Caracterización avanzada de betunes modificados: elasticidad y cohesión interna del ligante mediante ensayos de carga repetida/mantenida

Un ligante bituminoso con un cierto grado de modificación polimérica (elastomérica o plastomérica) se caracteriza por cumplir - además de los requisitos básicos de buena adhesividad a sustrato mineral, consistencia e impermeabilidad - con unos requisitos avanzados en cuanto a cohesión interna, elasticidad y buen comportamiento a baja temperatura.

La caracterización de estas propiedades en el laboratorio está sufriendo cierta evolución, tanto en programa SHRP como a nivel europeo, con el objetivo de obtener valores de cohesión y elasticidad más representativos del comportamiento posterior en la mezcla. Así, el ensayo de ductilidad ha dejado paso al de Fuerza-Ductilidad, y el ensayo de elasticidad por torsión ha dado paso, según normativa europea, al ensayo de recuperación elástica por tracción, simulando mejor el fenómeno de deformación que tendrá lugar en el pavimento. Nuevos ensayos reológicos están además surgiendo a nivel europeo para caracterizar de manera dinámica módulos, ángulos de desfase o viscosidades mediante el uso del reómetro de cizalla DSR.

En efecto, las cargas del tráfico se producen de manera dinámica. Un ligante no se ve sometido a una deformación a tracción de manera continua hasta la rotura de continuidad sino que entre carga y carga hay períodos que permiten cierta recuperación de la deformación y cierta re-estructuración de las cadenas poliméricas para hacer de nuevo frente a otro esfuerzo.

De manera similar a los ensayos reológicos de creep repetitivo llevados a cabo en reómetro de cizalla DSR, se puede extraer una información valiosa (diferenciada de los ensayos de torsión) a partir de ensayos de fuerza-ductilidad en escalones de tracción. De esta forma se puede evaluar no sólo el comportamiento elástico de recuperación de la deformación ante sucesivas etapas del ensayo MSCR de creep y recuperación (multiple stress creep and recovery test ASTM D7405 - 10a) sino además llegar a entender el papel de la elasticidad en la cohesión o ductilidad del ligante. Para ello se ha propuesto un ensayo de ductilidad con intervalos de carga mantenida MLST (maintained load step test). En este tiempo de carga mantenida, el betún con propiedades elásticas puede soportar mejor la carga, incluso puede reorganizarse para obtener una elongación mayor que en el caso del ensayo clásico continuo.

En el presente trabajo se presta especial atención a la caracterización de betún-caucho, ya que en estos betunes modificados existe una competencia entre elasticidad y ductilidad, dependiendo, entre otros factores, del proceso de digestión que se lleve a cabo con el caucho presente en el NFU (neumático fuera de uso).