Colombia es el tercer país con mayor volumen de metros cuadrados en centros comerciales de América Latina, según el estudio global, hecho por la marca estadounidense Cushman & Wakefield (multinacional de servicios inmobiliarios). Colombia es uno de los principales epicentros en América Latina y el Caribe en construcción de este tipo de infraestructura con tan solo cuatro décadas, desde, que abrió el primer centro comercial en Bogotá (1972) llamado San Diego.

Aunque en el siglo pasado se habían construidos pocos tipos de esta infraestructura, siendo Unicentro, el centro comercial mas grande e importante del país durante muchos años, gracias al desarrollo que generaba durante todos esos años a la zona de la carrera 15 y la calle 127 en la ciudad de Bogotá. Este desarrollo se traducía en valorización y relevancia que beneficiaba entre otras cosas al comercio y consumidor. Esto mostró a un país que dormía aún en esta materia pero que en el siglo presente se ha venido corrigiendo sin tener que llegar a sobre-saturación.

• El asfalto Barrancabermeja 60-70 y el asfalto Boscán A-20 en el ensayo Cántabro presentaron un comportamiento óptimo en condición seca, con valores de desgaste muy por debajo de la tolerancia máxima, caso contrario a la condición húmeda donde sólo el 6% en ambos se encontraba dentro de lo exigido por la norma; en un diseño con cualquiera de los dos tipos de cemento asfaltico, la Mezcla Drenante MD-1  presenta alta susceptibilidad al fenómeno del stripping, debido a que en condiciones de altas temperaturas y en presencia de agua no tiene buena adhesividad ni cohesión con dosificaciones de asfalto menores al 6%.

• El diseño de mezcla con asfalto Boscán A-20 en ambas condiciones presenta menores perdidas que el Barrancabermeja 60-70, en la mayoría de los porcentajes debido a que al ser mas viscoso proporciona mejores características de cohesión a la mezcla y la hace mas resistente a la disgregación.

• En el ensayo de Tracción Indirecta la Mezcla Drenante con asfalto venezolano en condición seca, obtuvo las mayores resistencias, con un valor mayor en 4.5%; para la mezcla con asfalto colombiano la mayor resistencia se dio en 5%; en condición húmeda en tres de los cuatro porcentajes de asfaltos evaluados tuvo mayor resistencia el asfalto Barrancabermeja 60-70, se noto menos susceptible al agua y a la temperatura: además en los dos tipos de diseño se registro evidentemente una mayor deformación a medida que aumentaba la dosificación de asfalto.

• La razón de resistencias TSR fue notablemente mayor en el diseño con asfalto colombiano con valores superiores al 80% en los últimos dos porcentajes; el diseño con asfalto venezolano no supero ni siquiera el 60%, concluyendo que ante condiciones de temperaturas altas y en presencia de agua, es un asfalto que disminuye notablemente su resistencia y pierde cohesión entre el agregado y el cemento asfáltico.

• La separación del agregado pétreo del asfalto debido a la presencia de agua es notoria en los métodos realizados de Cántabro y Tracción Indirecta, disminuye su resistencia y presenta mayores pérdidas por desgaste, para estos casos se recomienda la utilización de agregados de buena calidad, con alto porcentaje de caras fracturadas, baja presencia de piedra redonda, y buena resistencia al desgaste, o asfaltos modificados con polímeros.

• En el ensayo de cántabro el porcentaje óptimo de asfalto para el asfalto Barrancabermeja 60-70 y el Boscán A-20 es del 6%, en el cual se presentaron las menores pérdidas tanto en seco como

• en húmedo. En el ensayo de tracción indirecta el porcentaje óptimo del diseño con asfalto 60-70 es del 5% en condiciones secas y húmedas, en las que registro las mayores resistencias; la mezcla con asfalto A-20 obtuvo un valor óptimo de 4.5% para ambas condiciones. El comportamiento de las mezclas en estado húmedo con respecto al seco, arrojo una razón de resistencias en la cual el óptimo fue del 6% para el diseño con asfalto de Barrancabermeja, y de 5% con el asfalto Boscán.

