Estudio y diseño de mezclas bituminosas bajo parámetros reológicos de másticos bituminosos con materiales de desecho y subproductos industriales

Abstract

Esta tesis doctoral presenta un enfoque innovador para analizar mezclas bituminosas y mejorar la durabilidad de las infraestructuras viales. A través de un modelo reológico avanzado basado en cálculo fraccionario se predicen y mitigan las deformaciones permanentes, describiendo con precisión los fenómenos de fluencia y recuperación de los materiales. El modelo optimiza el estudio del comportamiento mecánico de áridos, másticos y ligantes bituminosos, detallando la transición entre los estados elástico y viscoso. El modelo ha sido validado mediante ensayos rigurosos, reduciendo las constantes reológicas sin perder precisión. Los resultados demuestran la capacidad del modelo para diferenciar la elasticidad de los áridos y la viscoelasticidad del ligante. Esta investigación sienta las bases para el diseño y desarrollo de materiales bituminosos avanzados y su aplicación en el diseño de carreteras más resistentes y sostenibles.

This doctoral thesis presents an innovative approach to the analysis of bituminous mixtures and the improvement of the durability of road infrastructures. Permanent deformations are predicted and mitigated through an advanced rheological model based on fractional calculus, accurately describing the creep and recovery phenomena of the materials. The model optimises the study of the mechanical behaviour of aggregates, mastics and bituminous binders, detailing the transition between the elastic and viscous states. The model has been validated by rigorous testing, reducing the rheological constants without losing accuracy. The results demonstrate the model's ability to differentiate between aggregate elasticity and binder viscoelasticity. This research lays the basis for the design and development of advanced bituminous materials and their application in the design of more durable and sustainable roads.