Evaluación del envejecimiento en horno de película delgada rodante del cemento asfáltico 80-100 en el comportamiento estático y dinámico de mezclas asfálticas

Evaluation of the Rolling Thin Film Oven Aging of the 80-100 Asphalt Cement in the Static and Dynamic Behavior of Asphalt Mixtures

En este artículo presentamos los resultados de las pruebas de laboratorio para evaluar el efecto del asfalto envejecido (corto plazo) sobre el comportamiento estático y dinámico de las mezclas asfálticas tipo MDC-2. Este envejecimiento es el que se produce durante los procesos de producción y construcción de la mezcla asfáltica. El asfalto 80-100 fue envejecido mediante la prueba (Rolling Thin Film Oven ([RTFO); Se realizaron las muestras de mezclas asfálticas para determinar sus propiedades mecánicas con pruebas estáticas y dinámicas. Se ensayaron mezclas elaboradas con asfalto original y envejecido. De acuerdo con los resultados de las pruebas, el comportamiento estático de ambas mezclas (original y envejecida) es diferente. La estabilidad de la mezcla con asfalto envejecido ha aumentado un 18% con respecto al aumento del asfalto original. El comportamiento dinámico de las dos mezclas fue diferente para los ensayos de módulo dinámico axial (diferencias de 10,5%) y para el ensayo de módulo resiliente de tensión indirecta (diferencias de 21%) para la misma frecuencia y temperatura. En el ensayo de deformación permanente de la mezcla asfáltica a eje repetitivo La carga de la mezcla hecha con asfalto enjuagado tuvo una menor deformación permanente (34%) en comparación con la mezcla original. Los resultados de las pruebas de fatiga para ambas mezclas fueron similares.

INTRODUCCIÓN

La oxidación del cemento asfáltico consiste en el cambio de su estructura molecular, creando moléculas polares de mayor tamaño (Husain y Anderson, 1994), con lo cual se alteran las propiedades reológicas del asfalto como el módulo (G*) y el ángulo de fase (d). La oxidación es el fenómeno en el cual el oxígeno actúa sobre los constituyentes más reactivos del asfalto y se manifiesta en este principalmente como endurecimiento, pérdida de la consistencia viscoelástica, fisuración y agrietamiento. Este proceso se genera en las diferentes etapas de la producción, la colocación y la vida útil de las mezclas asfálticas, debido a factores como presión, temperatura y tiempo.

El envejecimiento se asocia primariamente con la pérdida de los componentes volátiles y la oxidación del asfalto durante la fabricación de la mezcla asfáltica. Este factor genera un incremento en la viscosidad del asfalto con un endurecimiento de la mezcla (Airey, 2003). El ensayo rotatorio de película delgada, propuesto por Hveem et al (1963), fue desarrollado para evaluar el envejecimiento del asfalto a corto plazo.

En este ensayo se expone una película delgada de asfalto a calor y aire, de manera similar a lo sucedido durante el mezclado en caliente y la manipulación de la mezcla.