Análisis de la influencia de las fibras de basalto y lignina en las propiedades mecánicas de mezclas asfálticas en caliente de pavimentos flexibles

Abstract

La capa superficial del pavimento está expuesta a diversos agentes externos que desafían sus propiedades. Si estos agentes no son previstos en el diseño de mezcla, se generan distintas deformaciones. Las deformaciones excesivas en la capa de rodadura brindan bajos niveles de servicialidad. Este problema genera, además, una inversión adicional de costo y tiempo en mantenimiento.

La presente investigación, estudia los efectos que tienen las fibras de basalto y lignina en la mezcla de asfalto para mejorar sus propiedades mecánicas y así, reducir las deformaciones en la carpeta asfáltica. En este trabajo se utilizó 0.3% de fibras de basalto y lignina, según investigaciones previas.

Se diseñaron dos mezclas asfálticas. La primera muestra representa una mezcla convencional elaborada con agregados de la zona sur de Lima, Conchán. La segunda muestra fue elaborada con los mismos componentes, y con la adición de fibras de basalto y lignina. Ambas muestras fueron sometidas a los ensayos de estabilidad y flujo de Marshall, y al ensayo de resistencia a compresión.

De los resultados obtenidos, se observa que la incorporación de basalto y lignina, aumenta la estabilidad de la mezcla en 6.45%, el índice de rigidez de Marshall en 5.8% y la resistencia a compresión en 4%. Las propiedades mencionadas, permiten tener una mezcla con mayor resistencia y mayor durabilidad.

The surface layer of the pavement is exposed to various external agents that challenge its properties. If these agents are not foreseen in the mix design, different deformations are generated, including permanent deformation. Excessive tread deformations provide low levels of serviceability. This problem also generates an additional investment of cost and time in maintenance.

The present research studies the effects that basalt and lignin fibers have in the asphalt mix to improve its mechanical properties and thus reduce the deformations in the asphalt mat. Previous research indicated that the suggested percentages of basalt and lignin fibers are 0.3% of the total weight of the sample each.

Two asphalt mixes were designed. The first sample represents a conventional mixture made with aggregates from the southern area of Lima, Conchán. The second was made with the same components, but with the addition of the indicated percentages of basalt fibers and lignin. Both samples were subjected to the Marshall stability and flow tests, and the compressive strength test.

From the results obtained, it is observed that the incorporation of basalt and lignin increases the stability of the mixture in 6.45%, the Marshall stiffness index in 5.8% and the compressive strength in 4%. The properties allowed, allow to have a mixture with greater resistance and greater durability.