DETERMINACIÓN DE MÓDULO DE RIGIDEZ POR MEDIO DE ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA SOBRE PROBETAS CILÍNDRICAS BAJO NORMA ESPAÑOLA UNE-EN 12697-26:2006

Abstract

La presente memoria para optar al título de Constructor Civil, realiza un estudio para la “Determinación del Módulo de Rigidez por medio de Ensayo de Tracción Indirecta sobre probetas cilíndricas bajo la Norma española UNE-EN 12697-26:2006”. Este estudio es ejecutado en el contexto del Proyecto de desarrollo FONDEF D09|1174: “Desarrollo de Materiales para Recapados Asfálticos utilizados en la Rehabilitación de Pavimentos Deteriorados”, desarrollado por el Departamento de Obras Civiles de la Universidad Técnica Federico Santa María, utilizando dependencias y equipos de LEMCO (Laboratorio de Ensaye de Materiales y Control de Obras).El objetivo de esta memoria es determinar el Módulo de Rigidez, por medio de Ensayo de Tracción Indirecta, a cinco probetas fabricadas en laboratorio. Las probetas corresponden a tres mezclas asfálticas en caliente: IV-A-12, MDC y SMA, utilizadas en pistas de prueba, ejecutadas en tres concesionarias que participaron en el proyecto: Autopista Central, Autopista Maipo y Autopista del Sol, de Santiago, Chile.Para la fabricación de las probetas se utiliza el Método SUPERPAVE, considerando un tiempo de acondicionamiento de 6 a 8 [hr] a una temperatura de acondicionamiento de 180[°C]. Un componente clave en este método es el Compactador Giratorio Superpave; este equipo compacta mezclas a una densidad similar a la obtenida en terreno aplicando un ángulo de inclinación de 1,25° y una presión de 600[KPa], a una temperatura de compactación de 180[°C], simulando el efecto producido por los rodillos compactadores en terreno. Las probetas resultantes son sometidas a un ensayo tradicional del Manual de Carretera: Densidad Real de Mezclas Asfálticas Compactadas, (8.302.38 MC).Finalmente se realiza el ensayo de Tracción Indirecta, para determinar el Módulo de Rigidez de cada probeta, aplicando una carga axial de compresión diametral de corta duración en dos generatrices opuestas provocando un esfuerzo de tracción uniforme en el diámetro de la probeta. Los parámetros considerados son Temperatura de ensayo de 10[°C], 15[°C], 20[°C] y 25[°C]; tiempo de carga de 124 ± 4[ms] equivalente a 100[km/hr]; deformación diametral dentro del rango 7 ± 2[µm]; periodo de repetición de 3,0 ± 0,1[s] equivalente a una frecuencia de 0,33[Hz].El software del equipo de ensayo de Tracción Indirecta calcula automáticamente el Módulo de Rigidez y realiza un ajuste. Con estos datos entregados es posible establecer un análisis comparativo entre las cinco muestras en estudio.Los resultados obtenidos indican que el Módulo de Rigidez presenta un comportamiento lineal, a mayor Temperatura menor es el Módulo de Rigidez, independiente de la mezcla, reflejando el comportamiento elástico que presenta el asfalto. Se determina que SMA presenta un mayor Módulo de Rigidez, seguido de MDC y IV-A-12 respectivamente.The present thesis to obtain the title of Civil Constructor, performs the study “Determination of the stiffness modulus through the indirect tensile test on cylindrical test specimens, based on the Spanish regulation UNE-EN 12697-26:2006”. This study is carried out in the context of the Project FONDEF D09|1174 "Development of materials for Asphalt resurfacing used in the rehabilitation of deteriorated pavements", executed in the Civil Works Department at the Federico Santa María Technical University, using equipment and facilities of the Material Testing and Work Control Laboratory – LEMCO.The objective of this paper is to determine the stiffness modulus through the Indirect Tensile Test executed to five specimens made in the laboratory. These specimens correspond to three hot asphalt mixes (IV-A-12, MDC and SMA) used in test tracks on three different concessioned routes that participated in this project: Autopista Central, Autopista Maipo and Autopista del Sol, highways in Santiago of Chile.For the elaboration of the specimens the Superpave method was used, considering a conditioning time of 6-8 hours at a conditioning temperature of 180[°C]. An important element of this method is the SUPERPAVE Gyratory Compactor; this equipment compacts mixes at a density similar to that obtained at on-the-field tests, applying an inclining angle of 1,25° and a pressure of 600[KPa] at a compacting temperature of 180[°C], simulating the effect of the roller compactors on roads. The compacted specimens were tested to the "Real Density of compacted Asphalt Mixtures" test, based on M.C. (8.302.38 MC).Finally, the Indirect Tensile Test is performed, in order to determine the Stiffness Modulus of each test piece, applying a short-extend axial load diametrical compression in two opposite generatrix, causing an uniform tensile effort at the diameter of the test specimens. Theconsidered parameters were: test temperature of 10, 15, 20 and 25[°C]; load time of 124 ± 4[ms] (equivalent to 100[km/h]); diametrical deformation within the 7 ± 2[µm]; repetition lap of 3,0 ± 0,1[s], equivalent to a frequency of 0,33[Hz].The software of the Indirect Tensile Test equipment automatically calculated the Stiffness Modulus and produces an adjustment. With the data provided, it was possible to establish a comparative analysis between the five studied samples.The obtained results indicated that the Stiffness Modulus presents a linear behavior: the higher the temperature, the lower the Stiffness Modulus results, despite the mixing; these reflects the elasticity behavior that asphalt has. It is determined that the SMA mixture has a higher Stiffness Modulus, followed by MDC and IV-A-12 accordingly.