Browsing by Author "Aguiar Moya, José Pablo"

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Análisis de la variabilidad asociada a ensayos de fatiga en mezclas asfálticas
(2020) Mora Valverde, Melissa Karina; Aguiar Moya, José Pablo
Este proyecto se enfocó en analizar la variabilidad asociada a los ensayos de fatiga en tres tipos de mezclas asfálticas en caliente producidas en planta de Costa Rica, mediante el desarrollo de los ensayos: Overlay (Tex-248-F), prueba de curva semicircular (SCB, ASTM D8044-16) y la prueba de viga sometida a flexión en 4 puntos (AASHTO T321-17). El trabajo se desarrolla para generar insumos que permitan la escogencia entre los distintos tipos de ensayo y empezar a evaluar su aplicabilidad en los procesos de diseño y construcción de carreteras de Costa Rica. Para lograr lo anterior, primeramente se realizó una recolección de información bibliográfica asociada a la temática. Luego, se procedió con la fase experimental, que incluía la caracterización de los materiales y especímenes de prueba, para seguidamente desarrollar las pruebas de fatiga de interés. Con los datos anteriores, se realizó el análisis de los resultados, enfocado en la variabilidad de los mismos; buscando encontrar factores de sensibilidad, tendencias en el comportamiento de las mezclas, similitudes, ventajas y desventajas de los métodos. Además, como último producto de este proyecto, se generó un ranking que clasificó los ensayos de fatiga según su variabilidad y duración. El desarrollo de este proyecto permitió identificar que el ensayo más variable fue el de la viga a flexo-tracción en cuatro puntos, el cual tampoco presentó coeficientes de variación constantes para los distintos niveles de la prueba. Además, la prueba SCB requirió el menor esfuerzo comparado con las demás pruebas, desde un punto de vista de cantidad de tiempo, mejora la eficiencia de los procesos de diseño, y que excluye el tiempo de uso y curado del epóxico. Por último, se verificó que la variabilidad depende en gran medida (entre otros factores) de las propiedades de la mezcla. Y es de esperarse que al reducir la variabilidad se pueda mejorar la estimación del desempeño...
Análisis del desempeño de geosintéticos como sistemas intercapa en pavimentos flexibles
(2018) Katiyar Quirós, Indira; Aguiar Moya, José Pablo
Se desea aportar al estudio e investigación de los geosintéticos como herramienta en el refuerzo de pavimentos asfálticos y evaluar su efecto en el desempeño de una estructura de pavimento flexible. La revisión bibliográfica revela que los estudios han demostrado una respuesta positiva en las propiedades mecánicas y funcionales implementando materiales geosintéticos del tipo geotextil no tejido y geomalla en la intercapa asfáltica. Se definió experimentalmente la capacidad de adherencia entre dos pastillas, una con un porcentaje de vacíos de 4% que representa una carpeta asfáltica en estado envejecido y otra con un porcentaje de 7% de vacíos que idealiza la nueva carpeta asfáltica a colocar. Se estudiaron 3 distintos casos de manera independiente, donde la adherencia entre las pastillas iba a darse en un caso solo con emulsión asfáltica, otro con emulsión y material de geomalla y por último uno elaborado con emulsión y material de geotextil. Seguidamente se desarrolló un modelo tridimensional con el software Abaqus (Software que emplea el método de elementos finitos), para evaluar complementariamente el ensayo de laboratorio realizado, y así analizar el comportamiento de los materiales ante las cargas aplicadas. A partir de los resultados se logra definir la resistencia que tiene cada espécimen analizado y se define un límite admisible para cada una. Con el modelo obtenido se aprecia la variación del esfuerzo cortante en la interfaz de la intercapa. Se observaron resultados satisfactorios entre los datos obtenidos en laboratorio y los datos obtenidos con el modelo, lo cual permitirá elaborar un modelo más complejo de pavimento que permita evaluar el efecto del espesor de las capas y la ubicación del geosintético en la estructura. Las pastillas que mostraron mejor adherencia y mayor resistencia de carga son las de emulsión sin geosintético y las que presentaron el desempeño ...
