ASFALTO

CURSO:

LABORATORIO DE

ASFALTO

CARRERA DE INGENIERIA CIVIL

ASTM C 127 AASHTO T 85

GRAVEDAD ESPECÍFICA Y

ABSORCIÓN DE AGREGADO

GRUESO

Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas

• Esta norma describe el procedimiento para determinar

la gravedad específica y absorción del agregado

grueso. La gravedad especifica puede ser expresada

como la gravedad especifica bulk, gravedad especifica

bulk (SSD), o gravedad especifica aparente. La

gravedad especifica bulk (SSD) y la absorción, se

basan en agregados sumergidos en agua después de

24 horas. Este ensayo no debe ser usado en agregados

de bajo peso.

ALCANCE


TERMINOLOGÍA

• Absorción.-Aumento en el peso de los agregados

debido al agua en los poros del material, pero sin incluir

el agua adherida a la superficie exterior de las partículas,

expresado como un porcentaje del peso seco.

• Gravedad Específica.- relación entre la masa (o peso

en el aire) de una unidad de volumen de un material a la

masa del mismo volumen de agua a una temperatura

indicada. Los valores son adimensionales.


• Gravedad Especifica Aparente.- Relación entre el peso

en el aire de una unidad de volumen de la parte

impermeable del agregado a una temperatura indicada a

el peso in el aire de un igual volumen de agua destilada

libre de gas a una temperatura dada.

• Gravedad Especifica Bulk.- Relación entre el peso en el

aire de una unidad de volumen total a una temperatura

establecida para el peso en el aire de un volumen igual

del material libre de agua destilada a una temperatura

establecida.

TERMINOLOGÍA


• Gravedad Especifica Bulk (SSD).- Relación entre el

peso en el aire de una unidad de volumen total del

agregado, incluyendo el peso del agua dentro de los

vacíos alcanzados por la sumersión en agua durante

aproximadamente 24 horas (pero sin incluir los vacíos

entre las partículas), A una temperatura establecida, en

comparación con el peso en el aire de un volumen igual

del material libre de agua destilada a una temperatura

establecida.

TERMINOLOGÍA


• Dispositivo de pesaje

apropiado según el tamaño de

la muestra, y fácil de leer, con

una precisión de 0,05% del

peso de la muestra, con

sensibilidad de 0.50 gr en

cualquier punto dentro del

intervalo.

EQUIPO

HORNO


BALANZA

Canasta de alambre.-

De malla de alambre de un diámetro aproximado de 3.35mm (Nº6), el diámetro de la canasta debe ser igual a su altura con una capacidad de 4 a 7 L para el árido cuyas partículas tengan un tamaño máximo nominal de 37.5mm (1 ½”). La canasta será construida a tal grado que impida atrapara aire cuando ésta es sumergida.

EQUIPO

CANASTA DE ALAMBRE


Depósito de agua.- Un tanque

de agua en el cual se suspende

la muestra en la canasta, y que

puede ser colocado debajo de

la balanza.

EQUIPO

Tamices.- Un tamiz de 4.75mm (N º 4) o de otros tamaños, según sea necesario (véase muestra de ensayo), conforme a la especificación E11.


MUESTRA DE ENSAYO

• Mezcle completamente la muestra necesaria de agregados usando los procedimientos aplicables en el método C 702, elimine todo el material que pase el tamiz 4.75 mm (N° 4) por tamizado en seco, lave completamente y remueva basuras y material adherido a la superficie del material.

La muestra de ensayo deber estar de acuerdo con el

método D 75.


• El peso mínimo para el ensayo será el determinado en

la Tabla N° 1. En muchos casos, es mejor ensayar el

árido grueso separado en varias fracciones según el

tamaño de sus partículas, si la muestra de árido

contiene mas del 15% retenido en el tamiz 37.5mm

(1½”), las fracciones mayores a 37.5mm deben

ensayarse separadamente de las fracciones menores

a 37.5mm. Cuando se fracciona la muestra, las

cantidades mínimas para ensayo de cada fracción se

ajustarán, según su tamaño particular, a lo indicado en

la Tabla Nº 1:

MUESTRA DE ENSAYO


MUESTRA DE ENSAYO

Tabla Nº 1: Tamaño máximo

nominal de la muestra mm (”)

Peso mínimo de la muestra de ensayo

Kg (lb)

12.5 ( ½ ) o menos

2 (4.4)

19.0 ( ¾ ) 3 (6.6)

25.0 ( 1 ) 4 (8.8 )

37.5 (1 ½ ) 5 (11 )

50 ( 2 ) 8 ( 18 )

63 ( 2 ½) 12 ( 26 )

75 ( 3 ) 18 (40 )

90 ( 3 ½ ) 25 ( 55 )

100 (4) 40 (88 )

112 ( 4 ½ ) 50 ( 110 )

125 ( 5 ) 75 ( 165 )

150 (6 ) 125 ( 276 )


MUESTRA DE ENSAYO

• Si la muestra de ensayo esta separada en dos o más

fracciones, determinar su gradación de acuerdo con el

método de prueba C 136, incluidos los tamices

utilizados para separar las fracciones en este método

En el calculo del porcentaje de material en cada

fracción de tamaño, ignore el material fino que el tamiz

4.75 mm (N° 4) (o tamiz 2.36 (N° 8).


• Lavar la muestra de ensayo hasta asegurar que han sido

eliminados el polvo u otros recubrimientos superficiales de las partículas, se seca a continuación en el horno a temperatura de 110 ± 5°C (230 ± 9°F). hasta masa constante.

PROCEDIMIENTO

•Dejarla enfriar al aire a

temperatura ambiente

durante un periodo de 1 a 3

horas. Una vez fría se pesa,

y sumergirla en agua a

temperatura ambiente por

un periodo de 24 horas.


• Después del periodo de inmersión, se saca la muestra del

agua y se secan las partículas sobre un paño absorbente de gran tamaño, hasta que se elimine el agua superficial visible, secando individualmente los fragmentos mayores, evitar la evaporación del agua contenida en los poros de las partículas del árido durante la operación de secado superficial. A continuación, se determina el peso de la muestra en el estado saturado superficialmente seco. Estas y todas las pesadas subsiguientes se realizarán con una aproximación de 0.5gr o 0.05% veces el peso de la muestra para pesos superiores.

•

PROCEDIMIENTO


• Colocar inmediatamente la muestra del árido en estado saturado superficialmente seco en la canastilla metálica y determinar su peso sumergido en el agua, a la temperatura entre 23°C ± 1.7 (73.4 ± 3°F) y tener una densidad de 997 ± 2 Kg/m3 (0.997 ± 0.002 gr / cm3). Se tomaran las precauciones necesarias para evitar la inclusión de aire en la muestra sumergida, agitando convenientemente.

