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Blast furnace slags (BFS) have interesting physical properties and chemical compositions for the production of mastics in asphalt mixtures. However, most of the studies conducted on this ma...

This article shows the evaluation of the influence of two polymer wastes (crumb rubber – GCR and low density polyethylene – LDPE), a natural bitumen (Gilsonite - G) and a chemical component (Husil) about the physical, rheological and thermal properties of an asphalt cement (AC 60/70 penetration grade). Over a control asphalt and the modified asphalts were performed: penetration, softening point, ductility, ignition point, rheology (using a dynamic cut rheometer – DSR), Multi Stress Creep and Recovery (MSCR), linear amplitude sweep (LAS), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) tests. The results show that fourth additives increase the stiffness and rutting resistance of the asphalts. Additionally, it reports an increase in fatigue cracking resistance when asphalt cement is modified with GCR, G and Husil. The additives give thermal stability to the asphalt cement, providing less mass loss (linked mostly to a less oxidation). El presente artículo presenta los resultados de un estudio ejecutado para evaluar la influencia de dos desechos poliméricos (grano de caucho reciclado de llanta - GCR y polietileno de baja densidad - PEBD), un bitumen natural (Gilsonita) y un componente químico (Husil) sobre las propiedades físicas, reológicas y térmicas de un cemento asfaltico 60/70. Para tal fin, fueron ejecutados sobre el asfalto de control y los modificados, ensayos de penetración, punto de ablandamiento, ductilidad, punto de ignición, reología (empleando un reómetro dinámico de corte - DSR), Creep repetitivo Multi-Esfuerzo (MSCR), Barrido de amplitud lineal (LAS), calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis termogravimetrico (TGA). Como conclusión general se reporta, que los cuatro aditivos aumentan la rigidez y la resistencia a las deformaciones permanentes del asfalto convencional. Asimismo, se reporta un aumento en la resistencia a fatiga del asfalto cuando éste es modificado con GCR, G y Husil. Los aditivos confieren estabilidad térmica al asfalto, proporcionándole menor pérdida de masa (asociada principalmente a una menor oxidación) y transiciones vítreas más favorables.

In general terms, warm mix asphalt (WMA) technology presents a wide potential for successful use in road works construction projects. However, concerns remain regarding the durability and behavior of WMA mixtures in the long term, which need to be addressed. This review focuses on the technical, economic and environmental advantages and disadvantages. The review concludes that the main advantage, at the moment, of this technology concerns the environment. At the end of this work, the authors include certain recommendations for future works to continue strengthening the development of WMA technology. En términos generales, la tecnología de mezcla asfáltica tibias (WMA por sus siglas en inglés) presenta un gran potencial para ser usa-da con éxito en proyectos de obras de construcción de obras viales. Sin embargo, aún existe preocupación en temas concernientes a la durabilidad y al comportamiento a largo de plazo de esta tecnología. Con base en una revisión bibliográfica, el artículo presenta los aspectos más importantes concernientes a la tecnología WMA. Se reportan las ventajas y desventajas técnicas, económicas y ambientales de utilizar esta tecnología reciente. Al final del documento los autores exponen algunas recomendaciones como apoyo para continuar fortaleciendo el desarrollo de la tecnología WMA.

Resumen En los últimos años ha crecido significativamente la construcción en la ciudad de Barranquilla, lo cual ha generado que los Residuos de Construcción y Demolición (RCD) se hayan convertido en un problema ambiental, puesto que debido a su cantidad y disposición inadecuada, se han configurado en focos de contaminación de suelos y aguas superficiales. Este problema no es solo local, sino mundial, por lo que diferentes países han tomado medidas para una adecuada gestión integral de los residuos generados en obra. Algunos de los ejemplos de esta adecuada gestión son: reincorporación de RCD en procesos constructivos, reúso o aprovechamiento de RCD como materias primas, procesamiento de RCD para ser convertidos en agregados minerales para concretos y asfaltos o aprovechamiento de RCD como llenantes minerales. Por eso, en este artículo se presentan los resultados de un estudio realizado a 75 obras localizadas en las diferentes zonas de la ciudad de Barranquilla, en donde se realizaron encuestas en temas de manejo, tratamiento y disposición final, al tiempo que se indagó sobre el conocimiento de la legislación local para el manejo de los RCD. A partir de los resultados obtenidos, se identificó que las prácticas de gestión de RCD que actualmente el gremio de la construcción está llevando a cabo no son las adecuadas y como solución se plantea una propuesta de mejora para el modelo de gestión (involucrando aprovechamiento y transformación) con el propósito de que sea implementado en la ciudad en los siguientes años. Abstract In recent years, there has been a significant increase in construction projects in the city of Barranquilla, leading to contamination in soils and water sources due to the inadequate generation and disposal of Construction and Demolition Waste (CDW). It is clear that this is not a local problem alone but that it involves trends present at a global level, which have led several countries to design measures for an adequate management of waste generated on building sites. Some examples of this adequate management are: reincorporation of CDW in construction processes, reuse or use of CDW as raw materials, processing of CDW to be converted into mineral aggregates for concrete and asphalt and the use of CDW as mineral fillers. In this work we present results of a study carried out in 75 construction sites located at different areas of the city of Barranquilla. We have carried out a detailed survey to assess the management, treatment and final disposal procedures, thus leading to a clear identification of relevant issues to deal with in this field, as well as improvements in the knowledge in the local legislation for the management of CDW. Based on the results obtained here, we have identified that the CDW management practices that the construction guild is currently carrying out are not adequate to solve these problems and that a more practical and long term solution needs to include a proposal to improve the management model (involving use and transformation) and its posterior implementation in the city of Barranquilla.

