Effects of environmental aging and ultra violet radiation on asphalt mixture dynamic modulus, permanent deformation and fatigue life



Título del documento: Effects of environmental aging and ultra violet radiation on asphalt mixture dynamic modulus, permanent deformation and fatigue life
Revista: Revista Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000396898
ISSN: 0120-6230
Autors: 1
2
2
2
1
2
Institucions: 1Universidad Distrital "Francisco José de Caldas", Grupo de Estudios en Pavimentos y Materiales Sostenibles, Bogotá. Colombia
2Pontificia Universidad Javeriana, Facultad de Ingeniería, Bogotá. Colombia
Any:
Període: Sep
Número: 80
Paginació: 89-96
País: Colombia
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Aplicado, descriptivo
Resumen en español El envejecimiento produce cambios en las propiedades de las mezclas asfálticas como debilitar la adhesión asfalto - agregado y el incremento de la rigidez y la viscosidad del asfalto. Adicionalmente, esos cambios afectan la durabilidad del pavimento asfáltico. El objetivo de este estudio es evaluar el comportamiento de las mezclas asfálticas bajo diferentes condiciones de envejecimiento comparando muestras sometidas a envejecimiento en cámara de radiación UV y otras extraídas de vías en terreno. Las mezclas de laboratorio se fabricaron con material granular de una fuente y un cemento asfaltico. Cuatro grupos de mezclas se analizaron: No envejecidas, envejecidas en laboratorio mediante UV y Vaso de envejecimiento presión y envejecidas en campo. Para el tratamiento de envejecimiento por radiación ultravioleta, se diseñó una cámara y las muestras se trataron en periodos de 100, 200 y 500 horas. Se extrajeron muestras de pavimentos en servicio de edades entre 1,5 y 11 años después de la construcción. El comportamiento mecánico se evaluó mediante ensayos de modulo dinámico, deformación permanente y fatiga trapezoidal. Lo resultados mostraron que el envejecimiento incrementa la rigidez del material hasta dos veces con respecto al material sin envejecer. La deformación permanente muestra un mejor desempeño en las muestras envejecidas que en aquella sin exposición al envejecimiento. Por otro lado, el envejecimiento afecta de manera negativa la vida de fatiga dado que se presentan cambios significativos en la pendiente de la ley de fatiga. El envejecimiento acelerado mediante la cámara de radiación ultravioleta simuló hasta un año y medio de vida a fatiga y hasta once años en la deformación permanente
Resumen en inglés The aging process causes changes in the properties of asphalt mixtures, such as weak adhesion of mineral aggregates to the asphalt and increase of asphalt’s rigidity and viscosity, which in turn directly affect the durability of asphalt pavement. This study aims to evaluate the behavior of asphalt mixtures at different aging stages through the comparison of samples treated under ultraviolet radiation and samples extracted from the field. Laboratory mixtures were prepared from one aggregate source and one asphalt cement. Four types of asphalt mixtures were analyzed: un-aged, laboratory-aged - UV and Pressure Aging Vessel, and field-aged. For laboratory accelerated aging a UV radiation chamber was designed and samples were exposed to 100, 200 and 500-hour treatment periods. Samples aged in the field were obtained from in-service pavements of 1.5 to 11 years after construction. Mechanical behavior was evaluated through dynamic modulus, rutting and trapezoidal fatigue. Results showed that when aging time increases all samples undergone significant increases in dynamic moduli up to two times of unaged mixtures. Permanent deformation exhibited better resistance in aged mixtures than the unaged ones. On the other side, aging affected negatively fatigue life due to significant changes in the slope of fatigue law. Accelerated aging by UV chamber simulated up to 1.5 years in fatigue life and 11 years in permanent deformation performance
Disciplines Ingeniería
Paraules clau: Ingeniería civil,
Materiales de construcción,
Mezclas asfálticas,
Envejecimiento,
Rigidez,
Viscosidad
Keyword: Engineering,
Civil engineering,
Construction materials,
Asphaltic mixtures,
Aging,
Stiffness,
Viscosity
Text complet: Texto completo (Ver HTML)