sábado, 9 de abril de 2016

Necesitaría modificantes un asfalto natural con grado PG alto (climatropical)

Un buen amigo me hizo esta pregunta y voy a aprovechar para contestar por el blog. Antes de decidir si el asfalto es apto para ciertas condiciones, hay que hacer algunos análisis tanto en el asfalto como en mezclas asfálticas preparadas para evaluar el desempeño. 

Desafortunamente, los ensayos de estabilidad y flujo Marshall son absolutamente insuficientes para anticipar el desempeño de la mezcla, por ejemplo, un flujo alto no da garantía de alta deformación permanente., o un flujo bajo no es indicador de rigidez alta y eventual agrietamiento por fatiga. Los ensayos reològicos básicos (G*/sin d y G* sin d) tampo bastan. Hoy día hay ensayos como el MSCR o el LAS, donde el MSCR ya tiene especificación superpave para determinar con mas certeza si un asfalto modificado resiste o no altas cargas. Hay otros ensayos que podrían arrojar luz, como el de fatiga al asfalto o el de creep repetido (ambos desarrollados por Bahia) que pueden determinar si un asfalto resiste o no alguno de esos deterioros. Ahora, ensayos de fatiga (viga de 4 puntos, tensión dinámica directa, u otros), deformación permanente (APA, Rueda de Hamburgo, de tortura, o número de flujo, ensayo triaxial repetido, superpave shear tester, mecanicistas por que miden propiedades mecánicas del material) pueden indicar con mayor facilidades las bondades del asfalto interactuando con el agregado. 

En el caso de Costa Rica, desde el LanammeUCR hemos realizado cientos de ensayo de desempeño de asfaltos vírgenes, modificados y mezclas asfálticas construídas con dichos asfaltos. Por ejemplo, hemos analizado todos los asfalto que han ingresado a Costa Rica desde 1997. En el caso de la mezcla asfáltica, Ya contabilizamos más de 1500 ensayos de  fatiga, milesde ensayos de deformación permanente en APA, varias decenas de mezclas ensayadas en la Rueda de Hamburgo, cientos de módulos dinámicos y módulos de resiliencia a la tensión diametral y ya varios cientos de número de flujo. Hemos analizado cientos de asfaltos de l región Latinoamericana y varias decenas de otros lugares del mundo (Incluídos Canadá, Estados Unidos, Asia y Europa). Muchos de estos ensayos han sido para el análisis de alternativas y diseño de materiales para proyectos de diversa magnitud por varios países de Latinoamérica. En esta misma línea, se han analizado prácticamente todos los tipos de polímeros/aditivos que se le colocan al asfalto y sus diversas presentaciones comerciales. En el caso de Costa Rica, realizamos seguimiento a los proyectos con deflectometría de impacto, IRI, fricción y evaluación automatizada de deterioros con Geo3D, etc. Esto nos dio una gran base de datos y experiencia para generar la especificación nacional de ensayos de desempeño al asfalto y a la mezcla asfáltica. 

Igualmente, los ensayos reológicos al asfalto mencionados, pueden determinar qué aditivo es mejor o si un asfalto virgen realmente cumple para ciertas condiciones. No sé el caso del asfalto de Venezuela (el mejor del mundo, el Boscán) recibe algún tipo de insuflamento de aire en planta, lo cual es una práctica común para incrementar la viscosidad, pero que provoca oxidaciones que rigidizan el asfalto y lo vuelven más propenso al agrietamiento.  

Tampoco se debe obviar que se requiere de hacer un estudio estadístico de las temperaturas que dominan un proyecto, para seleccionar el asfalto adecuado, ahora, también hay consideraciones por carga pesada y lenta, que incrementan la rigidez del asfalto requerido. Finalmente, para mi, es muy difícil que una mezcla asfáltica por si sola pueda resistir fatiga, deformación permanente y daño por humedad de manera simultánea, por eso, si se tiene una sola capa de mezcla asfáltica en caliente., hay que tener una especificación que genere una mezcla que pondere de la mejor manera, la resistencia ante estos deterioros. Incluso, el solo ensayo de módulo dinámico ya indica la tendencia de la mezcla, prácticamente con solo ver la curva maestra. 

Por esto, el diseño mecanicista (en el caso de los que tenemos influencia de lo desarrollado en Estados Unidos) usa como capa superior dos mezclas al
menos, una inferior, con altísima resistencia ante la fatiga y el daño por humedad; altamente impermeable y flexible; que preferiblemente reciba deformaciones unitarias a tensión relativamente bajas. Luego, en la capa superior se colocar una mezcla de altísima resistencia al corte, generalmente usa asfalto modificado y con una alta trabazón del esqueleto mineral-granulométrico (agregado muy cúbico de 1:3) y de unos 5 cm, que es en donde se concentran los mayores esfuerzos cortantes del pavimento. Esta mezcla superior podría sustituirse cada cierto tiempo. Pero esta es la capa que resiste deformación permanente. 

La respuesta final es, un asfalto natural con un PG alto podría requerir modificantes, dependiento de la temperatura máxima promedio del pavimento y de si la naturaleza de la carga es lenta o estacionaria. De nuevo, el análisis debiera siempre considerar la resistencia a fatiga.

1 comentario:

  1. Muy buenos días Don Guillermo, leí su articulo con mucho interés, pero no pude entender lo siguiente...esqueleto mineral-granulométrico (agregado muy cúbico de 1:3) y de unos 5 cm. Le pido por favor si se puede ampliar un poquito.
    Saludos, Ing. José Ponce, URP, Perú.

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