Two grades of paving asphalt, AC 80-100 and AC 60-70, were studied to determine changes in their physical and chemical properties caused by exposure to water. This experimental study’s primary hypothesis is that the interaction between the water oxygen molecules and asphalt, known as oxidation, changes the asphalt properties, resulting in increased damage from mechanisms such as humidity and aging for mixtures in service. The chemical responses of both asphalts were measured, and the flow activation energy concept was used to understand the resulting changes in the physical and rheological properties after immersion in distilled water for one year.

Environmental exposure affects asphalt mixture performance. Using a Dynamic Shear Rheometer (DSR), we determined there was a correlation between the environmental aging of Colombian asphalt binders AC-20 and AC-30 and changes in their rheological properties. We aged asphalts using the Rolling Thin Film Oven (RTFO) test and the Pressure Aging Vessel (PAV), as well as an ultraviolet (UV) chamber designed especially for this project. This aging chamber generates UV radiation with radiation-condensation periods up to 500 h. Physical properties were evaluated by penetration, ductility and softening point tests. Chemical evaluation was made through Fourier Transform Infra-Red (FTIR) Spectroscopy as a complement to Corbett SARA fractions. We then compared the physical, chemical and rheological aspects of the original and aged asphalt binders. On one hand, short-term aged asphalt binders showed a recuperation in ductility and |G∗| due to an increase in resin fractions. On the other hand, long-term aging produced by the PAV was similar to that of the RTFO treatment with an additional 500 h of UV radiation. We carried out the dynamic evaluation of asphalts with Multiple Stress Creep Recovery (MSCR) tests. Taken together, these results show that AC-20 and AC-30 age differently based on their respective SARA fractions content: AC-30 displays higher levels of strain than AC-20 because of its increased levels of solid fractions. We found that RTFO treatment produced similar results in the asphalt binders after 100 h of UV radiation. Additionally, chemical testing demonstrates that during short-term aging, saturates and naphthene aromatics convert into resins—the result of oxidation—until productions of these resins stops. Then, during the long-term resins are converted into asphaltenes.

La puesta en marcha del Sistema Integrado de Transporte Público (SITP) en Bogotá D.C., requerirá revisar los actuales procedimientos de diseño y mantenimiento de las estructuras de pavimento en los principales corredores por los que transitarán las rutas de transporte público. Se espera que con el SITP los conductores de los buses adopten una postura más apropiada en el tránsito: uso más intensivo del primer carril —costado derecho— y el uso de paraderos obligatorios. Estas tendencias junto con la novedad de una menor flota vehicular y mayor ocupación generarán efectos negativos sobre las estructuras de pavimento, reflejando la necesidad de incrementar las dimensiones o espesores de dichas estructuras, realizar mantenimiento más frecuente o rehabilitación anticipada. Los aspectos reportados en el presente estudio servirán para que los organismos distritales correspondientes los tengan presente en el diseño, construcción y mantenimiento de las vías bogotanas.

Actualmente, en América Latina las vías están experimentando un incremento en el nivel de congestionamiento vehicular en sus vías principales, y con ello una consecuente baja velocidad de marcha. En el artículo se presentan los resultados de una fase experimental desarrollada con el fin de evidenciar el cambio que experimentan las propiedades mecánicas bajo carga repetida de una mezcla densa en caliente tipo MDC-2 cuando se disminuye la velocidad de circulación vehicular. El caso de estudio que se reporta es para mezclas que se fabrican y construyen en Bogotá D.C., Colombia. Como conclusión general se obtiene que al reducir los vehículos la velocidad de circulación sobre una vía en servicio, la mezcla de concreto asfáltico disminuye su rigidez y la resistencia a fatiga. Por ejemplo, disminuir la velocidad de 60 km/h a 30 km/h genera una disminución aproximada de 15,6% en la rigidez de la mezcla analizada y 39,7% en su vida a fatiga.Due to increased congestion on its main routes, the cities of Latin American, have been experiencing a reduction in traffic speed. This article presents the results of research conducted to establish the changes of the mechanical properties under repeated loads that occur in a MDC-2 hot mix asphalt (HMA) when the vehicular speed decreases. The studies were carried out using asphalt mixtures produced in the city of Bogotá, Colombia. As a general conclusion, it has been found that by reducing the speed of traffic, the asphalt concrete mixture reduces its stiffness and resistance to fatigue. For example, a reduction of the speed from 60 km/h to 30 km/h results in a reduction of approximately 15.6% in the stiffness of the asphalt mixture and 39.5% in its fatigue life.

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.

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.

El trabajo evaluó en laboratorio la resistencia mecánica bajo carga monotónica, el módulo resiliente y la resistencia a la deformación permanente que experimenta una mezcla asfáltica cuando se modifica con una asfaltita. Adicionalmente, fue evaluada durante dos años, la influencia del medio ambiente de la ciudad de Bogotá D.C., sobre las propiedades mecánicas de la mezcla modificada. Se concluye que la resistencia mecánica de la mezcla asfáltica modificada incrementa en comparación con la convencional. La tendencia general de las mezclas con el tiempo de exposición al medio ambiente de Bogotá D.C., es experimentar un aumento en los valores de rigidez debido principalmente a procesos de endurecimiento por envejecimiento del ligante asfáltico. Sin embargo, para el caso de las mezclas modificadas y fabricadas con CA 60-70 en los primeros cinco meses de exposición, la rigidez disminuye.The strength under monotonic load, resilient modulus and rutting were evaluated on a hot-mix asphalt (HMA)modified with a natural sphaltite. Additionally, the influence of the environmental conditions of BogotáD.C., was evaluated during two years on the mechanical properties of a modified asphalt mixture. The results show that the mechanical properties evaluated were better for the HMA mixes modified in compared with those with neat asphalts. The asphaltite produces higher mechanical resistance in HMA. The general tendency of the mixtures is increase the modulus with time due to aging of the asphalt cement. However, modified mixtures with AC 60- 70, decrease in stiffness during the first months.

