Modelo micro mecánico de pavimentos
Referencia
El trabajo que se presenta fue realizado por personal de la Universidad Tecnológica de Michigan (Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, y Departamento de Ingeniería Mecánica), Michigan, USA.
Zhanping You and Qingli Dai. Review of advances in micromechanical modeling of aggregate-aggregate interactions in asphalt mixtures. Canadian Journal of Civil Engineering. Vol 34. April 2007. NRC (National Research Council Canada). Canada.
La investigación está referida a modelos que toman en cuenta la compleja micro estructura de la mezcla asfáltica y la interacción agregado-agregado. Se trata de una revisión exhaustiva de investigaciones en el modelaje de mezclas de asfalto desde hace un siglo incluyendo trabajos recientes, que pueden agruparse en los siguientes.
- Modelo con o in geometría definida con partículas sin interacción.
- Modelo con interacción de partículas.
- Modelo de red de elementos finitos (FENM).
- Modelo de elementos discretos en aglomerado o racimos (DEM).
- Modelo micro mecánico de elemento finito.
- Discusión del modelaje tridimensional (3-D) de la micro estructura de mezcla de asfalto.
- Posibilidad de la aplicación de la nano tecnología en mezclas de asfalto.
Objetivos
- Revisión integral de modelaje micro mecánico de mezclas de asfalto (efectuado por un número de investigadores).
- Discusión de las técnicas de modelaje micro mecánico usando elementos finitos (FE) y elementos discretos (DE).
La mezcla de asfalto
La mezcla de asfalto está compuesta de las siguientes fases.
| Entendida en tres fases. | O agrupada de la siguiente manera. |
| Agregado graduado | Agregado (grueso) |
| Asfalto aglutinante o bitumen | Masilla o mezcla de arena: agregado fino, arena y finos embebidos en una matriz de asfalto bituminoso. |
| Vacíos de aire | Vacíos de aire |
Las propiedades físicas y el comportamiento del asfalto dependen de los siguientes factores.
- Las propiedades del agregado: forma, textura, gradación, estructura interna, módulos.
- Las propiedades del asfalto bituminoso: grado, módulo de corte complejo, características de relajación, cohesión.
- Las interacciones asfalto-agregado: adhesión, adsorción, interacciones físico-químicas.
La complejidad y variabilidad del comportamiento de las mezclas de asfalto dependen de características como:
- El tamaño de agregados que varía de menos de 0.075 a 37.5 mm.
- Las partículas de agregados con diferentes: tamaño, textura, fricción, orientaciones. El contacto de los agregados aumenta esta complejidad.
- Propiedades que dependen de la temperatura y frecuencia de carga.
- La rigidez del concreto asfáltico es de difícil predicción (por los diferentes tamaños de agregados ligados en el bitumen). Lo cual complica la predicción de propiedades como la rigidez y la resistencia a la tensión.
Para construir modelos matemáticos es necesario adoptar hipótesis simplificatorias para acerca a las propiedades reales de la mezcla.
Uso de modelos micro mecánicos. Modelos de elementos finitos y discretos.