Análisis del efecto de nano partículas de cal hidratada en el desempeño del ligante asfáltico
(2015) Jiménez Alvarado, María José; Aguiar Moya, José Pablo
El uso de partículas de cal en las mezclas asfálticas mejora la resistencia al daño por humedad, ya que la cal reacciona con moléculas muy polares del ligante asfáltico para prevenir que el ligante reaccione con el agua y cause desnudamiento. Por lo tanto esta investigación busca determinar el desempeño del ligante asfáltico al utilizar nano cal como aditivo y de este modo observar si existen cambios al disminuir el tamaño de partícula. Para obtener las propiedades reológicas y de adhesión de los ligantes asfálticos se utilizó equipo como el Reómetro Dinámico de Cortante y el goniómetro. Durante el desarrollo de este proyecto se evalúa el cambio en la adhesividad del conjunto asfalto-agregado utilizando parámetros como ángulo de contacto, energía superficial libre, entre otros. Se busca medir el cambio de dichas propiedades en condiciones críticas de humedad, por lo tanto acondicionan las muestras para representar adecuadamente este estado, pues es cuando el pavimento es más susceptible al fenómeno de daño por humedad. Los agregados utilizados se escogieron de tal manera que fueran representativos para distintas regiones geográficas de Costa Rica. El diseño de pavimentos es importante para cada proyecto vial, porque cada diseño es diferente, dependiendo el tránsito que circule por la vía y las condiciones atmosféricas de la región, tipo de suelo y otros factores. Por lo tanto es recomendable conocer el comportamiento de los materiales como el ligante asfáltico, para que el pavimento cumpla adecuadamente con la vida de diseño.
Análisis del ruido producido por el paso de vehículos en carreteras de la Gran Área Metropolitana de Costa Rica
(2022) Segura Herrera, Andrey Gerardo; Aguiar Moya, José Pablo
En Costa Rica, el ruido es un contaminante del que se tiene poco control en cuanto a carreteras se refiere, pues, de acuerdo con la revisión bibliográfica del presente informe, en el país no existe una regulación vigente que considere el ruido producido por el paso de vehículos, mucho menos un modelo definido que tome en cuenta el impacto ambiental del ruido a la hora de construir o ampliar una carretera. A diferencia del plano internacional, en países como Estados Unidos o Inglaterra, se encontraron modelos que predicen el ruido con base en la velocidad, flujo vehicular, pendiente, entre otros y cuentan con normativa que regula este contaminante. Es por esto que, con el fin de dar el primer paso para contar con este tipo de reglamento, este proyecto relacionó los modelos internacionales de medición y predicción de ruido con la realidad que se presenta en Costa Rica, por medio de la recolección de datos en campo, tanto de niveles de ruido como de velocidades, pendiente y demás con el fin de poder comparar el nivel de ruido predicho por el modelo y el nivel de ruido real medido en la carretera. Se evaluaron seis tramos repartidos en la Gran Área Metropolitana de Costa Rica, considerando que sean secciones de carretera similares y que se puedan obtener los datos necesarios y se compararon los resultados obtenidos con las mediciones realizadas en campo, de los cuales el modelo de predicción inglés (llamado CORTN) es el que mejor se acopló a las mediciones reales en carretera. Además de esto, se buscó relacionar el IRI con el nivel de ruido de una carretera, para conocer si es un parámetro significativo a la hora de evaluar el ruido producido por el paso de vehículos, la cual no es significativa. Además, se obtuvo la significancia de cada variable en el modelo, de los cuales la pendiente fue la más significativa.
Asfalto modificado con materiales de desecho
(2017) Villacís Camacho, Fernando; Aguiar Moya, José Pablo
En Costa Rica se han realizado estudios de materiales de desecho como modificantes asfálticos, de estos estudios se ha concluido que estos materiales mejoran ciertas propiedades del asfalto. En esta investigación se analiza la viabilidad de usar otros materiales que no han sido utilizados anteriormente, el polipropileno y el policloruro de vinilo. En este proyecto se determinan las propiedades de los polímeros que se van a utilizar como modificantes. Se realizan pruebas para determinar la incorporación de estos polímeros a la mezcla y se realizan pruebas de desempeño al asfalto modificado para determinar qué propiedades cambiaron con respecto al asfalto original. Con base en los resultados de los ensayos de laboratorio y las investigaciones se determina si los materiales utilizados en esta investigación se pueden usar como modificantes y en qué condiciones se recomienda su uso.