El artículo presenta el cambio que experimenta el módulo resiliente, la deformación permanente y la resistencia a fatiga de una mezcla de concreto asfáltico cuando es expuesta a las condiciones climáticas de la ciudad de Bogotá D.C. (Colombia) durante 47-48 meses. Las mezclas fueron fabricadas utilizando dos cementos asfálticos (CA) fabricados en Colombia: CA 80-100 y CA 60-70. La tendencia general de las mezclas con el tiempo de exposición es experimentar un aumento en los valores de rigidez debido principalmente a procesos de endurecimiento por envejecimiento del ligante asfáltico. El aumento en rigidez genera incremento en la resistencia al fenómeno de ahuellamiento y en la vida de fatiga de la mezcla analizada cuando ésta sea utilizada para conformar capas asfálticas gruesas en el pavimento. Con base en la evolución del módulo resiliente con el tiempo de exposición al medio ambiente se propone una ecuación para predecir de manera aproximada el cambio que experimenta la vida a fatiga de la mezcla.The present paper introduces the evolution of resilient modulus, permanent strain and fatigue life of an asphaltic concrete mixture exposed under weather conditions in Bogota D.C. (Colombia) during 47-48 months. Mixtures were elaborated by using two asphaltic cements (CA) made in Colombia: CA 80100 and CA 60-70. Mixtures generally tend to increase their stiffness values after an exposure period, mainly due to hardening and ageing processes undergone by asphaltic binder. A stiffness gain leads to increase endurance against rutting phenomenon and fatigue life of the analyzed mixture employed to lay thick asphaltic layers on the pavement. Based on the resilient modulus evolution due to exposure under environmental conditions, an equation is proposed to approximately predict the evolution of fatigue life endured by a mixture.

La ecuación constitutiva hipoplástica es una herramienta matemática que puede simular de manera confiable el comportamiento que experimentan materiales granulares no tratados (GNT) bajo carga estática y monotónica. Sin embargo, para el caso de cargas cíclicas, como las que ocurren en un pavimento, la ecuación sobreestima la acumulación de las deformaciones permanentes. En el presente artículo se presenta una versión extendida de la ecuación constitutiva hipoplástica de Wolffersdorff (1996) (una de las más utilizadas actualmente en el mundo) que intenta mejorar dicha limitación. Adicionalmente se presenta la simulación de ensayos triaxiales cíclicos con presión de confinamiento constante y variable (los cuales son los más utilizados en el mundo para estudiar el comportamiento de GNT en pavimentos) utilizando la versión extendida. Las simulaciones realizadas demuestran la amplia capacidad que tiene la ecuación hipoplástica para reproducir el comportamiento que el material granular experimenta en los ensayos cíclicos.Hypoplastic constitutive equation is a mathematical tool which offers the possibility to reliably simulate unbound granular materials (UGM) behavior under static and monotonic loads. However, such equation overestimates the permanent strain accumulation under cyclic loads (e.g. in a pavement structure). This paper presents an extension of the Wolffersdorff's Hypoplastic constitutive equation (1996) (currently one of the most used equations), aiming for improving its performance under cyclic loads. Beside this, cyclic triaxial tests simulations are presented using the extended version with constant and variable confining pressures. Triaxial tests are the most used when studying UGM behavior in pavements. Simulation results demonstrated the ability of the proposed equation for reproducing the behavior of granular materials under cyclic tests.

El artículo presenta el cambio que experimenta el módulo resiliente, la deformación permanente y la resistencia última bajo carga monotónica de una mezcla asfáltica densa en caliente cuando es expuesta al ambiente de la ciudad de Bogotá D.C. (Colombia). Las mezclas fueron elaboradas y evaluadas empleando dos cementos asfálticos (CA) y un CA modificado (CAM) con polímero tipo etil vinil acetato: CA 80-100, CA 60-70 y CAM 20-40 respectivamente. Con el fin de observar su evolución en el tiempo, a la fecha los parámetros mecánicos de las mezclas han sido medidos cada tres meses aproximadamente durante 20 meses para el caso de las mezclas fabricadas con los CA 80-100 y CA 60-70, y 10 meses para aquellas que emplearon el CAM 20-40. De los resultados se concluye que el comportamiento que experimentan las mezclas depende del tipo de CA utilizado. Adicionalmente, la tendencia de las mezclas con los tres tipos de CA es experimentar un aumento en los valores de rigidez con el tiempo de exposición al ambiente debido principalmente a procesos de endurecimiento por envejecimiento de los ligantes asfálticos.The paper presents the evolution of the resilient modulus, permanent deformation and strength under monotonic loading of a dense hot mixture due to long term exposure to the environment in the city of Bogota D.C. (Colombia). The mixtures were made using two asphalt cements (AC) and modified asphalt cement (MAC) with ethil-vinil-acetate: AC 80-100, AC 60-70 and MAC 20-40 respectively. The mechanical properties have been evaluated every three months over a period of 20 months for the AC 80-100 and AC 60-70, and 10 months for MAC 20-40. The results show differences depending on the type of cement. All mixtures increase the modulus with time due to aging of the asphalt cement.

