Influencia del contenido de humedad sobre la resistencia a la fatiga de una mezcla asfáltica tipo MDC-2

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(1)INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTLO DE MAGISTER EN INGENIERÍA CIVIL. EDWIN ECHEVERRIA RODRÍGUEZ. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL ÁREA DE GEOTECNIA BOGOTÁ D.C 2011.

(2) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTLO DE MAGISTER EN INGENIERÍA CIVIL. EDWIN ECHEVERRIA RODRÍGUEZ. Asesor ING. BERNARDO CAICEDO HORMAZA. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL ÁREA DE GEOTECNIA BOGOTÁ D.C 2011. 2.

(3) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. AGRADECIMIENTOS A Dios por iluminarme y guiarme en todos los momentos de mi vida. A mis padres por su continuo apoyo en todas las etapas de mi vida académica y profesional Al Ing. Bernardo Caicedo, por la permanente asesoría en el desarrollo del presente trabajo investigativo. A la Ing. Silvia Caro, por sus continuas sugerencias al desarrollo de éste trabajo. Al Ing Robinson Hernández y a la Empresa Aguilar Construcciones por el suministro de los materiales con los cuales se elaboró la mezcla asfáltica. A las personas del laboratorio de pavimentos de la Universidad de los Andes por su atención y orientación en los ensayos realizados.. 3.

(4) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. LISTA DE TABLAS Pág Tabla № 1 Propiedades físicas del asfalto de Barrancabermeja. 19. Tabla № 2. Granulometría agregados de la mezcla utilizada.. 2O. Tabla № 3. Diseño Marshall MDC-2. 24. Tabla № 4. Resumen de diseño Marshall.. 27. Tabla № 5. Humedad relativa de equilibrio en materiales a 20°C. 34. Tabla № 6.Resultado prueba de fatiga condición humedad 100%. 35. Tabla № 7. Ley de fatiga prueba sumergida. 35. Tabla № 8.Resultado prueba de fatiga condición humedad 70%. 37. Tabla № 9. Ley de fatiga condición humedad 70%. 38. Tabla № 10. Resultado prueba de fatiga condición humedad 35%. 39. Tabla № 11. Ley de fatiga condición humedad 35%. 40. Tabla № 12. Resultado prueba de fatiga condición humedad 8.0%. 41. Tabla № 13. Ley de fatiga condición humedad 8.0%. 42. 4.

(5) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. LISTA DE FIGURAS Pág Figura № 1 Mezcla asfáltica en caliente. 14. Figura № 2. Baño Termostatado. 22. Figura № 3. Prensa de compresión Marshall. 23. Figura № 4.Martillo de compactación Marshall. 23. Figura № 5. Diseño Marshall MDC-2. 27. Figura № 6. Molde de compactación de la mezcla asfáltica. 30. Figura № 7. Prensa de compactación de la mezcla asfáltica. 30. Figura № 8. Fabricación de la probeta trapezoidal. 31. Figura № 9. Proceso de pegue de la probeta con la platina por medio del epóxico. 31. Figura № 10. Montaje de la probeta. 32. Figura № 11. Dimensiones de la probeta utilizada en el ensayo. 32. Figura № 12. Montaje prueba de fatiga para la condición de humedad 100%. 34. Figura № 13. Gráfica ley de fatiga condición humedad 100%. 35. Figura № 14. Montaje prueba de fatiga para la condición de humedad 70%. 36. Figura № 15. Sensor de humedad y temperatura al interior de la cámara. 37. Figura № 16.Ley de fatiga condición humedad 70%. 38. Figura № 17. Gráfica ley de fatiga condición humedad 35%. 39. Figura № 18.Ley de fatiga condición humedad 8.0%. 40. Figura № 19 Gráfica ley de fatiga condición humedad 8.0%. 41. Figura № 20. Comparación ley de fatiga para las diferentes humedades. 42. 5.

(6) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. TABLA DE CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 8. 2. OBJETIVO GENERAL.......................................................................................................... 9. 2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................ 9. 3. ALCANCE ............................................................................................................................ 9. 4. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................. 10. 4.1. EL ASFALTO ...................................................................................................................... 10. 4.1.1. Influencia de los componentes químicos del asfalto en sus propiedades ....................... 10. 4.2. MEZCLA ASFÁLTICA ........................................................................................................ 14. 4.2.1. Ligante asfáltico .................................................................................................................. 15. 4.2.2. Agregados ........................................................................................................................... 15. 4.3. INFLUENCIA DEL AGUA EN EL DETERIORO DE PAVIMENTOS ................................ 16. 4.3. FATIGA EN CAPAS ASFÁLTICAS .................................................................................... 18. 5. MATERIALES UTILIZADOS .............................................................................................. 19. 5.1. ASFALTO BARRANCABERMEJA .................................................................................... 19. 5.2. AGREGADOS ..................................................................................................................... 20. 6. ENSAYOS REALIZADOS .................................................................................................. 19. 6.1. ENSAYOS MARSHALL ...................................................................................................... 20. 6.1.1. Concepto ............................................................................................................................. 20. 6.1.2. Equipos utilizados ............................................................................................................... 22. 6.1.3. Resultados obtenidos ......................................................................................................... 24. 6.1.3. Anális de resultados ........................................................................................................... 28. 6.

(7) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. 6.2. ENSAYOS DE FATIGA ...................................................................................................... 28. 6.2.1. Concepto ............................................................................................................................. 28. 6.2.2. Esquema ............................................................................................................................. 32. 6.2.3. Equipos utilizados ............................................................................................................... 33. 6.2.4. Materiales utilizados ........................................................................................................... 33. 6.2.5. Resultados obtenidos ......................................................................................................... 34. 6.2.5.1. Muestra de mezcla totalmente sumergida (ω=100%) ...................................................... 34. 6.2.5.1. Muestra de mezcla parcialmente saturada (ω=70%) ....................................................... 36. 6.2.5.1. Muestra de mezcla parcialmente saturada (ω=35%) ....................................................... 38. 6.2.5.1. Muestra de mezcla seca (ω=8.0%) ................................................................................... 40. 6.2.6. Gráficas comparativas de resultados ................................................................................ 42. 6.2.7. Análisis comparativo de resultados ................................................................................... 42. 7. CONCLUSIONES ............................................................................................................... 44. 8. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................... 46. 8. ANEXOS ........................................................................................................................... 467. 7.

(8) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. 1. INTRODUCCIÓN Los pavimentos son estructuras construidadas por capas de diversos materiales seleccionados, superpuestas, colocadas y compactadas sobre la superficie del terreno. La estructura de un pavimento está concebida. especialmente para la circulación de tráfico automotor, los cuales transmiten. esfuerzos desde la superficie de rodadura hasta el nivel de la subrasante. En este proceso se produce un deterioro de las diferentes capas que componen la estructura de pavimento, tales como deformaciones permanentes en la subrasante, en las capas de base y subbase como directamente en la rodadura. Adicionalmente a las deformaciones plásticas la capas asfálticas éstas son sometidas a continuos esfuerzos de tracción en su parte inferior debido al permanente paso de las cargas de los vehículos, produciendo una serie de microgrietas que con el tiempo se van interconectando formando grietas las cuales afloran a la superficie de rodadura en forma de ¨Piel de cocodrilo¨ fenómeno conocido como fatiga, el cual es conocido como la pérdida de resistencia con el tiempo debido al paso continuo de las cargas del tráfico. Este fenómeno es acelerado por el ingreso del agua del ambiente ya sea en forma líquida como en forma de vapor, la cual genera grandes incrementos en la presión intersticial al interior del material al momento del paso de las llantas de los vehículos, como incrementando la velocidad de oxidación de la película de asfalto que rodea el agregado haciéndola más rígida y más frágil. En las vías se trata de controlar la entrada de agua líquida mediante la construcción de cunetas, alcantarillas, drenes y otras estructuras que permitan la rápida evacuación de la misma. En cuanto al. 8.

