Estudio del comportamiento reológico de mezclas y ligantes bituminosos utilizando modelos de viscoelasticidad fraccionaria

Abstract

[ES]Este estudio se centra en el comportamiento viscoelástico de mezclas bituminosas compuestas de diferentes partículas de agregado mineral unidas mediante un aglutinante bituminoso. Las mezclas bituminosas son el material compuestos más utilizado en la construcción de capas de pavimentos flexibles. El estudio mecánico de estos materiales se realiza actualmente utilizando modelos viscoelásticos como el modelo de Burgers. Sin embargo, este modelo solo se limita a explicar algunos de los fenómenos viscoelásticos de una mezcla bituminosa, principalmente, por que fue desarrollado para explicar el comportamiento reológico de un material único con naturaleza dual (elástico y viscoso) y no para un conjunto de materiales como la mezcla bituminosa. Este trabajo presenta un nuevo enfoque, que proporciona un marco mas apropiado para el desarrollo de mezclas y ligantes bituminosos. El modelo presentado asume una partícula de árido limitada por un aglomerante bituminoso, el cual, fue desarrollado mediante la utilización de ecuaciones diferenciales fraccionarias, para la simulación de los fenómenos de fluencia y recuperación. Los resultados obtenidos demuestran que a diferencia del modelo de Burgers, el nuevo modelo puede ajustar las deformaciones a fluencia y predecir el comportamiento de recuperación al final del cada ciclo. Los datos entregados por el modelo cuantifican las propiedades mecánicas del esqueleto mineral de la mezcla y del ligante bituminoso, permitiendo correlacionar los ensayos de fluencia y recuperación para mezclas, con las dispuestas en el reómetro de corte dinámico mediante el ensayo MSCR (The Multiple Stress Creep Recovery), generando mayor detalle de las propiedades reológicas y mejorando el diseño de mezclas bituminosas.