PROCEDIMIENTO


• La canasta y la muestra deberán quedar completamente sumergidas durante la pesada y el hilo de suspensión será lo más delgado posible para que su inmersión no afecte las pesadas.

• Secar luego la muestra en el horno a una temperatura de 110 ± 5°C (230 ± 9°F), enfriarla al aire a temperatura ambiente durante 1 a 3 horas y se determina su peso seco hasta peso constante.

PROCEDIMIENTO


• GRAVEDAD ESPECÍFICA:

Gravedad Específica Bulk

Calcule la Gravedad Específica Bulk, a 23/23°C (73.4 / 73.4°F), mediante la siguiente expresión:

Donde:

A = Peso en el aire de la muestra seca, en (gr).

B = Peso en el aire de la muestra saturada con superficie seca, en (gr).

C = Peso sumergido en agua de la muestra saturada, en (gr).

CÁLCULOS

CB

AbulkespecificaGravedad


• GRAVEDAD ESPECÍFICA:

Gravedad Especifica Bulk (Saturado Superficialmente

Seco)

• Calcule la Gravedad Especifica Bulk, a 23/23°C (73.4 /

73.4°F), en base al peso del árido grueso en estado

saturado superficialmente seco, mediante la siguiente

expresión:

CÁLCULOS

CB

BSSDbulkespecificaGravedad

)(


• VALORES DE GRAVEDAD ESPECÍFICA PROMEDIO

CÁLCULOS

Cuando la muestra del árido grueso se ensaya en fracciones

separadas, los valores promedios para la gravedad especifica (en

estado seco o en estado saturado superficialmente seco), y gravedad

especifica aparente deben calcularse como los promedios

compensados de los valores calculados de acuerdo a las formulas

empleadas anteriormente, en proporción a los porcentajes en masa

de cada fracción presente en la muestra original.

n

n

G

P

G

P

G

PG

100.........

100100

1

2

2

1

1

Donde:

G = Valor verdadero de gravedad especifica

correspondiente a cada fracción de la muestra total.

G1, G2, Gn = Gravedad Especifica correspondiente

a cada fracción y según el tipo de gravedad que se

este promediando.

P1 , P2 , Pn = Porcentajes respectivos del peso de

cada fracción con respecto al peso total de la

muestra.


ABSORCIÓN

Calcule el porcentaje de absorción, mediante la siguiente

expresión:

CÁLCULOS

100% XA

ABabsorciónde


• VALOR PROMEDIO DE ABSORCIÓN

Cuando la muestra del árido grueso se ensaya en

fracciones separadas, los valores promedios de la

absorción deben calcularse como los promedios

compensados de los valores calculados de acuerdo a los

formulas empleadas anteriormente, en proporción a los

porcentajes en masa de cada fracción presente en la

muestra original, utilizando las siguientes ecuaciones:

100....

100100

2211 nn APAPAPA

Donde:

A = Valor del porcentaje de absorción de

la muestra total

A1 , A2 , An = Porcentajes de absorción

de cada fracción de la muestra total

P1 , P2 , Pn = Porcentajes respectivos

del peso de cada fracción con respecto

al peso total de la muestra.

CÁLCULOS


• Los resultados de los ensayos realizados con la misma

muestra no deben diferir en sus valores en mas de 0.01

en el caso de las gravedades, ni de 0.1% para el

porcentaje de absorción.

REPORTE


PRECISION Y ALTERACIONES • Las estimaciones de la precisión de este método de

prueba (que se muestran en la tabla Nº2) se basan en los resultados de la AASHTO Programa muestra de materiales de laboratorio de referencia, con pruebas llevadas a cabo por este método de prueba y el método de prueba AASHTO T 85, La diferencia significativa entre los métodos de prueba C 127 requiere de un período de saturación de 24 ± 4 h, mientras que el método de prueba AASHTO T 85 requiere un período de saturación mínimo de 15 horas. Esta diferencia se ha encontrado que tienen un efecto insignificante sobre los índices de precisión.

En la siguiente tabla los datos se basan en el análisis de más de 100 pares de los resultados de las pruebas de 40 a 100 laboratorios:


PRECISION Y ALTERACIONES

Desviación

Estándar

Rango

aceptable de 2

resultados

Un solo operador de precisión

Gravedad Específica Bulk

(seco)

0.009

0.025

Gravedad Especifica Bulk

(SSD)

0.007

0.020

Gravedad Específica Aparente

0.007

0.020

Absorción ( %) 0.088 0.25

Precisión Multilaboratorio


(seco)

0.013

0.038


(SSD)

0.011

0.032

Gravedad Especifica Aparente

0.011

0.032

Absorción (%) 0.145 0.41

Tabla Nº 2:


ASTM D 4123

AASHTO T 283

MEDIDA DE LA RESISTENCIA A

TRACCIÓN INDIRECTA


• Este método cubre la preparación de especímenes y la

medición del cambio de la fuerza diametral (tensible)

resultando de los efectos de saturación y

acondicionamiento acelerado del agua, con un ciclo de

congelamiento de mezclas de asfalto compactas.

• El resultado puede ser utilizado para predecir la

susceptibilidad del desmantelamiento a largo plazo de las

mezclas de asfalto y evaluar aditivos líquidos y anti-

desmantelamiento.

ALCANCE


EQUIPO

EQUIPO MARSHALL


EQUIPO

HORNO BALANZA

Capaz de mantener una

temperatura ambiental

hasta 176°C dentro de

± 3°C.


EQUIPO

RECIPIENTE

Con una área de 48400 o

129000mm2 (75-200 ”2)

en el fondo y una

profundidad

aproximadamente de

25mm.


• BAÑO DE AGUA.- capaz de mantener una temperatura

de 60 ± 1°C

• CONGELADOR mantenido a -18 ± 3°C

• CILINDRO GRADUADO de 10mL

• UN SUBMINISTRO DE PLÁSTICO

EQUIPO

Para envolver los

especímenes: bolsas plásticas

a prueba de goteras para

mantener los especímenes

saturados, y cinta de embalaje.


EQUIPO

• Aro dinamométrico de T

245 (Ensayo Marshall), o

un mecánico o hidráulico

de la máquina de ensayo

de T 167, con una

precisión en la

deformación vertical de

50mm por minuto (2” por

minuto).

ARO DINAMOMÉTRICO


• Mordazas de acero con una

superficie cóncava con un

radio de curvatura nominal

igual al radio de la muestra

de prueba.

EQUIPO

MORDAZAS DE ACERO


PREPARACION DE ESPECIMENES

• Se subdividen en las siguientes:

PREPARACION DE ESPECIMENES COMPACTADOS EN

EL LABORATORIO.

PREPARACION DE ESPECIMENES MIXTOS

COMPACTADOS EN EL LABORATORIO.

