Study of a hot asphalt mixture response based on energy concepts

The main objective of the research reported in this paper is to determine the response of a hot mix asphalt (HMA) in terms of both the tensile strength and energy parameters (based on the assessment of the force-displacement curve) as potential tools for improving the HMA mixture design. The HMAs analyzed were fabricated using a 60-70 penetration asphalt binder, dense-graded aggregate, mineral filler, and different types and contents of mineral filler replacements (i.e., lime, cement, and fly ash). The indirect tensile test was conducted to determine both the HMA tensile strength and force-displacement curve, which allowed for the computation of the HMA toughness as well as the energies involved in the process before and after reaching the tensile strength. Corresponding results suggest that the replacement of mineral filler by cement, lime, and fly ash modified the HMA response in terms of both the tensile strength and energy parameters. In addition, analysis of the energy parameters discussed proved to be useful for determining the optimum mineral filler content of HMA. Consequently, analysis of these energy parameters can benefit the HMA mixture design process. // El objetivo principal de la investigación fue determinar el comportamiento de una mezcla asfáltica en función de la resistencia a la tracción indirecta y parámetros de energía (calculados en función de la curva fuerza-desplazamiento) como herramientas potenciales para mejorar el diseño de mezclas asfálticas. Las mezclas asfálticas analizadas fueron fabricadas con asfalto de penetración 60/70, granulometría cerrada md10 y relleno mineral en diferentes porcentajes y materiales (cal, cemento y ceniza volante). El ensayo de tracción indirecta se utilizó para determinar la resistencia máxima a la tracción y la curva fuerza-desplazamiento, a partir de la cual se calcularon la tenacidad de la mezcla y las energías involucradas en el proceso antes y después de alcanzar la resistencia máxima. Los resultados obtenidos sugieren que reemplazar el relleno mineral por cemento, cal o ceniza volante modifica el comportamiento de la mezcla asfáltica en términos de la resistencia a la tracción y los parámetros de energía. Adicionalmente, el análisis de los parámetros de energía discutidos es útil para establecer el contenido óptimo del relleno mineral. En consecuencia, el análisis de estos parámetros de energía puede beneficiar el proceso de diseño de mezclas asfálticas.Peer Reviewe