El presente trabajo evaluó en laboratorio el cambio en las propiedades mecánicas que experimenta una mezcla asfáltica densaen caliente (tipo MDC-2 acorde con INVIAS, 2007) cuando se adiciona por vía húmeda al cemento asfáltico una asfaltita proveniente de la Mina San Alberto (Santander, Colombia). Las propiedades evaluadas fueron la resistencia mecánica bajo carga monotónica, módulo resiliente y resistencia a la deformación permanente. Dos tipos de cemento asfáltico (CA) fueron modificados: CA 80-100 proveniente de la refinería de Barrancabermeja (Colombia) y CA 60-70 proveniente de Apiay (Colombia). De los resultados obtenidos se concluye que la resistencia mecánica bajo carga monotónica, el módulo resiliente y laresistencia a la deformación permanente de mezclas asfálticas tipo MDC-2 modificadas con asfaltita es mayor en comparación con las convencionales (mezclas que emplean asfaltos sin ningún aditivo). Adicionalmente, se realizaron ensayos de penetración a diferentes temperaturas y punto de ablandamiento sobre los cementos asfálticos con y sin aditivo. Agregando asfaltita al cemento asfáltico se obtiene un material con mayor resistencia a la penetración y menor susceptibilidad térmica a fluir.

En un pavimento, cada una de las capas de la estructura experimenta bajo una carga vehicular ciclos de esfuerzo con componentes vertical, horizontal y de corte. Para el estudio de materiales granulares no tratados (utilizados para conformar capas de base y subbase), la mayor parte de las investigaciones se realizan empleando equipos triaxiales cíclicos en donde sólo la carga vertical es cíclica y la presión de confinamiento permanece constante durante el ensayo. Un ensayo que reproduce mejor la forma como se distribuyen los esfuerzos en estas capas es el ensayo triaxial cíclico con presión de confinamiento variable. En este ensayo se pueden modelar las componentes cíclicas tanto en el sentido vertical como horizontal. A pesar que son ensayos distintos, la ingeniería de pavimentos supone que la respuesta que experimentan estos materiales en estos ensayos es similar, lo anterior basado en algunos estudios realizados en la década de los setenta. En la presente investigación se diseña y desarrolla un programa experimental más detallado, para comparar el comportamiento que desarrolla un material granular no tratado en estos ensayos. De los resultados se evidencia que sólo para algunas trayectorias de esfuerzo, la dirección y la acumulación de la deformación vertical y volumétrica es similar.In a pavement structure, passing wheel loads impose cyclic stresses consisting of vertical, horizontal and shear components. Studies of the behavior of unbound granular materials (UGM, used for base and sub-base layers) under cyclic loading are mostly performed using the axisymmetric triaxial test with constant confining pressure (CCP test) and a cyclic variation of the axial stress. However, in this type of test only the vertical component of the cyclic stress path is considered. The oscillation of the horizontal stress can be reproduced by an additional cyclic variation of the confining pressure (VCP test). CCP and VCP tests are sometimes assumed to deliver similar residual and resilient deformations as long as the average stress is the same in both types of tests. However, this assumption is based on limited test data in the literature. The present paper documents a more detailed comparative study with CCP and VCP tests. The results show that only for some special stress paths both types of test deliver similar permanent axial or volumetric deformations.

In tropical countries, roads built with asphalt layers must be made with bituminous mixtures containing asphalt that is reasonably stiff to increase resistance against permanent deformations, i.e., rutting. When the available asphalt is not stiff enough, an alternative is to modify it using Gilsonite. This article presents the laboratory results of tests performed on samples of Gilsonite-modified hot mix asphalts modified by wet and dry processes. Gilsonite increases the stiffness and improves the performance grade of a virgin binder at high temperatures of service. Additionally, Gilsonite-modified hot mix asphalts developed a greater strength and stiffness under monotonic and dynamic loading.

El artículo presenta los tipos de metodologías para el análisis y diseño de estructuras de pavimentos flexibles en el mundo, las tendencias actuales y el avance de herramientas computacionales en la ingeniería de pavimentos. Se discuten los alcances y limitaciones de dichas metodologías y tendencias, haciendo énfasis en el comportamiento de materiales granulares que conforman capas de base y subbase. Además se realiza una discusión crítica sobre la forma como el método de diseño colombiano evalúa el fenómeno de deformación permanente en estructuras de pavimentos flexibles.

Los vehículos que circulan sobre una estructura de pavimento inducen ciclos de carga y descarga que generan dentro de las capas granulares deformaciones recuperables (resilientes) y permanentes (plásticas). La ingeniería de pavimentos ha venido desarrollando estudios desde la década de los 60 con el fin de intentar comprender el comportamiento elastoplástico que experimentan materiales granulares cuando conforman capas de base y subbase en estructuras flexibles. La mayor parte de las investigaciones que se han realizado en esta área se han concentrado en estudiar su comportamiento resiliente. El estado del conocimiento de estudios desarrollados para medir la respuesta resiliente y la deformación permanente en materiales granulares es presentado en dos artículos por separado. En este primer artículo se presenta la forma como ha sido estudiado el comportamiento resiliente de materiales granulares y se discuten los factores que influyen en dicho comportamiento. Al final del artículo se presenta la evolución de las ecuaciones matemáticas desarrolladas a partir de resultados de estudios teóricos y experimentales. Un estado del conocimiento sobre el fenómeno de deformación permanente es presentado en un segundo artículo.When vehicles move on a pavement structure, they induce load cycles that generate resilient and permanent strains inside granular layers. Since the 60's, pavement engineering has developed studies in order to understand the elasto-plastic behavior that granular materials experiment on base and sub-base layers of flexible pavements. Most of the researches that have been made in this area have concentrated in studying their resilient behavior. A state of the art about the behavior of granular materials in flexible pavements is presented in two separate papers. This first paper tries on resilient stress-strain characteristics of such materials. The mathematical equations found in the literature to predict the resilient behavior are listed, and their advantages and shortcomings are reviewed. The permanent strain characteristics of unbound aggregates are considered in another paper.