PREPARACION DE ESPECIMENES COMPACTADOS EN

EL CAMPO (NÚCLEOS) .

Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas

Asfálticas

• Determine la resistencia a la tracción indirecta de los

especímenes en condiciones secas y acondicionado a 25 ±

0,5 ° C (77 ± 1 ° F).

PROCEDIMIENTO

•Saque la muestra del baño de agua

a25 ± 0,5 ° C (77 ± 1 ° F), y

determine el espesor (t ') por D

3549. Colocar los especímenes en

la máquina de ensayo, entre las

mordazas de acero


• Se registran o anotan los valores

de la carga máxima de ruptura.

Retire el espécimen de la

máquina. Inspeccione el interior

de la superficie de pruebas de

partido o agregado roto; estime

visualmente el grado aproximado

de daños causados por la

humedad en una escala de "0" a

"5" (con "5" el más despojado), y

registrar las observaciones en la

tabla Nº1.

PROCEDIMIENTO


CÁLCULOS

• Calcule la fuerza tensible mediante la siguiente expresión:

Unidades en el sistema internacional (SI).

Donde:

• St =Fuerza tensible, Kpa

• P = carga máxima, (N).

• t = espesor del espécimen, en (mm).

• D = diámetro del espécimen, en (mm).

tD

2000PSt


CÁLCULOS

Donde:

St = fuerza tensible, psi;

P = carga máxima, en (Lbs).

t = espesor del espécimen, en (”).

D = diámetro del espécimen, en (”).

tD

PSt

2

U.S Unidades:


CÁLCULOS

• Expresar el índice numérico de la resistencia de la mezcla de asfalto para el efecto perjudicial del agua como la relación de la fuerza original que se mantiene después de la humedad y el congelamiento acondicionado. Calcule la relación de la fuerza tensible, con dos decimales de la siguiente manera:

Donde:

• S1 = Promedio de la resistencia a la tracción en seco, Kpa, (psi).

• S2 = Promedio de la resistencia a la tracción del acondicionamiento del subgrupo, Kpa (psi).

1

2

S

SST)tensible(TesfuerzodelRelación


INFORME DE RESULTADOS

• Reporte la siguiente información

• Número de especímenes en cada subgrupo

• Promedio de los vacíos de aire de cada subgrupo

• Fuerza tensible de cada espécimen en cada subgrupo

• Coeficiente de resistencia a la tensión

• Resultados de los daños causados por la humedad estimación visual del espécimen fracturado.

• Resultados de las observaciones del agregado partido o roto.


ASTM D 4791

DETERMINACIÓN DE PARTÍCULAS

LARGAS Y ACHATADAS


ALCANCE

Este método permite la determinación de los porcentajes

de partículas planas, alargadas o plano alargadas en

agregados gruesos.


EQUIPO

Juego de mallas.- De acuerdo a lo

indicado en la Tabla.

MALLA TAMAÑO MÍNMO DE LA MUESTRA DE

ENSAYO (Kg)

2 ” 20

1 ½ ” 15

1 ” 10

¾ ” 5

½ ” 2

3/8 ” 1

2 ½ ” 35

3 ” 60

3 ½ ” 100

4 ” 150

4 ½ ” 200

5 ” 300

6 ” 500


EQUIPO

Calibrador de espesores, con la

forma y dimensiones que se

muestran en la figura

Calibrador de longitudes, con la


muestra en la figura.

Recipientes metálicos, de forma

rectangular de aproximadamente de

40 x 70 x 20cm


EQUIPO

Balanza, con capacidad de

20Kg y aproximación de

1gr.

Máquina agitadora, para las

mallas, de acción mecánica,

activada por un motor eléctrico o

manivela de velocidad constante,

sobre el que se sujeten las mallas

en orden descendente.


MUESTRA DE ENSAYO

• Si la muestra que se recibe en el laboratorio esta saturada,

se extiende sobre una superficie limpia para dejar que se

escurra hasta que presente un saturado superficialmente

seco, para posteriormente disgregar de forma manual

aquel material que presente grumos, teniendo la precaución

de no fragmentarlo.

• Seguidamente se cuartea el material hasta obtener una

muestra de 25Kg aproximadamente.


MUESTRA DE ENSAYO

• Una vez que el material esta disgregado, saturado y

superficialmente seco, se apila hasta formar un cono.

• Desde el eje del cono y hacia la periferia se extiende el

material hasta formar un cono truncado de 15 a 20cm de

altura.


MUESTRA DE ENSAYO

• Se divide el cono truncado en 4 partes iguales, de las

cuales se toman 2/4 opuestos para formar una muestra de

aproximadamente 25Kg; en caso de exceder esta masa, se

procede a reducir la cantidad de material mediante

cuarteos sucesivos.

• Una vez separados los 25Kg se tamiza la muestra a través

de la malla Nº 4 ya sea con equipo mecánico o de forma

manual, colocando en un recipiente el material retenido y

eliminando el material que pase por la malla.


Asfálticas

PROCEDIMIENTO

PARTÍCULAS ALARGADAS

• Para cada porción clasificada

de cada una de las dos

muestras de ensayo, es decir

el número de partículas

retenido en cada malla, se

verifica que cada partícula

pase por la ranura

correspondiente del calibrador

de longitudes, buscando la

posición tal que su dimensión

mayor sea paralela al eje del

calibrador.


Asfálticas

PROCEDIMIENTO


• Se reúnen todas las partículas que hayan pasado por las

ranuras del calibrador de longitudes y se determina su

masa.


PROCEDIMIENTO

PARTÍCULAS ACHATADAS

• Para cada porción

clasificada de cada una de

las dos muestras de

ensayo, es decir, del

número de partículas

retenido en cada malla

se verifica que cada

partícula pase por la

ranura correspondiente

del calibrador de

espesores buscando

la posición adecuada.


Asfálticas

PROCEDIMIENTO


• Se reúnen todas las partículas que hayan pasado

por las ranuras del calibrador de espesores y se

determinar su masa.


CÁLCULOS

• Se calcula el porcentaje de las partículas con forma

alargada, con relación a la masa de la muestra de ensayo

utilizada, empleando la siguiente expresión.

Donde:

• Ca = Porciento en masa, (%).

• ma = Masa de las partículas con forma alargada, determinada

en cada una de las muestras de ensayo, según corresponda,

en gr.

• M = Masa total de la muestra para cada una de las

muestras de prueba , en gr.

100XM

maCa


CÁLCULOS • Se calcula el porcentaje de las partículas con forma

achatada, con relación a la masa de la muestra de

ensayo, empleando la siguiente expresión:

Donde :

• Cp = Porciento en masa de partículas con forma achatada,

(%).

• Me = Masa de las partículas con forma achatada, determinada

en cada una de las muestras de prueba, según corresponda,

en gr.



