Informe final Fase II proyecto: UIIT-2020-01 Diseño, construcción y evaluación del desempeño de mezclas con materiales de desecho

Abstract

Este informe presenta los resultados de la fase II de carga, complementando el informe INF-1473-2022, y se centra en el análisis del desempeño de mezclas asfálticas modificadas con plásticos de desecho en comparación con una mezcla convencional. El objetivo general es evaluar el comportamiento de estas mezclas bajo condiciones de carga acelerada y controlada, utilizando el Simulador de Vehículos Pesados (HVS) en el Lanamme de la Universidad de Costa Rica. Los objetivos específicos incluyen la evaluación de la estructura del pavimento mediante ensayos no destructivos, como la deflectometría de impacto, ahuellamiento, regularidad y la fricción. Durante la Fase I de carga, se aplicó un patrón de carga inicial que comenzó en 40 kN y se incrementó hasta 60 kN, acumulando un total de 1 000 000 de repeticiones, equivalentes a aproximadamente 3,1 millones de ESAL. En la fase II de carga, se partió de 60 kN y se continuó hasta 70 kN, sumando 700 000 repeticiones adicionales, alcanzando un total cercano a 9,0 millones de ESAL al finalizar la fase I y la fase II de carga. Los resultados de ahuellamiento indicaron que el tramo de control, sometido a condiciones de temperatura, presentó el mayor valor medio de ahuellamiento (10,55 mm), lo que sugiere un impacto mayor en su susceptibilidad al ahuellamiento. En contraste, los tramos modificados (017B y 021B) mostraron un efecto moderado frente al ahuellamiento, indicando que la adición de plásticos podría contribuir a una mayor resistencia en estas condiciones, sin embargo, todas las mezclas presentaron valores finales muy satisfactorios. El análisis de fricción reveló una reducción significativa en la rugosidad de todas las mezclas después de la primera fase de carga, siendo la más notable en el tramo de control sin acondicionamiento. Sin embargo, los tramos modificados mostraron una caída más pronunciada en la fricción al finalizar la fase II, lo que podría impactar negativamente en la durabilidad de la superficie del pavimento a largo plazo. En cuanto a los módulos resilientes, se observó que la capa de mezcla asfáltica (HMA) del tramo de control 15 mostró un promedio inicial de 3249 MPa, que se redujo a 1705 MPa en la fase II. Para el tramo de control acondicionado (19), los módulos de HMA comenzaron en 3370 MPa y finalizaron en 2441 MPa. Por su parte, los tramos modificados (17 y 21) iniciaron con módulos de HMA menores de 2332 MPa y 2578 MPa respectivamente, y terminaron en 1862 MPa y 1982 MPa, lo cual indicó que las mezclas acondicionadas o con plástico presentaron módulos menores y fallas menos frágiles al final de la fase II de carga. En conclusión, las mezclas modificadas con plásticos de desecho presentaron un desempeño general estable en comparación con la mezcla de control, sin embargo, es fundamental continuar la investigación para comprender completamente su impacto en el comportamiento del pavimento y su durabilidad a largo plazo.