(9) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. ingreso del agua en forma de vapor es difícil controlar su acceso ya que depende de la estructura interna del material como de la disponibilidad de vapor de agua en el ambiente. Este proceso de investigación tiene como finalidad analizar la influencia del contenido de humedad en la resistencia a la fatiga de una mezcla asfáltica tipo MDC-2.. 2. OBJETIVO GENERAL Investigar la influencia del contenido de humedad sobre la resistencia a la fatiga de una mezcla asfáltica y determinar la variación de las propiedades reologicas de la mezcla asfáltica después de ser sometida a una prueba de fatiga bajo condiciones de humedad especificas.. 2.1 Objetivos específicos Obtener la ley de fatiga para una mezcla asfáltica sometida a diferentes condiciones de. humedad. Analizar como las diferentes condiciones de humedad afectan la vida a fatiga de la mezcla asfáltica. Observar los cambios en los módulos resilientes de la mezcla asfáltica para cada uno de las humedades en que se realizaron las pruebas. Analizar la variación de las propiedades reológicas de la mezcla al ser sometidas al ensayo de fatiga de deformación controlada bajo diferentes contenidos de humedad.. 3. ALCANCE El presente estudio pretende realizar una comparación de la ley de fatiga de una mezcla asfáltica al estar sometida a diferentes contenidos de humedad, para poder determinar el grado de afectación en la vida a la fatiga que tiene el contenido de agua en sus diferentes estados sobre una mezcla asfáltica. También. 9.

(10) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. pretende dar posibles sugerencias sobre los procesos de diseño en los cuales éste factor no ha sido tenido en cuenta.. 4. MARCO TEÓRICO 4.1 EL ASFALTO El asfalto es un producto que se puede encontrar en la naturaleza un yacimientos naturales o puede ser obtenido como subproducto de destilación del petróleo, el cual tiene propiedades físicas y químicas que depende en gran medida de la fuente del crudo de petróleo del cual se obtienen y en menor medida en los procesos de refinería mediante los cuales se producen. Posee unas características muy específicas que lo hacen ideal para trabajos de pavimentación, principalmente la cohesión y adhesión a materiales granulares. Tiene una consistencia sólida, al calentarlo se ablanda y se vuelve más líquido, lo que permite recubrir los agregados durante el proceso de fabricación de la mezcla asfáltica en caliente. El asfalto cambia su comportamiento dependiendo de la temperatura y del tiempo de aplicación de la carga. Es más duro a bajas temperaturas y más blando a altas, por lo cual se debe seleccionar el tipo de asfalto más conveniente para cada tipo de clima El asfalto está compuesto de miles de especies moleculares, las cuales le dan características mecánicas y químicas especiales a cada tipo de producto. La diferencia entre asfaltos es tan grande como crudos de petróleo existan 4.1.1. Influencia de los componentes químicos del asfalto en sus propiedades.. Los asfaltos están compuestos de asfaltenos, resinas, aromáticos y saturados. Los asfaltenos son sólidos amorfos de color negro o café. Estos son altamente polares, materiales complejos de alto peso molecular. Los asfaltenos normalmente hacen parte entre el 5% al 25% del cemento asfáltico y proporcionan la dureza del asfalto, Las resinas son sólidos o semisólidos de color café oscuro, moléculas de alta polaridad que. 10.

(11) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. hace parte entre el 5% y el 30% del cemento asfáltico, aglutinan los asfaltenos, brindando mayor capacidad de liga. Los aromáticos tienen pesos moleculares bajos y hacen parte de la mayor proporción del cemento asfáltico, entre el 40% y el 65%, tienen una polaridad muy baja y forman un líquido viscoso café oscuro que actúa como medio de dispersión de los asfaltenos. Los saturados son moléculas de hidrocarburos alifáticos en ramas-cadenas rectas, tienen peso molecular bajo y hacen parte entre el 5% al 20% del cemento asfáltico. Los aromáticos y saturados son aceites, que le dan la consistencia para que sean trabajables. Las resinas, Aromáticos y Saturados hacen parte de la fracción de los maltenos del cemento asfáltico. Los asfaltenos por su misma naturaleza son muy adherentes, pero debido a que se encuentran rodeados de resinas, no intervienen directamente en el desarrollo de trabajo de adhesión entre el asfalto y los agregados. Su presencia es fundamental en el desarrollo de resistencia mecánica ya que al su alto poder de absorción de resinas, forma núcleos de alta densidad y rigidez. Un asfalto con altos contenidos de aceites es más resistente al envejecimiento y a la fatiga pero también es muy deformable a temperaturas ordinarias, por lo cual se debe buscar que las proporciones de la mezcla tengan en cuenta estos factores desde el diseño de la misma. La proporción de éstas sustancias que componen el asfalto son función de la naturaleza del crudo del cual proceden, y varían de acuerdo a los procesos industriales que se le realizan al crudo de petróleo del que se extraen y de los procedimientos tanto de producción de la mezcla como los de transporte y compactación en obra donde sufre una fuerte oxidación de la mezcla al entrar en contacto directo con el oxígeno del aire circundante. Este proceso oxidativo cambia las proporciones de las componentes del asfalto, en el cual los saturados se convierten en aromáticos, éstos se convierte en resinas y finalmente éstas se convierten en carbenos (SARA).. 11.

(12) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. La composición química del cemento asfáltico analizada en estas cuatro fracciones nos permite establecer el índice de inestabilidad coloidal. El ligante se puede clasificar en tres estados así: Tipo sol: clasifica al ligante como muy blando, la fracción de asfaltenos es pequeña comparada con la de maltenos, es típico de ligantes no envegecidos. Tipo sol-gel: es el estado apropiado del ligante en los pavimentos. Tipo gel: en este estado el ligante es muy duro, tiene baja capacidad cohesiva y no garantiza la durabilidad de la mezcla asfáltica. El índice de inestabilidad coloidal se calcula de la siguiente forma: . . . . á . 4.1.2 Principales procesos de deterioro asociados a cementos asfalticos Ravelling: es el desprendimiento de partículas de agregados de la mezcla asfáltica y es usualmente causado por una combinación de factores tales como deficientes contenidos de asfalto, insuficiente cantidad de matriz de agregado fino para sostener las partículas de agregado juntas, falta de compactación y excesivo envejecimiento del cemento asfáltico. Fisuración por bajas temperaturas: esta se manifiesta a través de grietas de contracción transversales en la capa de pavimento. Observaciones y mediciones de campo indica que éstas grietas comienzan en la superficie y progresan hacia abajo con el tiempo. Estas ocurren en ambiente con bajas temperaturas, donde se producen esfuerzos de tensión al interior de los materiales los cuales si son mayores a los de fractura del material terminan por romperlo.. 12.

(13) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. Fisuración por fatiga: está asociada con los esfuerzos de tensión en la parte inferior de la capa de pavimento debido al paso continuo de las ruedas de los vehículos. Cuando estos esfuerzos exceden los admisibles por la capa de pavimento comienza a aparecer pequeñas grietas las cuales se van interconectando unas con otras y finalmente afloran en la superficie en forma longitudinal y transversal, fenómeno conocido como ¨piel de cocodrilo¨.. La fatiga está. relacionada con la composición de la sección estructural, consistencia del cemento asfáltico, contenido de asfalto, vacios de aire, características del agregado en la mezcla, temperatura y características del tráfico. Los resultados de las pruebas de fatiga son dependientes del modo de ensayo (esfuerzo o deformación constante) y del criterio de falla. Para capas asfálticas delgadas se debe usar ensayos de deformación controlada. Para capas asfálticas gruesas (mayores de 12.5 Cm de espesor) se debe emplear pruebas de resistencia a la fatiga de esfuerzo controlado. Rutting (Ahuellamiento): es la deformación permanente o plástica de las capas asfálticas debido al movimiento progresivo de materiales bajo cargas repetidas del tráfico. Cuando existe una pobre compactación, las ruedas de los vehículos realizan un continuo amasado de la capa asfáltica produciendo una serie de canales longitudinales en la vía. La causa más común de de éste fenómeno es el uso excesivo de cemento asfaltico, ocasionando la pérdida de fricción interna entre partículas de agregado, por lo cual las cargas son llevadas por el cemento asfaltico en lugar de la estructura de agregado. El flujo plástico puede ser minimizado con el uso de partículas de gran tamaño, angulares y de textura rugosa y adecuada matriz de grano fino que provea adecuada compactación en el momento de construcción.. 13.