100XM

meCp


ASTM D 4791

DETERMINACIÓN DE PARTÍCULAS

LARGAS Y ACHATADAS


ALCANCE

Este método permite la determinación de los porcentajes

de partículas planas, alargadas o plano alargadas en

agregados gruesos.


EQUIPO

Juego de mallas.- De acuerdo a lo

indicado en la Tabla.

MALLA TAMAÑO MÍNMO DE LA MUESTRA DE

ENSAYO (Kg)

2 ” 20

1 ½ ” 15

1 ” 10

¾ ” 5

½ ” 2

3/8 ” 1

2 ½ ” 35

3 ” 60

3 ½ ” 100

4 ” 150

4 ½ ” 200

5 ” 300

6 ” 500


EQUIPO

Calibrador de espesores, con la


muestran en la figura

Calibrador de longitudes, con la


muestra en la figura.

Recipientes metálicos, de forma

rectangular de aproximadamente de

40 x 70 x 20cm


EQUIPO

Balanza, con capacidad de

20Kg y aproximación de

1gr.

Máquina agitadora, para las

mallas, de acción mecánica,

activada por un motor eléctrico o

manivela de velocidad constante,

sobre el que se sujeten las mallas

en orden descendente.


MUESTRA DE ENSAYO

• Si la muestra que se recibe en el laboratorio esta saturada,

se extiende sobre una superficie limpia para dejar que se

escurra hasta que presente un saturado superficialmente

seco, para posteriormente disgregar de forma manual

aquel material que presente grumos, teniendo la precaución

de no fragmentarlo.

• Seguidamente se cuartea el material hasta obtener una

muestra de 25Kg aproximadamente.


MUESTRA DE ENSAYO

• Una vez que el material esta disgregado, saturado y

superficialmente seco, se apila hasta formar un cono.

• Desde el eje del cono y hacia la periferia se extiende el

material hasta formar un cono truncado de 15 a 20cm de

altura.


MUESTRA DE ENSAYO

• Se divide el cono truncado en 4 partes iguales, de las

cuales se toman 2/4 opuestos para formar una muestra de

aproximadamente 25Kg; en caso de exceder esta masa, se

procede a reducir la cantidad de material mediante

cuarteos sucesivos.

• Una vez separados los 25Kg se tamiza la muestra a través

de la malla Nº 4 ya sea con equipo mecánico o de forma

manual, colocando en un recipiente el material retenido y

eliminando el material que pase por la malla.


Asfálticas

PROCEDIMIENTO


• Para cada porción clasificada

de cada una de las dos

muestras de ensayo, es decir

el número de partículas

retenido en cada malla, se

verifica que cada partícula

pase por la ranura

correspondiente del calibrador

de longitudes, buscando la

posición tal que su dimensión

mayor sea paralela al eje del

calibrador.


Asfálticas

PROCEDIMIENTO


• Se reúnen todas las partículas que hayan pasado por las

ranuras del calibrador de longitudes y se determina su

masa.


PROCEDIMIENTO


• Para cada porción

clasificada de cada una de

las dos muestras de

ensayo, es decir, del

número de partículas

retenido en cada malla

se verifica que cada

partícula pase por la

ranura correspondiente

del calibrador de

espesores buscando

la posición adecuada.


Asfálticas

PROCEDIMIENTO


• Se reúnen todas las partículas que hayan pasado

por las ranuras del calibrador de espesores y se

determinar su masa.


CÁLCULOS

• Se calcula el porcentaje de las partículas con forma

alargada, con relación a la masa de la muestra de ensayo

utilizada, empleando la siguiente expresión.

Donde:

• Ca = Porciento en masa, (%).

• ma = Masa de las partículas con forma alargada, determinada

en cada una de las muestras de ensayo, según corresponda,

en gr.



100XM

maCa


CÁLCULOS • Se calcula el porcentaje de las partículas con forma

achatada, con relación a la masa de la muestra de

ensayo, empleando la siguiente expresión:

Donde :

• Cp = Porciento en masa de partículas con forma achatada,

(%).

• Me = Masa de las partículas con forma achatada, determinada

en cada una de las muestras de prueba, según corresponda,

en gr.



100XM

meCp


ASTM D 5821

DETERMINACIÓN DE CARAS

FRACTURADAS


ALCANCE

Esta norma describe el procedimiento para determinar el

porcentaje, en peso, del material que presente una o

más caras fracturadas de las muestras de agregados

pétreos.


EQUIPO

Tamices de alambre tejido y

agujero cuadrado, de 37.5,

25., 19., 12.5 y 9.5 mm (1½",

1", 3/4", ½" y 3/8").

Cuarteador, para la obtención de

las muestra representativa.


EQUIPO

Balanza, de 5000 g de

capacidad y aproximación de 1

gr.

Espátula


MUESTRA DE ENSAYO

1. La muestra para el ensayo

deberá ser representativa del

promedio del agregado, y se

obtendrá mediante un

cuidadoso cuarteo del total de la

muestra recibida.

2. Sepárese por tamizado la

fracción de la muestra

comprendida entre los tamaños

37.5 mm y 9.5 mm (1½" y 3/8").

Descarte el resto.


MUESTRA DE ENSAYO

• El peso total de la muestra dependerá del tamaño del

agregado:

TAMAÑO DEL AGREGADO PESO EN G.

1 ½ a 1” 2000

1” a ¾ ” 1500

¾ ” a ½” 1200

½” a 3/8” 300


PROCEDIMIENTO

• Esparza la muestra en un área

suficientemente grande, para

inspeccionar cada partícula. Si

es necesario lave el agregado

sucio. Esto facilitará la

inspección y detección de las

partículas fracturadas.

• Separe con el borde de la

espátula, las partículas que

tengan una o más caras

fracturadas.


PROCEDIMIENTO

• Si una partícula de agregado

redondeada presenta una

fractura muy pequeña, no se

clasificará como "partícula

fracturada". Una partícula se

considerará como fracturada

cuando un 25% o más del

área de la superficie aparece

fracturada. Las fracturas

deben ser únicamente las

producidas por

procedimientos mecánicos.


PROCEDIMIENTO

• Pese las partículas fracturadas y anote este valor.


CÁLCULOS

• Anote el peso exacto de las porciones de la muestra

tomadas para el ensayo, comprendidas entre los

tamaños antes especificados.

• Anote el peso del material con caras fracturadas para

cada tamaño.

• Finalmente calcule el porcentaje de caras fracturadas

para cada tamaño:


CÁLCULOS

• A: Peso exacto de las muestras tomadas para el ensayo.

• B: Peso del material con caras fracturadas para cada

tamaño.

• C: Porcentaje de caras fracturadas para cada tamaño.

