Autores : Ing. Rolando Vila Romaní, PhD Universidad Católica de Santiago de Guayaquil

1. Título 376-01-13ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS COHESIÓN Y FRICCIÓN INTERNA EN MEZCLAS ASFÁLTICAS EMPLEANDO PRUEBAS SIMPLES Autores: • Ing. Rolando Vila Romaní, PhD • Universidad Católica de Santiago de Guayaquil • Guayaquil, Ecuador • vilarolando@hotmail.com • Ing. Gustavo Patricio García Caputi • Universidad Católica de Santiago de Guayaquil • Guayaquil, Ecuador • gustavo.garcia@cu.ucsg.ec

2. Introducción • En la búsqueda de pruebas simples para determinar propiedades fundamentales de las mezclas asfálticas, pareciera que se necesita recurrir a las de carácter dinámico. • Nosotros hemos querido investigar si podemos deducir propiedades fundamentales a partir de pruebas monotónicas tradicionales, con ligeras modificaciones.

3. Objetivo • Verificar si podemos deducir parámetros fundamentales de la resistencia de los materiales como “c” y “Ø” a partir de ensayos monotónicos tradicionales

4. Metodología • Preparar muestras de una misma mezcla, compactadas con martillo Marshall a un contenido de vacíos del 7% (± 0.5%) • Probarlas con el ensayo Marshall y con el ensayo de Tracción Indirecta, a tres temperaturas y dos velocidades de recorrido de la prensa • Preparar muestras mediante prensa hidráulica para ensayos de compresión simple y de cizallamiento

5. Metodología • Deducir “c” y “Ø” a partir de estos resultados y mediante ecuaciones ya descritas en la literatura y presentadas en el trabajo • Correr ensayos triaxiales (monotónicos) en otras probetas fabricadas con prensa hidráulica al mismo contenido de vacíos • Deducir “c” y “Ø” a partir de las pruebas triaxiales y mediante el círculo de Mohr • Comparar estos valores con los obtenidos anteriormente para validar el método (en estas mezclas)

6. Metodología • Mohr – Coulomb τ = c +σ * tan(Φ) • Muer

7. Metodología • Para temperaturas medias y altas (25°C, 40°C, y 60°C) se puede decir que Rt es igual a Rti • Velocidades de deformación: 0.5 mm/min.mm 0.05mm/min.mm(50mm/min para briquetas de 100 mm de diámetro; y 5mm/min)

8. Metodología • Para la prueba de cizallamiento en probetas de 75mm x 150mm • Para la prueba Marshall, se toman las relaciones halladas por Metcalf, en 1959

9. Análisis

10. Análisis

11. Análisis • Tenemos entonces que la estabilidad Marshall “S” es una función de el área de compresión al centro de la probeta (2rt), de el esfuerzo a la compresión “Ro” y de el ángulo “Φ” • Podemos usar “S” para determinar “Rc” y “Φ” • Como Rti lo medimos a T=40°C, y v=0.05mm/min.mm, necesitamos hacer una medición de S bajo las mismas condiciones para establecer un factor de corrección por condiciones del ensayo

12. Análisis • Con la relación entre S, Rc, y Φ; y la relación entre Rt, Rc, y Φ; y conociendo S y Rt; se resuelve, por tanteo, mediante hoja Excel, para Rc y Φ • Se determina, luego, “c” a base de los valores de “Φ” y de Rt

13. Equipo PRENSA DE VELOCIDAD VARIABLE CÁMARA TRIAXIAL CON PRESIÓN DE AIRE PARA CONTROLAR LA PRESIÓN DE CONFINAMIENTO CABEZAL LOTTMAN MORDAZA MARSHALL CABEZAL DE CIZALLAMIENTO

14. Equipo

15. Resultados

16. Resultados

17. Resultados

18. Resultados

19. Conclusiones • El cálculo de c y Φ, a partir de los ensayos de compresión no confinada y de tracción indirecta, no resultó en valores consistentes con los medidos por el ensayo triaxial • El cálculo hecho a partir de los ensayos de estabilidad Marshall y de tracción indirecta arroja resultados aceptables

20. Conclusiones • La variante necesaria para poder aplicar el método es contar con prensa de velocidad variable • Los cabezales Marshall y Lottman son de uso común en laboratorios de plantas asfálticas • No resultó complicado el ensayo triaxial (se lo puede usar directamente)

21. Aplicación • En evaluación básica, a nivel de planta de mezcla asfáltica, de los parámetros de resistencia en las mezclas que se asignan al esqueleto mineral (Φ); y los que se asignan al ligante asfáltico (c)

22. Estudio posterior • Verificación del método en mezclas de esqueleto mineral muy fuerte (SMA) • Con un esqueleto mineral bueno, variar el contenido de asfalto y el tipo de asfalto, y verificar cómo afecta a la determinación de “c”, y cuánto cambia Φ

23. Fin • MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN • HASTA EL PRÓXIMO CILA