(14) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. 4.2 MEZCLA ASFALTICA La mezcla asfáltica es una combinación de ligante y agregados en proporciones exactas y previamente especificadas. Las proporciones relativas de estos materiales determinan las propiedades y características de la mezcla. Las mezclas asfálticas se pueden fabricar en caliente o en frío, siendo más comunes las primeras, por lo que se enfocará el estudio hacia las mezclas asfálticas en caliente. Existen distintos procedimientos para calcular las cantidades de cada material en la mezcla en caliente. Entre ellos tenemos el procedimiento Marshall y el procedimiento Hveem, que tienen una larga trayectoria de uso a nivel mundial. Adicionalmente, se ha desarrollado una nueva tecnología para el diseño de mezclas, denominado SUPERPAVE (Superior Performing Asphalt Pavement),que es todo un sistema de nuevos procedimientos en mezclas asfálticas, desarrollado en Estados Unidos por el Programa Estratégico de Investigación de Carreteras (SHRP).. Figura № 1 Mezcla asfáltica en caliente. 14.

(15) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. 4.2.1. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. Ligante asfáltico: es un material cuyo comportamiento es viscoso es decir sus propiedades cambian con el tiempo en función de la temperatura. Por lo tanto cualquier ensayo de laboratorio que pretenda reproducir las condiciones de éste material en campo debe tener en cuenta los siguientes factores: Temperatura a la cual se realiza en ensayo Frecuencia de aplicación de la carga Tiempo de aplicación de la carga.. Cualquier modificación que se le realice a estas variables será reflejada en el comportamiento mecánico de la mezcla. Este material se comporta elástico a bajas temperaturas y altas frecuencias de aplicación de carga como viscoso en altas temperaturas y baja frecuencia de aplicación de carga, por lo cual es importante tener en cuenta tener en cuenta estos factores dependiendo del tipo de proyecto que se va a realizar y del sitio en el cual será construido el mismo. Igualmente es importante tener en cuenta los efectos del ligante durante los procesos de producción, mezclado, trasporte y colocación en obra, ya que en todos estos procesos el asfalto se mezcla con el oxigeno presente en el ambiente produciendo envejecimiento del material haciéndolo más rígido y frágil y por lo tanto más susceptible a procesos de deterioro como la fisuración por fatiga 4.2.2. Agregados. Un agregado pétreo es un material mineral duro e inerte, usado en forma de partículas gradadas o fragmentos, como parte de un pavimento flexible. Los agregados se usan tanto en las capas de base. 15.

(16) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. granular como para la elaboración de la mezcla asfáltica. El agregado constituye entre el 90 y 95% en peso y entre el 75 y 85% en volumen en la mayoría de las estructuras de pavimento. Esto hace que la calidad del agregado usado sea un factor determinante en el comportamiento del pavimento. Los agregados pueden ser naturales o procesados. De acuerdo con su tamaño, se dividen en gravas, arenas y relleno mineral (llenante mineral o filler). Los materiales pueden ser producidos en canteras abiertas o tomados de la ribera de los ríos (cantera de río). En este último caso son agregados pétreos aluviales. Los agregados procesados son aquellos que han sido triturados y tamizados antes de ser usados. La roca se tritura para volver angular la forma de la partícula y para mejorar la distribución (gradación) de los tamaños de las partículas. La resistencia mecánica de una mezcla asfáltica está dada en gran parte por la componente friccional aportada por los agregados por lo cual se requiere que éstos tengan ciertas propiedades morfológicas tales como la forma (redondeada, semiredondeada, elongada o aplanada), angularidad (semiangular o angular), textura superficial (suave, rugosa o muy rugosa), y porosidad (muy poroso, poroso y no poroso) 4.3 INFLUENCIA DEL AGUA EN EL DETERIORO DE LOS PAVIMENTOS. La causa del deterioro de una estructura de pavimento es altamente compleja ya que depende de una gran cantidad de factores, pero se ha podido comprobar que la presencia de agua es un catalizador de estos procesos de daño. Es imposible mantener una estructura de pavimento completamente seca ya que aunque en su periodo inicial lo parezca realmente, con el tiempo irán apareciendo inevitablemente pequeñas grietas, fisuras, separación de juntas, que constituirán vías preferentes de infiltración de agua en el pavimento. La presencia del agua libre en la capa de base, subbase y subrasante reduce la capacidad de soporte de estos materiales de distintas formas:. 16.

(17) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. Reduciendo la cohesión aparente debido a un descenso en las fuerzas capilares Reduciendo la fricción por la disminución de tensiones efectivas que se producen en los puntos situados por debajo del nivel freático. Aumentando la presión de poros con presencia de agua a causa de las cargas dinámicas que transmiten el paso de los vehículos. El agua va llenando los vacios de las capas, así como los huecos y espacios entre éstas. Cuando el agua libre llena completamente éstas capas, las cargas pesadas del tráfico provocan acciones dinámicas sobre el pavimento, produciendo grandes incrementos de la presión intersticial causando erosión y expulsión de material fino fuera del pavimento (Pumping o bombeo), condiciendo a la aparición de grietas en el pavimento. Se puede deducir entonces que el grado de deterioro de una estructura de pavimento aumenta durante los periodos lluviosos así como en zonas de humedad natural elevada. Los principales factores que controlan el contenido de humedad de una estructura de pavimento son función de las propiedades de la capa de pavimento, la precipitación, profundidad del nivel freático y la temperatura. Aumentos y descensos de humedad se traducen en oscilaciones en la capacidad portante de la subrasante y de los materiales de base y subbase, produciendo deformaciones que pueden llegar a ser importantes las cuales tienen repercusiones en la geometría de la superficie de la capa de rodadura con la aparición de asentamientos diferenciales. El agua también propicia efectos oxidativos al interior de la mezcla produciendo grandes aumentos del módulo, lo cual la hace más susceptible al deterioro por fatiga.. 17.

(18) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. 4.4 FATIGA EN CAPAS ASFALTICAS. Los pavimentos asfalticos debido al paso continuo de las cargas del tráfico están sometidos a esfuerzos de flexión presentando esfuerzos de tensión en la parte inferior de la capa produciendo pequeñas fisuras las cuales se van uniendo unas con otras para finalmente aflorar en la superficie. La fatiga está relacionada con la composición de la sección estructural, consistencia del cemento asfáltico, contenido de asfalto, vacios de aire, características del agregado en la mezcla, temperatura y características del tráfico. Los pavimentos de capas delgadas, o muy rígidas y sujetas a grandes deflexiones son más suceptibles al fisuramiento por fatiga. Cuando un pavimento ha sido bien diseñado y adecuadamente construido la aparición de fisuras por fatiga indican que éste ya ha cumplido con la vida útil de servicio para la cual fue concebido. Cuando éste fenómeno aparece antes de cumplir con la vida útil puede indicar que fue sometido a cargas de mayor magnitud para las que fue diseñado. En los procesos de construcción de pavimentos asfálticos en épocas lluviosas, puede acumularse ciertas cantidades de agua entre capas que deben ser ligadas por lo cual el efecto de la liga es pobre y muy susceptible a romperse ocasionando discontinuidad de deformaciones entre los materiales por lo cual las capas trabajan independientes haciendo que se fisuren más rápidamente. Uno de los factores que influyen en la vida a fatiga es el contenido de asfalto ya que al aumentarse pude mejorarse esta característica de la mezcla. Debe tenerse en cuenta que al aumentarse el contenido de asfalto la mezcla se vuelve menos rígida aumentando la susceptibilidad al ahuellamiento o deformación permanente por el paso de los vehículos.. 18.