• El diseño de Mezcla Drenante para los dos tipos de asfalto es aplicable a vías secundarias y vías urbanas, con niveles medios de transito y esfuerzos tangenciales bajos, en porcentajes menores al 6%; con dosificaciones del 6% tiene buena resistencia a la disgregación pero el exceso de asfalto también puede disminuir lo porosidad de la mezcla y limitar sus propiedades mecánicas a temperaturas altas.

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Créditos

Tesis: Diseño de Pavimentos

Universidad Piloto de Colombia

Por: Sami Pardo y Carlos Gracia.

Una de las características de las mezclas asfálticas y propiedades fundamentales es el pleno conocimiento de su modulo de elasticidad dinámico a cortos tiempos de aplicación de carga (stiffness). Con la relación stiffness el método distingue dos tipos de mezclas; la s1, que son mezclas de alta rigidez con contenidos promedios de agregado, asfalto y de vacíos. Las mezclas del tipo S2 son mezclas de baja  rigidez, abiertas que tienen contenido de asfalto bajo y un alto contenido de vacíos.

En cuanto la fatiga, el método distingue dos tipos de mezclas; la F1 que tienen alta resistencia y la F2 que posee baja resistencia.

1. Determinar el índice de penetración y la temperatura T800 de los diferentes  asfaltos empleados. Conocidas las diferentes penetraciones del asfalto y con la ayuda de la gráfica de Heukelon (figura 52) se determina su T800 y su índice de penetración.

Figura 12. Nomograma para calcular el índice de penetración y la temperatura T800

Fuente. Alfonso Montejo, ingeniería de pavimento para carreteras.

1. Una vez ya conocido su índice de penetración de cada uno de los asfaltos, 0,2 colombiano y 0,35 venezolano y su  T800 (temperatura a una penetración a 800decimas mm) el cual dio, 49°C y 54°C respectivamente. Se determina el tiempo de aplicación de carga SHELL el cual es de 0,02sg que corresponde a una velocidad del vehículo de 50-60 Km/hora.
2. Se indaga sobre la diferencias de temperatura emplearse esto se halla; ΔT= T800- TMezcla, en Colombia se posee un clima tropical y con su factor de ponderación por año se determina el TMezclade 28,3°C. Establecido los 2 valores se calcula el ΔT que es igual a:
3. ΔT= 49 – 28,3 = 20,7°C  (colombiano)
4. ΔT= 54 – 28,3 = 25,7°C (venezolano)

Figura 13.Nomograma de Van Der Poel para determinar el modulo dinámico  (stiffness) del asfalto

Fuente: Alfonso Montejo, ingeniería de pavimento para carreteras.

1. Con los datos determinados del ΔT se entra a la grafica de Van Der Poel (figura 53). partiendo desde la parte inferior con un tiempo de aplicación de carga de 0,02seg, uniendo ese punto con ΔT= 20,7° y 25,7°C respectivamente y prolongando hasta IP= 0,2 y 0,35 a partir de este punto se proyecta paralelamente a las curvas hasta alcanzarla parte superior donde se lee un stiffness del asfalto de:

MódulodeelasticidaddinámicadelasfaltoColombiano=5 X106N/m2

MódulodeelasticidaddinámicadelasfaltoVenezolano=7 X106N/m2

1. Determinación del stiffness de la mezcla asfáltica. Se emplea la grafica de heukelom (figura 54), es necesario conocer además del stiffness del asfalto, la composición volumétrica de la mezcla asfáltica de acuerdo con el diseño en el laboratorio.

Dosificación

Agregados          77%

Asfalto              5%

Aire                   18%

Se entra a la grafica partiendo del stiffness de cada uno de los asfaltos, para el colombiano de 5x106N/m2y el venezolano de 7x106N/m2 y con el volumen de asfalto correspondiente para las 2 muestras de 5%, se traza la paralela hasta interceptar la línea del volumen del agregado de 77% se proyecta la línea y se obtiene el stiffnes de la mezcla de:

MódulodeelasticidaddinámicadelamezclaColombiana=7 X108N/m2

MódulodeelasticidaddinámicadelamezclaVenezolana=8  X108N/m2

Figura 14. Nomograma para el cálculo de modulo dinámico (stiffness) de la mezcla asfáltica

Fuente: Alfonso Montejo, ingeniería de pavimento para carreteras.