Calibración de ecuaciones de transferencia por fatiga de pavimentos asfálticos a partir de ensayos a escala natural
(2020) Quirós Cascante, Maureen Fabiana; Aguiar Moya, José Pablo
Se calibran modelos o ecuaciones de transferencia para el mecanismo de falla por fatiga en pavimentos asfálticos mediante el análisis de ensayos acelerados de pavimentos a escala natural. Mediante esta investigación se desarrollaron ecuaciones de predicción de deformación unitaria a tensión, la cual es causante del daño por fatiga. Se evaluaron las condiciones de dos pistas de ensayo, la 004AC3 (seco) y 010AC3 (húmedo), en el LanammeUCR, como parte del proyecto de Ensayos Acelerados de Pavimentos o APT, por sus siglas en inglés. Se plantearon cuatro casos para cada una de las tres condiciones planteadas, que son la condición seca, condición húmeda y condición unificada (que contempla ambos tramos de ensayo). Mediante el desarrollo de regresiones lineales múltiples de modo natural y transformadas, se obtuvieron propuestas que se analizaron según las estadísticas de regresión, así como sus residuales. Las propuestas se evaluaron mediante una base de datos artificial, generada con el software PitraPave, el cual se basa en la Teoría de Multicapa Elástica. Una vez desarrolladas las predicciones, se procedió a seleccionar las ecuaciones finales. Se seleccionaron tres modelos, uno para cada propuesta, estos modelos fueron elegidos debido a que presentaron coeficientes de determinación mayores a 0.9, además, sus variables son significativas, las estadísticas generales de los residuos indicaron buen comportamiento en distribución y variabilidad. Los modelos seleccionados tienen como regresores deflexiones, ejes equivalentes y relación de AREA normalizada.
Calibración de una ecuación de transferencia a fatiga para capas de mezcla asfáltica reforzadas con geomallas en Costa Rica
(2021) Rubio Escobar, Jorshua Eduardo; Aguiar Moya, José Pablo
Bajo la inclusión de conceptos mecanicistas en el diseño de pavimentos de Costa Rica y nuevas técnicas de preservación y mantenimiento de pavimentos, se investigó, desarrollo y propuso una ecuación para aproximar la capacidad a fatiga de una carpeta asfáltica reforzada con geomalla a nivel de laboratorio. Para realizar ello se elaboraron un total de quince especímenes de concreto asfáltico, que constan de una primera capa de mezcla asfáltica convencional de 5 cm que fue envejecida para simular una carpeta existente. A ocho de estas se les colocó una sobrecapa de concreto asfáltico convencional y a seis una sobrecapa de concreto asfáltico modificado con butonal. La sobrecapa colocada fue de 10 cm y todas las probetas fueron reforzadas con geomalla en la interfaz capa existente-sobrecapa. Para la falla de las probetas se siguió el esquema de montaje de ensayo estipulado en la Normativa Europea para vigas a flexotracción en cuatro puntos (4PB-PR). A estos se les aplico pulsos haversianos con una frecuencia de 10 Hz y periodos de descanso de 0,9 s entre cada pulso. El ensayo se realizó a esfuerzo controlado y la carga utilizada varia dentro de tres rangos, siendo estos: 0,45 kN a 13,0 kN, 0,45 kN a 14,0 kN y de 0,45 kN a 15,0 kN. Los resultados del ensayo a flexotracción muestran un mejor desempeño en los especímenes cuya sobrecapa tiene un mayor módulo dinámico, esto para todos los niveles de esfuerzo. Basado en estos datos y el módulo dinámico de la sobrecapa asfáltica, se planteó un modelo predictivo en función de dos variables independientes. Al finalizar y mediante un análisis de sensibilidad, se verifica bajo distintos escenarios que la variable de mayor impacto es el módulo dinámico de la sobrecapa asfáltica.