(19) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA. MIC 2011-10-34. A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. EDWIN ECHEVERRIA R. 5 MATERIALES UTILIZADOS Los materiales utilizados para la presente investigación fueron los siguientes: 5.1 ASFALTO DE LA REFINERÍA DE BARRANCABERMEJA con las siguientes propiedades: NORMA ASTM/NLT. ENSAYO. Peso específico a 25°C. VALOR PROMEDIO. D70/NLT-122. 0.998. D5/NLT-124. 76. Punto de chispa, °C. D92/NLT-136. 320. Ductilidad a 25°C, cm. D113/NLT-126. 100. Punto de ablandamiento, °C. D36/NLT-125. 47,7. Viscosidad Saybolt Furol a 135°C, cSt. D88/NLT-133. 342. Viscosidad absoluta a 60°C,Poise. D2171. 1810. Equivalente Xileno-Heptano. NLT-135. 5-10.. Penetración seg,0.1mm. a. 25°C,1000G. y. 5. Efecto del mezclado en planta (Ensayo de horno de película delgada). Penetración seg,0.1mm. a. 25°C,1000G. y. 5 49. Punto de ablandamiento, °C. 51.6. Viscosidad absoluta a 60°C,Poise. 2290. Pérdida de masa. 0.195. Fuente: Tecnología de cemento asfáltico, Arenas León Hugo Tabla 1. Propiedades físicas asfalto refinería Barrancabermeja. 19.

(20) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. 5.2 AGREGADOS. Los agregados utilizados proceden de la cantera Salitre Blanco en el municipio de Villeta de propiedad de la empresa Aguilar Construcciones. La granulometría de la mezcla corresponde a una mezcla Invías tipo MDC-2 de acuerdo a las especificaciones del artículo 450-96, cuyos resultados se presentan a continuación:. Porcentaje agregados MDC-2 Tamaño Agregado. %. Triturado (3/4¨). 18. Triturado (1/2¨). 14. Arena de triturado. 50. Arena de río. 18. Tabla 2. Granulometría agregados de la mezcla utilizada. 6 ENSAYOS REALIZADOS 6.1 ENSAYOS MARSHALL 6.1.1. Conceptos. Este ensayo se realiza con el fin de obtener el contenido óptimo de ligante en una mezcla asfáltica específica. Este contenido óptimo se obtiene al determinar las proporciones entre ligante y agregados tales que las condiciones de la mezcla ofrezca suficiente resistencia antes las cargas del tráfico, suficiente manejabilidad. 20.

(21) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. durante el mezclado y compactación, y una adecuada densidad que permita que la mezcla se continúe compactando durante el periodo de servicio, no quede compactada en exceso ya que puede quedar muy rígida y por lo tanto muy suceptible al deterioro por fatiga, ni con compactación deficiente ya que puede presentar problemas de ahuellamiento y un envegecimiento acelerado debido al ingreso permanente de oxígeno presente en el ambiente. La granulometría de los agregados fue seleccionada con el objetivo que cumpla con las especificaciones Invias artículo 450-96 para una mezcla tipo MDC-2. Se construyeron probetas de mezclas asfálticas con contenidos de asfalto comprendidos entre el 5% y 7% con incrementos de 0.5% en peso del asfalto seleccionado. Se construyeron probetas de (4") de diámetro y (2½") de altura La compactación de las probetas se realizó teniendo en cuenta niveles de tráficos altos es decir con 75 golpes por cara para cada probeta. Se midieron propiedades tales como la estabilidad, flujo, peso unitario y se calcularon los vacios en agregado mineral y los vacios de la mezcla para cada una de las combinaciones. Para la medición de la estabilidad y flujo las probetas previamente se sometieron a un baño de agua durante cuarenta minutos a una temperatura de 60°C. Se retira una probeta del baño de agua u horno y se coloca centrada en la mordaza inferior; se monta la mordaza superior con el medidor de deformación y el conjunto se sitúa centrado en la prensa. Se coloca el medidor de flujo en posición, se ajusta a cero, y se mantiene su vástago firmemente contra la mordaza superior mientras se aplica la carga de ensayo. Se aplica, a continuación, la carga sobre la probeta con la prensa a una rata de deformación constante de 50.8 mm (2") por minuto, hasta que ocurra la falla, es decir cuando se alcanza la máxima carga y luego disminuye, según se lea en el dial respectivo. Se anota el valor máximo de carga registrado en la máquina de ensayo o, si es el caso, la lectura de deformación del dial indicador, la cual se convierte a. 21.

(22) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. carga, multiplicándola por la constante del anillo. El valor total en Newtons (kgf) que se necesite para producir la falla de la muestra se registrará como su valor de Estabilidad Marshall. Se anota la lectura en el medidor de flujo en el instante de alcanzar la carga máxima. Este será el valor del "flujo" para la probeta, expresado en mm, e indica la disminución de diámetro que sufre la probeta entre la carga cero y el instante de la rotura. 6.1.2 Equipos utilizados. Figura № 2. Baño Termostatado. 22.

(23) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. Figura № 3. Prensa de compresión Marshall. Figura № 4 Martillo de compactación Marshall. 23. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R.

(24) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. 6.1.3 Resultados obtenidos MDC-2 DISEÑO MARSHALL Flujo. Flujo. Peso. Peso Unitario. (1/100 pulg). Promedio. Unitario. Promedio. Agregados. Máximo. Mezcla. (1/100 pulg). (gr/Cm3). (gr/Cm3). Mineral. Promedio. %. 2,12. 22,9%. 2,45. Asfalto Estabilidad Estabilidad %. Lb. Promedio Lb. 1722 4,5%. 5,0%. 5,5%. 6,0%. 6,5%. 1680. 8,6 1684. 9,2. 9,1. 2,13. 9,5. 2,14. 1880. 9,5. 2,14. 1917. 10,0. 9,7. 2,15. 1920. 9,5. 2,15. 2326. 10,0. 2,21. 2294. 2300. 10,0. 10,3. 2,23. 2281. 11,0. 2,22. 2050. 10,5. 2,18. 1980. 2017. 12,0. 11,0. 2,19. 2020. 10,5. 2,17. 1791. 13,0. 2,15. 1840. 1794. 12,5. 1750. 12,8. 13,0 Gse. Peso Específico. Vacios. 2,1. 1650 1950. % Vacios en. 2,14 2,13. 2,63. Tabla 3. Diseño Marshall MDC-2. 24. 8,5 2,15. 22,5%. 2,43 7,3. 2,22. 20,2%. 2,41 5,3. 2,18. 22,1%. 2,40 4,21. 2,14. 23,9%. 2,38 3,37.

(25) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. DISEÑO MARSHALL MDC-2 Flujo Vs Porcentaje de asfalto 13.5 13.0 Flujo (1/100 pul). 12.5 12.0 11.5 11.0 10.5 10.0 9.5 9.0 4.0%. 5.0%. 6.0%. 7.0%. Porcentaje de asfalto. Estabilidad Vs Porcentaje de asfalto 2900. Estabilidad (lb). 2700 2500 2300 2100 1900 1700 1500 4.0%. 5.0%. 6.0%. Porcentaje de asfalto. 25. 7.0%.

(26) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. Peso Unitario de mezla Vs Porcentaje de asfalto. Peso Unitario mezcla(g/Cm3). 2.24 2.22 2.20 2.18 2.16 2.14 2.12 2.10 4.0%. 5.0%. 6.0%. 7.0%. Porcentaje de asfalto. Vacios en agregado mineral Vs Porcentaje de asfalto 24.5% Vacios en agregado mineral. 24.0% 23.5% 23.0% 22.5% 22.0% 21.5% 21.0% 20.5% 20.0% 4.0%. 5.0%. 6.0%. Porcentaje de asfalto. 26. 7.0%.

(27) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA. MIC 2011-10-34. A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. EDWIN ECHEVERRIA R. Vacios en la mezcla Vs Porcentaje de asfalto 9. % Vacios en la mezcla. 8 7 6 5 4 3 2 4.0%. 5.0%. 6.0%. 7.0%. Porcentaje de asfalto. Figura № 5 Diseño Marshall MDC-2 Resumen Diseño Marshall Propiedad. Unidad. Mezcla. Norma INV 450-96. Asfalto óptimo. (%). 5.5. -. Estabilidad. Lb. 2180. 1653. (1/100. In). 10.3. 8 a 14. Peso Unitario de la mezcla. g/Cm3. 2.20. -. Vacios en los Agregados. (%). 21.2. 15 min. Vacios en la mezcla. (%). 5.8. Flujo. Tabla 4 Resumen de diseño Marshall.. 27. 4. a6.