100)/( XABC


CÁLCULOS

• Registre los valores correspondientes del análisis

granulométrico de la muestra original como (D).

• Después de calcular el porcentaje de caras fracturadas, se

multiplica por el análisis granulométrico de la muestra

original como E, y sumar los valores de cada columna, el

porcentaje de caras fracturadas se calcula así,

expresándolo con aproximación del 1%.

totalD

tatalEsfracturadacaras %


ASTM D 1559 AASHTO T 225

DISEÑO DE MEZCLAS MÉTODO

MARSHALL E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS


ALCANCE

Esta norma describe el procedimiento que debe seguirse

para determinar la densidad Bulk y el porcentaje de vacios

para cada serie de muestras asfálticas, mediante el cálculo y

análisis de los diferentes pesos y volúmenes.


EQUIPO

EQUIPO MARSHALL


PROCEDIMIENTO

Se promedian los pesos específicos “bulk” de todas las

probetas elaboradas con el mismo porcentaje de asfalto,

descartando las que se alejen demasiado del promedio.

Se calcula la gravedad específica bulk promedio de

agregados, mediante la expresión.

.....3

3

2

2

1

1

100

G

P

G

P

G

PGagr

Donde:

P1 , P2 , P3 … = Porcentaje en peso de cada una de las

fracciones de material que intervienen en el total del

agregado.

G1 , G2, G3….. = Pesos específicos de los materiales a

los que corresponden las fracciones anteriormente

mencionadas.


PROCEDIMIENTO

Se calcula la gravedad específica máxima teórica de la

muestra para cada porcentaje de asfalto, el cual

corresponde al que teóricamente se obtendría si fuera

posible comprimir la muestra hasta obtener una masa de

asfalto y agregados carente de vacíos con aire. Este valor

se calcula así:

Gasf

alticocementoasf

Gagr

agregadosGagr

%%

100

Donde:

%agregados = 100 - % asfalto

Gagr = gravedad especifica promedio de agregados


Asfálticas

PROCEDIMIENTO

Se determina el volumen mediante la siguiente expresión:

Volumen = Peso aire SSS – Peso agua SSS

Donde:

Peso aire SSS = Peso de la muestra en aire en estado SSS

Peso agua SSS = Peso de la muestra en el agua en estado

SSS.


PROCEDIMIENTO

Se determina la densidad Bulk de cada una de las muestras

de ensayo con la expresión:

SPesoaguaSSSPesoaireSS

oPesoairelkDensidadbu

sec

Donde:

• Peso aire seco = Peso en el aire de la menestra seca.

• Peso aire SSS = Peso en aire de la muestra en estado SSS

• Peso agua SSS = Peso en agua de la muestra en estado SSS


PROCEDIMIENTO

Se calcula el peso especifico de la mezcla asfáltica suelta

RICE, mediante la expresión:

EDA

AGmm

Donde:

A = peso de la muestra

D = peso del envase (matraz + agua)

E = peso del envase (matraz + agua+muestra)


PROCEDIMIENTO

Se calcula el porcentaje en volumen de los agregados, para

cada porcentaje de cemento asfáltico utilizado, mediante la

fórmula:

Gsb

PsGmbVagr

*%

Donde:

Gmb = Bulk promedio de las 3 briquetas

Gsb = gravedad especifica bulk del agregado

Ps = % agregados = % total - % asfalto utilizado


PROCEDIMIENTO

Se determina el porcentaje total de vacíos con respecto al

volumen total de la probeta mediante la expresión:

Gmm

GmbGmmPa

*100

Donde:

Gmm = Rice



PROCEDIMIENTO

Se calcula el volumen de asfalto como porcentaje del

volumen total de la probeta.

PaVagregadosVa %100 Donde:

%Vagregados = % volumen de agregados

Pa = % total de vacíos con respecto al volumen total de la

probeta


PROCEDIMIENTO

Se determina el porcentaje de vacíos en los agregados

minerales en la mezcla compactada.

VagrVam %100

Donde:

%Vagr = % volumen de agregados


Asfálticas

PROCEDIMIENTO

Se determina el volumen efectivo de asfalto en la mezcla

compactada con la expresión:

100*Vam

VaVea

Donde:

Va = Volumen de asfalto

Vam = % vacíos en agregados minerales


PROCEDIMIENTO

Se determina el contenido de asfalto efectivo con respecto al

peso de la mezcla.

agregadosgadosorbidoagreasfaltoabs

asfaltoAe %*100

%

GbGseGsb

GsbGsePba *

**100

Gb

Pb

Gmm

Pmm

PbPmmGse

Donde: Pmm =

sumatoria de los porcentajes de

mezcla (100%)

Pb =

% de asfalto al que queremos

calcular

Gmm =

peso específico de la mezcla

asfáltica rice

Gb = peso específico del asfalto (1,011)

Gse =

gravedad específica efectiva del

agregado

Gsb =

gravedad específica bulk del

agregado

Gb = peso específico del asfalto

Pba = asfalto absorbido por el agregado


CORRECCION DE LOS VALORES DE ESTABILIDAD

Fuente: Norma ASTM D 1559

Volumen de la

briqueta cm3

Espesor aproximad

o de la briqueta

en cm

Factor de corrección

200-213 2.54 5.56

214-225 2.70 5.00

226-237 2.86 4.55

238-250 3.02 4.17

251-264 3.17 3.85

2.65-276 3.33 3.57

277-289 3.49 3.33

290-301 3.65 3.03

302-316 3.81 2.78

317-328 3.97 2.50

329-340 4.13 2.27

341-353 4.29 2.08

354-367 4.44 1.92

368-379 4.60 1.79

390-392 4.76 1.67

393-405 4.92 1.56

Volumen de la briqueta

cm3

Espesor aproximado

de la briqueta en

cm


406-420 5.08 1.47

421-431 5.24 1.39

432-443 5.40 1.32

444-456 5.56 1.25

457-470 5.71 1.19

471-482 5.87 1.14

483-495 6.03 1.09

496-508 6.19 1.04

509-522 6.35 1.00

523-535 6.51 0.96

536-546 6.67 0.93

547-559 6.82 0.89

560-573 6.98 0.86

574-585 7.14 0.83

586-598 7.30 0.81

599-610 7.46 0.78

611-625 7.62 0.76



En base al volumen de la briqueta se calcula la estabilidad corregida de acuerdo a la tabla dada, mediante la expresión :

Donde:

Conste anillo = 51.621+10.003*Dial

Los valores obtenidos para aquellas muestras que no tengan exactamente la altura 2.5” deben corregirse, aplicando factores de corrección ya ante mencionados en la tablas dadas.

Ec = Dial* Factor de corrección * Constante del anillo



Los valores de Estabilidad corregida para grupo de

muestras elaboradas con el mismo contenido de asfalto, se

promedian, tomándose dicho promedio como valor de

estabilidad par ese contenido de asfalto.