Comparación de métodos de incorporación de polietileno de baja densidad a una mezcla asfáltica
(2019) Gutiérrez Montenegro, Kendall Fabián; Aguiar Moya, José Pablo
Debido a la creciente flota vehicular que afronta el país y con el alto nivel de deterioro que se presenta en nuestras carreteras, se ha venido buscando materiales que puedan elevar el desempeño de las mezclas asfálticas utilizadas. Además, se busca métodos alternativos que no impliquen un costo tan elevado en su producción. Para ello se busca evaluar el desempeño de un método de modificación en seco utilizando polietileno de baja densidad comparando su comportamiento con el de una mezcla en húmedo y otra de control. Para realizar lo anterior se utilizó polietileno de baja densidad en presentación de bolsa plástica y en forma de pellets. A partir de este material, se realizaron pruebas físicas y químicas para determinar sus propiedades y su grado de afinidad con el asfalto, esto debido especialmente a las temperaturas con las que se suele trabajar los ligantes asfálticos. Posteriormente se determinó el porcentaje óptimo de polietileno a usar en el método húmedo a partir de una serie de modificaciones a las que se les varió ciertos parámetros como el porcentaje de polímero, la temperatura de mezclado, el tiempo de mezclado entre otros. Dichas modificaciones fueron analizadas mediante una serie de ensayos que evalúan el desempeño de las mezclas al ser sometidos a ciertas condiciones de esfuerzo, envejecimiento, etc. Una vez hallado el porcentaje óptimo para la modificación en húmedo, se procedió a la confección de especímenes para la realización de pruebas de desempeño sobre la mezcla asfáltica, para esto se establecieron diseños de mezclas en base a porcentaje de vacíos que garanticen el comportamiento óptimo de las mismas. Los resultados de los ensayos de desempeño fueron comparados entre sí para determinar que tanto aporta el polietileno a las mezclas en húmedo y en seco en comparación a la mezcla de control. Analizando dichas pruebas se determinó que la ...
Comparación de métodos para inducir daño por humedad en mezclas asfálticas
(2022) Wagner Par, Juan Daniel; Aguiar Moya, José Pablo
El daño por humedad ocasiona un daño prematuro y pérdida en su resistencia. Es un problema común dentro de los pavimentos del país. La prueba más común es el ensayo de Lottman modificado (AASHTO T 283), que utiliza ciclos de congelamiento y humedecimiento para acondicionar las muestras, en Costa Rica se omiten los ciclos de congelamiento. Sin embargo, la prueba de Lottman modificado no está siendo representativo con lo ocurrido en campo y dura dos días en realizarse. Debido a esto surge el MIST, que replica los efectos de presión de poro y desgaste en campo. En este proyecto se compararon tres ensayos, el ensayo de Lottman modificado con 1 ciclo sin congelamiento, con 1, 3 y 6 ciclos de congelamiento y el acondicionamiento utilizando el MIST (AASHTO TP 140 / ASTM D 7870). Esto con el fin de comparar los esfuerzos por tensión diametral obtenidos entre cada prueba en el especial el MIST con las pruebas de Lottman modificado. A la hora de comparar los resultados, se determinó un buen desempeño por parte de la mezcla ante cada prueba. No hubo diferencias significativas entre los resultados de cada ensayo, pero los resultados utilizando 6 ciclos de congelamiento fueron los más similares al MIST.
Correlación de los resultados de ensayo de flexión en 4 puntos con distintos parámetros del ensayo de flexión semicircular
(2021) Corazzari Herrera, Gianluca; Aguiar Moya, José Pablo
Este proyecto se enfocó en analizar la correlación entre los resultados del ensayo de flexión en 4 puntos y el ensayo de flexión semicircular (SCB), así como la relación de estos resultados de ensayo con los parámetros volumétricos de la mezcla y un análisis de la variabilidad de estos procedimientos. La finalidad de este trabajo era generar límites de fatiga de mezcla asfáltica, congruentes con los establecidos en el CR-2010 para el ensayo de flexión en 4 puntos, pero, en términos del ensayo SCB. Para esto, se realizó una revisión del estado de la cuestión en materia de fatiga de mezcla asfáltica y de la relación de estos resultados de ensayo. Seguidamente se recolectaron resultados de ensayo disponibles en el LanammeUCR para aquellas muestras a las que se les haya realizado tanto el ensayo de flexión en 4 puntos como el ensayo de flexión semicircular. Una vez se obtuvieron los datos, se procedió a analizar la variabilidad de los resultados de ensayo, así como sus correlaciones entre sí y con los parámetros volumétricos. Se encontró que los resultados de flexión semicircular tienen menor variabilidad que los resultados de flexión en 4 puntos, siendo los menos variables la energía de deformación y el índice de resistencia al agrietamiento. Los resultados de flexión semicircular también mostraron tendencias esperadas respecto a los parámetros volumétricos de la mezcla, mientras que los de flexión en 4 puntos mostraron una débil correlación. También se determinó que los resultados de flexión semicircular y los de flexión en 4 puntos siguen una correlación esperada. Sin embargo, debido a la gran dispersión de estas correlaciones, se decidió que no era adecuado utilizar los modelos encontrados para predecir los resultados del ensayo SCB en función del ensayo de flexión en 4 puntos y, por consiguiente, generar los límites del CR-2010 en términos de los indicadores del ensayo SCB.
