Medición de la resistencia a flexión de mezclas de concreto asfaltico a partir del análisis de la magnitud de deformaciones ocurridas en especímenes sometidos a cargas puntuales

Abstract

Generalmente las mezclas asfálticas colocadas in-situ sobre la estructura de un pavimento, comienzan a fisurarse de manera prematura por la por la propagación de discontinuidades provenientes de capas inferiores. Sin embargo, la resistencia residual del material sigue manteniendo un nivel importante de esfuerzos por movilizar, a pesar de la aparición de estas fisuras tempranas. Para que exista una falla a fatiga por flexión debe existir una solicitación repetitiva de cargas dinámicas, provocada por los vehículos que transitan continuamente. Las metodologías analíticas actuales para calcular la falla a fatiga por flexión de una mezcla asfáltica no reproducen de manera acertada el umbral del nivel de esfuerzo en la falla, ni el nivel de deformación correspondiente a dicho esfuerzo. En esta investigación se diseñó un ensayo de laboratorio para ocasionar la falla en una mezcla asfáltica tipo MDC-19 y MDC-25, modificando diferentes parámetros físicos en los especímenes ensayados, mediante una carga monotónica puntual, pretendiendo entender a priori el efecto de este tipo de cargas más simples sobre el material bajo análisis, para luego en una fase posterior aplicar cargas repetitivas que provoquen la falla por fatiga en la mezcla asfáltica. Los resultados obtenidos permitieron conocer los niveles de esfuerzo a la falla requeridos para ocasionar un cierto valor de deformación a flexión.

Generally, asphalt mixtures placed in-situ on the structure of a pavement, begin to crack prematurely by the propagation of discontinuities from lower layers. However, the residual strength of the material continues to maintain a significant level of stress to be mobilized, despite the appearance of these early cracks. For there to be a fatigue failure due to flexion there must be a repetitive demand for dynamic loads, caused by vehicles that continuously transit. The current analytical methodologies for estimating the flexural fatigue failure of an asphalt mixture do not accurately reproduce the stress level threshold at the fault or the strain level corresponding to that stress. In this research, a laboratory test was designed to cause failure in an MDC-19 and MDC-25 asphalt mixture, modifying different physical parameters in the specimens tested, by means of a monotonic punctual load, trying to understand a priori the effect of this type of simpler loads on the material under analysis, then in a later phase apply repeated loads that provoke fatigue failure in the asphalt mixture. The obtained results allowed to know the levels of failure stress required to cause a certain value of deformation to flexion.