Estudios generales sobre las fibras

28 adicionando Sasobit y una mezcla obtenida mediante proceso de espumado.

Con los datos obtenidos de las distintas investigaciones se procedió a hacer el análisis de la variación de las propiedades mecánicas entre las mezclas asfálticas tibias y las mezclas asfálticas en caliente con lo cual se concluye que la variación promedio de las propiedades mecánicas superan el 15%.

29 químicamente con el asfalto, sino que refuerzan y endurecen la masilla asfáltica. Las posibles ventajas del uso de fibras para reforzar las mezclas de pavimentación asfáltica incluyen la reducción de la fatiga, el agrietamiento térmico y por reflexión; el aumento de la vida útil y los beneficios económicos.

(Button & Epps, 1981)

Los rápidos avances tecnológicos han hecho que el desarrollo de materiales de construcción permita que la investigación se centre en aumentar la capacidad de servicio y la seguridad de las estructuras de hormigón utilizando fibras como refuerzo. Se han utilizado ampliamente varios tipos de fibras, como el amianto, el acero, el carbono vítreo, el Kevlar, el polipropileno y el nailon. Cada una de ellas varía considerablemente en cuanto a propiedades, eficacia y costo. (Lee, 2003)

En un estudio, se investigaron las características dinámicas de la mezcla de asfalto modificada con fibras utilizando fibras de celulosa, poliéster y minerales. Cada tipo de fibra se probó con las siguientes dosis 0,3%, 0,3%

y 0,4%. Se utilizó un compactador giratorio para preparar las muestras para la prueba del módulo dinámico. Las pruebas se centraron en descubrir las características del módulo dinámico (E*) y el ángulo de fase (δ) para las mezclas asfálticas de control y las modificadas con fibras a varias temperaturas y frecuencias. Los resultados ilustraron que todas las mezclas asfálticas modificadas con fibras tenían un módulo dinámico más alto en comparación con la mezcla de control. Los resultados indicaron que las propiedades de resistencia a la fatiga y a las roderas pueden mejorarse con aditivos de fibra. (Andres Valeri, y otros, 2019)

Investigadores informaron de que se aplicaron dos millones de cargas al asfalto modificado con fibras utilizado como mezcla de recubrimiento en pavimentos que presentaban agrietamiento por fatiga. El resultado fue que la macroestructura de la superficie del pavimento no presentaba prácticamente ningún tipo de agrietamiento, incluso en el pavimento estructural flexible, lo que demuestra la eficacia del hormigón asfáltico modificado con fibras como mezcla de recubrimiento. Informaron de que la integridad de la macroestructura estaba relacionada con el mantenimiento

30 de la resistencia al deslizamiento a lo largo del tiempo, y la ausencia de grietas por fatiga implicaba que la vida a la fatiga del recubrimiento modificado con fibras era mayor que la del pavimento fatigado no modificado que se encontraba debajo. (Andres Valeri, y otros, 2019)

En otro estudio, se utilizó un enfoque de mecánica de la fractura para evaluar los efectos del refuerzo con fibras en la resistencia a las grietas. Se utilizaron fibras de poliéster y polipropileno para modificar las mezclas que luego se sometieron a pruebas de módulo de elasticidad, energía de fractura y resistencia a la tracción. El estudio demostró que la tenacidad aumentaba como resultado de un incremento del 50 al 100 por ciento en la energía de fractura, mientras que había poco efecto en la elasticidad y la resistencia a la tracción. (Cleven, 2000)

3.2.1.1. Fibra de celulosa

En un estudio, (Decoene, 1990) se investigaron los efectos de las fibras de celulosa sobre el sangrado, la reducción del contenido de huecos, la abrasión y el drenaje en el asfalto poroso. A la vez que disminuían significativamente el sangrado del ligante, las fibras de celulosa en la mezcla asfáltica en caliente también aumentaban el contenido de asfalto.

No hubo cambios notables ni en la abrasión con la adición de fibras de celulosa ni en el contenido de huecos. Durante seis meses, se observó el drenaje de todas las secciones de prueba. Las secciones que contenían fibras mantuvieron la misma calidad de drenaje, mientras que el tiempo de drenaje se duplicó en las secciones sin fibras.

En un segundo estudio realizado por (Stuart & Malmquist, 1994) se evaluaron las fibras de celulosa sueltas, la fibra de celulosa peletizada y dos fibras de polímero, para comprobar el drenaje del ligante, la resistencia a las roderas, el agrietamiento a baja temperatura, el envejecimiento y los daños por humedad. Los resultados de las pruebas de drenaje indicaron que las mezclas con polímeros o el control drenaban notablemente más que las de fibra. Las muestras de control presentaban una excelente resistencia al ahuecamiento y no se observaron diferencias

31 significativas entre el control y las mezclas con ligante modificado.

También se observó que la resistencia al envejecimiento era mayor cuando se utilizaban mezclas modificadas con polímeros. No se obtuvieron buenos resultados en cuanto a daños por baja temperatura y humedad.

(Partl, Vinson, & Hicks, 1994) estudiaron diversos contenidos de fibras de celulosa en una mezcla de asfalto de matriz de piedra (SMA). Se llevaron a cabo y se evaluaron los ensayos de probetas con tensión térmica controlada y los ensayos de tracción indirecta. Los resultados se vieron afectados por la aglomeración de fibras que se produjo durante el proceso de mezclado. Esto se mejoró aumentando la temperatura y la duración de la mezcla, aunque se mantuvieron algunos grumos. Los resultados de este estudio concluyeron que la mezcla basada en las dos pruebas realizadas no mejoró notablemente al utilizar SMA con fibra de celulosa. Los autores creen que la mala distribución de las fibras puede haber sido la causa de la limitada mejora, pero recomiendan que se realicen más investigaciones para probar esta teoría.

En otro estudio sobre el SMA, investigaron los efectos de las fibras de celulosa. Se realizaron algunas pruebas sobre el drenaje del ligante, la susceptibilidad a la humedad (informada como relación de resistencia a la tracción), el módulo de fluencia estático y la eficiencia de recuperación.

Se añadieron fibras a mezclas que incluían ligantes estándar y modificados con polímeros. A partir de los resultados, se observó una notable mejora en todas las mezclas que contenían fibras de celulosa en la prueba de drenaje del ligante. Las mezclas con ligante asfáltico simple y fibras mostraron la mayor resistencia a la tracción indirecta y la relación de resistencia a la tracción después del acondicionamiento, en comparación con las mezclas modificadas con polímeros que contenían fibras, que mostraron la menor resistencia a la tracción y al daño inducido por la humedad de todas las mezclas probadas. Los investigadores demostraron que la eficiencia de recuperación y las pruebas de módulo de fluencia eran comparativamente superiores en las mezclas que

32 contenían fibras y ligante simple, más que con fibras y modificador polimérico. (Andres Valeri, y otros, 2019)

3.2.2. Segregación térmica