(28) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. 6.1.4 Análisis de resultados De acuerdo al análisis de los resultados arrojados por los ensayos Marshall se puede concluir que el porcentaje óptimo de asfalto es del 5.5% para éste tipo de mezcla MDC-2, en la cual se pude comprobar que cumple con todas las especificaciones dadas por las normas INV 450-96 para éste tipo de mezclas. En cuanto a los agregados éstos presentan una buena gradación lo cual aporta gran resistencia mecánica a la mezcla.. 6.2 ENSAYO DE FATIGA 6.2.1. Concepto. Este ensayo tiene como propósito medir la capacidad de la mezcla asfáltica para resistir la acción reiterada de las cargas del tráfico sin fisurarse ni deformarse excesivamente. La fisuración es provocada por la acumulación de deformaciones plásticas (comportamiento viscoso de la mezcla) causadas por tensiones variables de tracción por flexión, variables provenientes de las cargas del tráfico. Otro proceso que contribuye a la fatiga de la mezcla asfáltica es el envejecimiento producido por el ingreso del oxígeno presente en el ambiente circundante. Para la realización de este ensayo se utiliza el método de deformación controlada teniendo en cuenta que la mezcla asfáltica tipo MDC-2 es empleada en capas de rodadura cuyos espesores son pequeños, en la cuales se recomienda este tipo de ensayo. El presente ensayo fue realizado con equipos de deformación controlada de la Universidad de los Andes utilizando para ello la metodología presentada en la norma Francesa NSP-98-260 (Ver anexo 1), para lo cual se construyeron muestras de mezclas asfálticas tipo MDC-2 con un granulometría determinada y un porcentaje óptimo de asfalto de 5.5% con un peso aproximado de 7.824 g con 28.

(29) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. temperaturas aproximadas de 160 °C, la cual es compactada posteriormente en un molde de dimensiones (30 CmX30CmX 4Cm) a una temperatura de 135°C (Ver figura № 6) bajo una carga de 130 toneladas. (Ver figura № 7) La muestra se deja enfriar por un periodo mayor de 12 horas para a continuación desencofrarla y después cortarla y realizando el ensayo después de un periodo de reposo de 15 días. La muestra cortada se pega en la máquina de fatiga con un epóxico en la base inferior y en la parte superior a una platina fija (Ver figura № 9) para poder transmitir cargas cíclicas a una frecuencia determinada a través de un brazo transmisor (Ver figura № 10). La lectura de carga se mide en un software instalado en un PC. El criterio de falla de la probeta corresponde a una lectura del módulo correspondiente al 50% del valor inicial. Para cada contenido de humedad se realizó un ensayo de fatiga para la cual se someten cuatro probetas a un nivel de deformación específico realizando tres niveles de deformación, para un total de 12 probetas ensayadas por cada fatiga El ensayo se llevó a cabo con una muestra sumergida es decir con humedad del 100% y tres muestras con humedades ambientes correspondientes al 70% empleando una solución salina de cloruro de sodio (NaCl), 35% empleando cloruro de calcio (CaCl2) y 8% empleando una muestra de Sílica-Gel (SiO2). La prueba se realizo a una temperatura ambiente de 20°C la cual presentó pequeños cambios durante la realización de la prueba.. 29.

(30) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. Figura № 6 Molde de compactación de la mezcla asfáltica. Figura № 7. Prensa de compactación de la mezcla asfáltica. 30. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R.

(31) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. Figura № 8. Fabricación de la probeta trapezoidal. Figura № 9. Proceso de pegue de la probeta con la platina por medio del epóxico. 31.

(32) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. Figura № 10 Montaje de la probeta 6.2.2. Esquema. Figura № 11 Dimensiones de la probeta utilizada en el ensayo. 32. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R.

(33) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. 6.2.3. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. Equipo utilizado. Consta principalmente de la máquina de fatiga utilizada en la Universidad de los Andes la cual ha sido condicionada con unas cámaras las cuales mantienen las probetas en su interior a una humedad específica, la cual es suministrada por ciertas sales de naturaleza higroscópica. La humedad y temperatura al interior de las cámaras es registrada por medio de un sensor ubicado al interior de las mismas (Ver figura № 10). Previamente a la realización de cada uno de los ensayos las probetas fueron sometidas a un proceso de saturación para asegurar que las mismas se encuentren al contenido de humedad específico durante un periodo de cinco días el cual fue calculado experimentalmente pesando continuamente una probeta de prueba dentro de un recipiente hermético el cual se encuentra a la humedad especificada hasta que la variación en el peso entre dos mediciones consecutivas fuese despreciable. Adicionalmente se realizó una simulación numérica con el software de elementos finitos Abacus con base en los parámetros típicos de permeabilidad y difusión de una mezcla asfáltica típica. 6.2.4. Materiales utilizados. Para la prueba totalmente sumergida la probeta fue sumergida dentro de una cámara hidrostática con lo cual se asegura que la humedad al interior del material es del 100%. Para humedades de los ensayos diiferentes a la prueba sumergida se utilizaron sales higroscópicas, las cuales tienen la propiedad de añadir o extraer humedad del ambiente circundante. Para cada sustancia existe una humedad que se llama de equilibrio, es decir, un contenido de humedad tal de la atmósfera a la cual el material capta humedad del ambiente a la misma velocidad que la libera. Si la humedad ambiente es menor que este valor de equilibrio, el material se secará, si la humedad ambiente es mayor, se humedecerá. Así, ciertos minerales como el cloruro de calcio son capaces de captar agua de la. 33.

(34) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. atmósfera en casi cualquier condición, porque su humedad de equilibrio es muy alta. Sustancias como estas son usadas como desecadores. Otros ejemplos son el ácido sulfúrico, el gel de sílice, etc. Los materiales utilizados en el presente proyecto de investigación son los siguientes: Material. Fórmula Química. RH(%). Agua Destilada. H2O. 100. Cloruro de sodio. NaCl. 70. Cloruro de calcio. CaCl2. 35. Sílica-Gel. SiO2. 8. Tabla 5. Humedad relativa de equilibrio en materiales a 20°C 6.2.5. Resultados obtenidos. 6.2.5.1 Muestra de mezcla totalmente sumergida (ω=100%). Figura № 12. Montaje prueba de fatiga para la condición de humedad 100%. 34.

(35) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. EDWIN ECHEVERRIA R. Deformación et Vs Repeticiones de carga(N) (Sumergida) N Deformación Probeta Minutos Segundos # N=t(s)/(1/f) et 4.920 295.200 2.952.000 9,10E-05 1 5.160 309.600 3.096.000 9,10E-05 2 5.280 316.800 3.168.000 9,10E-05 3 4.980 298.800 2.988.000 9,10E-05 4 1.440 86.400 864.000 1,54E-04 1 1.320 79.200 792.000 1,54E-04 2 1.200 72.000 720.000 1,54E-04 3 1.440 86.400 864.000 1,54E-04 4 120 7.200 72.000 2,22E-04 1 80 4.800 48.000 2,22E-04 2 100 6.000 60.000 2,22E-04 3 120 7.200 72.000 2,22E-04 4 Tabla 6.Resultado prueba de fatiga condición humedad 100% Deformación et Vs Repeticiones de carga(N) (sumergido). Deformacion ε t. 1.00E-03. y = 0.002x-0.21 R² = 0.917. 1.00E-04. 1.00E-05 10.000. 100.000 1.000.000 Repeticiones de carga (N). 10.000.000. Figura № 13. Gráfica ley de fatiga condición humedad 100% Deformación E6 b f (Hz). 1,099E-04 0,21 10. Tabla 7. Ley de fatiga prueba sumergida. 35. MIC 2011-10-34.

(36) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. 6.2.5.2 Muestra de mezcla parcialmente saturada (ω=70%) Para la realización de la presente prueba se utilizó una solución saturada de cloruro de sodio en un sistema cerrado la cual genera una humedad relativa del 70%, la cual se hizo circular mediante un sistema de ventilador y bomba de aire, los cuales están accionados por un sistema conectado a la red eléctrica del laboratorio (Ver figura № 14). Al interior de una de las cámaras se encuentra un sensor de humedad relativa y temperatura con el cual se verifica que las condiciones a las que se está realizando el ensayo son las que se especificaron inicialmente.. Figura № 14 Montaje prueba de fatiga para la condición de humedad 70%. 36.

