ES2355335A1 - Procedimiento de ensayo para evaluar la resistencia a la fisuración y la energía de fractura de mezclas bituminosas. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para determinar la resistencia a la fisuración y la energía de fractura de mezclas bituminosas mediante un ensayo de tracción directa. El ensayo se realiza sobre probetas semicilíndricas provenientes del serrado de probetas o testigos cilíndricos por un plano paralelo a su generatriz y que pasa por su eje de revolución. En ese plano se realiza mediante serrado una pequeña entalladura paralela a su generatriz y perpendicular al mismo, en su zona central, con objeto de inducir la rotura de la probeta. Sobre este plano se fijarán, mediante adhesivo, unas bases metálicas, que mediante unos soportes se fijarán a los pistones de una prensa, de forma que sobre la probeta pueda aplicarse un esfuerzo a tracción. El ensayo se realiza aplicando una carga de tracción a velocidad de desplazamiento del pistón de la prensa constante, registrando la variación de la carga con el desplazamiento provocado.
Description
Procedimiento de ensayo para evaluar la
resistencia a la fisuración y la energía de fractura de mezclas
bituminosas.
La presente tecnología se engloba dentro de la
ingeniería de carreteras, concretamente dentro del ámbito de la
caracterización mecánica de mezclas bituminosas para su empleo en la
construcción de firmes de carreteras.
Los ensayos empleados en la ingeniería de
carreteras para el diseño de mezclas bituminosas están básicamente
enfocados a la determinación de su estabilidad, propiedad que
determina la resistencia de las mezclas a las deformaciones
plásticas.
Durante muchos años éste ha sido el principal
problema que presentaban las mezclas bituminosas para su empleo en
carreteras. Pero en realidad, existen otros factores que también
deben considerarse como, por ejemplo, la resistencia de las mezclas
a la fisuración, especialmente a medias y bajas temperaturas,
propiedades directamente relacionadas con la durabilidad no sólo de
estos materiales, sino también con la del firme del cual forman
parte.
Es por ello que se ha desarrollado un nuevo
procedimiento de ensayo que permite valorar la resistencia a la
fisuración y la energía de fractura de las mezclas bituminosas,
mediante un ensayo de tracción directa sobre probetas
semicilíndricas, aplicado a velocidad de desplazamiento
constante.
El objeto de la presente invención es el
procedimiento desarrollado para la determinación de la resistencia a
la fisuración y la energía de fractura de las mezclas bituminosas,
mediante un ensayo de tracción directa, realizado sobre probetas
semicilíndricas, en las que se ha generado una pequeña entalladura
sobre la sección media de su cara rectangular, y sobre la que se
adhieren dos bases metálicas que permiten transmitir ta carga
aplicada a la sección de rotura. La carga a tracción se aplicará con
una velocidad de desplazamiento del pistón de la prensa
constante.
Las probetas semicilíndricas pueden obtenerse a
partir de probetas cilíndricas fabricadas en laboratorio con los
equipos de compactación habitualmente empleados, serrándolas por un
plano paralelo a su generatriz que pasa por su eje de revolución (de
forma que de cada probeta cilíndrica se obtendrán dos probetas
semicilíndricas simétricas), o pueden obtenerse, también por
serrado, a partir de testigos cilíndricos extraídos directamente de
la capa ejecutada en el firme. Las probetas o testigos cilíndricos
habitualmente utilizados son de 100 ó 150 mm de diámetro. Su altura
deberá ser menor o igual que el ancho de las bases metálicas que se
adherirán a las probetas para la realización del ensayo.
En ambos casos, a la probeta semicilíndrica a
ensayar se le practicará por serrado una pequeña entalladura en la
sección media del plano generado por el corte de la probeta o
testigo cilíndrico, coincidiendo con su eje de revolución, con
objeto de inducir la rotura sobre una sección radial perpendicular
al plano rectangular. En la figura 1 se representa una probeta
semicilíndrica entallada.
Sobre el plano rectangular generado por el corte
y a ambos lados de la entalladura se fijarán, mediante adhesivo,
unas bases metálicas, de la forma especificada en la figura 2, que
mediante unos soportes se fijarán a los pistones de una prensa, de
forma que sobre la probeta pueda aplicarse un esfuerzo a tracción.
La forma de los soportes se recogen en la figura 3. Estos soportes
van cogidos rígidamente a la prensa mediante unos tornillos que
constituyen un empotramiento perfecto, impidiendo su giro o
desplazamiento, mientras que las bases metálicas adheridas a la
probeta van cogidas a estos soportes mediante un pasador, figura 4,
que permitirá su giro alrededor de éste a medida que se va
produciendo la apertura de la fisura durante la realización del
ensayo. En la figura 5 se representa de forma esquemática la probeta
semicilíndrica con las bases metálicas sujetas a los soportes por
medio de los pasadores, tal como se dispone en la prensa para
realizar el ensayo.