espanolActualmente, en America Latina las vias estan experimentando un incremento en el nivel de congestionamiento vehicular en sus vias principales, y con ello una consecuente baja velocidad de marcha. En el articulo se presentan los resultados de una fase experimental desarrollada con el fin de evidenciar el cambio que experimentan las propiedades mecanicas bajo carga repetida de una mezcla densa en caliente tipo MDC-2 cuando se disminuye la velocidad de circulacion vehicular. El caso de estudio que se reporta es para mezclas que se fabrican y construyen en Bogota D.C., Colombia. Como conclusion general se obtiene que al reducir los vehiculos la velocidad de circulacion sobre una via en servicio, la mezcla de concreto asfaltico disminuye su rigidez y la resistencia a fatiga. Por ejemplo, disminuir la velocidad de 60 km/h a 30 km/h genera una disminucion aproximada de 15,6% en la rigidez de la mezcla analizada y 39,7% en su vida a fatiga. EnglishDue to increased congestion on its main routes, the cities of Latin American, have been experiencing a reduction in traffic speed. This article presents the results of research conducted to establish the changes of the mechanical properties under repeated loads that occur in a MDC-2 hot mix asphalt (HMA) when the vehicular speed decreases. The studies were carried out using asphalt mixtures produced in the city of Bogota, Colombia. As a general conclusion, it has been found that by reducing the speed of traffic, the asphalt concrete mixture reduces its stiffness and resistance to fatigue. For example, a reduction of the speed from 60 km/h to 30 km/h results in a reduction of approximately 15.6% in the stiffness of the asphalt mixture and 39.5% in its fatigue life.

This paper presents results stemming from a comparative experimental analysis of two warm-mix asphalts (WMA) and a dense-graded hot-mix asphalt (HMA). In order to evaluate asphalt mixture behavior, physical and rheological tests were conducted, including tests on resilient modulus, resistance to moisture-induced damage, resistance to fatigue and resistance to permanent deformation. Samples studied were subjected to short (STOA) and long-term (LTOA) aging. As far as asphalt mixture composition is concerned, the same particle size distribution and coarse aggregate were employed for both mixture types. The control HMA mixture was produced with AC 60-70, and the WMAs used the same asphalt cement modified with two chemical additives (Rediset WMX® and Cecabase RT®). The modified mixtures exhibited better resistance to permanent deformation, aging and moisture-induced damage (versus the control mixture). Likewise, WMAs generally saw increased fatigue resistance under controlled-stress loading, which rheological characterization showed is mainly attributable to binder additives and their concomitant modifications. El artículo presenta los resultados experimentales de ensayar una mezcla asfáltica densa en caliente (HMA) de control y dos mezclas tibias (WMA). Para la evaluación del comportamiento de las mezclas HMA y WMA se realizaron ensayos de módulo resiliente, resistencia a fatiga y resistencia a la deformación permanente sobre muestras envejecidas a corto (STOA) y largo (LTOA) plazo. Adicionalmente fueron ejecutados ensayos para evaluar la resistencia al daño por humedad. La granulometría y el agregado pétreo fue el mismo para fabricar las mezclas HMA y WMA. La mezcla HMA fue fabricada empleando cemento asfáltico CA 60-70 y las mezclas WMA fueron fabricadas modificando dicho ligante con dos aditivos químicos (Rediset WMX® y Cecabase RT®). Al asfalto CA 60-70 y a los modificados se les realizaron ensayos de caracterización física y reológica. Las mezclas WMA experimentaron mayor resistencia a las deformaciones permanentes, al envejecimiento y al daño por humedad en comparación con la mezcla HMA. Asimismo, se reporta un aumento en la resistencia a fatiga cuando el modo de carga es el de esfuerzo controlado. Lo anterior fue debido principalmente al mejor comportamiento que desarrollan los asfaltos modificados en comparación al convencional (CA 60-70 sin aditivo) en los ensayos de caracterización reológica.

En el mundo, la tecnología de los asfaltos modificados ha sido una técnica ampliamente utilizada para mejorar las características que presentan las mezclas asfálticas convencionales cuando son sometidas a niveles elevados de tránsito y de gradientes de temperatura. En Colombia, los desarrollos investigativos en el área de los asfaltos y las mezclas asfálticas modificadas son extensos en comparación con la cantidad de estructuras de pavimentos flexibles construidas con esta tecnología. El artículo presenta el estado del conocimiento de los estudios que han desarrollado diversos grupos e instituciones de investigación en el área de los asfaltos y las mezclas asfálticas modificadas en Colombia.

El artículo presenta el cambio que experimenta el módulo resiliente, la deformación permanente y la resistencia a fatiga de una mezcla de concreto asfáltico cuando es expuesta a las condiciones climáticas de la ciudad de Bogotá D.C. (Colombia) durante 47-48 meses. Las mezclas fueron fabricadas utilizando dos cementos asfálticos (CA) fabricados en Colombia: CA 80-100 y CA 60-70. La tendencia general de las mezclas con el tiempo de exposición es experimentar un aumento en los valores de rigidez debido principalmente a procesos de endurecimiento por envejecimiento del ligante asfáltico. El aumento en rigidez genera incremento en la resistencia al fenómeno de ahuellamiento y en la vida de fatiga de la mezcla analizada cuando ésta sea utilizada para conformar capas asfálticas gruesas en el pavimento. Con base en la evolución del módulo resiliente con el tiempo de exposición al medio ambiente se propone una ecuación para predecir de manera aproximada el cambio que experimenta la vida a fatiga de la mezcla.

