Efecto del cloruro sódico en las propiedades mecánicas, módulos, ciclos hielo-deshielo y durabilidad de las mezclas bituminosas

Abstract

RESUMEN : Esta Tesis Doctoral es un compendio de tres artículos que presentan la influencia que tiene la sal (NaCl) en las mezclas bituminosas. Para ello se evalúan distintos tipos de mezcla bituminosa (AC-16 Surf D y PA-16) que se disponen comúnmente en capas de rodadura de carreteras que pueden estar influenciadas por la sal; tres tipos de afección de la sal a la mezcla y tres interacciones de la temperatura con la mezcla. El primer artículo tuvo como objetivo conocer la variación de las propiedades mecánicas tales como, la adhesividad árido-ligante, la resistencia mecánica, el ravelling y las deformaciones plásticas. Para llevarlo a cabo, se evaluaron tres tipos de mezcla bituminosa: una mezcla cerrada con un betún convencional y dos mezclas porosas, una con betún convencional y otra con un betún modificado. El efecto de la sal fue analizado de tres maneras distintas: sumergiendo probetas de mezcla bituminosa en agua con diferentes concentraciones de sal, añadiendo sal a la mezcla como si se tratase de árido y sumergiendo el árido en agua con diversas concentraciones de sal antes de fabricar la mezcla bituminosa con ello. El comportamiento mecánico de la mezcla fue analizado mediante los ensayos de resistencia a la tracción indirecta (ITS), sensibilidad al agua (ITSR), ensayo de rodadura y ensayo cántabro. (DOI: 10.1016/j.coldregions.2019.05.002) Debido a que las mezclas bituminosas tienen un comportamiento viscoelasticoplástico, conocer estas propiedades es importante. El segundo artículo definió estas propiedades de la mezcla bituminosa cuando se ve afectada por los tres mismos métodos de influencia de la sal a través de los valores del módulo resiliente, el módulo dinámico y la fatiga. (DOI: 10.3390/ma13092126) Una de las principales aplicaciones que tiene la sal en ingeniería civil es su uso como agente de deshielo en zonas con bajas temperaturas. Por otra parte el agua salada puede dañar las carreteras en zonas costeras y portuarias. El tercer artículo determinó el comportamiento de una mezcla bituminosa cerrada cuando está sometida a ciclos de hielo-deshielo y a cambios de temperatura extendidos a lo largo del tiempo. Estas interacciones térmicas se realizaron para probetas secas, sumergidas en agua destilada y sumergidas en agua salada (NaCl). El comportamiento de la mezcla bituminosa fue determinado a través de los ensayos ITS, ITSR, ensayo de pista, módulo dinámico y fatiga. (DOI: 10.3390/app10041241)

ABSTRACT: This doctoral thesis is a compilation of three articles focusing on the influence of salt (NaCl) on bituminous mixtures. In order to achieve this, different types of mixtures (AC-16 Surf D and PA-16), which are frequently used on surface pavements that can be influenced by salt, were evaluated; three salt treatments and three temperature interactions with the bituminous mixtures. The target of the first article was to find out the variation in the mechanical properties of mixtures such as aggregate-binder adhesiveness, mechanical strength, ravelling and plastic deformation. To do this, three types of bituminous mixtures were evaluated: a hot mix asphalt with conventional bitumen; and two porous mixtures, one manufactured with conventional binder and another with modified binder. The effect of the salt was analysed using three different methods: immersing the mixture in water with different concentrations of salt; adding salt as aggregate into the mixture; and submerging the aggregate in water with a certain concentration of salt, drying it and then manufacturing the bituminous mixture with it. The mechanical performance of the mixture was determined by the Indirect Tensile Strength Test (ITS), Water Sensibility Test (ITSR), Wheel Tracking Test and Cantabro Loss Particle Test. (DOI: 10.1016/j.coldregions.2019.05.002) Due to the bituminous mixtures having viscoelasticplastic behavior, to know these properties plays a decisive role in characterizing these materials. The purpose of the second article was to discover these properties through the results of the Resilient Modulus Test, Dynamic Modulus Test and Fatigue Life Test when bituminous mixtures were influenced by the same three interactions of salt. (DOI: 10.3390/ma13092126) One of the main applications of salt in civil engineering is its use as a de-icing agent on roads in cold regions. Moreover, salt water can damage roads in coastal and port locations. The target of the third article was to find out the behavior of an asphalt concrete when it was subjected to temperature changes and freeze-thaw cycles. These temperature interactions were carried out for dry specimens, specimens submerged in distilled water and specimens submerged in salt water (NaCl). The behavior of the mixture was determined by the ITS, ITSR, Wheel Tracking Test, Dynamic Modulus Test and Fatigue Life Test. (DOI: 10.3390/app10041241)