Análisis comparativo de pavimentos utilizando mezclas densas y mezclas de granulometría discontinua tipo SMA con asfaltos convencionales y asfaltos modificados con caucho activado y reaccionado, empleando pruebas de desempeño y el programa Pav Analyzer

Abstract

There are test sections of asphalt mixtures with activated and reacted rubber-modified asphalt (RARX) in Mexico, but there are no extensive studies that prove the feasibility of use. To make the investment in this type of mixture viable, it must be substantiated that the increase in the cost of the mixture will be reflected in a longer lifespan. To confirm that RARX mixtures will have a longer lifespan, laboratory studies need to be conducted to prove the performance increase. In this study, performance tests were conducted on dense asphalt mixtures, which are the most used in Mexico due to their structural contribution, as well as on Stone Mastic Asphalt (SMA) mixtures. To carry out the analysis, performance was evaluated using the Hamburg Wheel-Tracking Test and the Moisture Induced Sensitivity Test. Asphalt binders PG 64-22, RARX-modified PG 64-22, and polymermodified PG 76-22 were used. For the successful implementation of a new technology, it is necessary to analyze the entire pavement structure. Therefore, a pavement analysis program was developed based on the Burmister theory. The Burmister theory enables accurate calculation of stress and strain distribution in a stratified medium. The program developed in this research is called "Pav Analyzer," which calculates equivalent axes at any depth using the UNAM method. It also provides a comprehensive pavement analysis, including vertical, radial, tangential, and shear stresses at the depth where fatigue and permanent deformation are calculated. This program also offers the ability to change the fatigue and permanent deformation laws. It also provides tools to obtain the dynamic modulus through correlations and to obtain the PG grade.

Existen tramos de prueba de mezclas asfálticas con asfalto modificado con caucho activado y reaccionado (RARX) en México, pero no existen estudios amplios que comprueben la factibilidad de uso. Para hacer viable la inversión en este tipo de mezclas se debe de sustentar que el aumento en el costo de la mezcla se verá reflejado en una vida útil más prolongada, para corroborar que las mezclas con RARX tendrán una vida útil mayor se tienen que hacer estudios de laboratorio que comprueben el aumento en el desempeño. En este estudió se realizaron pruebas de desempeño a mezclas asfálticas densas, la cual es la más utilizada en México por su aporte estructural y a mezclas SMA. Para la realización del análisis se evaluó el desempeño mediante la prueba de resistencia al daño inducido por humedad y rueda cargada de Hamburgo, utilizando asfalto PG 64-22, asfalto PG 64-22 modificado con RARX y asfalto modificado con polímero PG 76-22. Para poder implementar una nueva tecnología también se debe de analizar toda la estructura del pavimento. Por lo cual, se desarrolló un programa de análisis de pavimentos basado en la teoría de Burmister. La teoría de Burmister permite calcular la distribución de esfuerzos y deformaciones en un medio estratificado, con gran exactitud. El programa desarrollado en esta investigación recibe el nombre de "Pav Analyzer" el cual permite calcular los ejes equivalentes a cualquier profundidad, utilizando el método de la UNAM. Además, proporciona un análisis completo del pavimento, incluye esfuerzos verticales, radiales, tangenciales y cortantes a la profundidad a la que se haya determinado calcular fatiga y deformación permanente. Este programa, además brinda la posibilidad de cambiar le ley de fatiga y de deformación permanente. Igualmente ofrece herramientas para poder obtener el módulo dinámico a través de correlaciones y obtener el grado PG.