Mtodo SuperpaveSUPERPAVE representa un sistema mejorado para
especificar ligantes asflticos, agregados minerales, diseo de
mezclas y predicciones del comportamiento de la misma, el cual
involucra procedimientos para la seleccin cuidadosa de materiales y
el proporcionamiento volumtrico de los mismos, como primer paso en
la produccin de una mezcla que se comportar adecuadamente. Los
procedimientos de anlisis "intermedios y completos", hacen uso de
ensayos sofisticados en el diseo de la mezcla y los anlisis
resultantes son usados para predecir el comportamiento de la
estructura del pavimento ante el clima y el trfico. Este mtodo
evala los componentes de la mezcla asfltica en forma
individual(agregado mineral y asfalto), y su interaccin cuando estn
mezclados.Iniciando el desarrollo de un nuevo sistema para
especificar materiales asflticos,el producto final del programa es
un nuevo sistema llamado Superpave (SuperiorPerforming Asphalt
Pavement). Representa una tecnologa provista de tal maneraque pueda
especificar cemento asfltico y agregado mineral; desarrollar
diseosde mezclas asflticas; analizar y establecer predicciones del
desempeo delPavimento. Pruebas al agregado mineral
Las propiedades del agregado mineral son obviamente importantes
para eldesempeo de mezclas asflticas. El criterio de agregados est
directamenteincorporado en el procedimiento Superpave. Hubo otros
procedimientos que serefinaron para concordar con el sistema
Superpave. Al respecto, dos tipos depropiedades de agregados se
especifican en el sistema Superpave: propiedadesde consenso y
propiedades de origen.
Propiedades de consenso
Las propiedades de consenso del Superpave son: angularidad del
agregadogrueso; angularidad del agregado fino; partculas alargadas
y aplanadas; yequivalente de arena.
Propiedades de la fuente de origen
Adems de las propiedades de consenso, los expertos viales
pensaron que habaotras caractersticas crticas del agregado. Aun
cuando stas son relevantes en elproceso de diseo de la mezcla,
podran tambin usarse como un control deaceptacin de la fuente de
origen.Las propiedades que se consideraron fueron: la tenacidad
mediante la prueba dedesgaste de Los ngeles; la durabilidad a travs
de la prueba de intemperismoacelerado; y la prueba de materiales
deletreos
Pruebas al cemento asfltico
Las pruebas Superpave para cementos asflticos miden propiedades
fsicas quepueden estar directamente relacionadas con el desempeo en
campo a travs deprincipios ingenieriles.Las pruebas Superpave para
cemento asfltico, tambin son llevadas atemperaturas a las que se
encuentran los pavimentos en servicio.El tema central de las
especificaciones Superpave es la confianza sobre laspruebas del
cemento asfltico en condiciones que simulan las tres etapas
crticasdurante la vida del asfalto.Las pruebas realizadas en el
asfalto original, representan la primera etapa:transportacin,
almacenamiento , y manejo.
La segunda etapa representa el asfalto durante la produccin,
mezcla yconstruccin; es simulada por las especificaciones mediante
el envejecimiento delasfalto en el Horno Rotatorio de Pelcula
Delgada (RTFO). Este procedimientoexpone una pelcula delgada de
asfalto a calor y aire para aproximar elenvejecimiento que sufre el
asfalto durante su mezcla y construccin.La tercera etapa ocurre
cuando envejece el cemento asfltico desde que se colocaen la mezcla
asfltica, y carpeta asfltica, hasta el fin de su vida de diseo para
lacual fue planeado. Esta etapa se simula en la vasija de
envejecimiento a presin(PAV), mediante la exposicin de muestras de
asfalto a calor y presin, pararepresentar el envejecimiento del
pavimento a lo largo de los aos de servicio.
En la Tabla 1.1 se pueden observar las pruebas utilizadas en el
Superpave, y elpropsito de las mismas.
Pruebas a las mezclas asflticas
Los requerimientos del diseo de mezclas asflticas de Superpave
son:
Requerimientos volumtricos de la mezcla
Los requerimientos volumtricos de la mezcla son: vacos de aire;
vacos delagregado mineral y vacos llenos de asfalto. El contenido
de vacos de aire es unapropiedad importante que se utiliza como
base para la seleccin del contenido delcemento asfltico.Superpave
define los vacos del agregado mineral (VAM), como la suma
delvolumen de vacos de aire y del asfalto efectivo en una muestra
compactada.Representa los vacos entre las partculas del
agregado.Los vacos llenos de asfalto (VFA) son el porcentaje de VAM
que contienecemento asfltico. Consecuentemente, VFA es el volumen
de cemento asflticoefectivo, expresado como el porcentaje de
VAM.