(37) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. Figura № 15. Sensor de humedad y temperatura al interior de la cámara Deformación εt Vs Repeticiones de carga(N) PARCIALMENTE SATURADO(NaCl, w=70%) N Deformación Probeta Minutos Segundos # N=t(s)/(1/f) εt 1 7.160 429.600 4.296.000 9,10E-05 2 5.420 325.200 3.252.000 9,10E-05 3 5.620 337.200 3.372.000 9,10E-05 4 5.860 351.600 3.516.000 9,10E-05 1 1.520 91.200 912.000 1,54E-04 2 1.220 73.200 732.000 1,54E-04 3 980 58.800 588.000 1,54E-04 4 1.280 76.800 768.000 1,54E-04 1 90 5.400 54.000 2,22E-04 2 120 7.200 72.000 2,22E-04 3 170 10.200 102.000 2,22E-04 4 130 7.800 78.000 2,22E-04. Tabla 8.Resultado prueba de fatiga condición humedad 70%. 37.

(38) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. Deformacion ε t. Deformación et Vs Repeticiones de carga(N) (Parcialmente saturado ) 1.00E-03 y = 0.002x-0.22 R² = 0.945 1.00E-04. 1.00E-05 10.000. 100.000. 1.000.000. 10.000.000. Repeticiones de carga (N). Figura № 16. Gráfica ley de fatiga condición humedad 70% Ley de fatiga saturación (ω=70%) Deformación E6 9,573E-05 b 0,22 f (Hz) 10. Tabla 9. Ley de fatiga condición humedad 70% 6.2.5.3 Muestra de mezcla parcialmente saturada (ω=35%) Esta prueba se realizó rodeando la probeta con Cloruro de calcio dentro de la cámara que mantiene aislada la probeta del ambiente circundante, asegurando de esta manera que la humedad dentro de la misma corresponda a las condiciones especificadas. El cloruro de calcio se convierte a salmuera cuando absorbe grandes cantidades de agua y es un material de manejo cuidadoso debido a su alta toxicidad.. 38.

(39) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. EDWIN ECHEVERRIA R. Deformación εt Vs Repeticiones de carga(N) PARCIALMENTE SATURADO( w=35%) N Deformación Probeta Minutos Segundos # N=t(s)/(1/f) εt 1 10.000 600.000 6.000.000 9,10E-05 2 12.500 750.000 7.500.000 9,10E-05 3 8.520 511.200 5.112.000 9,10E-05 4 10.100 606.000 6.060.000 9,10E-05 1 1.680 100.800 1.008.000 1,54E-04 2 1.250 75.000 750.000 1,54E-04 3 2.120 127.200 1.272.000 1,54E-04 4 1.520 91.200 912.000 1,54E-04 1 280 16.800 168.000 2,22E-04 2 350 21.000 210.000 2,22E-04 3 320 19.200 192.000 2,22E-04 4 150 9.000 90.000 2,22E-04. Tabla 10 Resultado prueba de fatiga condición humedad 35% Deformación et Vs Repeticiones de carga(N) (Humedad 35% ). Deformacion ε t. 1.00E-03. y = 0.003x-0.23 R² = 0.966 1.00E-04. 1.00E-05 10.000. 100.000. 1.000.000. 10.000.000. Repeticiones de carga (N). Figura № 17. Gráfica ley de fatiga condición humedad 35%. 39. MIC 2011-10-34.

(40) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. Ley de fatiga saturación (ω=35%) Deformación E6 1,251E-04 b 0,23 f (Hz) 10. Tabla 11. Ley de fatiga condición humedad 35% 6.2.5.4 Muestra de mezcla seca (ω=8.0%) Esta prueba se realizó rodeando la probeta con Sílica-Gel dentro de la cámara que mantiene aislada la probeta del ambiente circundante, asegurando de esta manera que la humedad dentro de la misma corresponda a las condiciones especificadas.. Figura № 18.Ley de fatiga condición humedad 8.0%. 40.

(41) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. EDWIN ECHEVERRIA R. Deformación εt Vs Repeticiones de carga(N) SECO (Silica-Gel, w=8.0%) N Deformación Probeta # Minutos Segundos N=t(s)/(1/f) εt 1 10.960 657.600 6.576.000 9,10E-05 2 12.240 734.400 7.344.000 9,10E-05 3 11.520 691.200 6.912.000 9,10E-05 4 11.100 666.000 6.660.000 9,10E-05 1 1.880 112.800 1.128.000 1,54E-04 2 1.550 93.000 930.000 1,54E-04 3 2.120 127.200 1.272.000 1,54E-04 4 1.720 103.200 1.032.000 1,54E-04 1 280 16.800 168.000 2,22E-04 2 350 21.000 210.000 2,22E-04 3 320 19.200 192.000 2,22E-04 4 250 15.000 150.000 2,22E-04. Tabla 12 Resultado prueba de fatiga condición humedad 8.0%. Deformación et Vs Repeticiones de carga(N) (SECO). Deformacion ε t. 1.00E-03. y = 0.004x-0.24 R² = 0.986 1.00E-04. 1.00E-05 10.000. 100.000. 1.000.000. 10.000.000. Repeticiones de carga (N). Figura № 19. Gráfica ley de fatiga condición humedad 8.0%. 41. MIC 2011-10-34.

(42) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA. MIC 2011-10-34. A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. EDWIN ECHEVERRIA R. Ley de fatiga saturación (ω=8.0%) Deformación E6 1,452E-04 b 0,24 f (Hz) 10. Tabla 13. Ley de fatiga condición humedad 8.0% 6.2.6. Gráficas comparativas de resultados.. Deformación et Vs Repeticiones de carga(N) (COMPARATIVO) NaCl. 1.00E-03. Deformacion t. Saturada Silica-Gel CaCl2 1.00E-04 NaCl(w=70%) Saturada (w=100%) SiO2(w=8%) 1.00E-05. CaCl2(w=35%). 10.000. 100.000. 1.000.000. 10.000.000. Repeticiones de carga (N). Figura № 20 Comparación ley de fatiga para las diferentes humedades 6.2.7 Análisis comparativos de resultados Observando la anterior gráfica en la cual está representada la ley de fatiga para cada una de las humedades relativas especificadas en la tabla 5 se evidencia un alto grado de afectación en la vida a la fatiga debido al contenido de humedad a la que se realizó cada ensayo. Los ensayos cuya humedad fue baja presentan valores de vida a la fatiga mayores que los realizados con altos contenidos de humedad. Se puede ver que para contenidos de humedad del 8% y del 35% la mezcla presentó un comportamiento a la. 42.

(43) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. fatiga muy similar lo que refleja que para éste gradiente de humedad la mezcla no es muy afectada. Por el contrario para altos contenidos de humedad la mezcla presenta una fuerte disminución en la vida a la fatiga lo cual se ve reflejado en el bajo número de ciclos resistidos por la misma. La pendiente de la ley de fatiga disminuyó de ligeramente de -0.24 a -0.21 al aumentar el contenido de humedad de la prueba lo que refleja una disminución de resistencia en la vida de la fatiga de la mezcla asfáltica. Los valores de vida a la fatiga presentaron una ligera dispersión en los datos excepto un la prueba efectuada para un contenido de humedad del 70% donde existen datos de vida a la fatiga inferiores a los de la prueba sumergida. Esta dispersión alta probablemente se debe a que durante el ensayo existieron interrupciones en el fluido eléctrico produciendo que la máquina se apague, permitiendo una ligera recuperación del módulo de las probetas debido al carácter viscoelástico de la mezcla asfáltica De igual manera comparando los valores de la deformación para el millón de ciclos (ε6), para el ensayo de fatiga realizado a la mezcla seca es de 1,452E-04, mientras que para el ensayo realizado a la mezcla sumergida es de 1,099E-04, lo cual demuestra que la mezcla en estado sumergido tiene una menor resistencia a la fatiga que la mezcla en estado seco. Estos valores del ensayo se obtuvieron a una temperatura aproximada de 20°C y una frecuencia de aplicación del carga de 10 Hz. 43.

