CARACTERIZACIÓN FUNCIONAL DE LA ADHESION DE LOS CEMENTOS ASFALTICOS UTILIZADOS EN CHILE MEDIANTE EL...
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CARACTERIZACIÓN FUNCIONAL DE LA ADHESION DE LOS CEMENTOS ASFALTICOS UTILIZADOS EN CHILE MEDIANTE EL PROCEDIMIENTO UCL ®. Gonzalo Valdés V. (*) Alejandra Calabi F. Rodrigo Osses P. Universidad de La Frontera, Chile Rodrigo Miró R . Universidad Politécnica de Cataluña, España.

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Gonzalo Valdés V. (*) Alejandra Calabi F. Rodrigo Osses P. Universidad de La Frontera, Chile

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Presentation Transcript


Gonzalo vald s v alejandra calabi f rodrigo osses p universidad de la frontera chile

CARACTERIZACIÓN FUNCIONAL DE LA ADHESION DE LOS CEMENTOS ASFALTICOS UTILIZADOS EN CHILE MEDIANTE EL PROCEDIMIENTO UCL®

Gonzalo Valdés V. (*)

Alejandra Calabi F.

Rodrigo Osses P.

Universidad de La Frontera, Chile

Rodrigo Miró R.

Universidad Politécnica de Cataluña, España.


Pauta de la presentaci n

Pauta de la Presentación

  • Introducción

    - Contexto y descripción del estudio

  • Etapa Experimental

    -Metodología

    -Materiales utilizados

  • Análisis de Resultados

  • Conclusiones


Introducci n

Introducción

Longitud Red Vial Nacional

77.571 Km

?

6%

Chile

90%

94%

Desarrollar o Implementar procedimientos para mejorar la eficiencia del desempeño de los materiales componentes de los pavimentos asfálticos tendrá siempre un gran impacto en el desarrollo del país.

T=$$

Asphalt Intitute, 2007; MOP, 2013


Introducci n1

El ligante asfálticoes un material orgánico, provenientemayoritariamente de la destilación del petróleo. Es altamentedependiente del tiempo y magnitud de carga y de la temperatura(Asphalt Institute, 2007; Leuseur, 2009, Read et al ,2003 entre otros).

Introducción

ε

Sólido- elástico

Viscoelastico

Viscoso

t

0ºC 4ºC 25ºC 60ºC 135ºC

Compactación

mezclado

Clima frío

Clima cálido

Temperatura intermedia

bombeo

  • Dada la complejidad del LA, tradicionalmente la caracterización de su comportamiento se ha realizado básicamente por medio de ensayos simples, evaluando parcial o indirectamente solo las propiedades del LA.

  • Estos procedimientos no evalúan la cohesión (adhesión) o capacidad del LA de mantener unidas las partículas de árido en una mezcla asfáltica (Perez y Miró, 2002).


Introducci n2

Deterioros involucrados en pavimentos asfálticos

Introducción

Loss of aggregate on surface wearing

Ravelling (surface stripping)

Fatigue cracking caused by stripping at the bottom of the HMA layer.

Fatigue

Block cracking

“Pérdida de Capacidad Adhesiva del Ligante Asfáltico”

Asphalt Pavement Distress Summary, Asphalt Institute, 2013


Introducci n3

¿Qué pasa con la adhesión ligante – árido?

¿Siempre el ligante presenta la misma capacidad de adhesiva independiente del árido?

……y la forma del árido?

………y la susceptibilidad térmica?????

¿Los procedimientos normados en Chile actualmente evalúan esto?

¿se puede evaluar fácilmente???

Introducción

Objetivos del estudio

Evaluar la capacidad adhesiva de asfaltos chilenos en su interacción en la matriz árido-ligante

Evaluar la susceptibilidad térmica en el desempeño del ligante a la adhesión

Metodología Simple

UCL ®


Etapa experimental

Etapa Experimental

Evaluación funcional de la adhesión de los cementos asfálticos chilenos en la matriz árido - ligante

C.A.

(5 tipos)

Análisis de forma

Áridos

(3 tipos)

Fabricación de probetas UCL®

Procedimiento UCL®

Acondicionamiento de probetas UCL®

Curvas de Estado

Análisis de Resultados

Caracterización de Materiales


Etapa experimental1

Etapa Experimental

METODOLOGÍA UCL®(Método Universal de Caracterización de Ligantes)

  • Desarrollada en el Laboratorio de Caminos de la UPC para medir la capacidad de adhesión de los CA

  • Mide la capacidad de adhesión de los ligantes asfálticos en base a la valoración de la resistencia a la disgregación que el ligante proporciona a una mezcla patrón.

