ANÁLISIS DEL EFECTO DE DAÑO POR HUMEDAD EN MEZCLAS … · 2017-09-01 · En la temporada de...
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ANÁLISIS DEL EFECTO DE DAÑO POR HUMEDAD EN MEZCLAS ASFÁLTICAS MEDIANTE EL MÓDULO
DINÁMICO.Presenta: M. I. Rey Omar Adame Hernández
Pedro Limón Covarrubias
Israel Sandoval Navarro
Ignacio Cremades Ibáñez
Introducción
Introducción • En México el ciclo de lluvias que se presenta año tras
año es cada vez de mayor intensidad debido alcambio climático.
fuente: El Universal (2016)
Introducción • Las lluvias intensas además de generar daños
materiales e inundaciones en zonas urbanas generanun daño importante sobre los pavimentos. Algunos delos mecanismos de falla que se asocian con el daño porhumedad son: separación, desplazamiento,emulsificación espontanea, presión de poro,socavación hidráulica y efectos ambientales.
Introducción
En la temporada de ciclones tropicales durante el 2016 enMéxico de acuerdo a los últimos informes presentadospor la CONAGUA (Comisión Nacional del Agua).
• Durante el 2016 se tuvo 8 más que el promedio para untotal de 36 registrados durante ese año.
• De los cuales 18 de ellos llegaron a categoría deHuracán.
• Se tuvo el impacto directo de 6 ciclones en el territorionacional, tres por el Océano Pacífico y tres por elAtlántico.
Introducción
• Actualmente, en Latinoamérica son usados métodoscomo el daño inducido por humedad “TSR” y elensayo de Rueda Cargada de Hamburgo, ensayosempíricos en los que el daño que se induce por lahumedad ha dejado de ser significativo y los nuevosmétodos de diseño de mezclas asfálticas lo hansuperado al punto de que la mayoría de los diseñoscumplen comúnmente con estos parámetros.
Análisis y resultados
Clasificación del asfalto • Para el asfalto, se usó como base el asfalto Ekbé-
Salamanca clasificado con un grado PG (64-16).
• Para el asfalto modificado, se usó un TerpolímeroRET para su modificación el cual presenta un gradoPG 76-16 y con una capacidad para soportar unnivel “Extremo” (E) de acuerdo al parámetro Jnr.
Caracterización del agregadoBasalto- Tonalá
Tipo de prueba Valor de Normativa
Basalto
Partículas alargadas 1.60% 15% máx.
Partículas Lajeadas 0.34% 15% máx.
Densidad 2.66 N/A
Desgaste de los Ángeles 10%
Absorción 1.28 N/A
Tipo de prueba Resultados Normativa
Basalto
Equivalente de arena 70 50 min.
Densidad 2.6 N/A
Absorción 2.04 N/A
Azul de metileno 11 ml/g 15 ml/g máx.
Angularidad 40.72 40 min.
Propiedades por tipo de mezcla
Variable % Contenido de asfalto
% Contenido de asfalto en el RAP
% Vacíos
Asfalto Ekbé + Basalto 5.5 N/A 6.84
Asfalto Ekbé + Basalto + Terpolímero RET 5.5 N/A 5.98
Asfalto Ekbé + Basalto + 15% de RAP 5.1 0.7 9.16
Asfalto Ekbé + Basalto + 30% de RAP 4.0 1.53 7.17
Asfalto Ekbé + Basalto + 45% de RAP 3.1 2.29% 7.55
Módulo Dinámico
• En una mezcla asfáltica existen dos componentesfundamentales: agregado pétreo y asfalto, lascuales aportan diferentes propiedades en la mezclay le dan un comportamiento visco-elástico.
• En un material como una mezcla asfáltica en el quelas propiedades como el módulo dinámicodependen de las temperaturas de ensayo y de lasrazones de carga, es importante saber que laspropiedades no son constantes con respecto altiempo como se han asumido en los diseñosclásicos.
Módulo dinámico
Describe la relación esfuerzo-deformación de materiales visco-elásticos.
0 5 6 7 84321
Ciclos
De
form
ac
ió
nCar
ga M
Pa
Frecuencias de ensayo (Hz) Temperaturas de ensayo (°C)0.1 00.5 101.0 205.0 30
10.0 40
Curvas maestras
Asfalto Ekbé + basalto + Terpolímero RET
Asfalto Ekbé + basalto
Asfalto Ekbé + basalto + 15% RAP
Asfalto Ekbé + basalto + 30% RAP
Asfalto Ekbé + basalto + 45% RAP
Acondicionamiento• Después de determinadas las curvas maestras, los
especímenes fueron acondicionados sumergidos en unbaño Maria a una temperatura de 60°C con elpropósito de generar un daño por humedad quemodifique el valor de módulo.
59
75
72
97
49
66 6
02
5
91
79
35
29
58
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31
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91
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99
23
71
45
23
ASFALTO EKBÉ + BASALTO
ASFALTO EKBÉ + BASALTO +
TERPOLÍMERO RET
ASFALTO EKBÉ + BASALTO + 15%
DE RAP
ASFALTO EKBÉ + BASALTO + 30%
DE RAP
ASFALTO EKBÉ + BASALTO + 45%
DE RAP
MÓ
DU
LO D
INÁ
MIC
O (
MPA
)
VARIACIÓN DEL MÓDULO DINÁMICO CON RESPECTO AL TIEMPO DE ACONDICIONAMIENTO EN AGUA
0 horas 24 Horas 72 horas
• Finalmente, en este trabajo no se presentan lascurvas maestras de los especímenes después delacondicionamiento en agua 72 horas debido a quelas temperaturas de 0, 30 y 40°C resultan difícilespara obtener el valor de módulo dinámico,situación en las que se presentan deformacionesrecuperables altas y deformaciones permanentesaltas para los valores que requiere la norma.
Conclusiones
Conclusiones • En cuanto al efecto de la humedad es evidente que
genera un daño en mezclas asfálticas, sobre todoen la etapa inicial del pavimento, etapa en la quepueden llegar a perder hasta el 50% de su móduloinicial para mezclas convencionales y en las que esmuy probable que se generen deformacionespermanentes.
Conclusiones • El porcentaje de RAP en la mezcla también es un
factor importante en el comportamiento elástico deuna mezcla, para este caso el 15% de RAP utilizadoen la mezcla resulta ser el porcentaje optimo,mientras que para el 30 y 45% de RAP puederesultar en contra de un buen desempeño de lamezcla ante los efectos del agua y de uncomportamiento elástico en la mezcla.
conclusiones• En general hay evidencia de que el efecto de la
humedad depende de la calidad del tipo de asfaltoy agregado que se aplique en la mezcla asfáltica. Elasfalto modificado en este estudio presentó undesempeño aceptable ante el efecto de lahumedad.
• También es evidente que la mezcla fabricada conTerpolímero RET es la que presenta un mejordesempeño, caso en el que apenas se llegó a un20% de pérdida del módulo en la etapa inicial.