Modelos de elementos finitos y discretos
Modelo de red de elementos finitos
La mezcla asfáltica representada en las tres fases.
- Agregado (grueso)
- Masilla de arena (bitumen más finos)
- Vacíos de aire.
Se representa con un modelo de transferencia de carga con las siguientes características.
- Agregados de forma elíptica
- La carga entre dos agregados vecinos se transmite a través de la masilla de arena, simulada por una cinta elástica.
- La carga se reduce a una resultante normal y tangencial y a un momento.
El modelo de elemento finito se convierte en una red como un reticulado equivalente, conectado en los centros de las partículas. Se puede establecer una matriz de rigideces, K, función de los módulos de elasticidad, el espesor y ancho del sellado, las dimensiones radiales del centro del agregado al límite de la masilla de arena.
Módulo de elemento discreto de la micro estructura de la mezcla de asfalto
Para el caso simplificado de un material granular, se toma un espécimen con varios cientos de partículas probadas numéricamente. Para el comportamiento complejo, se simula un conjunto de modelos constitutivos: corte y rigidez normal, fricción estática y de deslizamiento, y cohesión inter partícula.
Modelo de micro estructura tridimensional de la mezcla de asfalto
Se realiza a partir de la aplicación de técnicas de tomografía de rayos X a imagen en tres dimensiones. Incluye la distribución de vacíos, así como los efectos de compactaciones giratorias.
Posibilidades de la nanotecnología
No se trata de modelos micro sino nano (que corresponden al nivel molecular y atómico). Parte importante de estas experiencias, y expectativas, están en la línea de la incorporación de nanotubos para reforzar la matriz asfáltica. En particular, las dificultades giran alrededor de conseguir la debida adherencia entre ambos elementos (con prácticas que modifiquen la textura fina y pulida de los nanotubos).