Multiscale study of the influence of the volumetric properties and loading conditions on the fracture properties of hma materials
El agrietamiento en mezclas asfálticas es probablemente el deterioro más retador de predecir y controlar en campo, siendo considerado como una de las causas principales de la baja durabilidad de las estructuras de pavimento. Varios esfuerzos experimentales y computacionales se han llevado a cabo con...
- Autores:
-
Espinosa Hermida, Laura Maria
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad de los Andes
- Repositorio:
- Séneca: repositorio Uniandes
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/62449
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/1992/62449
- Palabra clave:
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Cabrera, Miguel Caidedo, Bernardo Estrada, Nicolás |
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El agrietamiento en mezclas asfálticas es probablemente el deterioro más retador de predecir y controlar en campo, siendo considerado como una de las causas principales de la baja durabilidad de las estructuras de pavimento. Varios esfuerzos experimentales y computacionales se han llevado a cabo con el fin de mejorar y optimizar los metodos de diseño de los pavimentos asfálticos, buscando incrementar la vida útil de este tipo de estructuras al disminuir su susceptibilidad a la fractura. Sin embargo, las mezclas asfálticas en campo dificilmente alcanzan los valores de porcentaje de vacíos para los cuales fueron diseñadas y además están sometidas a un amplio rango de velocidades de tráfico; condiciones que generan un incremento significativo de su susceptibilidad al agrietamiento. Por esta razón, y para entender el nivel de sensibilidad de la respuesta a la fractura de las mezclas asfálticas, se desarrolla un análisis multiescalar con seis diferentes mezclas, finas y densas. Mezclas que se someten al ensayo de tension semi-circular (SCB) a temperatura ambiente (24±1 °C), bajo diferentes porcentajes de vacíos (4%, 7% and 10%) y velocidades de carga (0.05, 0.1, 0.5, 5, 10, 25, 50 mm/min). A partir del análisis de diferentes parámetros de fractura y de la superficie fracturada obtenida de los ensayos SCB, se evidenció la dependencia estadistica existente entre el porcentaje de vacíos de la mezcla y velocidades de carga con el comportamiento de la carga última, la rigidez y la energía de fractura del material. Resultados que concuerdan con trabajos de otros autores en los que se resalta la importancia de considerar el porcentaje de vacíos y velocidad de carga como factores en el diseño de pavimentos actual. |
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Varios esfuerzos experimentales y computacionales se han llevado a cabo con el fin de mejorar y optimizar los metodos de diseño de los pavimentos asfálticos, buscando incrementar la vida útil de este tipo de estructuras al disminuir su susceptibilidad a la fractura. Sin embargo, las mezclas asfálticas en campo dificilmente alcanzan los valores de porcentaje de vacíos para los cuales fueron diseñadas y además están sometidas a un amplio rango de velocidades de tráfico; condiciones que generan un incremento significativo de su susceptibilidad al agrietamiento. Por esta razón, y para entender el nivel de sensibilidad de la respuesta a la fractura de las mezclas asfálticas, se desarrolla un análisis multiescalar con seis diferentes mezclas, finas y densas. Mezclas que se someten al ensayo de tension semi-circular (SCB) a temperatura ambiente (24±1 °C), bajo diferentes porcentajes de vacíos (4%, 7% and 10%) y velocidades de carga (0.05, 0.1, 0.5, 5, 10, 25, 50 mm/min). A partir del análisis de diferentes parámetros de fractura y de la superficie fracturada obtenida de los ensayos SCB, se evidenció la dependencia estadistica existente entre el porcentaje de vacíos de la mezcla y velocidades de carga con el comportamiento de la carga última, la rigidez y la energía de fractura del material. Resultados que concuerdan con trabajos de otros autores en los que se resalta la importancia de considerar el porcentaje de vacíos y velocidad de carga como factores en el diseño de pavimentos actual.Cracking in Hot Mixture Asphalt (HMA) is probably the most challenging issue to predict and control in the field. Consequently, cracking is considered one of the primary causes of low durability in pavement structures. Several experimental and numerical efforts have been conducted to improve and optimize pavement designs methods that aim at increasing pavement structures? service life by reducing the HMA susceptibility to cracking. However, during field construction HMA mixtures hardly meet the designed air void (AV) percentage and in service are subjected to a wide range of traffic speeds. These conditions could increase the susceptibility to cracking of HMA mixtures. For this reason, a comprehensive multiscale study is developed to understand the sensibility of the fracture response of HMA materials. For this analysis, 6 different fine and dense asphalt mixtures are subjected to Semi-Circular Bending (SCB) tests at an intermediate temperature (i.e. 24±1 °C), different AV content (i.e. $%, 7% and 10%) and loading rates (i.e. 0.05, 0.1, 0.5, 5, 10, 25, 50 mm/min). After analyzing different fracture response parameters and the fractured surface obtained from the SCB tests, the results show statistical dependence of the AV and loading rates in comparison with the behavior of the peak load, stiffness and fracture energy of the mixtures. These results are in good agreement with previous works which have highlighted the importance of considering the AV and loading rate factors in the current pavement design.Magíster en Ingeniería CivilMaestría32 hojasapplication/pdfspaUniversidad de los AndesMaestría en Ingeniería CivilFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Civil y AmbientalMultiscale study of the influence of the volumetric properties and loading conditions on the fracture properties of hma materialsTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMIngeniería201212036Publicationhttps://scholar.google.es/citations?user=t7RUs70AAAAJvirtual::5699-10000-0003-2726-3575virtual::5699-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000250490virtual::5699-1329a9b3d-09fa-4f21-a1cd-3173c3d38137virtual::5699-1329a9b3d-09fa-4f21-a1cd-3173c3d38137virtual::5699-1TEXT18974.pdf.txt18974.pdf.txtExtracted texttext/plain85606https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/068acf20-9c3d-40c1-8f3e-b38b1de0fba2/download6223aff7d47474af07e8b3443b5b64c3MD52ORIGINAL18974.pdf18974.pdfapplication/pdf26418919https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/1bc60c8b-a507-4b96-96fb-ae5b7d8e6ab6/download2065bd481c638dcec42a5875375adc48MD51THUMBNAIL18974.pdf.jpg18974.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg15011https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/32e2fc44-a687-47f5-90fa-b8e3e3d9f63a/download3af4ed33f30200a50691682f6c551cfdMD531992/62449oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/624492024-03-13 13:00:16.91https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfopen.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co |