(44) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. CONCLUSIONES La vida a la fatiga de una mezcla asfáltica está fuertemente influenciada por el contenido de humedad que presenta la misma en el momento de realizar el ensayo debido al fuerte poder oxidativo que tiene el agua sobre la mezcla al generar altas presiones intersticiales al interior de la misma produciendo procesos erosivos que deterioran rápidamente el material. Los parámetros de la ley de fatiga como la pendiente “b” y la deformación al millón de ciclos presentan una fuerte caída en sus valores en función del contenido de agua presente al interior de la cámara en la cual se realizó el ensayo. El ensayo donde las probetas se encuentran sumergidas la acción del agua ejerce una fuerza adicional llamada presión hidrostática la cual acelera los procesos de deterioro al interior de la mezcla. La dispersión en los valores de vida a la fatiga de los diferentes ensayos fue baja excepto en el realizado con la solución de cloruro de sodio donde se presentaron valores menores a los del ensayo bajo condiciones sumergidas. Se presentó un fuerte descenso en el valor de la deformación para el millón de ciclos (ε6), el cual es un valor muy importante en el proceso de diseño racional de pavimentos por lo cual se debería incluir un parámetro que tenga en cuenta el valor de vida a la fatiga de una mezcla asfáltica en función del contenido de humedad más probable a la cual vaya a estar sometida en el sitio donde se desarrolla el proyecto.. 44.

(45) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. Los resultados obtenidos de vida a la fatiga para la condición de humedad del 35% son similares a los obtenidos en la mezcla seca, indicando que para éste incremento en el contenido de humedad la disminución en la vida a la fatiga es baja, por lo cual la sensibilidad es baja. La temperatura a la cual se realizó el ensayo de fatiga corresponde a 20°C, lo cual corresponde aproximadamente a las condiciones de campo ya que el fenómeno de fatiga pertenece a temperaturas intermedias.. 45.

(46) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. BIBLIOGRAFÍA ARENAS LOZANO, Hugo León. Tecnología del cemento asfáltico. 1999 NORMA FRANCESA NSP-98-260. NORMAS INVÍAS (INV 450-96) PROGRAMA DE MAGISTER EN INGENIERÍA CIVIL. Memorias del curso materiales asfálticos, presentado por la Ing Silvia Caro Spinel PROGRAMA DE MAGISTER EN INGENIERÍA CIVIL. Memorias del curso Diseño avanzado de pavimentos, presentado por el Ing Bernardo Caicedo H. TINJACÁ HERNÁNDEZ, Sandra Marcela, Análisis comparativo del comportamiento a la fatiga según el modo de ensayo para mezclas asfálticas densas en caliente, Tesis de grado, Universidad de los Andes, Bogotá 2009. ALVAREZ CASTRO, Javier Leonardo, Influencia del envejecimiento en la fatiga de materiales asfálticos Tesis de grado, Universidad de los Andes, Bogotá 2004. BOHORQUEZ l, Jefferson Idilio, Comportamiento a la fatiga de materiales asfálticos por influencia de la humedad, Tesis de grado, Universidad de los Andes, Bogotá 2003. PAPAGANIAKIS A, and MASED E, “Pavement Desing and Materials”, John Willey & Sons: New Jersey, 2008. Huang, Y.H. “Pavements analysis and design”. Second Edition. Prentice Hall, 2003.. 46.

(47) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. ANEXOS NORMA FRANCESA NSP-98-260 DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A FATIGA DE MEZCLAS ASFÁLTICAS 1. DOMINIO DE APLICACIÓN. La siguiente norma tiene por objeto describir un método de ensayo destinado a caracterizar el comportamiento convencional a fatiga de mezclas asfálticas. La siguiente norma se aplica a mezclas asfálticas con material granular de dimensión D (en sentido de la norma P 18-101)≤20 mm fabricadas en laboratorio o extraídas directamente de un pavimento con un espesor > 4 cm. 2. DEFINICIONES Para las necesidades de la presente norma, las siguientes definiciones se aplican: 2.1 Criterio de Ruptura Convencional: Una probeta es considerada como destruida cuando su fuerza de reacción en la cabeza correspondiente a la aplicación del impulso en ésta, es disminuida a la mitad. 2.2 Vida útil de una probeta: El número de ciclos Nij correspondiente al criterio de ruptura convencional mide la vida útil de la probeta i a un nivel de deformación εj. 2.3 Resultados de los ensayos de una serie de probetas. Convencionalmente los resultados de ensayos sobre una serie de probetas para un nivel de deformación εjmax , se expresan por : -Vida útil: ε . ∑# !$% !" &. -Desviación respecto a la vida útil: ε '. ∑&)+,( ) * ε *1. 2.4 Constante Relativa a la Deformación Relativa Máxima:. Es una constante que permite convertir el impulso en la cabeza zij de la probeta de dimensiones [B, bi, ei hi] solicitada a una deformación εj en una deformación relativa máxima. Ésta está denotada como Kei y una relación con los parámetros aquí citados es la siguiente:. 47.

(48) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA. MIC 2011-10-34. A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. ./) . ./) 0 1) ε . (2) * ) 34 ( * 2) 3 0 (32) * 8 0 ) 0 6) 4 0 7 ) 2 0 2) 4. EDWIN ECHEVERRIA R. )3. 3. SÍMBOLOS Y ABREVIACIONES. . 2) ). :. Una deformación relativa a una microdeformación (µ def) es por convención 10-6. Símbolos asociados a la probeta i: h1. Altura, en mm. B1. Base mayor en mm. b1. Base menor en mm. ei. Espesor en mm. Mi. Masa en g. Vi. Volumen en cm3. vi (%) Porcentaje de vida por métodos geométricos. Kεi. Constante relativa a la deformación máxima, en mm-1. TL Cantidad de ligante: masa de ligante multiplicado por 100 respecto a la masa del material granular seco en porcentaje. Símbolos correspondientes al impulso en cabeza a la deformación máxima para la probeta con un nivel de deformación εi: Zij: Amplitud del impulso impuesto en la cabeza , en mm. εjmax: Deformación máxima relativa de la probeta correspondiente al impulso impuesto en la cabeza. Símbolos correspondientes a la temperatura del ensayo θ: Temperatura, en grados Celsius. Símbolos correspondientes a la vida útil de la probeta i a un nivel de deformación εi: Nij: Número de ciclos correspondientes al criterio de ruptura convencional. Símbolos correspondientes a la Ley de Fatiga. P. Pendiente dentro del sistema de coordenadas In εjmax= f(In Nij). ε6 Deformación relativa correspondiente a 106 ciclos sx/y Estimación de la desviación de la vida útil N Número de ensayos elementales. 48.

(49) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. Sx/y Estimación de la desviación promedio de los In Nij . ; <. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. ) 4 ?: *1. 7 ) * =∑),. Sε Estimación de la desviación de los In εjmax. Símbolos correspondientes a la vida útil de una serie de probetas solicitadas a un nivel de deformación εjmax. Nεjmax: Número de ciclos promedio obtenidos a un nivel de deformación εjmax. sεjmax: Estimación de la desviación logarítmica de la vida útil Símbolos correspondientes a la probeta metálica paralelepípeda: ε. Deformación relativa en un punto.. z. Impulso en la cabeza, en mm. F Fuerza en cabeza en N. 4. PRINCIPIO Para una misma frecuencia de solicitación sinusoidal, el método necesita la realización de varios ensayos elementales dentro de una atmósfera ventilada a una temperatura constante. 4.1 Ensayos Elementales Los ensayos elementales consisten en: -. Solicitar una probeta de forma trapezoidal isóceles imponiendo un impulso sinusoidal en cabeza a una amplitud constante. Registrar durante el curso de la solicitación la evolución de la amplitud de la fuerza en cabeza relativa a la reacción de la probeta.. 4.2 Ley de Fatiga Sobre las probetas correspondientes a un lote homogéneo se repiten los ensayos elementales a un mismo nivel de impulso. El ensayo consiste en realizar esas repeticiones a diferentes amplitudes de impulso. Esto permite así realizar la ley de fatiga de la mezcla asfáltica y realizar: -. La deformación relativa correspondiente en promedio a 106 ciclos de solicitación ε6. La pendiente de la ley de fatiga p. La desviación estándar sx/y El intervalo de confianza relativo a ε6.. 49.