Correlación entre el módulo dinámico y el módulo cortante dinámico en mezclas asfálticas en caliente para la evaluación del daño por humedad
(2017) Araya Alvarado, Andrés; Aguiar Moya, José Pablo
El estudio realizado consiste en la implementación de una metodología para confeccionar especímenes de mortero asfáltico a partir de las características de mezclas asfálticas en caliente, con la finalidad de poder asociar propiedades mecánicas de ambos materiales al ser sometidos a daño por humedad. Para esto, se realizó una revisión bibliográfica de estudios en los que se haya tratado con mortero asfáltico, especialmente al tema de la confección de los especímenes. Se determinó la resistencia de tres mezclas asfálticas: una mezcla de control, una mezcla modificada con antidesnudante (Magnabond) y una mezcla modificada con cal hidratad. Las mezclas fueron, además, sometidas a tres condiciones distintas de daño por humedad. Para las nueve combinaciones se obtuvo una curva maestra a partir del ensayo de módulo dinámico, el cual consiste en un barrido de frecuencias y temperaturas utilizando la configuración de deformación controlada. Para la generación de las curvas maestras se utilizó la ecuación sigmoidal con un factor de ajuste de Arrhenius. El ensayo se realizado en el Ensayador de Desempeño de Mezclas Asfálticas. Para el diseño de mortero asfáltico se utilizó el principio de espesor de película de asfalto promedio, utilizando varios supuestos que simplifican el cálculo para la determinación del porcentaje de asfalto correspondiente a la porción fina del agregado. La determinación de la resistencia de los especímenes de mortero asfáltico no fue realizada en este estudio, por lo que queda pendiente para estudios futuros.
Desarrollo de modelos de deformación permanente para materiales granulares y suelos
(2015) Araya Porras, Cristhy Yanina; Aguiar Moya, José Pablo
Durante muchos años el análisis y diseño de pavimentos flexibles se ha basado principalmente en métodos empíricos. Sin embargo, con el desarrollo de nuevos equipos y tecnología, se trabaja alrededor del mundo por desarrollar métodos mecanístico-empíricos que permitan utilizar y conocer de manera más eficiente los materiales en la construcción de carreteras, lo cual a su vez genera un ahorro en comparación con los tradicionales métodos empíricos. El objetivo del presente estudio consiste en la obtención de modelos de deformación permanente para dos materiales granulares utilizados como subbase o base y un suelo utilizado como subrasante en la construcción de carreteras en Costa Rica, para lograr predecir el comportamiento de estos dentro de una estructura de pavimento flexible. Se desarrolla un protocolo de ensayo donde inicialmente, se caracterizaron los materiales. Seguidamente, se compacta el material a humedad óptima, en moldes de 101 mm de diámetro y 202 mm de altura. Posteriormente los especímenes, se someten a un ensayo de deformación permanente en una cámara triaxial, donde el esfuerzo de confinamiento es estático y el esfuerzo desviador es dinámico. A cada muestra se le aplica un único esfuerzo de confinamiento y tres esfuerzos desviadores, los cuales varían cada 5000 ciclos de carga. De los resultados obtenidos se observa la variación del comportamiento de los materiales debido a variables como son el número de ciclos, la humedad, el esfuerzo desviador y el esfuerzo de confinamiento, los cuales a su vez son las variables independientes que conforman el modelo y describen el desarrollo de la deformación permanente para cada uno de los materiales.
