Métodos de diseño de mezcla de asfalto comparados: Hveem, Marshall, Superpave y BMD

Elegir el método de diseño de mezcla de asfalto correcto puede afectar significativamente el rendimiento del pavimento, la durabilidad y el costo. Con el tiempo, han surgido varias filosofías de diseño, cada uno que refleja un equilibrio diferente de pruebas de laboratorio, experiencia de campo y objetivos de rendimiento. En este artículo, comparamos los cuatro principales métodos de diseño de mezcla de asfalto: HVEEM, Marshall, Superpave y Balanced Mix Design (BMD) .

Método HVEEM: Estabilidad a través del control empírico

Desarrollado en California en la década de 1920, el Método HVEEM ¹ se centra en medir la estabilidad utilizando los datos empíricos ² . Utiliza un dispositivo llamado Estabilómetro ³ para evaluar la resistencia de las mezclas de asfalto compactadas al movimiento lateral bajo presión.

Características clave:

• Se basa en un compactador de amasado para la preparación de muestras.
• Evalúa la estabilidad (resistencia a la deformación) y la cohesión .
• Ideal para mezclas de grado denso en climas moderados.

Aunque es menos común hoy, el método HVEEM permanece en uso en algunos estados de los EE. UU. Occidentales para los estándares de diseño de mezcla localizados .

Método Marshall: Estándar Legacy ampliamente adoptado

El ⁴ Marshall , desarrollado durante la Segunda Guerra Mundial por Bruce Marshall, se convirtió en el método de diseño de mezcla estándar durante muchas décadas , especialmente en los Estados Unidos y Asia. Combina análisis volumétrico con una prueba simple de carga/estabilidad.

Características clave:

• Utiliza un martillo de impacto ⁵ para la compactación de muestra.
• Mide la estabilidad Marshall ⁶ y el flujo para determinar el contenido óptimo de aglutinante.
• Común en el aeropuerto, la carretera y los proyectos municipales .

Si bien aún se usa ampliamente, carece de evaluación de rendimiento directo , lo que limita su precisión predictiva en las condiciones de clima y tráfico en evolución.

Superpave: innovación basada en el rendimiento

Introducido en la década de 1990 bajo el Programa de Investigación de Carreteras Estratégicas (SHRP) , Superpave (Pavimentos de asfalto superiores) tiene como objetivo igualar el diseño de asfalto con las condiciones del mundo real . Está basado en el rendimiento ⁷ e incluye especificaciones más rigurosas.

Características clave:

• Incorpora el clima y los datos de tráfico ⁸ en la selección de aglutinantes.
• Utiliza un compactador giratorio para la preparación de muestras.
• Mide propiedades volumétricas como VMA, VFA y vacíos de aire.

Superpave es el estándar actual para los proyectos de carreteras federales y estatales de los Estados Unidos , que ofrece una mayor flexibilidad y durabilidad para las pavimentos de alto rendimiento.

Diseño de mezcla equilibrado (BMD): puente volumétricos y rendimiento

Balanced Mix Design (BMD) es un enfoque emergente que busca combinar el diseño de mezcla volumétrica tradicional con pruebas de rendimiento para crear una mezcla de asfalto más duradera y rentable.

Características clave:

• Incorpora pruebas de rendimiento de croperación y agrietamiento .
• Utiliza Volumetrics Superpave o Marshall existentes como línea de base.
• Permite una mayor innovación en materiales y diseño de mezcla.

La DMO a menudo se ve como la próxima evolución del diseño de la mezcla de asfalto, especialmente a medida que la sostenibilidad y el rendimiento a largo plazo se convierten en objetivos centrales.

Conclusión

Cada método de diseño de mezcla de asfalto ( HVEEM, Marshall, Superpave y BMD ) ofrece ventajas únicas dependiendo de sus objetivos, recursos y especificaciones del proyecto. Si bien los métodos heredados como Hveem y Marshall se centran en la simplicidad y la estabilidad probada en el campo, SuperPave introduce la precisión de diseño específica del clima. La BMD va un paso más allá, integrando las pruebas de rendimiento de laboratorio para ayudar a los ingenieros a diseñar pavimentos más resistentes y más resistentes de una manera rentable.