El ensayo se realiza aplicando una carga de
tracción a velocidad de desplazamiento del pistón de la prensa
constante, registrando la variación de la carga con el
desplazamiento provocado. Durante la aplicación de la carga se va
produciendo la apertura de la fisura inducida por la entalladura, al
mismo tiempo que las bases van girando alrededor de los pasadores,
de manera que se va produciendo la apertura de la fisura de forma
similar a cómo se produce en el firme, figuras 6a y 6b. La carga
puede aplicarse a distintas velocidades de desplazamiento, pero se
considera una velocidad de referencia de 1.0 mm/min. Análogamente,
el ensayo puede realizarse a diferentes temperaturas, aunque se
considera una temperatura de referencia de 20ºC; si la temperatura
es diferente de la temperatura ambiente, es recomendable disponer de
una prensa con una cámara termostatizada para mantener la
temperatura de ensayo.
Así mismo, se contempla la posibilidad de que
las probetas permanezcan sumergidas en un baño de agua, a
determinada temperatura durante un cierto intervalo de tiempo, antes
de ensayarlas a la temperatura deseada, con objeto de evaluar el
efecto de la acción del agua sobre las propiedades considera-
das.
das.
Durante el ensayo se registra la variación de
carga con el desplazamiento del pistón, figura 7. Este
desplazamiento coincide con la apertura de la fisura inducida sobre
la mezcla.
A partir de la carga máxima y el área de la
sección de rotura provocada sobre la probeta puede determinarse la
resistencia a tracción de la mezcla, y a partir del área de la curva
carga-desplazamiento puede obtenerse el trabajo de
rotura, y dividiendo el área de la curva por la sección de rotura,
la energía específica de fractura.
Figura 1. Perspectiva de la probeta
semicilíndrica entallada.
Figura 2. Una de las dos bases metálicas que se
adhieren a la probeta.
Figura 3. Soportes unidos rígidamente a los
pistones de la prensa.
Figura 4. Detalle del pasador que sujeta las
bases en los soportes.
Figura 5. Disposición de la probeta en la prensa
durante la realización del ensayo.
Figura 6a. Alzado de la probeta al inicio del
ensayo.
Figura 6b. Alzado de la probeta durante la
realización del ensayo.
Figura 7. Resultado del ensayo de tracción
directa a desplazamiento controlada. Mezcla S-20.
Temperatura 20ºC.
Se incluyen a modo de ejemplo los resultados
obtenidos en la aplicación del procedimiento de ensayo desarrollado
para la determinación de la resistencia a la fisuración de una
mezcla bituminosa tipo S-20, estudiando el efecto de
diferentes tipos de betún, a dos temperaturas diferentes, 5 y 20ºC,
figuras 8 y 9 respectivamente.
Figura 8. Resultados del ensayo de tracción
directa a desplazamiento controlado, a 20ºC. Mezcla
S-20. Efecto del tipo de betún.
Figura 9. Resultados del ensayo de tracción
directa a desplazamiento controlado, a 5ºC. Mezcla
S-20. Efecto del tipo de betún.
Claims (1)
1. Procedimiento para determinar la resistencia
a la fisuración y la energía de fractura de las mezclas bituminosas,
a partir de un ensayo de tracción directa, realizado sobre probetas
semicilíndricas, que comprende las siguientes etapas:
- -
- obtención de una probeta semicilíndrica mediante serrado de probetas cilíndricas fabricadas en laboratorio de acuerdo a procedimientos de compactación normalizados o de testigos cilíndricos extraídos de la capa de mezcla extendida y compactada en el firme, por un plano paralelo a la generatriz que pasa por su eje de revolución
- -
- realización por serrado de una pequeña entalladura en la sección media de la cara rectangular de la probeta generada por el corte
- -
- fijación mediante adhesivo de unas bases metálicas en el plano rectangular de la probeta y a ambos lados de la entalladura, que permitirán colocar la probeta en los soportes de los pistones de la prensa para la realización del ensa- yo
- -
- colocación de la probeta en los soportes situados en cada uno de los pistones de la prensa, mediante un pasador, de forma que sobre ésta pueda aplicarse una carga a tracción e inducir la fisura de la probeta de forma similar a cómo se produce en el firme
- -
- aplicación de una carga a tracción a velocidad de desplazamiento del pistón constante, que puede realizarse a diferentes temperaturas de ensayo
- -
- obtención del registro de carga y desplazamiento a partir del que podrá obtenerse la resistencia a la fisuración y la energía de fractura de la mezcla bituminosa considerada.
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|---|---|---|---|
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| ES2355335B1 ES2355335B1 (es) | 2012-02-09 |
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|---|---|
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-
2008
- 2008-07-22 ES ES200802250A patent/ES2355335B1/es active Active
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Also Published As
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|---|---|
| ES2355335B1 (es) | 2012-02-09 |
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Legal Events
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