1. Identificación del código de rigidez de la mezcla (tipo S1 o S2).

Por medio de la figura 55, se entra con el stiffness de los dos asfaltos, 5 X106N/m2 colombiano y 7X106N/m2venezolano y el stiffnes de la mezcla de los diferentes asfaltos 7 X108N/m2 colombiano y 8 X108N/m2 venezolano, se observa para determinar cuál de los puntos tiene mayor confluencia al acercase a la curva.

Se observa para los dos asfalto colombiano y venezolano que el punto de fluencia se halla más cerca de la curva S2, son mezclas de baja  rigidez, abiertas que tienen contenido de asfalto bajo y un alto contenido de vacíos. Por consiguiente este es el tipo de mezcla que hay que adoptar.

Figura 15. Relación entre la rigidez de la mezcla y la rigidez del asfalto

Fuente: Alfonso Montejo, ingeniería de pavimento para carreteras.

1. Determinación de la deformación máxima admisible especifica de tracción en la fibra interior de las capas asfálticas.

Para determinar la deformación máxima admisible se emplea la figura 56,  se entra en ella con el stiffness de la mezcla colombiana 7 X108N/m2 y el venezolano 8 X108N/m2. Con un volumen de asfalto del 5%, se prolonga la línea que los une hasta el marco del cuadro, de allí se traza una horizontal hasta hallar la recta que corresponde al tránsito expresado como N ( 5 X106 ejes equivalente de 8,2 toneladas). Se traza una vertical hasta hallar en la abscisa inferior la deformación horizontal por tracción que es respectivamente:

εT=3 X10-4asfaltoColombiano.

εT=2 X10-4asfaltovenezolano.

Figura 16.Nomograma de fatiga para determinación εFAT de la mezcla en función de Sm y Vb

Fuente: Alfonso Montejo, ingeniería de pavimento para carreteras.

Identificación del código de fatiga de la mezcla.

Con las figuras 57 y 58, en ambas graficas se busca el punto de confluencia entre el stiffness de las dos mezclas 7 X108N/m2 colombiano y 7 X108N/m2 venezolano y la deformación por tracción de cada uno, εT=3 X10-4asfaltoColombiano, εT=2 X10-4asfaltovenezolano.

En la figura 57, que corresponde al tipo F1, el punto de confluencia para el asfalto colombiano pertenece a N=5 X107 ejes equivalentes de 8,2 toneladas y para el venezolano pertenece aN=5 X108 ejes equivalentes.

En la figura 58, que corresponde al tipo F2, el punto de confluencia para el asfalto colombiano pertenece a N=5 X106 ejes equivalentes de 8,2 toneladas y para el venezolano pertenece a N=5 X107 ejes equivalentes.

Se adopta un F2 para los dos asfaltos tanto colombiano como venezolano ya que queda más cerca al dato del ejemplo de que es N=5 X106 ejes equivalente de 8,2 toneladas.

         Figura 17. Característica de fatiga F1               Figura 18. Característica de fatiga F2

Fuente: Alfonso Montejo, ingeniería de pavimento para carreteras.

Identificación del código total de la mezcla.

Teniendo en cuanta los resultados obtenidos en la sección 6 y 8, se concluye que las dos diferentes mezclas, colombiana y venezolana son de tipo S2-F2, mezclas de baja  rigidez, abiertas que tienen contenido de asfalto bajo, un alto contenido de vacíos y una baja resistencia. Al código hay que adicionarle el tipo de asfalto empleado con base en la penetración obtenida que es de 68.4 para el colombiano y 65.3 para el venezolano a 25°C, para el cual se adopta el valor 50 (solo existe la elección entre 50 o 100) ya que está más próximo y se obtiene un código de mezcla; S2-F2-50.