Vial-19-5

Investigación aplicada
Predicción de módulos resilientes en mezclas asfálticas mediante el modelo de Witczak
Fecha de recepción: 09 de noviembre del 2007 Ing. Fabián Elizondo LanammeUCR felizondo@lanamme.ucr.ac.cr Ing. Álvaro Ulloa University of Nevada Reno ulloaa@unr.nevada.edu Ing. Gustavo Badilla LanammeUCR gbadilla@lanamme.ucr.ac.cr

Fecha de aprobación: 21 de noviembre del 2007Resumen
Este trabajo presenta un método simplificado para el cálculo del módulo de mezclas bituminosas, utilizando resultados básicos de pruebas de laboratorio e información general de los materiales. Un asfalto y diez granulometrías fueron analizadas para evaluar el modelo de Witczak para la predicción de módulos de mezclas bituminosas, para las condiciones y características de las mezclas en CostaRica. El estudio confirma que los modelos deben ser calibrados a las condiciones y materiales de cada país. Finalmente, el estudio presenta un método simplificado que el ingeniero puede utilizar para predecir el módulo y emplearlo en el diseño estructural de pavimentos. Palabras clave: Módulos de Mezcla Asfáltica, Modelo de Witczak, Curva Maestra, Viscosidad, Temperatura.

1993 (Ref. 1) y es unode los principales parámetros de entrada en la Guía de Diseño Mecanístico – Empírico 2002 (Ref. 2). El módulo se ha constituido como un elemento fundamental en el diseño de pavimentos; por lo que ha sido introducido como un elemento que caracteriza de manera racional el comportamiento esfuerzo – deformación de los materiales que conforman la estructura. El módulo en mezclas asfálticas es altamentesensible a la temperatura y a la razón de aplicación de carga. Debido a que el asfalto es un material viscoelástico, el módulo de una mezcla asfáltica puede aproximarse a un material granular sin compactar a altas temperaturas y razón lenta de aplicación de carga (por ejemplo, velocidades bajas de vehículos). Por otro lado, a temperaturas bajas y razones pequeñas de aplicación de carga, elmaterial puede tener un comportamiento elástico con valores de módulo cercanos a materiales de concreto de cemento Portland. De esta manera el módulo es función de la temperatura, razón de carga, envejecimiento y características de la mezcla como viscosidad y contenido del ligante, granulometría del agregado y vacíos. Para contabilizar los efectos de la temperatura y la razón de carga en el módulo de lamezcla asfáltica, se desarrolló el concepto de la curva maestra. La curva maestra del módulo utiliza principios de superposición tiempo de carga (frecuencia)-temperatura, de esta manera puede describirse la dependencia del material con el tiempo; lo cual permite al ingeniero diseñador tomar en cuenta, no solamente la temperatura propia de la zona, sino también la velocidad de los vehículos, en larespuesta estructural que la mezcla asfáltica pueda brindar. En las consideraciones de diseño, la Guía de Diseño AASHTO 2002 emplea varios niveles para el diseño dependiendo de la calidad de la información existente, y conforme a la importancia relativa, magnitud y costos del proyecto. El Nivel 1 involucra normalmente

Abstract
This article presents a simplified calculation method of themodulus of bituminous mixtures. This method uses results of basic laboratory tests and general information of materials. In this investigation an asphalt and ten gradations were analyzed in order to evaluate the Witczak model to predict the modulus of bituminous mixtures and if this could be used with the conditions and characteristics of mixtures in Costa Rica. The study confirms that the model must becalibrated to the conditions and materials of each country. Finally, the study presents a simplified tool that the engineer can use to predict the modulus in bituminous mixtures and the uses in the structural pavement design. Keywords: Modulus of Bituminous Mixes, Witczak Model, Viscosity, Master Curve, Temperature.

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Introducción

El módulo del pavimento (Resiliente o Dinámico) es una...