A review of asphalt and asphalt mixture aging

El fenómeno de envejecimiento en asfaltos y mezclas asfálticas. Una revisión

Este artículo presenta una revisión bibliográfica del fenómeno de envejecimiento que experimentan los asfaltos y las mezclas asfálticas. El envejecimiento afecta el desempeño de los pavimentos flexibles y la magnitud de sus efectos se debe a la combinación de las características de los materiales (variables intrínsecas) y los efectos ambientales (variables extrínsecas) que actúan sobre ellos. Las variables intrínsecas incluyen las propiedades del asfalto y los agregados, el contenido de asfalto en la mezcla, el espesor de la película de asfalto y el contenido de vacíos. Las variables extrínsecas corresponden a dos momentos de la mezcla asfáltica; el primero, conocido como envejecimiento a corto plazo, se asocia al proceso de producción y colocación de la mezcla, y el segundo, conocido como envejecimiento a largo plazo, se asocia a la exposición a condiciones ambientales en el campo durante el tiempo de servicio. El proceso de envejecimiento ocurre por medio de tres mecanismos: volatilización, oxidación y endurecimiento estérico. Para simular el fenómeno en el laboratorio, se llevaron a cabo pruebas de envejecimiento acelerado mediante temperatura, presión y fotodegradación y a partir de ellas se crearon modelos empíricos y semiempíricos. Como resultado de esas pruebas, se ha observado el incremento en el módulo complejo y la reducción del ángulo de fase de los asfaltos. En el caso de las mezclas, se aprecia que la rigidez también se incrementa y las mezclas tienden a ser frágiles, por lo que la vida de fatiga se reduce. Los cambios químicos se manifiestan en la formación y aumento en el tiempo de grupos funcionales de carbonilo y sulfóxido. Finalmente, algunos modelos utilizados para predecir el envejecimiento se discuten. Todo lo anterior permite afirmar que la investigación del fenómeno de envejecimiento es una importante tarea de la ingeniería de pavimentos.

Introducción

Las condiciones meteorológicas y el tiempo provocan el envejecimiento de las mezclas asfálticas debido a diversas condiciones durante la mezcla y la construcción, además de la vida útil (Airey, 2003). Estos dos procesos se denominan envejecimiento a corto y largo plazo, respectivamente (Bell, 1989; Scholz, 1995; Vallerga, 1981), ya que el primero dura unas pocas horas y se produce mientras la mezcla asfáltica está caliente, mientras que el segundo abarca los años posteriores a la construcción de la carretera durante la vida útil.