Diseño de Mezcla Superpave

 Para el diseño de mezcla Superpave comprende los siguientes pasos:

1.     Selección de los áridos.

2.     Selección del aglomerante.

3.     Determinación de la estructura de áridos.

4.     Determinación del contenido de aglomerante.

5.     Evaluación de la susceptividad a la humedad.

Selección de los áridos. Los áridos del diseño de mezcla Superpave sus propiedades pueden ser comunes o propiedades locales como:

Angularidad del árido grueso medida como porcentaje de caras fracturadas, partículas planas y alargadas, angularidad de los áridos finos y el contenido de arcilla.

La curva granulométrica tiene que quedar dentro de una serie de puntos que sirven de control que son especificados en Superpave.

Selección del material aglomerante.   Mamlouk  y Zaniewski (2009) dicen que el material aglomerante se elige basándose en la temperatura máxima y mínima del pavimento. También se le deben realizar los ensayos de especificación,  es preciso medir la gravedad específica y la gravedad rotacional en función de la temperatura para el aglomerante asfáltico. El ensayo para la gravedad específica es para determinar los huecos. La relación viscosidad-temperatura se precisa `para determinar las temperatura requeridas de la mezcla.

Diseño de la estructura de los áridos.  Se preparan tres briquetas con granulometría de árido y porcentaje de asfalto diferente para prueba. Se compactan las briquetas con el compactador giratorio Superpave se aplica un ángulo de giro de 1.25 grados y una presión vertical constante de 600 kPa (87 psi).

El método Superpave reconoce tres etapas de compactación críticas: inicial, de diseño y máxima. El nivel de compactación de diseño, Ndes, corresponde a la compactación cuando finaliza el proceso de construcción.

La compactación máxima, Nmax, corresponde al nivel de densidad que se obtendrá cuando el pavimento este sujeto al tráfico en una serie de años. El nivel de compactación inicial, Nini, se implementó como ayuda para identificar las mezclas. En la etapa inicial de determinación de la estructura del árido requerido, se compacta las muestras con Ndes. Las propiedades volumétricas se determinan midiendo la gravedad específica en seco Gmb de la mezcla compactada y la gravedad específica Gmm de una mezcla que tenga el mismo contenido de asfalto. Luego se determina los parámetros volumétricos VTM, VMA y VFA. También se evalúan en el método Superpave dos parámetros adicionales: el porcentaje de Gmm a Nini y la relación de polvo-contenido de contenido aglomerante. El valor del porcentaje se determina como:

Porcentaje Gmm.ini = porcentaje Gmm.Ndes hdes

                                                                 hini

Donde hini y hdes son las alturas de la briqueta para el número de giros inicial y de diseño respectivamente. Observe que el porcentaje Gmm.Ndes es igual a (100-VTM).

La relación polvo-aglomerante efectivo corresponde al material que pasa a través del tamiz Nº 200 (0.075 mm) dividido entre el contenido efectivo de asfalto.

El método Superpave requiere determinar las propiedades volumétricas para un VTM del 4%. Por lo que los resultados de la evaluación volumétrica se ajustan a un 4% de hueco de aire.

Los resultados de la evaluación de la estructura de los áridos se comparan con el diseño Superpave. La mezcla de áridos seleccionada será aquella cuyos parámetros volumétricos ajustados satisfagan todos los criterios.

Contenido de aglomerante. Para la determinación del contenido de aglomerante se preparan ocho briquetas: dos replica de cada uno de cuatro contenido de aglomerante. Los cuatros contenidos de aglomerante se determinan de la siguiente forma: el contenido de aglomerante óptimo, un 0.5% menos que el óptimo, 0.5 más que el óptimo y un 1.5 más que el óptimo. Se compactan las briquetas utilizando Ndes giros. Se determina el contenido correspondiente a un VTM del 4%.