Guía del comprador

Utilizando deformaciones dentro del límite elástico de los materiales, se aplica una carga sinusoidal a una viga en la configuración de ensayo de curvatura de dos o cuatro puntos. La determinación del módulo complejo toma en cuenta la energía disipada como calor durante el ensayo.

Los ensayos de curvatura o de resistencia a la flexión son los métodos más utilizados para evaluar la resistencia a la fatiga de los materiales bituminosos. Los ensayos de flexión en cuatro puntos están incluidos en las especificaciones de las normas CEN y AASHTO. La muestra es una viga prismática sometida a una carga sinusoidal en modo de deformación controlada. En Europa, la principal alternativa es el ensayo de flexión en dos puntos que emplea muestras trapezoidales, un ensayo desarrollado por LCPC en Francia.

Se aplica una fuerza axial estática a una muestra cilíndrica durante un período de tiempo especificado, durante el cual se monitoriza continuamente la deformación axial. A continuación deja de aplicarse la fuerza axial y se determina tanto la deformación permanente como la recuperada.

Se aplica una fuerza axial dinámica a la muestra durante un número especificado de ciclos de carga mientras se monitoriza la deformación axial.

Las investigaciones han demostrado que la deformación dinámica tiene una mejor correlación con las mediciones de ahuellamiento de superficies pavimentadas que la deformación estática. La correlación puede mejorarse con la aplicación de una fuerza de confinamiento.

Los ensayos de deformación estática no están incluidos en las normas europeas más recientes ni en las normas estadounidenses actuales.

Se aplica una fuerza axial sinusoidal variable en un intervalo de frecuencias a una muestra de 100 mm de diámetro interior por 150 mm de altura. La muestra se obtiene de una muestra de 150 mm de diámetro preparada mediante compactación giratoria. Las deformaciones recuperables (dinámicas) y permanentes se miden utilizando transductores aplicados sobre la muestra, y se determina el retardo de fase entre la fuerza y la deformación de las diferentes condiciones del ensayo, lo cual proporciona información sobre las propiedades viscoelásticas del material. Los ensayos de módulo dinámico son parte de la batería de ensayos de rendimiento simple (SPT) especificadas por la norma AASHTO TP62.

Se aplica una carga repetida al diámetro vertical de una muestra ahuecada o moldeada en laboratorio en diferentes frecuencias y magnitudes. Se miden las deformaciones horizontales (indirectas) resultantes para obtener el grado de rigidez. En Europa, este ensayo se utiliza principalmente como método rápido de control de calidad, aunque puede utilizarse para otros propósitos, como investigación de fallos. Las normas ASTM y AASHTO especificaban ensayos similares para medir el módulo de resistencia, aunque ahora han sido retirados.

Una placa ahuecada o compactada en laboratorio de mezcla bituminosa caliente es sometida a repetidas pasadas de una rueda cargada, monitorizándose la profundidad de ahuellamiento resultante. Este ensayo es popular porque simula mejor que otros métodos de laboratorio la resistencia a la deformación permanente. Se ha demostrado que sus resultados guardan buena correlación con el ahuellamiento de superficies pavimentadas en servicio. En Europa existen dos métodos de ensayo que se utilizan ampliamente: uno fue desarrollado por el LCPC de Francia, y el otro está basado en el método desarrollado por el TRL del Reino Unido. Menos utilizados, los ensayos en pista de Hamburgo emplean muestras sumergidas en agua para medir la durabilidad y la resistencia al ahuellamiento. En EE.UU. no existe ninguna norma nacional para los ensayos en pista.

Para producir en laboratorio materiales cuyas propiedades se asemejen lo máximo posible a las del pavimento se utilizan compactadoras giratorias y de rodillos. En una compactación giratoria se somete un cilindro de diámetro de 150 o de 100 mm a una fuerza de compresión vertical mientras se le aplica un movimiento giratorio en un ángulo especificado con respecto al vertical, lo cual genera un movimiento interparticular dentro del material. En EE.UU. y otros países no europeos está especificado un ángulo de compactación ligeramente mayor. La compactación con rodillos está considerada el método de laboratorio que permite obtener materiales que mejor simulan a los utilizados en pavimentos. El tipo más común emplea un rodillo con revestimiento de acero para compactar placas cuadradas de 305 mm. Como opción se utiliza un rodillo vibratorio para incrementar el esfuerzo de compactación. La compactadora de rodillos desarrollada en el LCPC de Francia utiliza uno o dos neumáticos que compactan la mezcla y que van siendo incrementalmente empujados contra el molde. El uso de neumáticos genera una acción de amasado y asegura que el compuesto no resulte dañado durante la compactación.

Realizados normalmente bajo compresión por motivos de conveniencia, los ensayos de resistencia miden la fuerza máxima que una muestra puede tolerar a la velocidad controlada del modo de deformación. En el ensayo de estabilidad de Marshall, la muestra es cargada en modo pseudo-diametral. En el ensayo de Duriez, la muestra cilíndrica es cargada axialmente y la resistencia a la compresión se calcula como coeficiente entre la carga máxima y el área transversal inicial de la muestra.

Las propiedades mecánicas de los materiales granulares suelen evaluarse mediante ensayos triaxiales. Una muestra ahuecada o preparada en laboratorio es sometida a repetidas cargas medio senoversales en las que se registran las variaciones de la fuerza y la deformación axiales, y se calcula el módulo de elasticidad. El ensayo normalmente se realiza utilizando secuencias específicas de combinaciones de fuerzas axiales y limitadoras. Las dificultades en la preparación de muestras representativas pueden limitar el uso de estos ensayos a los establecimientos de investigación. Recientemente se ha intentado buscar alternativas más sencillas y sólidas. Ejemplos de las mismas son Springbox y K-Mould. En este momento, NTEC y Cooper Technology están embarcados en un proyecto de investigación de ensayo de materiales granulares con el objeto de desarrollar un sistema más económico que pueda utilizarse habitualmente.