La ecuacion constitutiva hipoplastica es una herramienta matematica que puede simular de manera confiable el comportamiento que experimentan materiales granulares no tratados (GNT) bajo carga estatica y monotonica. Sin embargo, para el caso de cargas ciclicas, como las que ocurren en un pavimento, la ecuacion sobreestima la acumulacion de las deformaciones permanentes. En el presente articulo se presenta una version extendida de la ecuacion constitutiva hipoplastica de Wolffersdorff (1996) (una de las mas utilizadas actualmente en el mundo) que intenta mejorar dicha limitacion. Adicionalmente se presenta la simulacion de ensayos triaxiales ciclicos con presion de confinamiento constante y variable (los cuales son los mas utilizados en el mundo para estudiar el comportamiento de GNT en pavimentos) utilizando la version extendida. Las simulaciones realizadas demuestran la amplia capacidad que tiene la ecuacion hipoplastica para reproducir el comportamiento que el material granular experimenta en los ensayos ciclicos.

El articulo presenta los resultados experimentales de ensayar una mezcla asfaltica densa en caliente tipo MDC-2 (acorde con las especificaciones del Instituto Nacional de Vias - INVIAS, 2007) modificada con un desecho de polietileno de baja densidad (PEBD). Para la evaluacion del comportamiento de las mezclas asfalticas convencionales (sin aditivo) y modificadas se realizaron ensayos Marshall, modulo dinamico, deformacion permanente y resistencia a fatiga. Las mezclas fueron elaboradas con un cemento asfaltico (CA) producido en Colombia tipo CA 80-100. Al CA con y sin aditivo se realizaron ensayos de caracterizacion de asfaltos como penetracion y punto de ablandamiento. La modificacion de las mezclas se realizo por via humeda. Las mezclas modificadas con desecho de PEBD experimentan mayor rigidez (bajo carga monotonica y ciclica) y resistencia a la deformacion permanente en comparacion con las convencionales. Sin embargo la resistencia a fatiga de las mezclas convencionales disminuye cuando se adiciona PEBD al CA. Adicionalmente el CA modificado presenta mayor resistencia a la penetracion, mayor punto de ablandamiento y menor susceptibilidad termica a fluir que el convencional. Rev. ing. constr. [online]. 2010, vol.25, n.1, pp. 83-94. ISSN 0718-5073. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-50732010000100004

El artículo presenta el cambio que experimenta el módulo resiliente, la deformación permanente y la resistencia última bajo carga monotónica de una mezcla asfáltica densa en caliente cuando es expuesta al ambiente de la ciudad de Bogotá D.C. (Colombia). Las mezclas fueron elaboradas y evaluadas empleando dos cementos asfálticos (CA) y un CA modificado (CAM) con polímero tipo etil vinil acetato: CA 80-100, CA 60-70 y CAM 20-40 respectivamente. Con el fin de observar su evolución en el tiempo, a la fecha los parámetros mecánicos de las mezclas han sido medidos cada tres meses aproximadamente durante 20 meses para el caso de las mezclas fabricadas con los CA 80-100 y CA 60-70, y 10 meses para aquellas que emplearon el CAM 20-40. De los resultados se concluye que el comportamiento que experimentan las mezclas depende del tipo de CA utilizado. Adicionalmente, la tendencia de las mezclas con los tres tipos de CA es experimentar un aumento en los valores de rigidez con el tiempo de exposición al ambiente debido principalmente a procesos de endurecimiento por envejecimiento de los ligantes asfálticos.

In the world the most used equations in order to predict deformations in unbound granular materials (UGM) of flexible pavement structures are empirical. Many researchís projects have been performed in this area, however the discussion if these equations are reliable have not finished yet. Initially, the paper presents the evolution of some empirical equations developed in order to try to predict the permanent strain accumulation that undergo unbound granular materials (UGM) in cyclic triaxial tests with constant and variable confining pressure (CCP and VCP respectively). Based in the analysis of such equations, the most used in the world were chosen in order to simulate the behavior that underwent a UGM in CCP and VCP tests. The simulations performed, shown that the most part of the empirical equations used to predict the permanent strain accumulation in UGMís can not reproduce the behavior of these materials in CCP and VCP tests. Additionally, the parameters used in such equations are not constants of the material. ResumenLa mayor parte de las ecuaciones que se utilizan en el mundo para intentar predecir la deformación que experimentan materiales granulares no tratados (GNT) en estructuras de pavimentos flexibles son de carácter empíricas y regresionales. A pesar de que múltiples investigaciones en esta área han sido desarrolladas, la discusión sobre el grado de confiabilidad y eficacia de dichas ecuaciones no ha finalizado. Inicialmente, el artículo presenta la evolución de algunas de las ecuaciones matemáticas empíricas desarrolladas en el área de los pavimentos para intentar predecir la acumulación de las deformaciones permanentes que experimentan materiales granulares no tratados (GNT) en ensayos triaxiales cíclicos con presión de confinamiento constante (PCC) y variable (PCV). Con base en el análisis de dichas ecuaciones, se escogieron las más utilizadas en el mundo con el fin de simular el comportamiento que experimentó un GNT en ensayos tipo PCC y PCV. Las simulaciones realizadas demuestran que la mayor parte de las ecuaciones empíricas que se utilizan para predecir la acumulación de la deformación permanente de un material granular bajo carga cíclica no pueden reproducir su comportamiento en ensayos PCC y PCV. Adicionalmente, los parámetros que emplean dichas ecuaciones no son constantes del material.

