Diseño de mezclas en caliente mediante Método Superpave con y sin adición de RAP

Abstract

En el marco del segundo gran proyecto del país en optar por el diseño de mezcla asfáltica a través de metodología Superior Performing Pavement (SUPERPAVE) denominado “Conservación mayor pista 17R 35L y rodajes asociados aeropuerto Arturo Merino Benítez, 2017-2018”, licitado por la Dirección de Aeropuertos (DAP); entidad perteneciente al Ministerio de Obras Públicas, se solicitó al Laboratorio de Ensaye de Materiales y Control de Obra (LEMCO) realizar el diseño de la mezcla a utilizar. Una interrogante que surge habitualmente al incorporarse nuevas tecnologías, en este caso específico el diseño de mezclas mediante el método SUPERPAVE, es ¿cómo aprovechar sus características para incrementar la sustentabilidad de proyectos que utilicen asfalto? En este contexto, la presente investigación se enfoca en desarrollar una mezcla en caliente para pavimentos aeroportuarios, que a través de la metodología SUPERPAVE, sea capaz de cumplir con las especificaciones técnicas señaladas en el proyecto anteriormente mencionado. Además, pretende evaluar su desempeño y compararlo con dos mezclas realizadas con distintos porcentajes de “Reclaimed Asphalt Pavement” (RAP), las cuales también serán diseñadas utilizando el método SUPERPAVE. Para que el desempeño de todas las mezclas sea comparable, se empleará la misma granulometría del proyecto original en el diseño de las mezclas realizadas con RAP. Se decide utilizar dos porcentajes de contenido de RAP, 15% y 25% respecto al peso total de la mezcla. Los ensayos de desempeño a desarrollar serán los siguientes: Rueda de Hamburgo mediante AASHTO T324-17, Fatiga para N500 mediante AASHTO T321-17 y TSR el cual es parte de la metodología SUPERPAVE mediante ASTM D4867 / D4867M - 09(2014). Además, se obtiene el módulo de rigidez mediante UNE-EN 12697-26. Los resultados obtenidos indican que es posible utilizar mezclas con RAP en capas de rodadura, dado que se obtienen desempeños aceptables al utilizar mezclas realizadas con los porcentajes de RAP que se han indicado anteriormente indicados. En cuanto a los ensayos de desempeño es posible señalar que al utilizar RAP se presenta un aumento en el módulo de rigidez de la mezcla, lo que se observa en todos los ensayos realizados. En el ensayo de Rueda de Hamburgo, las mezclas con RAP tuvieron un desempeño superior en comparación a la mezcla del proyecto original. En el ensayo TSR se evidencia un leve aumento al utilizar RAP en las mezclas respecto de la mezcla con ligante virgen. En el ensayo de Fatiga para N500, las mezclas con RAP fueron claramente inferiores a la mezcla original.In the context of Chile's second project that chose the Superior Performing Pavement (SUPERPAVE) methodology for its design; named “Conservación mayor pista 17R-35L y rodajes asociados aeropuerto Arturo Merino Benítez, 2017-2018”, Tendered by “Direccion de Aeropuertos” (DAP); entity belonging to the “Ministerio de Obras Públicas”, and due to the high technical capacity of LEMCO (Laboratorio de Ensaye Materiales y Control de Obra), it was selected to develop the mix using the SUPERPAVE mix design method. A question that arises with the incorporation of new technologies, in this case, the hot mix asphalt (HMA) design through SUPERPAVE method, is: how is it possible take advantage of its characteristics in order to increase the sustainability of projects that use asphalt? With that question in mind, this investigation is focused on developing a hot mix asphalt for airport pavement surfacing, using the SUPERPAVE method, able to fulfill the technical standard of the aforementioned project. It also strives towards being able to evaluate its performance and compare it to two other HMA mixes that contain different amounts of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), which are also design using the SUPERPAVE method. For the performance of all the mixes to be comparable, the RAP mixes emulate the granulometry used in the previously mentioned project. There will be two different quantities of RAP, 15% and 25% of the total mix weight. The performance test selected for the investigation are: Hamburg’s Wheel in accordance of AASHTO T324-17, a Fatigue test is performed at N500 based on AASHTO T321-17 and Tensile Strength Ratio using ASTM D4867 / D4867M - 09(2014). Also, the rigidity module is calculated following the procedure of UNE-EN 12697-26. The obtained results indicate that it is possible to use mixtures with RAP in the airport surface course obtaining an acceptable performance with the percentages of RAP used. Regarding the performance test, it is possible to observe that the rigidity module increases when adding RAP. Hamburg’s Wheel test shows that the RAP mix performs better than the virgin HMA. TSR shows a small increase when adding RAP to the mix. Finally, the Fatigue test shows that RAP mix performance is greatly diminished in comparison to the original HMA.