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

1. 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.

2. Pauta de la Presentación • Introducción - Contexto y descripción del estudio • Etapa Experimental - Metodología - Materiales utilizados • Análisis de Resultados • Conclusiones

3. 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

4. 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).

5. 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

6. ¿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 ®

7. 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

8. 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.

9. 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

10. Etapa Experimental • Materiales utilizados Cementos Asfálticos • CA 14 • CA 24(1) • CA 24(2) • CA MP • CA AM

11. 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

12. Análisis de Resultados

13. 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

14. Análisis de Resultados • Análisis de forma de los áridos RESULTADOS – Curvas de estado de los CA

15. 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) .

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. Muchas Gracias por la Atención!!! • Gonzalo Valdés V. • gonzalo.valdes@ufrontera.cl • Departamento de Ingeniería de Obras Civiles • Universidad de La Frontera