(50) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. 5. EQUIPOS 5.1 Máquina de Ensayos La solicitación de las probetas es realizada a una frecuencia de (25±1) Hz por un sistema capaz de aplicar una flexión sinusoidal en la cabeza de la probeta y presentar, regulando en impulso en cabeza impuesto, una variación promedio del impulso en cabeza < 0.1 µm/N cuando la fuerza aplicada en la cabeza varía de 100 a 300 N. Para las necesidades particulares, el ensayo puede ser realizado a frecuencias diferentes, constantes 5% cerca durante el periodo del ensayo. El empotramiento de los soportes de fijación en los zócalos de las probetas con respecto al armazón rígido de las máquinas puede ser tal que el impulso en cabeza, por una probeta metálica, la deformación ε medida sobre la máquina de ensayo no sea inferior al 5% de aquella medida sobre el armazón en L de acero de 8 cm mínimo de de sección sobre una solicitación del orden de 200 N. La probeta metálica utilizada para esta verificación debe presentar una impedancia F/z de (350±50) N/mm. Por ejemplo una probeta metálica paralelepipeda de dimensiones (13.5±1) mm X (30±1) mm X (250±10) mm y del que el módulo elástico sea de aproximadamente 70000 MPa conviene para la verificación de dicho empotramiento. Todo método de medida que permita garantizar que la calidad del empotramiento es aceptable. 6. PROBETAS 6.1 Preparación y almacenamiento Las probetas son de forma trapezoidal isósceles de espesor constante según la figura. Las dimensiones son las siguientes:. 50.

(51) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. Las probetas sometidas al ensayo son provenientes, por corte de placas de 600 mm x400 mm x 120 mm extraída del pavimento. Las probetas deben estar almacenadas sobre una superficie plana al aire libre, a una temperatura máxima de 30°C. 6.2 Características de la probetas Las probetas deben satisfacer las siguientes condiciones Deben ser medidas a la décima del mm La desviación estándar sobre vi% debe ser menor de 0.5% Si el coeficiente de variación sobre Kei es ≤1% para todas las probetas de un mismo nivel, el impulso en la cabeza es única para todas las probetas de ese nivel.. 6.3 Estabilización de la probetas Las probetas deben conservarse después de su corte durante un periodo de quince días a dos meses antes de ser falladas. 6.4 Unión de las extremidades Antes de pasarlas a la máquina de ensayo, cada probeta debe ser pegada por su base mayor a la ranura (del orden de 2 mm) de un zócalo metálico de espesor mínimo de 20 mm. Esta operación debe efectuarse de tal manera que se garantice el posicionamiento de las probetas sobre el armazón. Un casco pegado a la cabeza de la probeta, permite la aplicación de la solicitación. 7. MODO DE OPERACIÓN 7.1 Preparación del Dispositivo de Ensayo La temperatura en el recinto es llevada a la temperatura del ensayo. La regulación del impulso en cabeza deseado en presencia de una probeta elástica de impedancia F/z de (350 ± 50) N/mm es realizado después que la probeta es instalada sobre la máquina de ensayo. Después de un plazo mínimo de 4 horas para estabilizar la temperatura del ensayo de fatiga puede comenzar.. 51.

(52) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. 7.2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. Realización del Ensayo de Fatiga.. La probeta es solicitada sinusoidalmente en la cabeza con un impulso de cierta amplitud impuesto en ésta. Ésta corresponde a la deformación relativa deseada y está dada por la expresión: @ 1) A. /). Entre 100 y 500 ciclos, se registra los valores promedio de las fuerzas de reacción. Este es el valor inicial de la fuerza de reacción. Cuando la fuerza de reacción se hace inferior a los dos quintos de su valor inicial, el ensayo puede detenerse. 7.3. Determinación de la deformación relativa. El ensayo necesita de al menos tres niveles de deformación con seis repeticiones mínimas por nivel. Los niveles de deformación son escogidos en función del material de tal manera que al menos dos de las duraciones de la vida estén entre 104 y 106 ciclos y una entre 106 y 107. 8. CALCULOS Y EXPRESIONES DE LOS RESULTADOS A partir de los resultados obtenidos de las duraciones de vida Nij para las εjmax escogidas, la ley de fatiga es determinada mediante una regresión lineal de los logaritmos naturales de Nij y de los logaritmos naturales de εjmax de la siguiente fórmula: ) B , @. Calcular: -. La Resistencia A1 determinada como Â1. La estimación de Ao determinada como Âo. El coeficiente de correlación de la regresión r La pendiente p . 1 Â,. La estimación de la desviación estándar Sx/y -. /E F. (,GHI 3( G,3 G4. La estimación de la deformación relativa a 106 ciclos: *ÂL 10J @J K N Â,. 52.

(53) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. O@J @J P(exp (*2B 33 * 1T. El intervalo de confianza a 95% sobre ε6 definido como ∆ε6: con:. -. B F. (,GHI 3( G,3 G4. UF ,. (V&WX GV&W3Y ( G,3Z[Y. 9. INFORME El informe de los ensayos debe hacer referencia a la presente norma e indicar: -. Los elementos de identificación de la mezcla. El porcentaje de vida media de las probetas. La forma de fabricación o extracción se ésta ha tenido lugar. Las condiciones del ensayo de fatiga (Temperatura, Frecuencia) Los resultados obtenidos: -Número de ciclos promedio y desviación estándar obtenidos por nivel de deformación -ε6 -∆ ε6 -La pendiente p -La estimación de la desviación estándar Sx/y -La representación de la ley de fatiga.. Las condiciones de operación, los detalles no previstos dentro de la presente norma y los incidentes eventuales susceptibles de haber afectado los resultados.. 53.

(54) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA. MIC 2011-10-34. A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. EDWIN ECHEVERRIA R. VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA Y LA HUMEDAD DURANTE LOS ENSAYOS VARIACION DE LA TEMPERATURA EN EL ENSAYO SUMERGIDO. Temperatura (°C). Temperatura Vs # de Ciclos "Sumergida" εt=0.016 mm 23 22 21 20 19 18 17 0. 1000000. 2000000. 3000000. 4000000. Repeticiones de carga (N). Temperatura Vs # de Ciclos "Sumergida" εt=0.028mm Temperatura (°C). 23 22 21 20 19 18 17 0. 500000. 1000000. 1500000. 2000000. Repeticiones de carga (N). Temperatura (°C). Temperatura Vs # de Ciclos "Sumergida" εt=0.039 mm 23 22 21 20 19 18 17 0. 20000. 40000. 60000. Repeticiones de carga (N). 54. 80000. 100000.

(55) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. MIC 2011-10-34 EDWIN ECHEVERRIA R. VARIACION DE LA TEMPERATURA EN EL W=70%. Temperatura Vs # de Ciclos "w=70%" εt=0.016 mm. Temperatura (°C). 23 22 21 20 19 18 17 0. 1000000. 2000000. 3000000. 4000000. 5000000. Repeticiones de carga (N). Temperatura Vs # de Ciclos "w=70%" εt=0.028 mm Temperatura (°C). 23 22 21 20 19 18 17 0. 500000. 1000000. 1500000. Repeticiones de carga (N). Temperatura Vs # de Ciclos "w=70%" εt=0.039mm Temperatura (°C). 23 22 21 20 19 18 17 0. 100.000. 200.000. 300.000. 400.000. Repeticiones de carga (N). 55. 500.000. 600.000.

(56) INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD SOBRE LA RESISTENCIA. MIC 2011-10-34. A LA FATIGA DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA TIPO MDC-2. EDWIN ECHEVERRIA R. VARIACION DE LA HUMEDAD EN EL ENSAYO CON NaCl. Humedad relativa (%). Humedad relativa (%) Vs # Ciclos "NaCl"εt=0.016 mm 74 73 72 71 70 69 68 67 0. 1000000. 2000000. 3000000. 4000000. 5000000. Repeticiones de carga (N). Humedad relativa (%). Humedad relativa (%) Vs # de Ciclos "NaCl" εt=0.028 mm 74 73 72 71 70 69 68 67 0. 500.000. 1.000.000. 1.500.000. Repeticiones de carga (N). Humedad relativa(%) Vs # de Ciclos "NaCl" εt=0.039mm Humedad relativa (%). 72.5 72 71.5 71 70.5 70 69.5 0. 100.000. 200.000. 300.000. 400.000. Repeticiones de carga (N). 56. 500.000. 600.000.