Evaluación de la resistencia a la fatiga en mezclas asfálticas tibias mediante la viga de flexión a cuatro puntos

Abstract

For more than two decades warm mix asphalt has been a challenging research topic for the production of environmentally sustainable asphalt pavements. Considering environment effects and fast paced asphalt aging, new technologies have emerged to reduce fuel consumption and CO2 emissions, along with an important increment in pavement life expectancy. Thus, the main objective of this study is to qualify such increment when using a prominent warm mix additive. This is achieved, by adding an organic or chemical based additive, capable of reducing the asphalt viscosity, without compromising its adhesive and visco-elastic properties. Consequently, mixing and compaction temperatures decrease below conventional levels. In Mexico, the construction sector shows reluctance to the use of warm mix technologies. It is thought, that the quality and mechanical performance of these mixtures are deficient, moreover, requires an additional cost of the additive. As a result, the use of warm mix technologies has been limited in the country. For that same reason, this research will evaluate and compare warm and hot mix asphalt, from a neutral point of view. Both technologies will be evaluated according to the Mexican Asphalt Association Protocol (Level III), which includes asphalt and aggregate selection, volumetric design, moisture damage resistance test, deformation resistance test and dynamic modulus test. Finally, fatigue laws will be constructed for every type of asphalt mix, in order to determine the number of cycles it resists before failing due to fatigue.

Por más de 20 años las mezclas asfálticas tibias han sido uno de los temas más desafiantes para la producción de pavimentos ambientalmente sustentables. Considerando las implicaciones ambientales y el envejecimiento acelerado de las mezclas asfálticas en caliente, se han desarrollado nuevas tecnologías para reducir el consumo de combustible y las emisiones contaminantes, así como aumentar la vida útil del pavimento. A partir de lo anterior, este estudio tiene como objetivo principal determinar el aumento de la vida útil al emplear una tecnología en tibio. Esto se lleva acabo agregando un aditivo de base orgánica o química, capaz de reducir la viscosidad del asfalto, sin comprometer sus propiedades adhesivas y visco-elásticas. Por consiguiente, permite reducir las temperaturas de mezclado y compactación por debajo de las convencionales. En México, el sector de la construcción muestra renuencia en el uso de las tecnologías en tibio. Se piensa que la calidad y el rendimiento mecánico de estas mezclas son deficientes y además requieren un costo adicional en su elaboración. Por consecuencia, se ha rezagado considerablemente la práctica de esta tecnología en el país. Por esta razón, este trabajo de investigación evaluará de manera imparcial, el desempeño de las mezclas tibias en comparación con las mezclas asfálticas en caliente. Ambas mezclas se evaluarán de acuerdo al protocolo AMAAC Nivel III, el cual incluye la caracterización de materiales, diseño volumétrico, susceptibilidad a la humedad, susceptibilidad a la deformación y módulo dinámico. Para finalizar se construirán leyes de fatiga para cada variante de mezcla asfáltica, con la finalidad de determinar el número de ciclos que resiste antes de fallar por fatiga.