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

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Análisis de una mezcla tibia mediante los ensayos de módulo dinámico y compresión uniaxial cíclica"

Trinidad Maldonado Padilla
hace 5 años
Vistas:

1 Análisis de una mezcla tibia mediante los ensayos de módulo dinámico y compresión uniaxial cíclica Dr. Pedro Limón Covarrubias (LASFALTO) M.I. José María Zamora Santana (MOTA ENGIL) Dr. Saúl Castillo Aguilar (Universidad Veracruzana) Ing. Ignacio Cremades Ibañez (SURFAX)

2 INDICE Introducción Objetivos Desarrollo experimental Análisis de compresión uniaxial cíclica Análisis de módulo dinámico Correlación con la ecuación Witczak Conclusiones

3 Clasificación de las mezclas asfálticas MAC MAT MAT MAF Son producidas típicamente en un rango de 150 a 180 C de acuerdo al tipo de asfalto. Las mezclas asfálticas tibias son producidas por lo general a temperaturas en un rango entre 120 a 140 C 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

4 Clasificación de las mezclas asfálticas

5 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).

6 Industria asfáltica Ahorro de energía Objetivo Disminuir la contaminación Métodos y procedimientos Reducir temperaturas de mezclado y compactación Reducción de costos Beneficios Reducción de emisiones de gases Ahorro energético de combustible Meta Conservar y/o mejorar las propiedades mecánicas de las mezclas

7 INDICE Introducción Objetivos Desarrollo experimental Análisis de compresión uniaxial cíclica Análisis de módulo dinámico Correlación con la ecuación Witczak Conclusiones

8 Objetivos 1. Determinación de la temperatura óptima de mezclado 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 la mezcla tibia en el ensayo de módulo dinámico. 4. Verificar la correlación que existe entre la ecuación de predicción de módulo de Witczak con el de las mezclas tibias.

9 INDICE Introducción Objetivos Desarrollo experimental Análisis de compresión uniaxial cíclica Análisis de módulo dinámico Correlación con la ecuación Witczak Conclusiones

10 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%

11 Desarrollo experimental

12 Desarrollo experimental

13 Viscosidad (Pa.S) 10,00 Desarrollo experimental Carta de viscosidad 1,00 Rango de compactación Pa.s 0,10 Rango de mezclado Pa.s 0, Temperatura ( C) AC-20 A 1.5 % A 3.0 % A 4.5 %

14 Desarrollo experimental

15 Desarrollo experimental

16 Desarrollo experimental

17 Desarrollo experimental

18 Desarrollo experimental Asfalto Temperatura Temperatura a obtenida ( C) compactar ( C) AC A 1.5% A 3.0% A 4.5%

19 INDICE Introducción Objetivos Desarrollo experimental Análisis de compresión uniaxial cíclica Análisis de módulo dinámico Correlación con la ecuación Witczak Conclusiones

20 Ensayo de compresión uniaxial cíclico UNE-EN 12697: min 1 s 1 s εff A Ciclos 1 Deformación μe 2 Esfuerzo KPa 3 Precarga KPa A Deformación en la precarga μe εff Deformación permanente

Deformación axial acomulada (µe) Deformación axial acomulada 7.000 6.000 5.000 4.000 3.

21 Deformación axial acomulada (µe) Deformación axial acomulada AC-20 A 1.5% A 3.0% A 4.5% Número de aplicaciones de carga

22 0 1,500 3,000 4,500 6,000 7,500 9,000 10,500 12,000 13,500 15,000 Deformación (mm) Rueda cargada de Hamburgo 72 kg Número de pasadas

Deformación (mm) 0 Rueda cargada de Hamburgo 5 10 15 20 0 5.

23 Deformación (mm) 0 Rueda cargada de Hamburgo AC-20 A 1.5% A 3.0% A 4.5% Número de pasadas

24 INDICE Introducción Objetivos Desarrollo experimental Análisis de compresión uniaxial cíclica Análisis de módulo dinámico Correlación con la ecuación Witczak Conclusiones

25 Carga MPa Deformación Módulo dinámico Describe la relación esfuerzo-deformación de materiales viscoelásticos. Es un parámetro esencial para calcular los espesores de carpeta asfáltica en los nuevos métodos de diseño de pavimentos asfálticos Ciclos

26 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 Frecuencias: 25, 10, 5, 1.0, 0.5, y 0.1 Hz Ciclos: 200, 200, 100, 20,15 y 15

0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 Módulo complejo E* (MPa) 100000 Módulo complejo E* AC-20 10000 1000 TEMP.

27 0,0001 0,001 0,01 0, Módulo complejo E* (MPa) Módulo complejo E* AC TEMP. *C Log αt αt * Frecuencia (Hz) 0 C 10 C 20 C 30 C 40 C

28 0,0001 0,001 0,01 0, Módulo complejo E* (MPa) Módulo complejo E* A 1.5% Frecuencia Hz 0 C 10 C 20 C 30 C 40 C

29 0,0001 0,001 0,01 0, Módulo complejo E* (MPa) Módulo complejo E* A 3.0% Frecuencia (Hz) 0 C 10 C 20 C 30 C 40 C

30 0,0001 0,001 0,01 0, Módulo complejo E* (MPa) Módulo complejo E* A 4.5% Frecuencia (Hz) 0 C 10 C 20 C 30 C 40 C

31 0,0001 0,001 0,01 0, Modulo complejo E* (MPa) Curvas maestras modulo complejo E* Frecuencia (Hz) AC-20 A 1.5% A 3.0% A 4.5%

32 INDICE Introducción Objetivos Desarrollo experimental Análisis de compresión uniaxial cíclica Análisis de módulo dinámico Correlación con la ecuación Witczak Conclusiones

33 Ecuación de Witczak Donde: P 200 : Porcentaje de agregado que pasa la malla #200 P 4 : Porcentaje retenido en la malla #4 P 3/8 : Porcentaje retenido en la malla 3/8 P 3/4 : Porcentaje retenido en la malla 3/4 V a : Porcentaje de vacíos (del volumen de la mezcla) V beef : Porcentaje efectivo de asfalto (del volumen de la mezcla) ƒ: Frecuencia Hz η: Viscosidad del asfalto a la temperatura de interés (10 5 Pa-s, 10 6 P) Log η= log (Pen) - log (Pen) 2

34 E* laboratorio MPa Predicción de E* AC R² = 0, Predicción E* MPa

35 E* laboratorio MPa Predicción de E* A 1.5% R² = 0, Predicción E* MPa

36 E* laboratorio MPa Predicción de E* A 3.0% R² = 0, Predicción E* MPa

37 E* laboratorio MPa Predicción de E* A 4.5% R² = 0, Predicción E* MPa

38 INDICE Introducción Objetivos Desarrollo experimental Análisis de compresión uniaxial cíclica Análisis de módulo dinámico Correlación con la ecuación Witczak Conclusiones

39 Conclusiones 1. 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.

40 Conclusiones 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 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 Se corroboró que la ecuación de predicción de módulo de Witczak se ajusta bien para las mezclas tibias analizadas con este aditivo.

41 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN AGRADECIMIENTOS: - A LA EMPRESA CONSTRUCARR - A LA UNIVERSIDAD VERACRUZANA - A SURFAX

Documentos relacionados

Presenta: M. I. Omar Adame Hernández

Estudio del comportamiento del módulo y fatiga para mezclas asfálticas de granulometría densa y su desempeño en los métodos de diseño de estructuras de pavimento Autores: Presenta: M. I. Omar Adame Hernández