Efecto del envejecimiento y de la acción del agua en la fisuración de las mezclas asfálticas
Authors:   , López Montero Teresa 
Published: July 2023

Asphalt mixtures cracking is one of the most common deterioration mechanisms in flexible pavements. This phenomenon is due to both the application of loads and the degradation of the material as a result of its exposure to environmental conditions.

The main factors affecting the mixtures durability are ageing and the action of water. This is the reason why analyzing the cracking resistance of mixtures subjected to moisture damage, aged and subjected to moisture damage after ageing becomes a key factor in the prevention of pavement damage and failure.

The objective of this thesis was precisely to study the effect of ageing, the action of water and temperature in the mixtures cracking. To this end, two different tests were used: a direct tensile test (Fénix) and a strain sweep cyclic test (EBADE). Both were applied on unconditioned mixtures, aged mixtures, mixtures subjected to moisture damage and aged mixtures subjected to moisture damage.

Results show the great influence of ageing and test temperature on the cracking behavior of mixtures, especially when they combine with one another, while the effect of the action of water has less influence for the studied conditions. Thus, the applicability of Fénix and EBADE tests in the study and design of asphalt pavement materials is highlighted.

A new methodology was proposed to estimate the fatigue laws of mixtures based on the EBADE test results. This allows the effect of different variables (ageing, test temperature or binder type and content) to be studied on the asphalt mixtures fatigue life. Otherwise (from the classic time sweep tests), it would require too much time.

Finally, the introduction of rest periods in cyclic tests for the study of fatigue cracking of mixtures shows the importance of the sequence of applied loads in mixtures fatigue life, as well as the different behavior of mixtures depending on their stiffness.
La fisuración de las mezclas bituminosas es uno de los mecanismos de deterioro más frecuentes en los pavimentos flexibles. Este fenómeno se produce tanto por la aplicación de cargas, como por la degradación del material consecuencia de su exposición a las condiciones ambientales. Los principales factores que afectan a la durabilidad de las mezclas son el envejecimiento y la acción del agua. Es por este motivo que analizar la resistencia a la fisuración de mezclas envejecidas y/o sometidas a daño por humedad se convierte en un factor clave en la prevención contra el deterioro y el fallo de los pavimentos. El objetivo de esta tesis es precisamente estudiar el efecto del envejecimiento, de la acción del agua y de la temperatura en la fisuración de las mezclas. Para ello, se han utilizado dos tipos de ensayo: un ensayo de tracción directa (Fénix) y un ensayo cíclico de barrido de deformaciones (EBADE), aplicados sobre mezclas no acondicionadas, envejecidas, sometidas a daño por humedad y envejecidas y sometidas a la acción del agua. Los resultados obtenidos han mostrado la gran influencia del envejecimiento y de la temperatura de ensayo en el comportamiento a fisuración de las mezclas, especialmente cuando se combinan entre ellos, mientras que, para las condiciones estudiadas, el efecto de la acción del agua ha tenido menos influencia. Esto pone de manifiesto la aplicabilidad de los ensayos Fénix y EBADE en el estudio y diseño de los materiales que forman los pavimentos asfálticos. A partir de los resultados del ensayo EBADE, se ha propuesto una nueva metodología para estimar las leyes de fatiga de las mezclas, lo cual permite estudiar el efecto de diferentes variables (envejecimiento, temperatura de ensayo o tipo y dotación de ligante) sobre la vida a fatiga de las mezclas asfálticas, que de otra forma (a partir de los ensayos clásicos de barrido de tiempo) requeriría demasiado tiempo. Por último, la introducción de periodos de reposo en los ensayos cíclicos para el estudio de la fisuración por fatiga de las mezclas ha mostrado la importancia que tiene la secuencia de la aplicación de solicitaciones en su vida a fatiga, así como el comportamiento diferenciado de la mezcla en función de su rigidez.