Implicaciones de ignorar los fenómenos reversibles característicos de los materiales bituminosos en los sistemas de gestión y métodos de diseño de firmes

Abstract

En la actualidad la mayor parte de las guías de diseño de pavimentos y sistemas de gestión de firmes emplean modelos que tratan de predecir la acumulación de daño en estas estructuras con el paso de las cargas del tráfico. Estos modelos se suelen basar en la hipótesis de que cada nivel de carga aplicado produce la fracción de daño. Estás fracciones de daño se pueden sumar para diferentes niveles de carga y el material se considera agotado cuando el valor de esta suma alcanza la unidad. Esta suposición se conoce como la regla de Miner, e implica que el orden de aplicación de las cargas sobre el material no influye en el número de ciclos de carga que puede soportar. Sin embargo, la naturaleza visco-elasto-plástica de los materiales bituminosos se traduce en un comportamiento complejo bajo cargas cíclicas. Efectos como la tixotropía, la no-linealidad o el calentamiento interno producen cambios en las propiedades mecánicas del material cuya principal característica es su reversibilidad, a diferencia del daño que es fundamentalmente irreversible. En esta comunicación se presentan resultados obtenidos mediante un ensayo cíclico de barrido de deformaciones (ensayo EBADE) aplicado en ligantes y mezclas. Estos resultados demuestran que el cambio de rigidez de un ligante sometido a cargas cíclicas se debe en más de un 80% al incremento de temperatura interna del material, y que este cambio de propiedades mecánicas es totalmente reversible si el nivel de solicitación se mantiene por debajo de un cierto valor. Así mismo, se demuestra también como la introducción de periodos de reposo en ensayos cíclicos, suficientemente largos, contribuye a incrementar el número de ciclos de carga que ésta puede soportar hasta fallo indefinidamente.