Fuente

DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DINÁMICO DEL ASFALTO Y DEL TIPO DE MEZCLA ASFÁLTICA (CÓDIGO)

1. Determinar el índice de penetración y la temperatura T800 de los diferentes  asfaltos empleados. Conocidas las diferentes penetraciones del asfalto y con la ayuda de la gráfica de Heukelon (figura 52) se determina su T800 y su índice de penetración.

Fuente. Alfonso Montejo, ingeniería de pavimento para carreteras.

1. Una vez ya conocido su índice de penetración de cada uno de los asfaltos, 0,2 colombiano y 0,35 venezolano y su  T800 (temperatura a una penetración a 800decimas mm) el cual dio, 49°C y 54°C respectivamente. Se determina el tiempo de aplicación de carga SHELL el cual es de 0,02sg que corresponde a una velocidad del vehículo de 50-60 Km/hora. 
2. Se indaga sobre la diferencias de temperatura emplearse esto se halla; ΔT= T800- TMezcla, en Colombia se posee un clima tropical y con su factor de ponderación por año se determina el TMezclade 28,3°C. Establecido los 2 valores se calcula el ΔT que es igual a:
3. ΔT= 49 - 28,3 = 20,7°C  (colombiano)
4. ΔT= 54 – 28,3 = 25,7°C (venezolano)

Figura 13.Nomograma de Van Der Poel para determinar el modulo dinámico  (stiffness) del asfalto

Fuente: Alfonso Montejo, ingeniería de pavimento para carreteras.

1. Con los datos determinados del ΔT se entra a la grafica de Van Der Poel (figura 53). partiendo desde la parte inferior con un tiempo de aplicación de carga de 0,02seg, uniendo ese punto con ΔT= 20,7° y 25,7°C respectivamente y prolongando hasta IP= 0,2 y 0,35 a partir de este punto se proyecta paralelamente a las curvas hasta alcanzarla parte superior donde se lee un stiffness del asfalto de:

MódulodeelasticidaddinámicadelasfaltoColombiano=5 X106N/m2

MódulodeelasticidaddinámicadelasfaltoVenezolano=7 X106N/m2

2. Determinación del stiffness de la mezcla asfáltica. Se emplea la grafica de heukelom (figura 54), es necesario conocer además del stiffness del asfalto, la composición volumétrica de la mezcla asfáltica de acuerdo con el diseño en el laboratorio.
   
   
   Dosificación:
   
   
   Agregados          77%
   Asfalto              5%
   Aire                   18%
   Se entra a la grafica partiendo del stiffness de cada uno de los asfaltos, para el colombiano de 5x106N/m2y el venezolano de 7x106N/m2 y con el volumen de asfalto correspondiente para las 2 muestras de 5%, se traza la paralela hasta interceptar la línea del volumen del agregado de 77% se proyecta la línea y se obtiene el stiffnes de la mezcla de:

MódulodeelasticidaddinámicadelamezclaColombiana=7 X108N/m2

MódulodeelasticidaddinámicadelamezclaVenezolana=8  X108N/m2

Figura 14. Nomograma para el cálculo de modulo dinámico (stiffness) de la mezcla asfáltica

Fuente: Alfonso Montejo, ingeniería de pavimento para carreteras.

1. Identificación del código de rigidez de la mezcla (tipo S1 o S2).

Por medio de la figura 55, se entra con el stiffness de los dos asfaltos, 5 X106N/m2 colombiano y 7X106N/m2venezolano y el stiffnes de la mezcla de los diferentes asfaltos 7 X108N/m2 colombiano y 8 X108N/m2 venezolano, se observa para determinar cuál de los puntos tiene mayor confluencia al acercase a la curva.

Se observa para los dos asfalto colombiano y venezolano que el punto de fluencia se halla más cerca de la curva S2, son mezclas de baja  rigidez, abiertas que tienen contenido de asfalto bajo y un alto contenido de vacíos. Por consiguiente este es el tipo de mezcla que hay que adoptar.

Figura 15. Relación entre la rigidez de la mezcla y la rigidez del asfalto

Fuente: Alfonso Montejo, ingeniería de pavimento para carreteras.

1. Determinación de la deformación máxima admisible especifica de tracción en la fibra interior de las capas asfálticas.

Para determinar la deformación máxima admisible se emplea la figura 56,  se entra en ella con el stiffness de la mezcla colombiana 7 X108N/m2 y el venezolano 8 X108N/m2. Con un volumen de asfalto del 5%, se prolonga la línea que los une hasta el marco del cuadro, de allí se traza una horizontal hasta hallar la recta que corresponde al tránsito expresado como N ( 5 X106 ejes equivalente de 8,2 toneladas). Se traza una vertical hasta hallar en la abscisa inferior la deformación horizontal por tracción que es respectivamente:

εT=3 X10-4asfaltoColombiano.

εT=2 X10-4asfaltovenezolano.

Figura 16.Nomograma de fatiga para determinación εFAT de la mezcla en función de Sm y Vb

Fuente: Alfonso Montejo, ingeniería de pavimento para carreteras.

Identificación del código de fatiga de la mezcla.

Con las figuras 57 y 58, en ambas graficas se busca el punto de confluencia entre el stiffness de las dos mezclas 7 X108N/m2 colombiano y 7 X108N/m2 venezolano y la deformación por tracción de cada uno, εT=3 X10-4asfaltoColombiano, εT=2 X10-4asfaltovenezolano.

En la figura 57, que corresponde al tipo F1, el punto de confluencia para el asfalto colombiano pertenece a N=5 X107 ejes equivalentes de 8,2 toneladas y para el venezolano pertenece aN=5 X108 ejes equivalentes.

En la figura 58, que corresponde al tipo F2, el punto de confluencia para el asfalto colombiano pertenece a N=5 X106 ejes equivalentes de 8,2 toneladas y para el venezolano pertenece a N=5 X107 ejes equivalentes.

Se adopta un F2 para los dos asfaltos tanto colombiano como venezolano ya que queda más cerca al dato del ejemplo de que es N=5 X106 ejes equivalente de 8,2 toneladas.

         Figura 17. Característica de fatiga F1               Figura 18. Característica de fatiga F2

Fuente: Alfonso Montejo, ingeniería de pavimento para carreteras.

Identificación del código total de la mezcla.

Teniendo en cuanta los resultados obtenidos en la sección 6 y 8, se concluye que las dos diferentes mezclas, colombiana y venezolana son de tipo S2-F2, mezclas de baja  rigidez, abiertas que tienen contenido de asfalto bajo, un alto contenido de vacíos y una baja resistencia. Al código hay que adicionarle el tipo de asfalto empleado con base en la penetración obtenida que es de 68.4 para el colombiano y 65.3 para el venezolano a 25°C, para el cual se adopta el valor 50 (solo existe la elección entre 50 o 100) ya que está más próximo y se obtiene un código de mezcla; S2-F2-50.

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Créditos

Tesis: Diseño de Pavimentos 

Universidad Piloto de Colombia

Por: Sami Pardo y Carlos Gracia.