Desarrollo de una herramienta para la determinación de la huella de carbono generada de la cuna al piso de una estructura de pavimento flexible o rígida mediante el uso de un análisis de ciclo de vida simplificado
(2023) Mora Rodríguez, Juan Gabriel; Aguiar Moya, José Pablo
El presente trabajo tuvo como objetivo principal el desarrollo de un análisis de ciclo de vida simplificado (ACVs) aplicado a los materiales que componen una estructura de pavimento rígida o flexible, con el fin de elaborar una herramienta de cálculo que permite estimar la huella de carbono debida a las actividades y procesos que se realizan durante el diseño y construcción de un pavimento. Se evaluaron los siguientes materiales: mezcla asfáltica, agregados y concreto. El proyecto se realizó de acuerdo con las disposiciones que recomienda la ISO 14040-2006 Gestión ambiental - Análisis de ciclo de vida - Principios y marco de trabajo y documentación complementaria que atiene al tema. Se desarrolló un inventario de ciclo de vida (ICV) que funcionó como el insumo principal para la hoja de cálculo elaborada. Este inventario recoge factores de emisión y de consumo de combustible desde un enfoque de la cuna al piso. Con esta información, se construyó una de hoja de cálculo, cuyo propósito es proveer a diversos tipos de usuarios una herramienta que les permita la estimación de las emisiones que producen las actividades que realizan. El funcionamiento de la hoja se comprobó mediante algunos ejemplos de cálculo y los resultados se compararon con trabajos previos.
Desarrollo de una metodología de medición de deflexiones en pavimentos, utilizando un deflectómetro de superficie (RSD)
(2019) Marín Aguilar, Colleen Sileny; Aguiar Moya, José Pablo
Se desarrolla una metodología de medición de deflexiones con el deflectómetro de superficie (RSD), donde se calcula un modelo de aproximación de deflexiones directas. Esta investigación consistió en el desarrollo de modelos de aproximación de deflexiones que relacionan deflexiones medidas en el medio de las llantas (Mediciones Directas) con deflexiones medidas a un costado de las llantas (Mediciones Indirectas). Estos modelos se calcularon a partir de los datos recolectados en el LanammeUCR, específicamente los de la pista 010AC3H. Además, se utilizaron datos de una base de datos artificial, que se creó con el programa PITRA PAVE, donde se crearon cuencos de pistas con secciones tipo AC1, AC2, AC3 y AC4. En total se desarrollaron tres modelos completamente empíricos, que consisten en la Propuesta 1 (regresión lineal simple), la Propuesta 2 (regresión cuadrática) y la Propuesta 3 (regresión lineal múltiple). Además, se desarrollaron cuatro modelos que partieron de la teoría de Boussinesq, donde dos modelos utilizaron datos experimentales (Propuestas 4 y 5) y dos modelos utilizaron la información de una base de datos artificial (Propuestas 6 y 7). La Propuesta 2 fue la que presentó mejores resultados, con menores residuales, una de las menores raíces del error cuadrático medio y uno de los mayores coeficientes de determinación, y por esto, es la que se recomienda para esta metodología.
Determinación y análisis de los factores climáticos críticos para el diseño de pavimentos flexibles en Costa Rica
(2015) Perera Lizano, Ariana; Aguiar Moya, José Pablo
El estudio realizado consiste en la determinación de los factores climáticos necesarios para el diseño de pavimentos flexibles de Costa Rica. La selección contempla la climatología de Costa Rica y los factores utilizados a nivel internacional para calcular el perfil de temperatura y humedad de las capas del pavimento. La importancia de este trabajo radica principalmente en que establece las bases para la incorporación climática en el diseño mecanístico-empírico de pavimentos en Costa Rica , y dota de herramientas al diseñador de pavimentos para la incorporación de los factores climáticos. Como parte de este trabajo se elaboraron mapas de valores promedio en Costa Rica de la temperatura del aire, la precipitación, días de lluvia, la velocidad del viento, la humedad relativa, el brillo solar, la radiación solar y el nivel freático. Se realizaron mediciones en campo de la temperatura del pavimento a distintas profundidades y se elaboró una zonificación del TMI con el programa ArcGIS. Finalmente, se realizó un análisis de sensibilidad de tos deterioros del pavimento flexible a los factores climáticos con el programa de la MEPDG. Se obtuvo que los factores climáticos para el diseño de pavimentos climáticos en Costa Rica son la precipitación y la temperatura del aire, y de forma secundaria deben considerarse el nivel freático y la radiación solar. Al comparar los datos de temperatura del pavimento medidos con los estimados con modelos internaciornales, los modelos tienden a sobre estimar la temperaturas bajas del pavimento y subestimar las temperaturas altas del pavimento. Por ello, se calibró la ecuación de BELLS y Taiwan con los datos medidos, siendo la ecuación de Taiwan la que mejor se ajusta. El análisis de sensibil'idad obtuvo que la temperatura del aire es la entrada más sensitiva, seguida del nivel freático, el grado PG, la velocidad del viento y el brillo ...
