Computational evaluation of asphalt mixtures with encapsulated rejuvenators (2021)
La autorreparación de mezclas asfálticas mediante rejuvenecedores encapsulados es una técnica novedosa que permite el sellado autónomo de grietas mediante la liberación de agentes rejuvenecedores contenidos en cápsulas. Sin embargo, para que esta técnica sea efectiva es necesario asegurar que: i) la adición de cápsulas a la mezcla no comprometa su desempeño mecánico, y ii) que un número mínimo de cápsulas podrá alcanzar la activación (es decir, la potencial ruptura de la cápsula para liberar el agente rejuvenecedor) con el fin de iniciar el proceso de autorreparación de manera eficiente. Esta tesis evalúa la respuesta mecánica de mezclas asfálticas autorreparables con rejuvenecedores encapsulados utilizando mecánica computacional a través de Elementos Finitos (EF). Los modelos, que consisten en microestructuras aleatorias capaces de capturar la heterogeneidad del material, permitieron analizar el impacto de la adición de cápsulas de diferente tamaño y cantidad, y calcular el número de cápsulas con potencial de activación. El estudio permitió concluir que la adición de cápsulas no impacta el módulo dinámico axial de las mezclas asfálticas autorreparables. Asimismo, los resultados mostraron que la proporción de cápsulas con potencial de activación en relación con el número total de cápsulas agregadas a la mezcla es alta y que existe un impacto menor de la heterogeneidad de las microestructuras, lo cual se observa en valores bajos del coeficiente de variabilidad de los parámetros evaluados. Con base en los resultados, se recomienda usar cápsulas de 1.5 mm de diámetro y 1.00 por peso total de la mezcla para la fabricación de mezclas asfálticas autorreparables, ya que garantizan un buen desempeño mecánico y un alto número de cápsulas con potencial de activación.