RESISTENCIA A FATIGA DE MEZCLA SUPERPAVE ENVEJECIDA A CORTO PLAZO

La presente memoria para optar al título de Constructor Civil, tiene por objetivo el diseño y análisis de desempeño de la mezcla asfáltica utilizada en una de las pistas de rodaje del aeropuerto Arturo Merino Benítez, ubicado en Santiago, en base al proyecto “Conservación rutinaria Aeropuerto Arturo Merino Benítez, Año 2016, Etapa I”. El proyecto se lleva a cabo en el departamento de Obras Civiles de la Universidad Técnica Federico Santa María, haciendo uso de las dependencias y equipos de LEMCO (Laboratorio de Ensaye de Materiales y Control de Obras). Como parte del proyecto se realiza la caracterización del comportamiento a fatiga de la mezcla diseñada acondicionada a un envejecimiento de corto plazo, proceso fundamental para garantizar su desempeño. El objetivo de este trabajo, es presentar los resultados obtenidos en ensayos de viga a flexión, cargada en cuatro puntos, a deformación controlada, con onda de carga de tipo sinusoidal, bajo una frecuencia de 10 [Hz] y a una temperatura de 20 [°C]. El criterio de falla utilizado en los ensayos, corresponde a la cantidad de ciclos requeridos para que la mezcla alcance una reducción de un 50% de su rigidez relativa a la rigidez inicial.Los ensayos de viga a flexión se realizan sobre probetas prismáticas confeccionadas y cortadas en las dependencias de LEMCO, a partir de mezclas MAC (Mezcla Asfáltica en Caliente) extraídas de las pistas de prueba del aeropuerto Arturo Merino Benítez. Los ensayos se realizan para cuatro niveles de deformación y para cada uno de estos se ensayan tres probetas, por lo que se confecciona un total de 12 vigas, todas ellas acondicionadas a un envejecimiento en corto plazo. Durante la realización del proyecto se trabajó en conjunto con el memorista Nicolás Escobar Ramos, quien caracterizó el comportamiento a fatiga de la mezcla envejecida a largo plazo, con el fin de comparar los resultados con los obtenidos y presentados en la memoria ““RESISTENCIA A FATIGA DE MEZCLA SUPERPAVE ENVEJECIDA A LARGO PLAZO, UTFSM, Valparaíso, 2017”Para aplicar la metodología de diseño de la MAC, el material seleccionado corresponde a una combinación de bandas granulométricas cuyo tamaño máximo nominal (Dn) es de 19,0[mm] y un asfalto modificado con polímeros con una clasificación PG 82-22. Ambos materiales cumplen las especificaciones y criterios de diseño considerando lo establecido por SUPERPAVE.Por otra parte, la caracterización de las curvas de fatiga, obtenidas a partir de los datos de los ensayos, fue realizada bajo un enfoque fenomenológico, de donde se extrae el nivel de deformación necesaria para que la mezcla falle al momento de llegar al millón de ciclos (e6) y la cantidad de ciclos alcanzados hasta la falla para una deformación de 500µ¿ (N500).
 This thesis to obtain the title of Civil Constructor, has for main objective the volumetric design and performance analysis of the asphaltic mixture, which must be used in one of the taxiways of the Arturo Merino Benítez airport, located in Santiago, according to the “Routine Conservation of Arturo Merino Benítez Airport, year 2016, Stage I” project. The project is carried out at the Civil Works Department of the Federico Santa María Technical University, using the LEMCO (Essay Laboratory Materials and Construccion Control) equipment and facilities. As part of the project, it was made a study of the fatigue characterization of short-term conditioned mixture, which is fundamental in order to guarantee its performance. The aim of this thesis is to present the results obtained from beam tests in four point bending sinusoidal loading, without resting periods to constant strain, under a 10 [Hz] frequency and 20 [°C]. The failure criteria used in this test correspond to the load cycle at which the specimen exhibits a 50% reduction in stiffness relative to the initial stiffness.This essay is made in beam specimens made and cut in LEMCO facilities, from MAC (Hot Mix Asphalt) samples extracted from one of the taxiways of Arturo Merino Benítez Airport. Test were made to four different levels of strain and for each strain three specimens were tasted, for which twelve beams were made, all of them corresponding to short-term conditioned mixture. Alongside this project, the student Nicolás Escobar Ramos made a study of the fatigue characterization of long-term conditioned mixture. The purpose is to compare the results and data with those obtained in Nicolás Escobar’s thesis (Nicolás Escobar, “Long-Term Aged Superpave Blend Fatigue Resistance”, 2017).To apply the volumetric mix design, the selected material is a combination of granulometric bands with a Nominal Maximum Size (Dn) of 19,0 [mm] and a performance-grade binder with a graduation of PG 82-22. Both materials meet the design requirements dictated by the SUPERPAVE methodology.The description of the fatigue curves that were obtained from the data test, was made under a phenomenological approach from which is extracted the necessary strain levels for the mixture to fail when a million cycles (¿6) are reached and the number of cycles reached until the failure at 500[µ¿] (N500) of strain.