Propuesta de incorporación de agregados de escoria de acero y fibras de polipropileno en mezclas asfálticas para reducir el agrietamiento por fatiga en la intersección de la Av. México y Parinacochas, La Victoria

Abstract

La capa de asfalto del pavimento no rígido se puede destruir de diversas formas. Esto se debe a la operación repetitiva de las cargas de tráfico, especialmente en las intersecciones urbanas con gran cantidad de vehículos pesados. Si estas cargas no se calculan correctamente en el cálculo compuesto, se producirán deformaciones como el agrietamiento de cocodrilo. Este tipo de daño excesivo a la superficie da como resultado una mala usabilidad, seguridad y comodidad del usuario.

La mezcla de asfalto convencional tiene resistencia a la tracción, debido a los requisitos que superan las propiedades de la capa de asfalto ordinaria en los últimos tiempos, debe mejorarse mediante la adición de aditivos. Por tal motivo, en este estudio se obtuvieron efectos al utilizar simultáneamente un 25% de escoria de acero y un 0,2% de fibra de polipropileno como alternativa a los agregados en las mezclas asfálticas para la reducción de grietas y fatiga en la capa de concreto asfáltico ensayada. Estas mejoras se deben a una mejor unión entre los agregados creada por la adición de escoria y una mayor capacidad de absorción de energía de las fibras en la mezcla asfáltica debido a la mayor resistencia a la tracción.

Se han implementado dos proyectos de mezcla asfáltica-mineral. El primer proyecto corresponde a una mezcla asfáltica tradicional con agregados de la cantera Piedralisa, una de las canteras más cercanas al sitio de estudio en La Victoria, Lima. La segunda estructura está hecha con los mismos ingredientes, más fibras de polipropileno y un relleno de escoria de acero.

Además, las dos muestras se compararon utilizando las pruebas de flujo y estabilidad de Marshall, así como las pruebas de tracción indirecta. Finalmente, se encontró que la adición de escoria de acero y fibras de polipropileno optimizó la estabilidad de la muestra Marshall modificada en un 37% y la fluidez en un 17,97%. Asimismo, se observó que las briquetas modificadas tenían un TSR de 91,8%, ligeramente superior al 88% obtenido para la mezcla convencional. Este valor está relacionado con una mejor vida a fatiga del material sinterizado y una mejor resistencia al deterioro de la capa asfáltica por humedad y/o deformación bajo la influencia de cargas transmitidas a través de ella.

The asphalt layer of the non-rigid pavement can be destroyed in various ways. This is due to the repetitive operation of traffic loads, especially at urban intersections with large numbers of heavy vehicles. If these loads are not calculated correctly in the composite design, deformations such as alligator cracking will occur. This type of excessive surface damage results in poor usability, safety and user comfort.

Conventional asphalt mixture has tensile strength, due to the requirements exceeding the properties of ordinary asphalt layer in recent times, it should be improved by adding additives. For such reason, in this study, effects were obtained by simultaneously using 25% steel slag and 0.2% polypropylene fiber as an alternative to aggregates in asphalt mixtures for the reduction of cracks and fatigue in the tested asphalt concrete layer. These improvements are due to a better bond between the aggregates created by the addition of slag and a higher energy absorption capacity of the fibers in the asphalt mix due to higher tensile strength.

Two asphalt-mineral mix projects have been implemented. The first project corresponds to a traditional asphalt mix with aggregates from the Piedralisa quarry, one of the quarries closest to the study site in La Victoria, Lima. The second structure is made with the same ingredients, plus polypropylene fibers and a steel slag filler.

In addition, the two samples were compared using Marshall flow and stability tests, as well as indirect tensile tests. Finally, it was found that the addition of steel slag and polypropylene fibers optimized the stability of the modified Marshall sample by 37% and the flowability by 17.97%. It was also observed that the modified briquettes had a TSR of 91.8%, slightly higher than the 88% obtained for the conventional mixture. This value is related to a better fatigue life of the sintered material and a better resistance to deterioration of the asphalt layer by moisture and/or deformation under the influence of loads transmitted through it.