Diseño de un método de ensayo de laboratorio para el análisis de la resistencia a fisuración de mezclas bituminosas

Resumen

La fisuración por fatiga es una de las principales patologías en los firmes de todo el mundo, siendo además una de las prioridades de investigación en el ámbito de la ingeniería de carreteras, y concretamente, en el diseño de mezclas bituminosas. En la actualidad existen diferentes tipos de ensayos que permiten la evaluación del comportamiento a fisuración por fatiga de mezclas bituminosas, pero a pesar de ello, casi ninguno de estos ensayos se emplea de forma generalizada. Debido a este hecho, no existe una referencia común para evaluar el comportamiento a fisuración por fatiga de mezclas bituminosas, al contrario de lo que ocurre en otras patologías comunes como las roderas o las relacionadas con la acción del agua. Por un lado, algunos de los ensayos existentes y que han tenido un uso más común, a pesar de proporcionar una información bastante útil para el análisis del comportamiento mecánico de la mezcla, no terminan de ser del todo adecuados para evaluar su respuesta ante el fenómeno de fisuración. Algunos no correlacionan las condiciones carga aplicadas con las sufridas en el firme durante su vida de servicio y por tanto no es fácil extrapolar los resultados obtenidos a la respuesta real del material. Otros simplemente son ensayos de fatiga que no se centran en el estudio de la fisuración, utilizando geometrías y condiciones de carga y de ensayo que no son las más adecuadas. Por otro lado, los ensayos que reproducen las condiciones de carga con mayor fidelidad, suelen ser bastante sofisticados en términos de aplicación de carga e instrumentación, y con un elevado coste económico de reproducción y ejecución. Debido a ello es difícil hacer extensivo su uso en el diseño de mezclas en un contexto generalizado, quedando como pruebas muy útiles para ser utilizadas de manera puntual en un laboratorio, pero sin posibilidad de comparar resultados entre mezclas bajo las mismas condiciones en diferentes centros de estudio. En este contexto, surge la investigación llevada a cabo en la presente tesis doctoral, cuyo objetivo es desarrollar un método de ensayo para el análisis de la resistencia a fisuración por fatiga de mezclas bituminosas (UGR-FACT: University of Granada Fatigue Asphalt Cracking Test). El presente documento recoge los trabajos realizados para el desarrollo de dicho método, los cuales contemplan una etapa inicial de estudio del estado del arte, el diseño y fabricación del dispositivo a utilizar, la definición de sus características y condiciones de ensayos, los procedimientos de evaluación de los resultados, y la validación en conjunto del método de ensayo como herramienta para el análisis del comportamiento mecánico a fisuración por fatiga de mezclas bituminosas. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto que el UGR-FACT es un método que permite evaluar el comportamiento a fisuración por fatiga de mezclas bituminosas, de manera que podría ser empleado para el estudio y diseño de este tipo de materiales.