Diseño de mezcla asfáltica permeable para incrementar la seguridad en las vías
(2019) Fallas Gómez, Wilson Roberto; Aguiar Moya, José Pablo
Bajo las condiciones de lluvia torrenciales, el agua presente sobre la capa de rodamiento en las vías, es un problema de seguridad ya que favorece la pérdida de fricción de los vehículos con el pavimento e inclusive hidroplaneo. Razón por la cual esta investigación consistió en elaborar un diseño práctico de mezcla asfáltica permeable, para su valoración en la implementación en las vías costarricenses de mayor importancia. Además, se comparó la fricción tanto en condición húmeda como seca y la resistencia al daño por humedad, de la mezcla asfáltica permeable contra mezcla asfáltica densa. Para llevar a cabo el diseño de mezcla asfáltica permeable, se ejecutaron pruebas experimentales estándar para la determinación de las propiedades de los materiales granulares y las mezclas asfálticas. Entre los parámetros estudiados más importantes se encuentra el escurrimiento del asfalto, resistencia al daño por humedad, resistencia a la deformación permanente, fricción superficial y permeabilidad. El proceso de diseño y fabricación demostró que, es necesario el uso de asfalto modificado, la mezcla requiere de confinamiento para mantener su forma, la permeabilidad depende directamente de la granulometría que se emplee, y que el escurrimiento rige el diseño. Al diseñar la mezcla asfáltica permeable se determinó que, la fricción superficial fue mayor que la de una mezcla densa, y que la mezcla permeable posee mayor susceptibilidad ante el daño por humedad en comparación con una mezcla densa.
Diseño y evaluación de desempeño de la mezcla asfáltica modificada con material de desecho
(2020) Cajina Cruz, Nicole Alexandra; Aguiar Moya, José Pablo
El objetivo de esta investigación fue diseñar una mezcla asfáltica modificada con material de desecho tipo blíster y evaluar su desempeño por medio de la comparación del comportamiento mecánico de la mezcla modificada con el de una mezcla asfáltica convencional. La incorporación del material de desecho se dio por medio de la vía seca, método en el cual se mezcla el material con la fuente de agregado antes de la integración del asfalto. Para llevar a cabo esta investigación se requirió caracterizar el, modificante por medio de ensayos de laboratorio. Seguidamente, se definió el porcentaje óptimo de blíster para elaborar el diseño de la mezcla asfáltica modificada. Una vez establecido el diseño, el cual debía cumplir con las especificaciones de la metodología Superpave, se procedió a realizar los especímenes y a ensayar su desempeño, con el fin de realizar una comparación de los resultados obtenidos con los de una mezcla convencional. Como la mezcla modificada con blíster reflejó una mejora en el desempeño, se procedió a evaluar su sensibilidad en una estructura de pavimento y a elaborar una guía de buenas prácticas en la producción y colocación de la mezcla modificada. Esta investigación promueve los pavimentos ecológicos en Costa Rica, por medio de la incorporación del desecho tipo blíster en mezclas asfálticas. Debido a que el material mostró ser apto para la modificación por medio de la vía seca y su incorporación generó mejoras en el desempeño de la mezcla: mayor resistencia a la humedad, a la deformación permanente y a 'la fatiga. Además, se brinda una alternativa para reutilizar el material de desecho y reducir la contaminación.
Efecto de la granulometría de plásticos en las mezclas asfálticas modificadas con materiales de desecho
(2022) González Vargas, Eliécer; Aguiar Moya, José Pablo
En Costa Rica se generan cerca de 550 toneladas de plástico, lo que representa un problema con consecuencias graves para el ambiente. Es por eso que el Gobierno de Costa Rica por medio de la Ley N° 9828, asigna al Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales de la Universidad de Costa Rica (LanammeUCR) la elaboración de estudios y normas técnicas para la implementación y uso de mezclas asfálticas modificadas con materiales de desecho, a ser aplicados en todos los proyectos viales de obra pública. Al aplicar plásticos en las mezclas asfálticas, surge el problema de cómo debe ser el plástico que se utiliza, razón por la que se plantea el objetivo de esta investigación, que pretende ayudare a conocer el efecto de la granulometría del PET sobre las propiedades de las mezclas asfálticas modificadas. Se realizó un estudio y comparación de los resultados obtenidos con los ensayos realizados al someter a las mezclas modificadas con distintos tamaños de PET (fino, mediano y grueso) a daños por humedad, fatiga y deformación, esto por medio de un trabajo experimental realizado en el LanammeUCR. Los resultados obtenidos fueron los siguientes: muestran que la mezcla modificada con PET fino presentó mejor comportamiento al daño por humedad, la mezcla asfáltica modificada con PET mediano resiste de mejor forma la deformación permanente; y la fatiga, no se vio afectada por la adición y los tamaños del PET en la mezcla. Además, la mezcla con PET grueso no cumplió con las propiedades físicas, por lo que no se pudo realizar un análisis de sus propiedades mecánicas, esto evidencia que el tamaño del plástico empleado tiene un efecto sobre las propiedades mecánicas resultantes de la mezcla asfáltica y, por tanto, de su desempeño en campo.
