Influencia de la reología del cemento asfáltico PEN 120/150 en el fisuramiento térmico de mezclas asfálticas en el Perú

Abstract

El fisuramiento térmico de mezclas asfálticas ubicados en zonas superiores a los 3500.00 m.s.n.m, es generado por el elevado gradiente térmico que presentan los pavimentos de altura, el cual genera diariamente cambios volumétricos en el interior de la capa asfáltica, los que a su vez producen esfuerzos cíclicos de tracción y compresión. El fisuramiento térmico es uno de los principales tipos de falla que presentan los pavimentos de altura en el Perú, entre los meses de junio y septiembre se produce la estación invernal o de "heladas", en donde se producen temperaturas mínimas absolutas de hasta -20°C en las primeras horas del día, mientras que durante el día la temperatura ambiente media se eleva hasta los 20° C, las temperaturas bajas características de estas zonas afectan las propiedades reológicas del asfalto y en consecuencia las propiedades físicas y mecánicas de las mezclas asfálticas, originando el fisuramiento de las capas asfálticas, por contracción térmica y/o por el incremento de la rigidez con la acción combinada del tráfico pesado. El cemento asfáltico se clasifica como un material viscoelástico porque exhibe características viscosas y elásticas simultáneamente, es decir que es un material de comportamiento intermedio entre el sólido de Hooke (elástico) y el líquido de Newton (viscoso). A temperaturas elevadas (>100 °C), el cemento asfáltico se comporta como un fluido viscoso, mientras que a bajas temperaturas (<O °C) se comporta casi como un sólido elástico. El comportamiento del cemento asfáltico indicado en el párrafo anterior no puede ser caracterizado adecuadamente con los ensayos empíricos tradicionales, sin embargo, puede ser caracterizado correctamente utilizando los conceptos de reología. Por lo mencionado el objetivo de la presente es· determinar la influencia de la reología de cemento asfáltico PEN 120/150 en el fisuramiento térmico de mezclas asfálticas en el Perú. En la presente tesis, se muestran el análisis e interpretación de los resultados del estudio de las propiedades Reológicas del cemento asfáltico PEN 120/150, y su influencia en el fisuramiento térmico de las mezclas asfálticas en el Perú, según la metodología SUPERPAVE.

Thermal fissuring of asphalt mixtures located in excess of 3500.00 m areas, is generated by the high thermal gradient having pavements height, which generates daily volumetric changes within the asphalt layer, which in turn produce stresses cyclic tension and compression. The thermal fissuring is one of the main types of failure that presented high pavements in Peru, between the months of June and September the winter or "frost" occurs station, where absolute mínimum temperatures down to -20 occur °C in the early hours of the day, while during the day the average ambient temperature rises to 20 °C, the characteristics of these areas low temperatures affect the rheological properties of asphalt and consequently the physical and mechanical properties of mixtures asphalt, causing the fissuring of the asphalt layers, thermal and / or increased stiffness with the combined action of heavy traffic contraction. Asphalt cement is classified as a viscoelastic material that exhibits viscoelastic properties simultaneously, ie a material which is intermediate between the behavior Hooke solid (elastic) and Newton liquid (viscous). At elevated temperatures (> 100 °C), the asphalt cement behaves like a viscous fluid, while at low temperatures (<0 °C) behaves almost like an elastic solid. Asphalt cement behavior indicated in the previous paragraph, can not be adequately characterized with conventional empirical tests, however can be characterized using the concepts correctly rheology. As mentioned the purpose of this is to determine the influence rheology PEN 120/150 asphalt cement in thermal mix asphalt fissuring Peru. In this thesis, the analysis and interpretation of the study results of the rheological properties of asphalt cement PEN 120/150, and their influence on the thermal fissuring of asphalt mixtures in Peru is, according to the Superpave methodology.