Proporcin de polvo
Otro requerimiento de la mezcla es la proporcin de polvo; se
calcula como larelacin entre el porcentaje en peso del agregado ms
fino que el tamiz 0.075 mmy el contenido de asfalto efectivo en
porcentaje de peso total en la mezcla, menosel porcentaje de
asfalto absorbido.
Susceptibilidad a la humedad
El ensayo de susceptibilidad a la humedad para evaluar una HMA
aldesprendimiento es la Norma AASHTO T-283, Resistencia de
mezclasbituminosas compactadas al dao inducido por humedad. Este
ensayo, que no sebasa en el desempeo, sirve para dos propsitos;
primero, identificar si unacombinacin de cemento asfltico y
agregado es susceptible a la accin del agua;segundo, mide la
efectividad de los aditivos antidesprendimiento o de mejora
deadherencia.
Equipos de ensayo en el sistema SUPERPAVE.
Mezcla asfltica:
Dos caractersticas claves en el sistema SUPERPAVE son la
compactacin de laboratorio y los ensayos de comportamiento. La
compactacin de laboratorio es realizada haciendo uso delCompactador
Giratorio(Superpave Gyratory Compactor, SGC).El uso y especificacin
del SGC esta establecido en la designacin AASHTO TP4-93, "Standard
Method for Preparing and Determining the Density of Hox Mix Asphalt
(HMT) Specimens by Means of the SHRP Gyratory Compactor"La
especificacin AASHTO MP2-95 "Standard Specification for SUPERPAVE
Volumetric Mix Design", establece los requisitos de diseo para las
mezclas asflticas en caliente.Parte de estas especificaciones se
presentan en el apndice.El SGC utiliza moldes de 6 pulgadas de
dimetro, una presin de confinamiento de 600 KPa y un ngulo de
inclinacin de 1.25 grados para la rotacin que compactar los
especmenes de laboratorio.El nmero de rotaciones a la que est
sujeto la mezcla para la fabricacin del espcimen (briqueta) es
establecida en la especificacin. El equipo de compactacin posee
incorporado un software que indica (durante el proceso de
compactacin), la altura del espcimen y el nmero de revoluciones
corrientes, permitiendo de esta manera determinaciones de la
densidad del espcimen durante su proceso de compactacin.Mtodo de
ensayo La siguiente descripcin es un resumen del mtodo de ensayo
AASHTO T 312-11 Mtodo estndar para la preparacin y determinacin de
la densidad de especmenes de mezcla asfltica en caliente utilizando
el Compactador Giratorio Superpave. Equipo
Para realizar este mtodo de ensayo se requiere como equipo : El
Compactador Giratorio Superpave Moldes de 150,2 mm de dimetro
(moldes en uso) y con una altura de al menos de 250 mm. Platos base
superior e inferior que van dentro de los moldes Mezclador mecnico
con movimiento planetario Vertedor para evitar segregacin
Termmetros Balanzas Hornos
Los resultados del ensayo son la densidad relativa sin corregir
(%Gmmux) y la densidad relativa corregida (%Gmmx).
La densidad relativa sin corregir es un clculo de la densidad en
cualquier punto durante la compactacin expresado como un porcentaje
de la gravedad mxima terica. Se le llama sin corregir debido a que
la gravedad especfica bruta (Gbs) es un estimado, es decir, se basa
en el clculo entre el peso de la mezcla y el volumen del
cilindro.
Es importante notar que la gravedad especfica bruta estimada
considera al espcimen como un cilindro liso, lo cual, no es real.
El volumen real del espcimen es ligeramente menor, debido a la
presencia de vacos superficiales alrededor de su permetro. Por lo
tanto, de aqu surge la densidad relativa corregida, que es un
factor de correccin que se obtiene de la medicin directa de la
gravedad especfica bruta del espcimen compactado.
Con los datos anteriores se pueden presentar los resultados de
densificacin de la mezcla, adicionalmente, la densidad relativa es
uno de los parmetros ms importantes en el Diseo de mezcla
Superpave, la cual tiene que cumplir con un porcentaje para el
Ninicial, Ndis y el Nmx respectivamente (Tabla 5).