En un pavimento, cada una de las capas de la estructura experimenta bajo una carga vehicular ciclos de esfuerzo con componentes vertical, horizontal y de corte. Para el estudio de materiales granulares no tratados (utilizados para conformar capas de base y subbase), la mayor parte de las investigaciones se realizan empleando equipos triaxiales cíclicos en donde sólo la carga vertical es cíclica y la presión de confinamiento permanece constante durante el ensayo. Un ensayo que reproduce mejor la forma como se distribuyen los esfuerzos en estas capas es el ensayo triaxial cíclico con presión de confinamiento variable. En este ensayo se pueden modelar las componentes cíclicas tanto en el sentido vertical como horizontal. A pesar que son ensayos distintos, la ingeniería de pavimentos supone que la respuesta que experimentan estos materiales en estos ensayos es similar, lo anterior basado en algunos estudios realizados en la década de los setenta. En la presente investigación se diseña y desarrolla un programa experimental más detallado, para comparar el comportamiento que desarrolla un material granular no tratado en estos ensayos. De los resultados se evidencia que sólo para algunas trayectorias de esfuerzo, la dirección y la acumulación de la deformación vertical y volumétrica es similar.

En el mundo la tecnología de los asfaltos modificados ha sido una técnica ampliamente utilizada para mejorar las características que presentan las mezclas asfálticas convencionales cuando experimentan niveles elevados de tránsito y gradientes de temperatura. Por lo general lo que se busca con este tipo de tecnología es mejorar algunas de las propiedades mecánicas y reológicas de los asfaltos y las mezclas asfálticas convencionales tales como la susceptibilidad térmica, la rigidez, y la resistencia al envejecimiento, a las deformaciones plásticas y a la fatiga. El artículo presenta los resultados experimentales de ensayar una mezcla asfáltica densa en caliente modificada con desecho de policloruro de vinilo (el cual se denominará en el presente trabajo PVC). Para la evaluación del comportamiento de las mezclas asfálticas convencionales y modificadas se realizaron ensayos Marshall, módulo dinámico y deformación permanente. Para el cemento asfáltico (CA) con y sin aditivo se realizaron ensayos de caracterización de asfaltos como penetración, punto de ablandamiento y viscosidad. La modificación de las mezclas se realizó por vía húmeda y seca. Adicionando desecho de PVC al cemento asfáltico y a las mezclas, se obtiene un material más rígido con mayor resistencia a la penetración y menor susceptibilidad térmica a fluir.

En el artículo se presentan los resultados de una fase experimental cuyo principal objetivo fue evaluar la influencia de la temperatura de compactación sobre la resistencia mecánica y la susceptibilidad al agua de un material granular estabilizado con asfalto en caliente (MGEA). Lo anterior, debido a que en climas templados o de baja temperatura, se ha reportado en obra disminución de la temperatura de compactación con respecto a la óptima de laboratorio de hasta 30°C. Adicionalmente, las especificaciones técnicas de construcción no recomiendan un rango de temperaturas de compactación para el control de este material en proyecto viales. Lo anterior genera, que en muchas ocasiones, estos materiales sean compactados de manera empírica con temperaturas que tal vez no sean las adecuadas. Las mezclas fueron fabricadas utilizando dos cementos asfálticos (CA 60-70 y CA 80-100) y fueron compactadas bajo temperaturas de 90, 100, 110 y 120°C, siendo esta última la óptima de referencia. Los ensayos ejecutados fueron el Marshall, módulo resiliente, deformación permanente y tracción indirecta sobre muestras secas y sumergidas en agua. Como conclusión general se reporta, que la disminución de la temperatura de compactación de la mezcla MGEA, genera una disminución notable en su resistencia bajo carga monotónica y cíclica e incrementa el daño por humedad.

El artículo presenta los resultados experimentales de ensayar tres mezclas asfálticas densas en caliente (concreto asfáltico) tipos MDC-1, MDC-2 y MDC-3 (de acuerdo con las especificaciones del Instituto Nacional de Vías (INVIAS, 2007) modificadas por vía seca con un asfalto natural de tipo gilsonita (G) proveniente de la región del Cesar, Colombia. Para la elaboración de las mezclas y la evaluación de las mismas se empleó el cemento asfáltico (CA) que actualmente se fabrica en Colombia: CA 60-70 (PG 58-22). Para la evaluación de la resistencia mecánica bajo carga monotónica de las mezclas asfálticas convencionales (sin gilsonita) y modificadas se empleó el ensayo Marshall. Se reporta un incremento notable en la rigidez de las mezclas modificadas cuando se adiciona a las mismas una relación de gilsonita y CA de G/CA = 10%.

El presente estudio, evaluó en laboratorio la influencia de la temperatura de compactación sobre la resistencia mecánica bajo carga monotónica (Marshall) de mezclas asfálticas en caliente modificadas con grano de caucho reciclado (Gcr), haciendo énfasis en su aplicación en la ciudad de Bogotá D.C. (Colombia), ya que bajo las condiciones climáticas de dicha ciudad, se ha reportado en obra disminución de la temperatura de compactación con respecto a la óptima (hasta 30°C). Las mezclas fueron fabricadas modificando por vía húmeda los dos cementos asfálticos que se producen en Colombia (CA 60-70 y CA 80-100), se emplearon dos granulometrías y fueron compactadas bajo temperaturas de 120, 130, 140 y 150°C, siendo esta última la temperatura de compactación inicial o de referencia de las mezclas. Como conclusión general, se reporta que la disminución de la temperatura de compactación (hasta 30°C), genera una pequeña disminución en la resistencia bajo carga monotónica de las mezclas modificadas ensayadas. Adicionalmente, se observa un incremento de dicha resistencia cuando se compactan bajo una temperatura de 10°C por debajo de la de referencia. Las mezclas convencionales (sin Gcr) por el contrario experimentaron un decaimiento lineal en su resistencia de hasta 34%.