Debe excluirse del promedio aquel valor que se encuentre

notoriamente alejado de los demás.

Los valores de flujo obtenidos para todas las muestras

elaboradas con determinado contenido de cemento

asfáltico, se promedian, deberá también descartarse aquel

valor que difiera notablemente del promedio si lo hay.


Asfálticas


Se dibujan gráficos que establezcan las siguientes relaciones:

Densidad Vs % de cemento asfáltico



Estabilidad Vs % de cemento asfáltico


Flujo Vs % cemento asfáltico



• %de vacíos con aire en la mezcla total Vs % cemento

asfáltico



% de vacíos en los agregados minerales Vs % de cemento

asfáltico



La densidad aumenta con el contenido de asfalto hasta un

máximo después del cual comienza a decrecer.

La curva de Estabilidad es similar al de la densidad, salvo

que la máxima estabilidad ocurre normalmente (no

siempre) a un contenido de asfalto ligeramente inferior al

de la máxima densidad.

Los valores de flujo aumentan con los incrementos en el

contenido de asfalto.

INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS


El % de vacíos con el aire en la mezcla total disminuye al

incrementar el contenido de asfalto, tendiendo hacia un

mínimo.

El % de vacíos en los agregados minerales disminuye al

incrementarse el contenido de asfalto, hasta alcanzar un

mínimo a partir del cual comienza a aumentar.

INTERPRETACION DE LOS

RESULTADOS


CONSIDERACIONES GENERALES

No se debe exagerar en el tiempo del calentado de la mezcla asfáltica, porque esta se hace quebradiza. Es recomendable calentarla de 3 a 5 minutos.

La temperatura mínima a la cual la mezcla debe llegar al sitio de la obra debe ser de 120°C, caso contrario se corre el riesgo de al ser compactada adquiera una superficie porosa, esto aumenta la posibilidad de oxidación y envejecimiento prematura del concreto asfáltico.


ASTM D 1559

AASHTO T 225

DISEÑO DE MEZCLAS MÉTODO

MARSHALL E INTERPRETACIÓN

DE RESULTADOS


ALCANCE

Esta norma describe el procedimiento que debe

seguirse para determinar la densidad Bulk y el

porcentaje de vacios para cada serie de muestras

asfálticas, mediante el cálculo y análisis de los diferentes

pesos y volúmenes.


EQUIPO

EQUIPO MARSHALL


PROCEDIMIENTO

Se promedian los pesos específicos “bulk” de todas las

probetas elaboradas con el mismo porcentaje de asfalto,

descartando las que se alejen demasiado del promedio.

Se calcula la gravedad específica bulk promedio de

agregados, mediante la expresión.

.....

3

3

2

2

1

1

100

G

P

G

P

G

PGagr

Donde:

P1 , P2 , P3 … = Porcentaje en peso de

cada una de las fracciones de material que

intervienen en el total del agregado.

G1 , G2, G3….. = Pesos específicos de

los materiales a los que corresponden las

fracciones anteriormente mencionadas.


PROCEDIMIENTO

Se calcula la gravedad específica máxima teórica de la

muestra para cada porcentaje de asfalto, el cual

corresponde al que teóricamente se obtendría si fuera

posible comprimir la muestra hasta obtener una masa de

asfalto y agregados carente de vacíos con aire. Este

valor se calcula así:

Gasf

alticocementoasf

Gagr

agregadosGagr

%%

100

Donde:

%agregados = 100 - % asfalto

Gagr = gravedad especifica promedio de agregados


PROCEDIMIENTO

Se determina el volumen mediante la siguiente expresión:

Volumen = Peso aire SSS – Peso agua SSS

Donde:

Peso aire SSS = Peso de la muestra en aire en estado SSS

Peso agua SSS = Peso de la muestra en el agua en estado

SSS.


Asfálticas

PROCEDIMIENTO

Se determina la densidad Bulk de cada una de las muestras

de ensayo con la expresión:

SPesoaguaSSSPesoaireSS

oPesoairelkDensidadbu

sec

Donde:

• Peso aire seco = Peso en el aire de la menestra seca.

• Peso aire SSS = Peso en aire de la muestra en estado SSS

• Peso agua SSS = Peso en agua de la muestra en estado

SSS


PROCEDIMIENTO

Se calcula el peso especifico de la mezcla asfáltica suelta

RICE, mediante la expresión:

EDA

AGmm

Donde:

A = peso de la muestra

D = peso del envase (matraz + agua)

E = peso del envase (matraz + agua+muestra)


Asfálticas

PROCEDIMIENTO

Se calcula el porcentaje en volumen de los agregados,

para cada porcentaje de cemento asfáltico utilizado,

mediante la fórmula:

Gsb

PsGmbVagr

*%

Donde:


Gsb = gravedad especifica bulk del agregado

Ps = % agregados = % total - % asfalto utilizado


PROCEDIMIENTO

Se determina el porcentaje total de vacíos con respecto

al volumen total de la probeta mediante la expresión:

Gmm

GmbGmmPa

*100

Donde:

Gmm = Rice



Asfálticas

PROCEDIMIENTO

Se calcula el volumen de asfalto como porcentaje del

volumen total de la probeta.

PaVagregadosVa %100 Donde:

%Vagregados = % volumen de agregados

Pa = % total de vacíos con respecto al volumen total de la

probeta


Asfálticas

PROCEDIMIENTO

Se determina el porcentaje de vacíos en los agregados

minerales en la mezcla compactada.

VagrVam %100

Donde:

%Vagr = % volumen de agregados


PROCEDIMIENTO

Se determina el volumen efectivo de asfalto en la mezcla

compactada con la expresión:

100*Vam

VaVea

Donde:

Va = Volumen de asfalto

Vam = % vacíos en agregados minerales


PROCEDIMIENTO

Se determina el contenido de asfalto efectivo con respecto al

peso de la mezcla.

agregadosgadosorbidoagreasfaltoabs

asfaltoAe %*100

%

GbGseGsb

GsbGsePba *

**100

Gb

Pb

Gmm

Pmm

PbPmmGse

Donde: Pmm =

sumatoria de los porcentajes de

mezcla (100%)

Pb =

% de asfalto al que queremos

calcular

Gmm =

peso específico de la mezcla

asfáltica rice

Gb = peso específico del asfalto (1,011)

