COMPARACIÓN DE ENSAYOS DE DESEMPEÑO EN MEZCLAS SMA PARTE 1: FATIGA

Abstract

La presente memoria consiste en la elaboración de una mezcla Stone Mastic Asphalt (SMA), la cual es diseñada por la empresa Bitumix y verificada por el Laboratorio de Ensaye de Materiales y Control de Obras (LEMCO). A esta se le aplica el ensayo de fatiga, que se basa en la norma AASHTO T321-17. La realización de este ensayo tiene como objetivo caracterizar el comportamiento a fatiga de la mezcla SMA envejecida a corto plazo, proceso fundamental para garantizar su desempeño. Este parámetro da a conocer el comportamiento de la mezcla frente al agrietamiento. El propósito de esta investigación es presentar los resultados obtenidos del ensayo de viga a flexión con carga en cuatro puntos, aplicando cuatro niveles de deformación controlada (250, 400, 500 y 750 [με]) con ondas de carga sinusoidal, bajo una frecuencia y temperatura de 10 [Hz] y 20 [°C]. El criterio de falla corresponde a los ciclos requeridos para alcanzar una disminución de un 50% de su rigidez inicial. A partir de los datos obtenidos se caracterizan las curvas de fatiga bajo un enfoque fenomenológico, de donde se extrae el nivel de deformación necesaria para que la mezcla falle al momento de llegar al millón de ciclos (ε6) y la cantidad de ciclos alcanzados hasta la falla para una deformación de 500[μϵ] (𝑁���500 ), parámetros básicos con los cuales se verifica el desempeño de la mezcla. En base a los resultados del ensayo de fatiga, estos se deben comparar con los datos obtenidos de los proyectos “Conservación rutinaria Aeropuerto Arturo Merino Benítez, 2016, Etapa I” y FONDEF D09l1174 “Desarrollo de materiales para recapados asfalticos utilizados en la rehabilitación de pavimentos deteriorados”. Al ser analizados los datos obtenidos, se verifica la existencia de datos anómalos en dos probetas, las cuales se presentan debido a la alta variabilidad en los procesos de mezcla y compactación. Las anomalías se expresan en altas cantidades de ciclos de carga, los cuales alteran los promedios de las cantidades de ciclos de cargas afectando su orden correspondiente. Al ser los promedios de los niveles de deformación alterados e invertidos, estos no pueden ser presentados como resultados de una correspondiente curva de fatiga. En base a esto el ensayo de fatiga de la presenta memoria no es viable y no puede formar parte de una base de datos.

The present Thesis consists of the elaboration of a Stone Mastic Asphalt (SMA) mixture, which is designed and tested by the Materials Testing and Works Control Laboratory (LEMCO). The fatigue test is applied to this, which is based on the AASHTO T321-17 standard. The objective of this test is to characterize the fatigue behavior of the aged SMA mixture in the short term, a fundamental process to guarantee its performance. This parameter discloses the behavior of the mixture against cracking. The purpose of this investigation is to present the results of the flexural beam test with four-point load, applying four levels of controlled deformation (250, 400, 500 and 750 [με]) with sinusoidal load waves, under a frequency and temperature of 10 [Hz] and 20 [°C]. The failure criterion corresponds to the cycles required to achieve a 50% decrease in its initial stiffness. From the data obtained, fatigue curves are characterized under a phenomenological approach, from which the level of deformation necessary for the mixture to fail at the moment of reaching one million cycles (ε6) and the number of cycles reached up to failure for a deformation of 500 [μϵ] (𝑁��500 ), basic parameters with which the performance of the mixture is verified. Finally, based on the results obtained from the fatigue test, these should be compared with the data obtained from the projects “Routine Conservation Arturo Merino Benitez Airport, 2016, Stage I” and FONDEF D09l1174 “Development of materials for asphalt pickling used in the rehabilitation of deteriorated pavements”. When the data obtained is analyzed, the existence of anomalous data in three specimens is verified, which are presented due to the high variability in the mixing and compaction processes. The anomalies are expressed in high amounts of load cycles, which alter the averages of the amounts of load cycles affecting their corresponding order. Since the averages of the deformation levels are altered and inverted, these cannot be presented as results of a corresponding fatigue curve. Based on this, the fatigue test of the present memory is not feasible and cannot be part of a database.