Análisis de la variabilidad asociada a ensayos de fatiga en mezclas asfálticas

Abstract

El presente artículo sintetiza el análisis de la variabilidad asociada a ensayos de fatiga, realizado en tres tipos de mezclas asfálticas en caliente y producidas en plantas asfálticas de Costa Rica. Los ensayos estudiados fueron: overlay (Tex-248-F), prueba de curva semi-circular (SCB, ASTM D8044-16) y la prueba de viga sometida a flexión en 4 puntos (AASHTO T321-17). El problema radica en que existe mucha variabilidad en los resultados de los ensayos mencionados, generando que el análisis de dichos resultados sea cuestionado. Se debe tener en cuenta que el análisis de fatiga en mezclas asfálticas para carreteras en Costa Rica está regulado por el Manual de Especificaciones Generales para la Construcción de Carreteras, Caminos y Puentes de Costa Rica (CR-2010), del Ministerio de Obras Públicas y Transportes (MOPT), y este se basa en la metodología Superpave y el ensayo AASHTO T 321. Por lo tanto, el trabajo se desarrolló, con el fin de generar insumos, para evaluar distintos ensayos y su aplicabilidad en los procesos de diseño y construcción de carreteras de Costa Rica. Esto podría permitir en un futuro redefinir la legislación y regulaciones en este tema en Costa Rica. El estudio requirió, una recolección de información bibliográfica, una fase experimental, que incluía la caracterización de los materiales y especímenes, y las pruebas de fatiga. Con esto, se realizó el análisis de la variabilidad de los resultados; buscando encontrar factores de sensibilidad, tendencias en el comportamiento de las mezclas, así como ventajas y desventajas de los métodos. Se verificó que la variabilidad depende de diferentes factores, en mayor medida de las propiedades de la mezcla. También, se identificó que el ensayo más variable fue el de la viga a flexo-tracción en cuatro puntos y que la prueba semi-circular requirió el menor tiempo y esfuerzo comparado con las demás pruebas.

This research paper synthesizes the analysis of the variability associated with fatigue tests on three types of hot asphalt mixtures and produced in plants in Costa Rica. The tests studied were: overlay (Tex-248-F), semi-circular curve test (SCB, ASTM D8044-16) and the beam test subjected to 4 point bending (AASHTO T321-17).These tests present a lot of variability in the results, which causes the analysis of the results could be questioned. It should be considered that the fatigue analysis in asphalt mixtures for highways in Costa Rica is regulated by the General Specifications Manual for the Construction of Highways, Roads and Bridges of Costa Rica (CR-2010) of the Ministry of Public Works and Transport (MOPT, by its acronym in Spanish), and that it is based on the Superpave methodology and the AASHTO T 321 test. Therefore, the work was developed to generate inputs to evaluate different tests and their applicability in the design and construction processes of Costa Rica highways. This could allow redefining national specifications on this topic, in the future.The study required a collection of bibliographic information, an experimental phase, which included the characterization of the materials and specimens, and fatigue tests. Then, the analysis of the variability of the results was carried out, looking forward to sensitivity factors, trends in the behavior of mixtures, as well as advantages and disadvantages of the methods.It was verified that the variability depends on different factors to a greater extent on the properties of the mixture. Finally, it was identified that the most variable test was the four-point bending-traction beam test and the semi-circular test required the least time and effort compared to the other tests.