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1 Universidad Técnica Federico Santa María Departamento de Obras Civiles.

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Presentación del tema: "1 Universidad Técnica Federico Santa María Departamento de Obras Civiles."— Transcripción de la presentación:

1 1 Universidad Técnica Federico Santa María Departamento de Obras Civiles

2 2 Antecedentes: Fatiga de Mezclas Asfálticas Chilenas Diseño Marshall 5,2% de Asfalto 4,8% de Huecos Ligantes Asfálticos 1) Tradicional AC-30 (PG64-22) 2) Modificado (PG70-22) 3) Modificado (PG70-28)

3 Antecedentes: Fatiga de Mezclas Asfálticas Chilenas 3 AASHTO TP8-94

4 4 Antecedentes: Modulo Dinámico de Mezclas Asfálticas Chilenas Donde: E* m = módulo dinámico de la mezcla [psi] Pc = volumen de contacto de los agregados VMA = vacíos en el agregado mineral [%] VFA = vacíos llenos con asfalto [%] G* b = módulo complejo en corte del betún [psi] (Christensen et al., AAPT 2003)

5 Antecedentes: Proyecto NCHRP Modelos para Predicción de Grietas por Reflexion en Recapados Asfalticos de Mezclas en Caliente. (R. Litton) Datos de entrada del modelo : c R G g C 1 & C 2 de WLF

6 Curvas Maestra de un Ligante Asfáltico y sus Parámetros 6 c : Frecuencia de Transición R : Índice Reológico G g : Módulo Vítreo ss : Viscosidad Flujo Cero Christensen & Anderson. Interpretation of Dynamic Mechanical Test Data for Paving Grade Asphalt. AAPT Journal, pp , 1992.

7 Determinación de los Parámetros de la Curva Maestra 7 G g es el valor de G* para un igual a 0° Puede estimarse gráficamente o por regresión a partir de graficar G* v/s para valores de menores a 10°. 0,6 < Gg < 1,5 [Gpa] en asfaltos para pavimentos Para fines ingenieriles puede asumirse un valor de 1 [Gpa] c es la frecuencia a la temperatura de referencia a la cual tan( ) = 1 Puede determinarse gráficamente o por técnicas estadísticas apropiadas

8 Determinación de los Parámetros de la Curva Maestra 8 El logaritmo en base 10 de R es igual a la razón entre G*( c ) y G g Puede determinarse gráficamente o por técnicas estadísticas apropiadas ss es el valor de * para igual a 90° Puede estimarse gráficamente o por regresión a partir de graficar * v/s para valores de mayores a 70°

9 Materiales Caracterizados Ligante tradicional (AC-30, PG64-22) Ligante modificado (60-80, PG70-22) Estados de envejecimiento Original Envejecimiento primario (RTFOT) Envejecimiento secundario (PAV)

10 Reómetro de Corte Dinámico 10 Se obtiene G*( ) Barrido de temperaturas de 10°C a 70°C Barrido de frecuencias de 0,3 a 100 [rad/seg]

11 Reómetro de Viga en Flexión 11 Se obtiene S ( t ) Barrido de temperaturas de -24 a -6°C Barrido de tiempo de 8 a 240 s (equivalente a barrido de frecuencias de 0,0042 a 0,125 rad/s)

12 Aquí van los resultados BBR sin analizar 12

13 Curva Maestra 13

14 Dependencia de la Temperatura y Factores de Corrimiento 14 Por sobre la temperatura de definición T d : ecuación de Williams Landel y Ferry (WLF) Donde: a T ( T ) = factor de corrimiento t = tiempo real de observación = tiempo reducido T = temperatura T 0 = temperatura de referencia C 1, C 2 = constantes del material

15 Dependencia de la Temperatura y Factores de Corrimiento 15 Por debajo de T d : versión modificada de la ecuación de Arhennius (Rowe & Sharrock, TRR 2011): Donde: a T ( T ) = factor de corrimiento T = temperatura (°K) T r = temperatura de referencia (°K) E a = energía de activación para flujo del material bajo T d (J/mol) R = Constante ideal de los gases = J/mol K k = constante

16 Ajuste de Ecuaciones de Corrimiento 16 T d estimada usando ecuación WLF con C 1 =19 y C 2 =92 (Christensen & Anderson, AAPT 1992) Ligante

17 17 Curvas Maestras y Parámetros

18 18 Curvas Maestras y Parámetros

19 19 Curvas Maestras v/s Envejecimiento Ligante Tradicional AC-30, Tr=20°C Ligante Modificado 60-80, Tr=20°C

20 Comparación Curvas Maestras Ligantes Tradicional y Modificado 20 Ligante Modificado Ligante Tradicional AC-30

21 Factores de Corrimiento v/s Envejecimiento 21

22 22 Comparación Factores de Corrimiento entre Ligantes

23 Conclusiones 23 Disminución del valor de la frecuencia de transición ( c ) con el envejecimiento. El valor del índice Reológico ( R ), aumenta con el envejecimiento del ligante, siendo mayor en el ligante modificado. Para ambos ligantes el valor de logaritmo del módulo vítreo ( G g ) tiende al valor de 9, el valor es levemente mayor para el ligante modificado respecto al tradicional. La temperatura de definición ( T d ) aumenta con el envejecimiento tanto para el ligante tradicional como para el modificado.

24 24 Agradecimientos Comisión Nacional de Investigación, Ciencia y Tecnología de Chile CONICYT (Proyecto Fondecyt ) Universidad Técnica Federico Santa María


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