presentación de powerpoint · aditivo patentado (mx/a/2011/009504) no se modifican...
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Dr. Pedro Limón Covarrubias (LASFALTO)M.I. José María Zamora Santana (MOTA ENGIL)
Dr. Saúl Castillo Aguilar (Universidad Veracruzana)Ing. Ignacio Cremades Ibañez (SURFAX)
Análisis de una mezcla tibia mediante los ensayos de módulo dinámico y compresión
uniaxial cíclica
INDICE
• Introducción
• Objetivos
• Desarrollo experimental
• Análisis de compresión uniaxial cíclica
• Análisis de módulo dinámico
• Correlación con la ecuación Witczak
• Conclusiones
MAC• Son producidas típicamente en un rango de 150 a 180 °C de
acuerdo al tipo de asfalto.
MAT• Las mezclas asfálticas tibias son producidas por lo general a
temperaturas en un rango entre 120 a 140°C
MAT• Las mezclas asfálticas templadas producidas por debajo de la
temperatura de evaporización del agua a 100°C
MAF
• Las mezclas asfálticas frías usualmente se mezclan a temperatura ambiente utilizando asfaltos espumados o emulsiones
Clasificación de las mezclas asfálticas
Clasificación de las mezclas asfálticas
Mezclas asfálticas tibias
La fabricación de las mezclas asfálticas tibias se puede conseguir
mediante diferentes procesos que tienen un fundamento en
común: disminuir la viscosidad del asfalto para poder fabricar,
transportar y poner en obra las mezclas a temperaturas más
bajas. (Gil et al 2009).
Meta
Conservar y/o mejorar las propiedades mecánicas de las mezclas
BeneficiosReducción de costos
Reducción de emisiones de gases
Ahorro energético de combustible
Métodos y procedimientosReducir temperaturas de mezclado y compactación
ObjetivoAhorro de energía Disminuir la contaminación
Industria asfáltica
INDICE
• Introducción
• Objetivos
• Desarrollo experimental
• Análisis de compresión uniaxial cíclica
• Análisis de módulo dinámico
• Correlación con la ecuación Witczak
• Conclusiones
Objetivos
1. Determinación de la temperatura óptima demezclado y compactación de una mezcla tibia.
2. Evaluar el desempeño de una mezcla tibia,mediante un ensayo de deformación.
3. Analizar el comportamiento mecánico de lamezcla tibia en el ensayo de módulo dinámico.
4. Verificar la correlación que existe entre laecuación de predicción de módulo de Witczakcon el de las mezclas tibias.
INDICE
• Introducción
• Objetivos
• Desarrollo experimental
• Análisis de compresión uniaxial cíclica
• Análisis de módulo dinámico
• Correlación con la ecuación Witczak
• Conclusiones
Desarrollo experimental• Análisis con asfalto convencional (AC-20 Salamanca)
• Comparativa con tres dosificaciones de producto para mezcla tibia.
• Agregado basalto
• Contenido óptimo de asfalto 6.5%
Desarrollo experimental
Desarrollo experimental
Desarrollo experimental
0,01
0,10
1,00
10,00
90 100 110 120 130 140 150 160
Vis
co
sid
ad
(P
a.S
)
Temperatura (°C)
Carta de viscosidad
AC-20 A 1.5 % A 3.0 % A 4.5 %
Rango de mezclado 0.15-0.19 Pa.s
Rango de compactación 0.25-0.31 Pa.s
Desarrollo experimental
Desarrollo experimental
Desarrollo experimental
Desarrollo experimental
Desarrollo experimental
AsfaltoTemperatura
obtenida (°C)
Temperatura a
compactar (°C)
AC-20 139.0 140.0
A 1.5% 135.0 135.0
A 3.0% 120.5 120.0
A 4.5% 116.5 115.0
INDICE
• Introducción
• Objetivos
• Desarrollo experimental
• Análisis de compresión uniaxial cíclica
• Análisis de módulo dinámico
• Correlación con la ecuación Witczak
• Conclusiones
2
1
3
10 min 1 s 1 s
A
εff
100
10
0
1 Deformación μe
2 Esfuerzo KPa
3 Precarga KPa
A Deformación en la precarga μe
εff Deformación permanente
0 1 2 3 4 3600
Ciclos
Ensayo de compresión uniaxial cíclico UNE-EN 12697:2006
7.000
6.000
5.000
4.000
3.000
2.000
1.000
0
4 36 360 3.600
Defo
rma
ció
n a
xia
l a
co
mu
lad
a (
µe
)
Número de aplicaciones de carga
Deformación axial acomulada
AC-20 A 1.5% A 3.0% A 4.5%
Rueda cargada de Hamburgo
72 kg
Número de pasadas
0
1,5
00
3,0
00
4,5
00
6,0
00
7,5
00
9,0
00
10
,50
0
12
,00
0
13
,50
0
15
,00
0
10
0
2
4
6
8
Defo
rma
ció
n (
mm
)
0
5
10
15
20
0 5.000 10.000 15.000
Defo
rma
ció
n(m
m)
Número de pasadas
Rueda cargada de Hamburgo
AC-20 A 1.5% A 3.0% A 4.5%
INDICE
• Introducción
• Objetivos
• Desarrollo experimental
• Análisis de compresión uniaxial cíclica
• Análisis de módulo dinámico
• Correlación con la ecuación Witczak
• Conclusiones
Módulo dinámico
Es un parámetro esencial para calcular los espesores de carpeta
asfáltica en los nuevos métodos de diseño de pavimentos
asfálticos.
