ensayos secos resultaron en valores 580 kPa más altos que para la condición húmeda
Resultados
• En general, para la condición seca, la falla observada fue cohesiva (interna de la estructura del mastic)
• Bajo condiciones húmedas, algunas combinaciones de material exhibieron falla adhesiva mastic – agregado
Métodos de Ensayo
Humectabilidad de Superficie de Agregado
• Medición de ángulo de contacto según método de Gota Sésil
• Realizado mediante un goniómetro a 25°C
• Gota de asfalto aplicada a superficie mediante micropipeta
Métodos de Ensayo
Métodos de Ensayo
Resultados
Resultados
• Medición 1 min después de colocar la gota sobre superficie agregado (4 repeticiones)
• Cada gota fue medida 10 veces en intervalos de 1 s
• θc incrementa en algunos casos cuando se modificó el asfalto con SBR
• Consistencia con resultados BBR
• Se requiere estandarización
Conclusiones
• Ensayo BBS puede identificar diferencias entre fuentes de agregado, asfaltos y condiciones de humedad
• Modificación de asfalto con SBR resultó en una reducción del esfuerzo requerido para separar el asfalto de la superficie del agregado.
Conclusiones
• Fuerza de adhesión y θc correlacionan bien con resultados de HWTD
• Diferencias se redujeron cuando se utilizó aditivo anti-strip
• El efecto de la humedad en la adhesión disminuye con el uso de aditivos anti-strip
• Actualmente se están evaluando combinaciones asfalto-agregado de mal desempeño en campo
