MAESTRÍA EN VÍAS TERRESTRESMETODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN

ESTABILIDAD MARSHALL DE MEZCLA ASFÁLTICA TIBIA ADITIVADA CON TB-1

INTRODUCCIÓN

Existe una tendencia creciente en la fabricación de mezclas asfálticas a temperaturas menores que las mezclas convencionalmente denominadas calientes. El término mezcla asfáltica tibia (WMA por sus siglas en inglés) se refiere a un grupo de tecnologías que permiten la reducción de la temperatura de producción y colocación de la mezcla. Mientras que la mezcla asfáltica en caliente se produce típicamente en el rango de 140°C a 170°C, la mezcla asfáltica tibia puede producirse en el rango de 105°C a 135°C gracias al uso de aditivos que reducen la viscosidad de la mezcla y mejoran su trabajabilidad.

Entre los mayores retos actuales en materia ambiental tenemos los efectos que producen el cambio climático así como la reducción de factores que contribuyen. La pavimentación asfáltica tiene una contribución importante sobre los factores que inciden en la magnitud de estos cambios. Sus principales contribuciones son debidas a la quema de combustibles fósiles, a lo que se le suman actividades como cambios de uso de suelo, explotación de materiales, entre otras; el resultado es la emisión de dióxido de carbono (CO2) junto con otros gases que afectan la calidad del aire, cuya acumulación produce un incremento en la retención de radiación solar cerca de la superficie terrestre; lo que causa aumentos en la temperatura y el calentamiento global.

Las ventajas en la utilización de mezclas asfálticas tibias se resumen en reducción del consumo de combustibles y energía, reducción de emisiones producidas por el consumo de combustibles fósiles requeridos para generar el calor necesario para secar los agregados y producir la mezcla, mayor trabajabilidad y compactabilidad, posibilidad de colocar la mezcla a menor temperatura ambiente y mayores distancias de acarreo.

No hay problemas significativos para la producción de WMA en el campo. La implementación de estas tecnologías requiere de inversión en modificación de equipos, materiales y capacitación. Estos costos pueden compensarse eventualmente con la reducción en costos de combustible.

En este momento no se cuenta con suficientes datos a largo plazo para caracterizar claramente cómo se desempeñan las mezclas tibias. Existen estudios de laboratorio y evaluaciones a corto plazo en campo que han mostrado resultados positivos, pero se requiere de más tiempo para obtener una buena medida del desempeño esperado.

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Las características mecánicas de los componentes de una mezcla asfáltica, así como sus proporciones relativas determinan las propiedades físicas de la mezcla y, eventualmente, el comportamiento funcional de la misma como pavimento (Cepeda,2002).

El diseño de una mezcla asfáltica consiste básicamente en la selección del tipo y granulometría del agregado a emplear, y de la selección del tipo y contenido de asfalto, de tal manera que se obtengan las propiedades deseadas en la mezcla y se satisfagan los requisitos específicos del proyecto. La selección apropiada de los materiales (con la calidad suficiente) que constituirán la mezcla y de sus proporciones correctas, requiere el conocimiento de las propiedades más significativas de las mezclas, y de su influencia en el comportamiento del pavimento (Cepeda, 2002).

En este estudio se analiza el comportamiento mecánico de una mezcla asfáltica tibia, partiendo desde su diseño, empleando aditivo TB-1. El enfoque en el desempeño de la mezcla se centra en la estabilidad o resistencia a las deformaciones plásticas, es decir, la capacidad de la mezcla asfáltica para resistir la deformación y el desplazamiento, debidos a las cargas que resultan del tránsito vehicular. Para tal fin se aplica el método Marshall para diseño de mezclas asfálticas, el cual utiliza especímenes de prueba estándar de una altura de 64 mm y 102 mm de diámetro. Se preparan mediante un procedimiento específico para calentar, mezclar y compactar mezclas de asfalto-agregado. (ASTM D1559). Los dos aspectos principales del método de diseño son: la densidad, análisis de vacíos y la prueba de estabilidad y flujo de los especímenes compactados. La estabilidad del espécimen de prueba es la máxima resistencia en N (lb) que un espécimen estándar desarrollará a 60 ºC cuando es ensayado. El valor de flujo es el movimiento total o deformación, en unidades de 0.25 mm (1/100”) que ocurre en el espécimen entre estar sin carga y el punto máximo de carga durante la prueba de estabilidad.

Los resultados obtenidos indican que la estabilidad de la mezcla asfáltica tibia no se ve afectada por el uso de aditivo TB-1, encontrándose dentro de los límites especificados en la normatividad mexicana. Dado esto se concluye que es factible el empleo de menores temperaturas de mezclado y colocación de mezclas asfálticas sin detrimento de su resistencia.

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