Diapositiva 1 - XVII Congreso Argentino de Vialidad y Tránsito
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Nuevas tendencias para caracterización y control del ahuellamiento considerado propiedades reológicas de los asfaltos Dr. Ing. Francisco Morea Comisión Permanente del Asfalto Investigador Asistente CONICET - LEMIT Introducción Los pavimentos hoy en día son sometidos a: I. Volúmenes de tránsito importantes II. Mayores cargas y III. Condiciones climáticas extremas Introducción El diseño, caracterización y evaluación del pavimento en laboratorio se hace estudiando el desempeño relacionado a los diferentes modos de falla de una mezcla asfáltica: Fisuración (térmica o por fatiga) Deformaciones permanentes Factores de diseño en el ahuellamiento Históricamente La selección del asfalto se hace considerando el clima Asfalto “duro” Consistencia del asfalto Penetración Asfalto “blando” Punto de ablandamiento Control del ahuellamiento Consideraciones sobre el asfalto para combatir el problema Propiedades Físicas del Asfalto Estados Unidos SHRP (Superpave) Europa Zero Shear Viscosity Propiedades Reológicas del ASFALTO DESEMPEÑO DE LA MEZCLA Control del ahuellamiento Programa SHRP, especificación de asfaltos (ASTM D 6373) Ahuellamiento Fatiga y Fisuración térmica 46 52 58 64 70 76 82 -4 -10 -16 -22 -28 -34 -40 Control del ahuellamiento Programa SHRP, especificación de asfaltos (ASTM D 6373) Los límites de las propiedades reológicas son siempre los mismos, sólo que cada asfalto tendrá esa propiedad a diferentes temperaturas Para el ahuellamiento se utiliza el parámetro La reología y el ahuellamiento Programa SHRP, parámetro G*/send Se relaciona con el trabajo disipado en el proceso de deformación 2 Wdisipado . G* representa la resistencia a la deformación d representa la distribución relativa entre deformación elástica y viscosa 0 G * / send La reología y el ahuellamiento Programa SHRP, parámetro G*/send Se ha comprobado que el G*/send clasifica eficientemente el desempeño de asfaltos convencionales Sin embargo no define satisfactoriamente el comportamiento de asfaltos modificados con polímeros asfaltos modificados con ‘‘bajos’’ G*/send mostraron muy buenos resultados en mezclas aún mejores que otros con más ‘‘altos’’ G*/send. Ahuellamientos (Vd) vs. G*/send Ahuellamientos (Vd) vs. G*/send Deformaciones permanentes Ensayo en el DSR max d g Bajo tránsito gmax t G* = gmax max d defasaje t Deformaciones permanentes Ensayo de CREEP en el DSR Deformaciones permanentes Multiple Stress Creep Recovery (MSCR) Temperatura de ensayo Talta del asfalto platos paralelos: d = 25 mm; e = 1 mm 20 ciclos de carga y descarga: 1 s de carga con 10 s de descarga 10 ciclos a s = 0,1 kPa 10 ciclos a s = 3,2 kPa Multiple Stress Creep Recovery (MSCR) Porcentaje de deformaciones recuperadas Ciclo i cualquiera 10 r (0,1 kPa) i 1 20 r (3,2 kPa) i 10 ( 10 s 1s ) 1s i x 100 [%] ( 20 s 2 s ) 2s r i x 100 [%] 1 s 10s r r (3.2 kPa) r (0.1kPa) Multiple Stress Creep Recovery (MSCR) Creep Compliance al final del ensayo Jnr r acumulada 3,2 [kPa 1 ] r Jnr r acumulada 3,2 [kPa 1 ] r Visión Europea, Concepto de Zero Shear Viscosity El avance de la tecnología de los asfaltos ha sido propiciado y acompañado por un importante desarrollo en los ligantes disponibles y en particular de los asfaltos modificados. Es evidente que las propiedades seleccionadas deben caracterizar todos los asfaltos convencionales modificados La reología y el ahuellamiento Visión Europea, Concepto de Zero Shear Viscosity Las propiedades cambian con la temperatura Viscosidad Viscosidad El asfalto es un material termoplástico Esfuerzo de corte Newtoniano Esfuerzo de corte No Newtoniano La reología y el ahuellamiento Visión Europea, Concepto de Zero Shear Viscosity Viscosidad Viscosidad de corte cero (h0) Viscosidad límite(h00) Velocidad de corte Mediciones reológicas – Viscosidad de corte cero (ZSV) Barrido de frecuencias Viscosidad Compleja h' G* Modelo de Cross h '0 h ' h ' h ' 1 (k . ) n Se obtiene del ajuste la ZSV Ahuellamientos (Vd) vs. Low Shear Viscosity (LSV) Vd [ m / min] a b LSV Ahuellamientos (Vd) vs. Temperatura Ahuellamientos (Vd) vs. Temperatura Ahuellamientos (Vd) vs. Temperatura Ahuellamientos (Vd) vs. LSV Ahuellamientos (Vd) vs. LSV Ahuellamientos (Vd) vs. LSV 500 Ahuellamientos (Vd) y la LSV Criterio T500 (original) [ºC] C3 Asfalto M MP3 54,8 65,5 76,8 Ahuellamientos (Vd) vs. Temperatura Criterio T500 (original) [ºC] C3 Asfalto M MP3 54,8 65,5 76,8 Ahuellamientos (Vd) vs. LSV 500 LIMITES DE DEFORMACIÓN Agnusdei y otros: Estudios sobre testigos de mezclas de concreto asfáltico con asfaltos convencionales extraídas del pavimento.* 0,04 Velocidad de deformación a 120 minutos Velocidad de Deformación a 120 minutos 0,035 Pavimentos Ahuellados Velocidad de Deformación [mm/min] 0,03 0,025 0,02 Pavimentos sin Ahuellar 0,015 0,01 0,005 0 1 2 3 4* 5 6 7 8* 9 Mezcla Nº * Presentado en XXXIV Reunión del Asfalto 10* 11 12 13* 14* 15* 16* 17 18* LIMITES DE DEFORMACIÓN Límite propuesto por Agnusdei para el ensayo BS 598-110 Vd < 5,2 m/min WTS [mm/103 ciclos] 1 (para 120 min y Tens = 60°C) Vd = 5,2 m/min 0,1 WTS = 0,132 mm/103ciclos Niveles de ahuellamiento aceptables Datos Ajuste 0,01 1 10 Vd [m/min] 100 Consideraciones Finales Las propiedades reológicas para la caracterización de los ligantes están relacionadas al desempeño en mezclas asfálticas Existe una buena relación entre estas propiedades y el desempeño en mezclas Se pueden utilizar para ver que condiciones climáticas y de transito usar un ligante Se pueden asociar limites de desempeño de mezclas
