El fenómeno de envejecimiento en asfaltos y mezclas asfálticas. una revisión

Este artículo presenta una revisión bibliográfica del fenómeno de envejecimiento que experimentan los asfaltos y las mezclas asfálticas. El envejecimiento afecta el desempeño de los pavimentos flexibles y la magnitud de sus efectos se debe a la combinación de las características de los materiales (v...

Full description

Autores:
Fernández-Gómez, Wilmar Darío
Rondón Quintana, Hugo Alexander
Reyes-Lizcano, Fredy
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2013
Institución:
Universidad Nacional de Colombia
Repositorio:
Universidad Nacional de Colombia
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unal.edu.co:unal/72234
Acceso en línea:
https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/72234
http://bdigital.unal.edu.co/36707/
Palabra clave:
Asphalt aging
asphalt mixture aging
oxidation
volatilization
steric hardening
aging models
aging testing.
envejecimiento
asfaltos
mezcla asfáltica
oxidación
volatilización
endurecimiento estérico
modelos de enve-jecimiento
pruebas de envejecimiento acelerado.
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description Este artículo presenta una revisión bibliográfica del fenómeno de envejecimiento que experimentan los asfaltos y las mezclas asfálticas. El envejecimiento afecta el desempeño de los pavimentos flexibles y la magnitud de sus efectos se debe a la combinación de las características de los materiales (variables intrínsecas) y los efectos ambientales (variables extrínsecas) que actúan sobre ellos. Las variables intrínsecas incluyen las propiedades del asfalto y los agregados, el contenido de asfalto en la mezcla, el espesor de la película de asfalto y el contenido de vacíos. Las variables extrínsecas corresponden a dos momentos de la mezcla asfáltica; el primero, conocido como envejecimiento a corto plazo, se asocia al proceso de producción y colocación de la mezcla, y el segundo, conocido como envejecimiento a largo plazo, se asocia a la exposición a condiciones ambientales en el campo durante el tiempo de servicio. El proceso de envejecimiento ocurre por medio de tres mecanismos: volatilización, oxidación y endurecimiento estérico. Para simular el fenómeno en el laboratorio, se llevaron a cabo pruebas de envejecimiento acelerado mediante temperatura, presión y fotodegradación y a partir de ellas se crearon modelos empíricos y semiempíricos. Como resultado de esas pruebas, se ha observado el incremento en el módulo complejo y la reducción del ángulo de fase de los asfaltos. En el caso de las mezclas, se aprecia que la rigidez también se incrementa y las mezclas tienden a ser frágiles, por lo que la vida de fatiga se reduce. Los cambios químicos se manifiestan en la formación y aumento en el tiempo de grupos funcionales de carbonilo y sulfóxido. Finalmente, algunos modelos utilizados para predecir el envejecimiento se discuten. Todo lo anterior permite afirmar que la investigación del fenómeno de envejecimiento es una importante tarea de la ingeniería de pavimentos.
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Las variables intrínsecas incluyen las propiedades del asfalto y los agregados, el contenido de asfalto en la mezcla, el espesor de la película de asfalto y el contenido de vacíos. Las variables extrínsecas corresponden a dos momentos de la mezcla asfáltica; el primero, conocido como envejecimiento a corto plazo, se asocia al proceso de producción y colocación de la mezcla, y el segundo, conocido como envejecimiento a largo plazo, se asocia a la exposición a condiciones ambientales en el campo durante el tiempo de servicio. El proceso de envejecimiento ocurre por medio de tres mecanismos: volatilización, oxidación y endurecimiento estérico. Para simular el fenómeno en el laboratorio, se llevaron a cabo pruebas de envejecimiento acelerado mediante temperatura, presión y fotodegradación y a partir de ellas se crearon modelos empíricos y semiempíricos. Como resultado de esas pruebas, se ha observado el incremento en el módulo complejo y la reducción del ángulo de fase de los asfaltos. En el caso de las mezclas, se aprecia que la rigidez también se incrementa y las mezclas tienden a ser frágiles, por lo que la vida de fatiga se reduce. Los cambios químicos se manifiestan en la formación y aumento en el tiempo de grupos funcionales de carbonilo y sulfóxido. Finalmente, algunos modelos utilizados para predecir el envejecimiento se discuten. Todo lo anterior permite afirmar que la investigación del fenómeno de envejecimiento es una importante tarea de la ingeniería de pavimentos.This paper presents an extensive review of the pertinent literature regarding asphalt and asphalt mixture Aging. Aging affects flexible pavement performance and is produced by intrinsic and extrinsic variables as well as exposure time. Intrinsic variables include asphalt and aggregate properties, a mixture’s asphalt content, binder film thickness and air void content; extrinsic variables are associated with production (short-term aging) and exposure to environmental field conditions (long-term aging). Taken together, both variables demonstrate that aging results from three distinct mechanisms: volatilisation, oxidation and steric hardening. Temperature, pressure and photo degradation treatments are used to simulate aging in the laboratory and empirical and semi-empirical models are created to represent and study aging. Aging increases asphalt complex modulus and decreases the phase angle. Mixtures become stiffer while fatigue life becomes reduced. Carbonyl and sulfoxide group formation in asphalt are often studied as such chemical changes show oxidation in aged asphalts. The prevailing models used to predict asphalt aging are discussed, though more comprehensive research into asphalt aging is still needed.application/pdfspaUniversidad Nacional de Colombia - Facultad de Ingenieríahttp://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/37659Universidad Nacional de Colombia Revistas electrónicas UN Ingeniería e InvestigaciónIngeniería e InvestigaciónIngeniería e Investigación; Vol. 33, núm. 1 (2013); 5-12 Ingeniería e Investigación; Vol. 33, núm. 1 (2013); 5-12 2248-8723 0120-5609Fernández-Gómez, Wilmar Darío and Rondón Quintana, Hugo Alexander and Reyes-Lizcano, Fredy (2013) El fenómeno de envejecimiento en asfaltos y mezclas asfálticas. una revisión. Ingeniería e Investigación; Vol. 33, núm. 1 (2013); 5-12 Ingeniería e Investigación; Vol. 33, núm. 1 (2013); 5-12 2248-8723 0120-5609 .El fenómeno de envejecimiento en asfaltos y mezclas asfálticas. una revisiónArtículo de revistainfo:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTAsphalt agingasphalt mixture agingoxidationvolatilizationsteric hardeningaging modelsaging testing.envejecimientoasfaltosmezcla asfálticaoxidaciónvolatilizaciónendurecimiento estéricomodelos de enve-jecimientopruebas de envejecimiento acelerado.ORIGINAL37659-178276-1-PB.htmltext/html49947https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/72234/1/37659-178276-1-PB.html796192421a1545ac2ef5e1918ca6fb24MD5137659-166865-2-PB.pdfapplication/pdf370303https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/72234/2/37659-166865-2-PB.pdf0ae2183d481e2ca595ac3163bd37d1b3MD52THUMBNAIL37659-166865-2-PB.pdf.jpg37659-166865-2-PB.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg8700https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/72234/3/37659-166865-2-PB.pdf.jpg980d032812c6083379ac5893b3ef8605MD53unal/72234oai:repositorio.unal.edu.co:unal/722342023-06-22 23:04:02.123Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombiarepositorio_nal@unal.edu.co