El presente trabajo evaluó en laboratorio, la resistencia mecánica bajo carga monotónica, el módulo resiliente y la resistencia a la deformación permanente que experimenta una mezcla asfáltica cuando se modifica con un desecho de policloruro de vinilo (PVC) por vía húmeda. Adicionalmente, fue evaluada durante 21 meses, la influencia del medio ambiente de la ciudad de Bogotá D.C. sobre las propiedades mecánicas de la mezcla modificada. De los resultados obtenidos se concluye que la resistencia mecánica de la mezcla asfáltica modificada es superior en comparación con la convencional. La tendencia general de las mezclas con el tiempo de exposición al medio ambiente de Bogotá D.C. es experimentar un aumento en los valores de rigidez debido principalmente a procesos de endurecimiento por envejecimiento del ligante asfáltico. Sin embargo, para el caso de las mezclas fabricadas con CA 60-70 y modificadas con PVC en los primeros 15 meses de exposición, la rigidez disminuye por efecto de micro-fisuración térmica. The strength under monotonic load, resilient modulus and rutting were evaluated on a hot asphalt mixture modified with a residue of polyvinyl chloride (PVC) by wet way. Additionally, the influence of environmental conditions of Bogotá D.C. was evaluated during 21 months on mechanical properties of modified asphalt mixture. The results show that the mechanical properties evaluated were higher for the MDC-2 mixes modified with PVC compared with mixtures with asphalts without additives. The PVC produces higher penetration resistance and lower thermal flow susceptibility. The general tendency of the mixtures is increase the modulus with time due to aging of the asphalt cement. However, mixtures with AC 60-70 and modified with PVC decrease stiffness in the first months due to thermal micro-cracks phenomena.

Cuando se intenta predecir la vida a fatiga de mezclas asfálticas en caliente, los principales factores que se evalúan son: el modo de carga y el tipo de ensayo aplicado, métodos de compactación de la muestra, parámetros de diseño de la mezcla (granulometría y tipo de agregado pétreo, contenido de finos, tipo de cemento asfáltico, etc.) y las variables asociadas al medio ambiente (principalmente humedad, temperatura, envejecimiento). En el presente estudio se evaluó, a través de simulación computacional, la influencia que tienen las capas granulares y la subrasante en la vida a fatiga de capas asfálticas de estructuras de pavimentos flexibles. Para caracterizar y determinar los parámetros mecánicos de las capas granulares de subrasante, base y subbase se emplearon las ecuaciones más utilizadas actualmente para tal fin en el mundo. La temperatura media anual promedio -TMAP- utilizada en las simulaciones fue de 14°C. Como conclusión general se reporta que la rigidez de las capas granulares y la subrasante inciden de manera significativa en la resistencia a fatiga de mezclas asfálticas. Así mismo, el empleo de una u otra ecuación reportada en la literatura de referencia para caracterizar capas granulares puede hacer variar la vida a fatiga entre 4,6 y 48,5 veces, modifi-cando el espesor de las capas del pavimento en su diseño.

Las propiedades fisicas y reologicas a altas temperaturas de servicio de un cemento asfaltico (CA) modificado con un desecho de policloruro de vinilo (PVC) fueron evaluadas y son presentadas en el articulo. Adicionalmente se presenta la influencia del tiempo de mezcla del CA con el PVC y el envejecimiento a corto plazo. Un incremento notable en la rigidez y la resistencia a fluir se reporta cuando se adiciona el desecho de PVC a un CA 80-100. De la misma forma, se reporta un incremento en la temperatura maxima de operacion en servicio del ligante modificado.

El presente trabajo buscó evaluar en laboratorio el cambio en la resistencia mecánica que experimentan mezclas asfálticas densas en caliente cuando se adicionan, por vía húmeda, al cemento asfáltico aditivos poliméricos producto de desechos industriales del tipo plastómero (policloruro de vinilo, polietileno de alta densidad y poliestireno). Para tal fin se empleó el ensayo Marshall. De los resultados obtenidos se concluye que la resistencia mecánica de mezclas asfálticas modificadas con desechos del tipo plastómero es mayor en comparación con las convencionales (mezclas que emplean asfaltos sin ningún aditivo).

En Colombia, los materiales granulares de alta calidad para la conformación de estructuras de pavimentos flexibles son de difícil obtención. En algunas ocasiones el Ingeniero de carreteras debe trabajar con materiales granulares que no cumplen los requisitos mínimos de calidad de la especificación vial pertinente. En este caso el Ingeniero debe intentar mejorar las propiedades del material ya sea por medios mecánicos o químicos. En la presente investigación se utilizó desecho de PVC como material de adición, para modificar el comportamiento de una subbase granular. A partir de ensayos de Proctor y CBR se comparó el comportamiento del material natural, y mezclado con diferentes proporciones del desecho de PVC. Los resultados de la investigación muestran que el CBR de una mezcla de material granular, tipo subbase, y material de desecho, presenta un incremento notable. Además, la mezcla modificada logra cambiar el peso unitario del material, obteniéndose una mezcla con mayor resistencia y menor peso.In Colombia, the granular materials of high quality for the conformation of flexible pavements structures are of difficult obtaining. In some cases the Engineer of highways must work with granular materials that do not fulfill the requirements of minimum quality standards of the pertinent road specification. In this case the Engineer must try to improve the properties of the material either. In the present investigation, PVC remainders were used like adding material, to modify the behavior of a granular subbase. From tests of Proctor and CBR, the behavior of the natural and mixed material with different proportions of the PVC remainder was compared. The results of the investigation shown that the CBR of a mixture of granular material type subbase and the remainder material, present a remarkable increment. In addition, the modified mixture manages to modify the unitary weight of the material, obtaining a mixture with greater resistance and minor unitary weight.