Investigación sobre el efecto del agua en el asfalto y su impacto en la mezcla asfáltica
Date
2015COAR
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Resumen
A pesar de haber sido detectada hace más de treinta años, el Stripping es una de las fallas funcionales más comunes en los pavimentos flexibles, por lo que es un tema de interés para la comunidad científica. Este daño es uno de los más frecuentes en las carreteras y su reparación significa la inversión de cuantiosos recursos por parte de las entidades administradoras de la red vial. Los estudios al respecto se han centrado en el efecto del agua sobre los agregados, sobre el mastic, y en la interfaz agregado-ligante. Teniendo en cuenta que en las mezclas asfálticas el agua actúa sobre cada uno de sus componentes y a su vez cada uno de ellos tiene una reacción diferente ante la misma, es necesario estudiar no sólo su incidencia en los agregados, en la interfaz agregado-ligante y en el -mastic-, sino también, en el ligante asfáltico. En esta investigación se realiza un extenso estudio sobre la incidencia del agua en el asfalto, que incluye análisis físicos, químicos, mecánicos, con el propósito de determinar la influencia del agua sobre la mezcla asfáltica. En el análisis del estado del conocimiento se exponen las primeras teorías con las que se realizaron sencillas evaluaciones físicas de tipo empírico hasta las más recientes, que precisan el daño del pavimento de manera cualitativa y cuantitativa. Los resultados de esta investigación demuestran que a pesar de que el asfalto tiene una bajísima permeabilidad, sus propiedades físico-químicas son alteradas por el agua, cuya presencia incide en la durabilidad del pavimento. Los resultados encontrados en esta investigación indican que es necesario modificar algunas mediciones que se efectúan sobre la adherencia de los materiales asfálticos así como su susceptibilidad a la humedad. Además se recomienda revisar el proceso actual de envejecimiento en PAV del asfalto, de acuerdo con la metodología Superpave®, debido a que el vapor de agua empleado en el ensayo no es suficiente para obtener su efecto real sobre las propiedades químicas y la viscosidad del asfalto. Finalmente, los resultados de esta investigación muestran la necesidad de emplear modificadores que mitiguen los daños del asfalto por humedad, la que afecta las propiedades químicas y físicas del material.
Abstract
Despite have being discovered more than thirty years ago, Stripping is one of the most common functional failures in flexible pavements, so it is a subject of interest in the scientific community. This damage is one of the most common in the roads and its repairs requieres investing substantial resources by the managers of the road network entities. The studies about this have focused on the effect of water on aggregates, on the mastic, and the aggregate-binder interface. Taking into account that in asphalt mixtures water works over each one of its components and at the same time each one of them has a different reaction to it, it is necessary to study not only its influence on aggregates, the interface of the aggregate-binder, on the mastic, but also on the binder. In this research an extensive study that includes a physical, chemical and mechanical analysis is done to determine the water influence on asphalt mixtures.
In the state of the art review the first theories are presented in which simple, empirical and physical assessments were done, including the most recent ones that determine the damage of the pavement qualitatively and quantitatively. The results of this research show that even though the asphalt has a very low permeability, its physicochemical properties are altered by water, whose presence affects the durability of the pavement.
The findings of this research indicate that it is necessary to modify certain measurements that are done on the adherence of asphalt materials as well as on its moisture damage susceptibility. It is also recommended revising the current PAV aging process of asphalt according to the methodology Superpave®, because the steam used in the test is not enough to get its actual effect on the chemical properties and the viscosity of the asphalt. Finally, the results of this research show the need to use modifiers to mitigate moisture damage of asphalt which affects the chemical and physical properties of the materials and the performance of the asphalt mixture.
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