Aseguramiento de la calidad de mezclas bituminosas mediante la aplicación del ensayo de tracción indirecta en el control de su ejecución.

Abstract

Las mezclas bituminosas utilizadas en la ejecución de un firme deben conseguir determinadas características estructurales y funcionales requeridas en un pavimento flexible para garantizar su resistencia y durabilidad durante el período de diseño.<br/><br/>El control de calidad sobre el producto fabricado suele realizarse mediante el ensayo Marshall, extrayendo una muestra de la planta asfáltica y determinando su resistencia a las deformaciones plásticas. Sin embargo, la calidad final del producto, es decir, de la mezcla extendida y compactada sólo se controla mediante la extracción de testigos para la determinación de su densidad y su comparación con la densidad Marshall patrón. Durante el proceso de transporte, extendido y compactación pueden producirse fallos y deterioros, como escurrimiento del ligante, segregación del árido grueso o trituración del material, que pueden influir en la calidad final y que de este modo no se consideran ni se detectan.<br/><br/>Es por ello que se ha llevado a cabo un estudio sobre la aplicación del ensayo de tracción indirecta orientado a la búsqueda de una metodología de control de calidad de mezclas bituminosas que evalúe las características mecánicas de la mezcla y no sólo su compacidad. Este procedimiento tiene la ventaja de poder realizarse directamente sobre los testigos extraídos del firme para el control de densidades y por tanto no implica ninguna actuación adicional sobre el mismo.<br/><br/>Se ha aplicado este ensayo sobre testigos extraídos durante el control de ejecución de diferentes obras y también sobre probetas elaboradas en laboratorio, comparando los resultados y comprobando que el parámetro determinado, la resistencia a tracción indirecta, está correlacionado con la densidad y es capaz de evaluar a la mezcla con mayor sensibilidad que la acusada por la compacidad.<br/><br/>A través del análisis de toda esta información se ha establecido un criterio de aceptación de la mezcla bituminosa puesta en obra, basado en la recomendación de unos valores mínimos a conseguir en cada una de las mezclas estudiadas y en un factor de calidad en función de la diferencia entre la resistencia de la mezcla fabricada y la conseguida tras su extensión y compactación en obra. Este criterio asegura el nivel de calidad para el que la mezcla ha sido diseñada y resuelve los conflictos que suelen presentarse durante su control con las técnicas actuales.

Hot bituminous mixes used in the construction of asphalt layers should get certain structural and functional characteristics required in a flexible pavement in order to ensure their resistance and durability during its design life.<br/><br/>The quality control of bituminous mixes is usually developed by means of the Marshall test, taking a sample from the mixing plant and determining its permanent deformation resistance. However, the quality of the compacted mixture is only controlled by extracting cores from the layer for determining their density and comparing it with the Marshall reference density. During the processes of transport, laying and compaction, failures could take place, such as binder drainage, coarse aggregate segregation or crushing, that could affect the quality of the end product and that are not considered neither detected.<br/><br/>That is the reason why a study has been carried out focused on the application of the indirect tensile test, towards the search of a methodology of quality control of bituminous mixes that evaluates the mechanical characteristics of the mixture and not only its compactness. This procedure has the advantage of being conducted directly using the cores taken from the pavement for the density control and therefore it implies no more additional actuation.<br/><br/>This test has been performed on field cores during the construction of several pavements and also on laboratory moulded specimens. By comparing the results it was observed a good correlation between the density and the calculated parameter, the indirect tensile strength. Besides, this test is able to assess the mixture with more sensitivity than that derived from the compactness analysis.<br/><br/>The analysis of the data obtained during the experimental stage has led the author to propose a new approach of the compacted bituminous mixture acceptance. This proposal is based on the recommendation of minimum values to reach on the different mixtures and in a quality factor that is a function of the difference between the plant mix samples strength and the field cores one. This approach assures that the constructed layer has got the quality level aimed on the mixture design and solves the troubles that usually appear during the control with the current procedures.