DETERMINACIÓN DEL EFECTO DE LA TEMEPERATURA Y EL TIEMPO DE CALENTAMIENTO EN LAS CARACTERÍSTICAS DEL ASFALTO

Abstract

Para el almacenamiento y manipulación del asfalto es necesario exponerlo a temperaturas elevadas, adicionalmente la modificación del asfalto requiere temperaturas y tiempos de calentamiento aún mayores. La aplicación de altas temperaturas por tiempos extendidos se relaciona con el envejecimiento y la oxidación. Se sometieron muestras de asfalto a 135°C, 150°C y 165°C durante dos, tres y cuatro horas en un horno de convención forzada para replicar las condiciones en las que se manipula y almacena el asfalto. Para simular las condiciones de modificación se utiliza como base la experiencia adquirida y las recomendaciones del fabricante de polímeros, por lo que se preparan en el recipiente de mezclado muestras calentadas a 170°C durante tres horas, a 180°C durante tres horas y media y a 190°C durante 5 horas. En este estudio se utiliza FTIR para demostrar que le exposición a las temperaturas durante largos y diversos periodos no corresponde al factor principal que promueve la formación de los grupos funcionales de sulfóxidos y carbonilos asociados con la oxidación. Estos compuestos se producen por la exposición adicional al aire y a la presión, que se utiliza en los ensayos de la metodología Superpave, para simular las condiciones de fabricación, colocación en campo y operación del asfalto en el pavimento, tal como se demuestran los espectros infrarrojos de las muestras en estudio. Para determinar el efecto en el desempeño de la temperatura y los períodos de calentamiento en el desempeño se utilizan los parámetros reológicos de la metodología Superpave. Con las mediciones realizadas se logra demostrar que el envejecimiento provocado por la exposición a altas temperaturas no tienen un efecto tan nocivo como se espera en los parámetros de desempeño del asfalto acondicionado a las diversas temperaturas. De hecho, los resultados obtenidos no permiten establecer una correlación directa entre temperatura, tiempo y susceptibilidad a la deformación y susceptibilidad a la fatiga. No obstante, para la muestra calentada a 190°C en el recipiente de mezclado durante 5 horas si se obtienen los resultados esperados de baja susceptibilidad a la deformación y alta susceptibilidad a la fatiga. Consecuentemente, también demuestra buen soporte a altas cargas de tránsito según los parámetros de MSCR.

For the storage and handling of the asphalt it is necessary to expose it to high temperatures; additionally the modification of the asphalt requires temperatures and even longer heating times. The application of high temperatures for extended times is related to aging and oxidation. Asphalt samples were taken to 135 ° C, 150 ° C and 165 ° C for two, three and four hours in a forced convection oven to replicate the conditions in which the asphalt is handled and stored. To simulate the modification conditions, the experience acquired and the recommendations of the polymer manufacturer are applied, so the samples prepared in the mixing container heated at 170 ° C for three hours at 180 ° C for three and a half hours and at 190 ° C for 5 hours. In this study, FTIR is used to demonstrate that exposure to temperatures during long and diverse periods does not correspond to the main factor that promotes the formation of functional groups of sulfoxides and carbonyls associated with oxidation. These compounds are produced by the additional exposure to air and pressure, which is used in the Superpave methodology tests, to simulate the conditions of manufacture, placement in the field and operation of asphalt in the pavement, as shown by the infrared spectra of the samples under study. The rheological parameters of the Superpave methodology are used to determine the effect of the temperature and the heating periods in the performance. With the measurements made it is possible to demonstrate that the aging caused by exposure to high temperatures does not have an effect as harmful as expected in the performance parameters of the asphalt conditioned at various temperatures. In fact, the results obtained do not allow establishing a direct correlation between temperature, time and susceptibility to deformation and susceptibility to fatigue. However, for the sample heated to 190 ° C in the mixing vessel for 5 hours if the expected results of low susceptibility to deformation and high susceptibility to fatigue are obtained. Consequently, it also demonstrates good support for high traffic loads according to the MSCR parameters.