Describe la relación esfuerzo-deformación de materiales visco-
elásticos.
0 5 6 7 84321
CiclosD
efo
rma
ció
n
Ca
rga
MP
a
Tiempos de acondicionamiento de especímenes para la realización
del módulo dinámico
Temperatura de ensayo (°C)Tiempo (h) a temperatura
ambiente (25°C)
Tiempo (h) a temperatura
previa al ensaye
0 Durante la noche Durante la noche
10 Durante la noche Durante la noche
20 1 3
30 2 2
40 2 2
Frecuencias: 25, 10, 5, 1.0, 0.5, y 0.1 Hz
Ciclos: 200, 200, 100, 20,15 y 15
100
1000
10000
100000
0,0
00
1
0,0
01
0,0
1
0,1 1
10
100
1000
10000
100000
1000000
Mó
du
lo c
om
ple
jo E
* (M
Pa
)
Frecuencia (Hz)
Módulo complejo E* AC-20
0°C 10°C 20°C 30°C 40°C
TEMP. *C Log αT αT
0 3.800 6307.835
10 1.766 58.400
20* 0.000 1.000
30 -1.549 0.028266
40 -2.918 0.00121
100
1000
10000
100000
0,0
00
1
0,0
01
0,0
1
0,1 1
10
100
1000
10000
100000
1000000
Mó
du
lo c
om
ple
jo E
* (M
Pa
)
Frecuencia Hz
Módulo complejo E* A 1.5%
0°C 10°C 20°C 30°C 40°C
100
1000
10000
100000
0,0
00
1
0,0
01
0,0
1
0,1 1
10
100
100
0
100
00
100
000
100
000
0
Mó
du
lo c
om
ple
jo E
* (M
Pa
)
Frecuencia (Hz)
Módulo complejo E* A 3.0%
0°C 10°C 20°C 30°C 40°C
100
1000
10000
100000
0,0
00
1
0,0
01
0,0
1
0,1 1
10
100
100
0
100
00
100
000
100
000
0
Mó
du
lo c
om
ple
jo E
* (M
Pa
)
Frecuencia (Hz)
Módulo complejo E* A 4.5%
0°C 10°C 20°C 30°C 40°C
400
4000
400000,0
00
1
0,0
01
0,0
1
0,1 1
10
10
0
10
00
10
000
10
000
0
10
000
00
Mo
du
lo c
om
ple
jo E
* (M
Pa
)
Frecuencia (Hz)
Curvas maestras modulo complejo E*
AC-20 A 1.5% A 3.0% A 4.5%
INDICE
• Introducción
• Objetivos
• Desarrollo experimental
• Análisis de compresión uniaxial cíclica
• Análisis de módulo dinámico
• Correlación con la ecuación Witczak
• Conclusiones
Ecuación de Witczak
Donde:
P200: Porcentaje de agregado que pasa la malla #200
P4: Porcentaje retenido en la malla #4
P3/8: Porcentaje retenido en la malla 3/8”
P3/4: Porcentaje retenido en la malla 3/4”
Va: Porcentaje de vacíos (del volumen de la mezcla)
Vbeef: Porcentaje efectivo de asfalto (del volumen de la mezcla)
ƒ: Frecuencia Hz
η: Viscosidad del asfalto a la temperatura de interés (105 Pa-s, 106 P)
Log η= 10.5012-2.2601 log (Pen) - log (Pen)2
R² = 0,9932
100
1000
10000
100000
100 1000 10000 100000
E*
lab
ora
tori
o M
Pa
Predicción E* MPa
Predicción de E* AC-20
R² = 0,974
100
1000
10000
100000
100 1000 10000 100000
E*
lab
ora
tori
o M
Pa
Predicción E* MPa
Predicción de E* A 1.5%
R² = 0,9688
100
1000
10000
100000
100 1000 10000 100000
E*
lab
ora
tori
o M
Pa
Predicción E* MPa
Predicción de E* A 3.0%
R² = 0,972
100
1000
10000
100000
100 1000 10000 100000
E*
lab
ora
tori
o M
Pa
Predicción E* MPa
Predicción de E* A 4.5%
INDICE
• Introducción
• Objetivos
• Desarrollo experimental
• Análisis de compresión uniaxial cíclica
• Análisis de módulo dinámico
• Correlación con la ecuación Witczak
• Conclusiones
Conclusiones1. En las pruebas realizadas al asfalto se observa que al adicionar este
aditivo patentado (MX/a/2011/009504) no se modifican
significativamente las propiedades reológicas del asfalto a las
temperaturas que establece la norma.
2. Los asfaltos con este aditivo permiten compactar a menores
temperaturas obteniendo la densidad requerida.
3. Se puede comprobar que en la compactación no influye solamente la
viscosidad, si no que también la lubricidad del asfalto, parámetro que
este aditivo también mejora .
4. En el ensayo de módulo dinámico se verifica que al adicionar este
aditivo al asfalto para producir mezclas tibias no se sacrifica la
calidad de estas, al contrario; al agregar 1.5 y 3.0% el
comportamiento de las mezclas mejora en relación a las fabricadas
con AC-20.
5. En las pruebas que miden la deformación se observa que existe un
comportamiento similar entre las mezclas con este aditivo al 1.5 y
3.0% con la mezcla con AC-20.
6. Se corroboró que la ecuación de predicción de módulo de Witczak se
ajusta bien para las mezclas tibias analizadas con este aditivo.
Conclusiones
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN
• AGRADECIMIENTOS:
- A LA EMPRESA CONSTRUCARR
- A LA UNIVERSIDAD VERACRUZANA
- A SURFAX