DETERMINACIÓN DEL GRADO DE DESEMPEÑO, PG EN CEMENTOS ASFÁLTICOS JORGE SILVA FRIDERICHSEN LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD

Transcripción

1 DETERMINACIÓN DEL GRADO DE DESEMPEÑO, PG EN CEMENTOS ASFÁLTICOS JORGE SILVA FRIDERICHSEN LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD

2 SUPERPAVE El Grado de Desempeño de un cemento asfáltico forma parte de un sistema denominado SUPERPAVE (SUPERIOR PERFORMANCE PAVEMENTS) que nace de las investigaciones desarrolladas en Estados Unidos en 1987 (Programa Estratégico de Investigación de Carreteras, SHRP). Éste sistema incluye nuevas especificaciones para el cemento asfaltico, agregado y un nuevo método de diseño de mezclas asfálticas en caliente y un modelo de predicción del comportamiento de pavimentos asfálticos. El Método está incorporado en los Especificaciones y Procedimientos de Ensayes del Volumen 8 de Manual de Carreteras Asfaltos: Especificaciones Superpave para ligantes Asfálticos.

3 Porqué motivo se creó esta nueva Especificación? Principalmente porque las metodologías actuales de control se basan de las características y propiedades de material y no necesariamente del desempeño del mismo a las caracteristicas del terreno. Cuales son las ventajas de la nueva tecnología? El sistema entrega una resultados reológicos que permiten clasificar* un cemento asfáltico por Grado de Desempeño (PG). Esta clasificación permite cumplir con dos objetivos principales: - Medir las propiedades reológicas que pueden ser relacionadas con parámetros de desempeño de terreno para tres fallas críticas: ahuellamiento, agrietamiento por fatiga y agrietamiento térmico. - Caracteriza propiedades reológicas de los cementos asfálticos según las temperaturas y efectos del envejecimiento a los que estarán sometidos durante la construcción y toda su vida útil. *NOTA: ES UN PROTOCOLO DE ANÁLISIS

4 PRINCIPALES MODOS DE FALLA DE PAVIMENTOS ASOCIADOS A CEMENTOS ASFÁLTICOS. Ahuellamiento. Primeros años en servicio Altas Temperaturas. Baja Velocidad. Altas cargas Fatiga (Piel de Cocodrilo) Últimos años en servicio Temperaturas Intermedias. Altas cargas Agrietamiento Térmico. Últimos años en servicio Bajas Temperaturas. Cargas Rápidas.

5 SELECCIÓN POR GRADO DE DESEMPEÑO EN LABORATORIO Se selecciona un cemento asfáltico apropiado a la zona en estudio de la siguiente manera: Para evitar ahuellamiento por alta temperatura, la temperatura de la muestra en laboratorio XX tiene que ser igual o superior a la temperatura de diseño ITdis. Para retrasar la fatiga, la temperatura intermedia de la muestra en laboratorio IT debe ser igual o menor que la temperatura de diseño IT dis, de manera de aplazar o tardar la aparición de fisuras en el material. Para prevenir el agrietamiento, la baja temperatura de la muestra en laboratorio YY debe ser igual o inferior a la temperatura de diseño BT dis, de manera que el material evitar o demorar la aparición de agrietamiento térmico. EXIGENCIAS SECTOR GEOGRÁFICO EN ESTUDIO PG AT dis (IT dis ) - BT dis RESULTADOS MUESTRA DE ASFALTO PG XX (IT) - YY

6 RESULTADOS POR GRADO DE DESEMPEÑO EN LABORATORIO Para la selección de un cemento asfáltico adecuado a través de éste método. Es necesario que cumplan requisitos reológicos preestablecidos por el grado de desempeño. Se toma una muestra de Cemento Asfáltico para saber si es adecuado para la zona en estudio: Se realiza los ensayes en los equipos reológicos de laboratorio buscando la temperaturas en donde cumplen los requisitos preestablecidos. Con los resultados obtenidos, se determina la alta, media y baja temperatura obtenidas en laboratorio PG XX (IT) - YY El PG de la muestra en laboratorio se compara con el PG de diseño de la zona en estudio. Gobierno de Chile Ministerio de Obras Públicas

7 LECTURA DE LA ESPECIFICACIÓN POR PG CON LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN LABORATORIO

8 Uso del Método por Grado de Desempeño Una de las principales diferencias con la especificación tradicional, se encuentra en el protocolo por Grado de Desempeño: Los parámetros reológicos se mantienen constantes variando sólo la temperatura de ensayo. útil. La temperatura de ensayo se asocia a fallas del pavimento durante su vida Distintos cementos asfálticos cumplen con las mismas propiedades reológicas, pero a distintas temperaturas; dependiendo de las propiedades intrínsecas del material. Para el uso del Grado de Desempeño, es necesario tener conocimiento de las condiciones de terreno en el sector donde se utilizará el cemento asfáltico.

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10 EQUIPOS DE ENVEJECIMIENTO PDR: Envejecimiento Primario PAV: Envejecimiento Secundario Ir a Diagrama de proceso

11 AHUELLAMIENTO EN REÓMETRO DE CORTE DINÁMICO Para resistir el ahuellamiento, un cemento asfáltico no debe ser tan blando a las altas temperaturas de terreno, y evitar deformaciones irrecuperables en etapas I y II. Un G* alto indica que el cemento asfáltico es más rígido, (resiste deformaciones). Un angulo δ menor indica la presencia elástica (recupera deformaciones). Ir a Diagrama de proceso

12 FATIGA EN REÓMETRO DE CORTE DINÁMICO Para retardar la fatiga, un cemento asfáltico no debe ser tan duro ni fragil en la etapa III. Un G* alto indica que el cemento asfáltico es muy rígido. Un angulo muy pequeño δ indica una mayor porción elástica (donde no es capaz recuperar deformaciones). Ir a Diagrama de proceso

13 REOMETRO DE VIGA DE FLEXIÓN (BBR) Se usa para establecer el comportamiento reológico del asfalto a bajas temperaturas. El agrietamiento térmico depende de condiciones climáticas adversas en terreno, sin embargo el endurecimiento y su fragilidad aumenta con los años de servicio y es más probable de encontrar ver este tipo de fallas. Para evitar agrietamiento, el asfalto necesita tener el tiempo suficiente para poder relajarse sin fisurarse de las tensiones acumuladas por la baja temperatura. En el ensayo se aplica con carga constante sobre una viga de asfalto en su luz central, y se registra su deflexión durante 240 segundos a una Temperatura constante. Ir a Diagrama de proceso Gobierno de Chile Ministerio de Obras Públicas

14 Gobierno de Chile Ministerio de Obras Públicas Ir a Diagrama de proceso

15 Gracias.