Materiales Asfálticos Mecanomutables para la Construcción de Pavimentos Inteligentes

Abstract

A través los años, la ingeniería ha trabajado en la propuesta de soluciones que permitan solventar las necesidades de la sociedad en términos de vivienda, servicios básicos, o comunicaciones, entre otros. En el área de la ingeniería de carreteras, las labores han evolucionado desde las calzadas y los caminos rústicos, los caminos asfaltados, las carreteras de alta capacidad y más recientemente a la investigación e implementación de las vías sostenibles e inteligentes. Esta nueva concepción de las carreteras, ha llevado al surgimiento de esfuerzos en la generación de materiales y sistemas inteligentes que, de forma integrada, pretenden reproducir la capacidad de los seres vivos de adaptarse y responder a las solicitaciones físicas del medio en que se encuentran. Dentro de esta generación de materiales inteligentes se encuentran los materiales asfálticos mecanomutables (MAMs). Los MAMs están compuestos de una matriz bituminosa modificada con materiales con propiedades magnéticas/eléctricas que pueden responder a la aplicación de campos magnéticos. A partir de esta definición, se ha identificado que los MAMs son ideales para ser potencialmente utilizados en el desarrollo de pavimentos asfálticos con capacidad de: (1) mejorar las propiedades mecánicas del pavimento, (2) emitir señales magnéticas que pueden ayudar en el guiado de los vehículos, y (3) aumentar su temperatura como mecanismo para la definición de nuevas alternativas de mantenimiento de carreteras. En este sentido, durante la presente tesis doctoral se realizaron aportes a la línea de investigación del Laboratorio de Ingeniería de la Construcción de la Universidad de Granada (LabIC.UGR), en el desarrollo de cada una de estas aplicaciones potenciales de los MAMs a escala de morteros. Los resultados obtenidos permiten sentar las bases de los niveles de maduración tecnológica 1, 2 y 3, asociados a Tecnologías Futuras y Emergentes del Programa Horizonte 2020, del cual el presente proyecto es parte bajo las acciones Marie Skłodowska-Curie para investigación, desarrollo tecnológico y demostración, programa SMARTI ETN y beca n.721493.

Throughout the years, engineers have been working in the proposal of new solutions to meet the society needs in terms of housing, basic services, communications, among others. In the field of road engineering, efforts have evolved from the roman and rustic roads, passing through paved roads, high capacity highways and more recently the research and implementation of sustainable and smart roads. This new concept of roads has led to the emergence of important efforts addressed to develop smart materials and systems, which together are trying to reproduce the ability of living beings to adapt their performance to the physical demands of the environment in which they are located. The Mechanomutable Asphalt Materials (MAMs) are part of this new generation of smart materials for roads. MAMs are composed by a bituminous matrix modified with magnetically/electrically responsive materials, which give them the capacity to respond to the application of magnetic fields. Based on this concept, it had been identified that MAMs are ideal to be potentially used in the development of flexible pavements with the following capacities: (1) Improvement of the mechanical properties of the pavements, (2) Emission of magnetic field signals to help in the guidance of the vehicles and, (3) Temperature increase which for the proposal of smart maintenance alternatives for roads. In this sense, during the present doctoral thesis, contributions were made to the research line of the Laboratory of Construction Engineering of the University of Granada (LabIC.UGR), in the development of each of these potential applications of the MAMs at mortar scale. The results obtained have been important steps in the development of the levels 1, 2 and 3, in the scale of Technology Readiness Level (TRL) associated with Future and Emerging Technologies of the Horizon 2020 Program. The present project is part of SMART ETN program, which receives funding from the Marie Skłodowska-Curie actions for research, technological development and demonstration, scholarship n.721493.