Gse =

gravedad específica efectiva del

agregado

Gsb =

gravedad específica bulk del

agregado

Gb = peso específico del asfalto

Pba = asfalto absorbido por el agregado



Fuente: Norma ASTM D 1559

Volumen de la

briqueta cm3

Espesor aproximad

o de la briqueta

en cm


200-213 2.54 5.56

214-225 2.70 5.00

226-237 2.86 4.55

238-250 3.02 4.17

251-264 3.17 3.85

2.65-276 3.33 3.57

277-289 3.49 3.33

290-301 3.65 3.03

302-316 3.81 2.78

317-328 3.97 2.50

329-340 4.13 2.27

341-353 4.29 2.08

354-367 4.44 1.92

368-379 4.60 1.79

390-392 4.76 1.67

393-405 4.92 1.56

Volumen de la briqueta

cm3

Espesor aproximado

de la briqueta en

cm


406-420 5.08 1.47

421-431 5.24 1.39

432-443 5.40 1.32

444-456 5.56 1.25

457-470 5.71 1.19

471-482 5.87 1.14

483-495 6.03 1.09

496-508 6.19 1.04

509-522 6.35 1.00

523-535 6.51 0.96

536-546 6.67 0.93

547-559 6.82 0.89

560-573 6.98 0.86

574-585 7.14 0.83

586-598 7.30 0.81

599-610 7.46 0.78

611-625 7.62 0.76


CORRECCION DE LOS VALORES DE

ESTABILIDAD

En base al volumen de la briqueta se calcula la estabilidad

corregida de acuerdo a la tabla dada, mediante la

expresión :

Donde:

Conste anillo = 51.621+10.003*Dial

Los valores obtenidos para aquellas muestras que no

tengan exactamente la altura 2.5” deben corregirse,

aplicando factores de corrección ya ante mencionados en

la tablas dadas.

Ec = Dial* Factor de corrección * Constante del anillo



ESTABILIDAD

Los valores de Estabilidad corregida para grupo de

muestras elaboradas con el mismo contenido de asfalto, se

promedian, tomándose dicho promedio como valor de

estabilidad par ese contenido de asfalto.

Debe excluirse del promedio aquel valor que se encuentre

notoriamente alejado de los demás.

Los valores de flujo obtenidos para todas las muestras

elaboradas con determinado contenido de cemento

asfáltico, se promedian, deberá también descartarse aquel

valor que difiera notablemente del promedio si lo hay.


Asfálticas


ESTABILIDAD

Se dibujan gráficos que establezcan las siguientes relaciones:

Densidad Vs % de cemento asfáltico



ESTABILIDAD

Estabilidad Vs % de cemento asfáltico


Flujo Vs % cemento asfáltico


ESTABILIDAD


• %de vacíos con aire en la mezcla total Vs % cemento

asfáltico


ESTABILIDAD


% de vacíos en los agregados minerales Vs % de cemento

asfáltico


ESTABILIDAD


La densidad aumenta con el contenido de asfalto hasta un

máximo después del cual comienza a decrecer.

La curva de Estabilidad es similar al de la densidad, salvo

que la máxima estabilidad ocurre normalmente (no

siempre) a un contenido de asfalto ligeramente inferior al

de la máxima densidad.

Los valores de flujo aumentan con los incrementos en el



RESULTADOS


El % de vacíos con el aire en la mezcla total disminuye al

incrementar el contenido de asfalto, tendiendo hacia un

mínimo.

El % de vacíos en los agregados minerales disminuye al

incrementarse el contenido de asfalto, hasta alcanzar un

mínimo a partir del cual comienza a aumentar.


RESULTADOS


CONSIDERACIONES GENERALES

No se debe exagerar en el tiempo del calentado de la mezcla

asfáltica, porque esta se hace quebradiza. Es recomendable

calentarla de 3 a 5 minutos.

La temperatura mínima a la cual la mezcla debe llegar al sitio

de la obra debe ser de 120°C, caso contrario se corre el riesgo

de al ser compactada adquiera una superficie porosa, esto

aumenta la posibilidad de oxidación y envejecimiento

prematura del concreto asfáltico.


ASTM D 1754

AASHTO T 179

ENSAYO DE PELÍCULA

DELGADA EN HORNO


Este método se refiere a la determinación del efecto del

calor y del aire sobre una película de materiales asfálticos

semisólidos. Los efectos de este procedimiento se

determinan a partir de la medición de ciertas propiedades

seleccionadas del asfalto, antes y después del ensayo.

ALCANCE


EQUIPO

Horno.- El horno debe ser calentado

eléctricamente y cumplir con los

requisitos de la Especificación ASTM

E 145 para hornos de convección por

gravedad y ventilación forzada tipo 1B,

y temperatura de operación hasta

180°C (356°F).

HORNO

REPISA GIRATORIA TERMÓMETRO

Un termómetro para pérdida de calor, que

tenga un intervalo de 155 a 170°C y de

acuerdo con las exigencias para

termómetros 13C, de la Norma ASTM E 1.

Termómetro digital

Termómetro de vidrio Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas

Asfálticas

EQUIPO

RECIPIENTE BALANZA

Balanza analítica

Balanza


• Colóquese suficiente material para el

ensayo en un recipiente adecuado y

caliéntese hasta que llegue a una

condición fluida. Teniendo cuidado la

mas alta temperatura, no exceda en

100 °C (180°F) al punto de

ablandamiento esperado.

MUESTRA DE ENSAYO

• Agítese la muestra con un termómetro de uso general,

durante el período de calentamiento, pero evítese la

incorporación de burbujas de aire en la muestra.


• Pésense 50 ± 0.5 g dentro de

cada una de dos o más cazuelas taradas, que cumplan con las exigencias del numeral que corresponde al recipiente utilizado.

MUESTRA DE ENSAYO

• Cuando se quieran efectuar ensayos sobre el residuo,

diferentes a la penetración y a la ductilidad, podrán requerirse

más de dos recipientes que proporcionen material suficiente

para efectuarlos.


MUESTRA DE ENSAYO

Al mismo tiempo, viértase una

parte de la muestra dentro de los

recipientes especificados, para la

medida de las propiedades

originales del asfalto. Efectúense

los ensayos correspondientes a las

propiedades que se quieren medir,

mediante los Métodos I.N.V.

apropiados.


MUESTRA DE ENSAYO

• Si se desea, el valor de la pérdida

o del aumento de peso en

términos cuantitativos, enfríense

las muestras para el ensayo al

horno, hasta la temperatura

ambiente y pésese cada muestra

separadamente con aproximación

a 0.001 gr.


MUESTRA DE ENSAYO

Si no se necesita el cambio de

peso, déjense enfriar las muestras

hasta aproximadamente la

temperatura ambiente antes de

colocarlas en el horno como se

indica en el paso 2 del

procedimiento.


• Nivélese el horno de manera que la repisa gire en un

plano horizontal. La inclinación máxima durante la

rotación no deberá ser mayor de 3° a partir de la

horizontal.

