26 May Análisis de los mecanismo de fractura en pavimentos flexibles

Autores: J. F. Pérez-Landeros, Ma. Luz Pérez-Rea, Pedro Limón-Covarrubias, David Avalos Cueva

En la actualidad,  los tipos de deterioro más usuales en México en cuanto a los pavimentos son el desgranamiento, la deformación y el agrietamiento; este último es el más agresivo ya que está relacionado con la parte estructural de la carpeta asfáltica; dicha falla puede derivar en otras como lo son hundimientos, erosiones, entre otros.

Dentro de los principales usos que se le pueden dar a los asfaltos como aglutinantes, es la elaboración de carpetas asfálticas para la construcción de pavimentos flexibles. Los materiales empleados en la construcción de carpetas asfálticas son productos asfálticos y materiales pétreos, estos materiales deben ser seleccionados de manera correcta, puesto que serán sometidos a distintas condiciones tanto de tránsito como climatológicas.

El asfalto se encuentra constituido principalmente por asfaltenos, resinas y aceites; los cuales le proporciona características únicas como lo son la consistencia, la aglutinación y la ductilidad. Cabe mencionar que los materiales asfálticos se clasifican en dos grupos: cementos y emulsiones asfálticos.

Como se mencionó anteriormente, uno de los principales problemas es el agrietamiento por fatiga de las capas de mezcla asfáltica. Este fenómeno es producido principalmente por la repetición de las cargas producidas por el tráfico, las cuales van dando lugar a la progresiva fisuración y rotura de las capas de mezcla asfáltica de la estructura del pavimento. Ésta, además se caracteriza porque no genera estados de tensión que superen la resistencia máxima del material a la rotura por tracción en su fibra inferior, sino que se produce una micro-fisuración inicial y luego se genera el deterioro, el cual va progresando hasta que se produce el fallo.

ANÁLISIS DE LOS MECANISMOS DE FRACTURA

Con el pasar de los años, se han desarrollado nuevos procedimientos para la evaluación del comportamiento de fatiga en pavimentos. Uno de estos es el uso del Ensayo Fénix que, según Pérez et al. (2010), consiste en la aplicación de un esfuerzo de tracción a media probeta cilíndrica de mezcla asfáltica. Cuando se encuentra la probeta preparada con la fisura inducida, se fija a una placa de acero en las dos secciones de la cara plana, las cuales están separadas por una entalladura. Así mismo, son fijadas a los soportes de la prensa, lo que permite un movimiento de rotación con respecto a las fijaciones. 

Otro procedimiento es el Ensayo de Fatiga a flexotracción en el que Roque et al. (2002) caracteriza el comportamiento de las mezclas asfálticas sometidas a cargas cíclicas, en un ensayo de fatiga por flexión en tres puntos, utilizando probetas prismáticas. Con esto se encontraron dos parámetros críticos; el primero de ellos fue el colapso por compresión que está relacionado directamente con la deformación vertical; y segundo fue el fallo por tracción que es generado por las tensiones y deformaciones tangenciales; como producto de las cargas repetidas del tránsito.

El ensayo de Barcelona de Tracción Directa (BTD) junto con el sistema Superpave (Superior Performing Asphalt Pavement), propuesto por Marcozzi (2003), buscan determinar la resistencia a la tracción, la energía de rotura o tenacidad, el módulo de carga y la deformación rotura de las mezclas asfálticas.

Si desea leer el artículo completo, descargue la Edición 39 de El Caminero.