Efecto de la humedad en el módulo resiliente de la subrasante
(2019) Navarro Cordero, Mónica Liseth; Aguiar Moya, José Pablo
A nivel nacional se busca mejorar los métodos de diseño de pavimentos utilizados tradicionalmente. Para lo cual es importante realizar investigaciones que permita a los ingenieros contar con parámetros y propiedades reales de los materiales que componen la estructura del pavimento, que generen diseños más ajustados a las condiciones en campo, que a su vez garanticen calidad, durabilidad y optimización de recursos. El objetivo de la presente investigación consiste en generar factores de ajuste que permitan cuantificar el efecto de la humedad en el Módulo Resiliente (Mr) de la subrasante, con el fin de realizar diseños de pavimentos acordes a las características de nuestro país. Para lograrlo se estudiaron tres suelos de diferentes puntos del país a los cuales se le realizaron los ensayos de relación de soporte de california (CBR, por sus siglas en ingles) y de deflectometría empleando el deflectómetro de impacto liviano (LWD, por sus siglas en inglés), comúnmente realizados en campo para determinar el módulo resiliente de la subrasante y se compararon con los resultados del ensayo de Mr en laboratorio, el cual se realizó a cinco porcentajes de humedad diferente, con el fin de analizar el efecto de la variación de la humedad en la rigidez del material. En los resultados obtenidos se observa una variación importante de Mr ante el incremento o disminución de la humedad en suelo, así como la dependencia de este parámetro del estado de esfuerzos, se calibraron por tanto modelos que consideran estas variables. Finalmente se logró demostrar con los resultados de la investigación, la importancia de considerar en el diseño de pavimentos valores de Mr más ajustados a las condiciones reales a las que se encuentran expuestos las carreteras de nuestro país.
Efecto de la relación polvo/asfalto en el comportamiento mecánico de las mezclas asfálticas
(2020) Oviedo Campos, Alexander; Aguiar Moya, José Pablo
El diseño de pavimentos en Costa Rica se ha hecho bajo metodologías empíricas como el método Marshall. Con el fin de empezar a implementar otros tecnologías de diseño que contemplen características mecanicistas se ha venido buscando implementar la metodología Superpave. Sin embargo, muchos de los nuevos parámetros de diseño se han desarrollado mediante condiciones que no necesariamente corresponde a lo que se tiene en nuestro país. De ahí que surge la necesidad de adaptar o determinar si los parámetros de las nuevas metodologías se pueden aplicar o no en Costa Rica. Por lo tanto en la presente investigación se procedió a contrastar los cambios derivados del parámetro de la relación polvo/asfalto en el desempeño por fatiga, deformación permanente y daño por humedad en mezclas asfálticas de pavimentos flexibles nacionales. Se procedió a evaluar seis puntos distintos de la relación polvo/asfalto, haciendo uso de la metodología Superpave. Este procedimiento se realizó para dos tamaños máximos nominales de 9,5 mm y 12,5 mm. Adicionalmente con el fin de contemplar las características de los pavimentos de Costa Rica, se utilizó agregado proveniente de la zona de Guápiles y ligante asfáltico AC-30, dado que es el único que se comercializa en el país. Se logró validar primeramente que los límites recomendados por las normativas en cuanto a la relación polvo/asfalto permiten obtener comportamientos de desempeño óptimos. También se determinó que el uso de relaciones polvo/asfalto mínimas o máximas, y bajo ciertas condiciones de diseño, como por ejemplo la temperatura y la velocidad de diseño, permiten obtener desempeños adecuados para su uso en carreteras.