Influencia de la temperatura, la granulometría y el agua en la cohesión de mezclas asfálticas

Influence of Temperature, Granulation, and Water in the Cohesion of Asphalt Mixtures

Este estudio tiene como objeto principal estudiar la influencia de la temperatura, del agua y de la granulometría en la cohesión de las mezclas asfálticas. El estudio se realizó mediante la ejecución del ensayo Caracterización Universal de Ligantes (UCL), en seco y húmedo. Se inició con la caracterización del material granular y de tres asfaltos con comportamiento diferente (60/70, 85/100 y modificado con polímero SBS). Las curvas granulométricas empleadas corresponden a las denominadas md10 y md12, del Instituto de Desarrollo Urbano. Se determinó el porcentaje óptimo de asfalto con el aparato de Marshall en muestras sin relleno, según un procedimiento del ensayo UCL. Se construyeron muestras con el porcentaje óptimo de asfalto y se ensayaron en la máquina de los Ángeles, a diferentes temperaturas características de Colombia, en estado seco y húmedo (curva de estado). Entre los resultados obtenidos se determinó que el asfalto modificado presenta mayor cohesión que los asfaltos convencionales, que el agua disminuye la cohesión entre las partículas y el asfalto, sin importar el tipo que se use y que la granulometría md12 presenta mayores pérdidas que la md10.

INTRODUCCIÓN

La temperatura es una variable muy importante en las obras civiles y, más aún, en aquellas que están en constante uso, recibiendo todo tipo de cargas y efectos climatológicos, como es el caso de las vías. Por lo tanto, al tener en cuenta que este factor incide en el comportamiento de los pavimentos, la vida útil de estos también se ve afectada. La mezcla asfáltica debe deformarse sin romperse al recibir esfuerzos debidos a las cargas que varían de acuerdo con su magnitud; por esto se estudia la resistencia al corte, considerando la fricción y la cohesión, esta última elemental y definitiva en el momento de evaluar el comportamiento de la mezcla asfáltica.

Durante mucho tiempo se han caracterizado los asfaltos con diferentes ensayos experimentales, por ejemplo, el ensayo Fraass, que determina la temperatura de fragilidad a partir del momento en que el asfalto no se puede flectar sin fisurarse, o el ensayo de anillo y bola, que determina la temperatura en la que el asfalto pierde consistencia y se reblandece (Asphalt Institute, 1996).

El Strategic Highway Research Program (SHRP) desarrolló un procedimiento conocido como superpave donde, a partir de las propiedades del asfalto (módulo complejo, ángulo de desfase, deformación, entre otros), plantea parámetros que definen el comportamiento de la mezcla (G*sen(δ) para fatiga y G*/sen(δ) para deformaciones plásticas).