Análisis de sistemas asfalto-agregado a partir de mediciones de energía superficial libre

• Allex E. Alvarez Lugo ^[1] ; Evelyn Ovalles
  1. [1] Universidad del Magdalena

     Universidad del Magdalena

     Colombia

     
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 79, Nº. 175, 2012, págs. 111-119
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Analysis of asphalt-aggregate systems based on measurements of surface free energy
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• Resumen
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    La energía superficial libre (ESL) es una propiedad termodinámica fundamental de los materiales que puede ser empleada para cuantificar la calidad de la adhesión entre diversos materiales, la susceptibilidad de éstos a perder su adhesión por la presencia de agua en el sistema y la capacidad del recubrimiento de un material sobre otro con diferentes valores de ESL (i.e., humectabilidad). Estos principios son aplicables a diferentes materiales, incluidos los sistemas asfalto-agregado (i.e., mezclas asfálticas). El presente trabajo tiene como objetivo principal presentar un análisis, basado en mediciones de ESL de los materiales constitutivos de las mezclas asfálticas, mediante el cual se puede cuantificar la calidad de la adhesión, la susceptibilidad al daño por humedad y la calidad del recubrimiento del asfalto sobre el agregado en diversos sistemas asfalto-agregado. Las mediciones de ESL de asfaltos y agregados fueron realizadas en laboratorio a través del método de la Placa Wilhelmy y de la Máquina de Adsorción Universal (USD), respectivamente. Los materiales evaluados incluyeron asfaltos colombianos y agregados de origen colombiano y norteamericano. El análisis específico consistió en evaluar el efecto de procesos industriales de modificación y la adición de llenante mineral sobre la calidad de la adhesión, la susceptibilidad al daño por humedad y la humectabilidad de diversos sistemas asfalto-agregado. Los resultados sugieren que la medición de la ESL de asfaltos y agregados es una herramienta eficiente para evaluar la compatibilidad y el desempeño esperado de diversos sistemas asfalto-agregado, así como los cambios inducidos a nivel fundamental por diferentes procesos propios de la fabricación de mezclas asfálticas (e.g., adición de llenante mineral)

  • English

    The surface free energy (SFE) is a fundamental thermodynamic material property that can be used to quantify the quality of adhesion between diverse materials, the susceptibility of these materials to loss its adhesion due to the presence of water in the system, and the coating ability of a material over another material with different SFE values (i.e., wettability). These principles can be applied to different materials, including the asphalt-aggregate systems (i.e., hot mix asphalt (HMA) mixtures). This research work aims to present an analysis, based on SFE measurements of the asphalt mixture basic constituents, to quantify the adhesion quality, moisture susceptibility, and the coating quality of the asphalt over the aggregate surface (wettability) for different asphalt-aggregate systems. The SFE measurements of asphalts and aggregates were conducted in the laboratory by applying, respectively, the Wilhelmy Plate method and the Universal Sorption Device (USD). The materials assessed included Colombian asphalts and aggregates produced in both Colombia and The United States. The analysis focused on evaluating the effect of industrial asphalt modification processes and filler addition on the quality of adhesion, moisture susceptibility, and wettability of different asphalt-aggregate systems. The results suggest that the SFE measurement of asphalts and aggregates is an efficient tool to assess the compatibility and the expected performance of diverse asphalt-aggregate systems as well as the modifications induced, at a fundamental level, by different processes used in the fabrication of HMA (e.g., mineral filler addition)