Efecto del agua sobre el asfalto y su posible influencia en el daño por humedad en una mezcla asfáltica porosa

Effect of water on the bitumen and its possible influence in the moisture damage on a porous asphalt mixture

Uno de los principales mecanismos de daño de mezclas asfálticas en servicio es el daño por humedad. Este fenómeno ocurre principalmente cuando se separa el ligante asfáltico del agregado pétreo debido a la presencia de agua (stripping). Diversos estudios han sido ejecutados con el fin de intentar entender el fenómeno. A pesar del alto número de investigaciones realizadas, las causas que lo generan no han sido totalmente entendidas e identificadas. El artículo presenta los resultados de un estudio experimental, ejecutado con el fin de evaluar la influencia que tiene el ligante asfáltico sobre el fenómeno, debido solo al efecto del agua. Sobre dos cementos asfálticos - CA (CA 80-100 y CA 60-70), se midió el cambio que experimentaron algunas de sus propiedades físicas (punto de ablandamiento - ASTM D36, viscosidad absoluta - ASTM D-2171, viscosidad a 135 ºC - AASHTO T-316 y penetración - ASTM D-5), químicas (ensayo SARA - ASTM D-4124) y reológicas (AASHTO T 315-05) cuando fueron sumergidos en agua durante 12 a 17 meses. Ensayos de resistencia bajo carga monotónica (Marshall, AASHTO T 245-97, 04) y de desgaste por abrasión (Cántabro, NLT 352/86) fueron ejecutados sobre una mezcla asfáltica porosa sumergida en agua durante 17 meses, y sobre la misma mezcla, pero fabricada con los asfaltos sumergidos en agua. Como conclusión general se reporta que los asfaltos en presencia de agua experimentan dentro de la mezcla contracción del ligante asfáltico, lo que podría ser una de las causas que generen el fenómeno de daño por humedad.

INTRODUCCIÓN

Antecedentes

En una estructura de pavimento, uno de los principales mecanismos de deterioro de mezclas asfálticas en servicio es el daño por humedad [1-5]. En mezclas asfálticas este mecanismo de daño se refiere a la disminución de su resistencia mecánica y durabilidad debida principalmente a la pérdida de adherencia y cohesión por presencia de agua [6]. Este mecanismo de daño incide en la generación de otros modos de deterioro de mezclas asfálticas en servicio como son el agrietamiento por fatiga, agrietamientos tipo TDC (Top Down Cracking asociados a fenómenos térmicos, envejecimiento del ligante asfáltico, entre otros) y el ahullamiento o roderas. De acuerdo con [7], el agua genera pérdida de resistencia en la interface entre el ligante asfáltico y el agregado pétreo. Esto hace que la tasa de acumulación de la deformación permanente aumente debido a la pérdida de cohesión de la mezcla por humedad. De acuerdo con [8], este fenómeno fue identificado en la década de los treinta y la literatura de referencia lo denomina stripping [9-16]). [17] y [18] sugieren, que el stripping ocurre por reacción química entre el asfalto y el agregado.