  • Considera diferentes temperaturas de acondicionamiento que permiten definir curvas de estado.


Etapa experimental2

Peso de áridos entre 2,5-5 mm = 720 g (80%)

Peso de áridos entre 0,63-2,5 mm = 180 g (20%)

Peso de ligante sobre árido = 40,5 g (4,5%)

Etapa Experimental

  • METODOLOGÍA UCL®(Método Universal de Caracterización de Ligantes)

Tº = 25ºC - 300 rev.

3 Probetas Marshall x Tº de ensayo

Compactación: 50 golpes por cara


Etapa experimental3

Etapa Experimental

  • Materiales utilizados

    Cementos Asfálticos

    • CA 14

    • CA 24(1)

    • CA 24(2)

    • CA MP

    • CA AM


Etapa experimental4

Etapa Experimental

  • Materiales utilizados

    Agregados pétreos

    (3 Tipos, 1 de cantera, AC, y 2 de origen fluvial, AF1 y AF2)

  • Árido de Cantera (AC): Chancado de cono. Compuesto de un 39% de Plagioclasa, 5% de Piroxenos y un 2% de minerales opacos los cuales son minerales primarios 30% de Cuarzo, 22% de Biotita y un 1% de óxidos de hierro.

  • Áridos Fluviales:AF1: forma irregular(Chancado de cono)

  • AF2: forma cúbica(Chancado de impacto)

  • Compuestos principalmente por partículas de dolomita, basalto, dacitas, andesitas, riolitas, arenisca, cuarzo y cuarcita.

AC

AF2

AF1


An lisis de resultados

Análisis de Resultados


An lisis de resultados1

Análisis de Resultados

  • Análisis de forma de los áridos

Disco

Cúbica

AF2

AC

AF1

0,3 – 0,8

0,5 – 0,9

Lamina

Barra

Diagrama de Zingg, Forma de Partículas

(Cheng et al., 2005)

, ASTM D3398


An lisis de resultados2

Análisis de Resultados

  • Análisis de forma de los áridos

RESULTADOS – Curvas de estado de los CA


An lisis de resultados3

Análisis de Resultados

  • Análisis de forma de los áridos

 (áridos)

RESULTADOS – Curvas de estado de los CA

AF2

AC

AF1

Relación con Análisis de Forma de Partículas

Mayor IP (AC y AF1)  mejor adhesión Tº inf.

Menor Factor de Forma

Menor Factor de Esfericidad

Mayor significancia forma que mineralogía (áridos estudiados) .


Conclusiones

Conclusiones

  • El método UCL® se visualiza como un procedimiento simple y de fácil implementación para la caracterización del poder adhesivo de cementos asfálticos chilenos.

  • Se evidencia de manera clara la diferencia de comportamiento entre distintos ligantes y áridos utilizados en las mezclas asfálticas, incorporando la susceptibilidad térmica en su caracterización.


Conclusiones1

Conclusiones

  • Los valores obtenidos de la capacidad de adhesión que se pueden observar en algunos resultados, pueden no concordar con los que teóricamente se espera, lo que puede ser por efecto de la interacción árido ligante, considerando aspectos como la absorción selectiva en la matriz árido-ligante y/o la modificación que sufren los ligantes en el proceso de fabricación de mezclas, como por ejemplo la oxidación, factores que es importante evaluar en la interacción de los componentes de la mezcla asfáltica.

  • Otro punto importante que merece continuar en su estudio es la influencia de la forma (más cúbica o irregular) y características de los áridos (poros accesibles de ser embebidos por el asfalto), los cuales se considera influyen en la adhesión que puede proporcionar un ligante.


Agradecimientos

Agradecimientos

  • Los autores agradecen al Proyecto DIUFRO DI12-0035 financiado por la Dirección de Investigación de la Universidad de La Frontera.

  • Se extiende este agradecimiento a las empresas Clasa S.A. y a la empresa Bitumix S.A. por el suministro y caracterización de los C.A. utilizados en este estudio.


Muchas gracias por la atenci n

Muchas Gracias por la Atención!!!

  • Gonzalo Valdés V.

  • [email protected]

  • Departamento de Ingeniería de Obras Civiles

  • Universidad de La Frontera


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