PROCEDIMIENTO


PROCEDIMIENTO • Determínese la temperatura del horno por medio del

termómetro especificado sostenido del vástago de la

repisa circular, en posición vertical, localizada en un punto

equidistante del centro y del borde exterior de la repisa.


• Con el horno a 163°C (325°F), colóquense rápidamente los recipientes con la muestra sobre la repisa circular, ciérrese el horno, e iníciese la rotación del estante, durante 5 horas después de que la muestra haya sido introducida y de que haya alcanzado el horno dicha temperatura. El período de 5 horas deberá iniciarse cuando la temperatura alcance 162°C (323°F) y en ningún caso, el tiempo total que permanezca una muestra en el horno, deberá ser mayor de 5¼ horas.

PROCEDIMIENTO


• Después de pesar los recipientes con los residuos,

colóquense sobre unas láminas de asbesto-cemento y

deposítense sobre la repisa circular del horno, mantenido

a 163°C (325°F).

• Vacíense ambas muestras en una lata de 240 mL (8

onzas). Remuévase sustancialmente todo el material de

los recipientes de 140 mm (5½").

PROCEDIMIENTO


• Agítense completamente los residuos colocándolos en la

lata de 240 mL (8 onzas), sobre una placa caliente para

mantener el material en condición fluida, si fuera

necesario.

• Vacíese el material dentro del recipiente o moldes

adecuados para la penetración, ductilidad u otros ensayos

que fueren requeridos.

PROCEDIMIENTO


PROCEDIMIENTO

• Si el cambio de peso se está

determinando, enfríese a la temperatura

ambiente, pésese con aproximación a

0.001 g y calcúlese el cambio en peso,

sobre la base del asfalto de cada

recipiente. Cuando no puedan efectuarse

los ensayos completos durante el mismo

día, y si se está determinando la pérdida o

el aumento de peso, pésese el residuo y

almacénese durante la noche antes de

calentarlo nuevamente.


• Repórtense los valores originales de las propiedades del asfalto, medidas como se indica en el paso 2 de la muestra de ensayo y los valores de las propiedades del residuo, como se indica en el paso final del procedimiento.

• El cambio de viscosidad puede también expresarse como la relación entre la viscosidad del residuo asfáltico y la viscosidad original del asfalto. El cambio de penetración se evalúa como la penetración del residuo, expresado como porcentaje de la penetración original.

PROCEDIMIENTO


• Repórtense los resultados de ductilidad o de otros ensayos, de acuerdo con los métodos de ensayo INV apropiados.

• Cuando se haya determinado la pérdida o ganancia de peso, repórtese el cambio promedio en peso del material en todos los recipientes empleados en el ensayo, como porcentaje con respecto al peso del material original.

PROCEDIMIENTO


INFORME

• Reportar la penetración del residuo expresado en

porcentaje de la penetración original.

• Repórtense los resultados de ductilidad o de otros ensayos,

de acuerdo con los métodos MTC de ensayo aplicados.

• Repórtese la pérdida de calentamiento como la pérdida en

porcentaje con respecto al peso del material original.


• Los criterios sobre aceptación de los resultados de la

viscosidad a 60°C (140°F) y a 135°C (275°F), de la

relación de la viscosidad a 60°C (140°F), del cambio en la

penetración a 25°C (77°F) y del cambio de peso, de

acuerdo con los resultados obtenidos mediante este

método, están dados en la siguiente tabla:

PRECISION


PRECISION TABLA :No.1


INTERPRETACION DEL RESULTADO

• El resultado indica el efecto del calor y el aire sobre el

cemento asfáltico y puede usarse como guía para evaluar el grado de endurecimiento producido en el asfalto durante su calentamiento y mezclado en la planta asfáltica.


COMPETENCIAS TÉCNICAS EN ASEGURAMIENTO Y

CONTROL DE CALIDAD EN OBRAS VIALES

El número exacto de pasadas que se requieren para

obtener la densidad correcta no se conoce en un

principio, por la incertidumbre que se tiene sobre la

velocidad de enfriamiento de la mezcla.

La temperatura provee una indicación bastante

precisa del intervalo de tiempo necesario para obtener

la densidad de referencia.

TIEMPO PERMITIDO PARA EFECTUAR LA COMPACTACIÓN



0

5

10

15

20

25

30

35

2.5 5 7.5 10

Tiem

po p

ara

que

la c

arpe

tase

en

fríe

a 8

5 ºC

( m

inu

tos)

Espesor de capa (centimetros)

Temperaturade labase 30 ºC

Temperatura de la mezcla 150 ºC

0 ºC

15 ºC

0

5

10

15

20

25

30

35

2.5 5 7.5 10

Tiem

po p

ara

que

la c

arpe

tase

en

fríe

a 8

5 ºC

( m

inu

tos)


Temperatura

de labase 30 ºC


0 ºC

15 ºC

0

5

10

15

20

25

30

35

2.5 5 7.5 10

Tiem

po p

ara

que

la c

arpe

tase

en

fríe

a 8

5 ºC

( m

inu

tos)




0 ºC

15 ºC

0

5

10

15

20

25

30

35

2.5 5 7.5 10

Tiem

po p

ara

que

la c

arpe

tase

en

fríe

a 8

5 ºC

( m

inu

tos)



0 ºC15 ºC


Tiempo permitido para la compactación, basado en la temperatura

y espesor de la mezcla, y la temperatura de la capa de soporte.

Se debe seleccionar una franja de prueba para

establecer el patrón de compactación que debe ser

usado para obtener la densidad requerida, la calidad

adecuada de la superficie, y para obtener la cantidad

óptima de producción con la compactadora utilizada.

El mejor patrón, para un tipo dado de compactadora se

obtiene por medio de un tramo de prueba, si este no

cumple con las especificaciones, se debe efectuar una

serie nueva de tramos de prueba; para esto se

recomienda el siguiente procedimiento:

PATRÓN DE COMPACTACIÓN



a) Disminuya la velocidad de la compactadora.

b) Tome una medida de 15 seg. con el densímetro

nuclear después de cada pasada.

c) Trate una velocidad mayor usando el mismo número

de pasadas. Utilice el densímetro nuclear para ver si

todavía se consigue una densidad adecuada.

d) La velocidad correcta de compactación, es siempre,

un balance entre la compactación rápida para

conseguir productividad, y la compactación necesaria

para cumplir con las especificaciones de densidad y

terminado.




e) El patrón de compactación usado en obra deberá ser

el mismo patrón determinado en la franja de prueba.

f) Nunca use un patrón de compactación más lento que

aquel determinado en la franja de trabajo.

g) Nunca use más pasadas que aquellas seleccionadas

en el patrón de compactación.




El grado de densidad de una mezcla asfáltica en

caliente depende de la cantidad de esfuerzo de

compactación que se logre aplicar antes de que la

mezcla se enfríe por debajo de 85 °C (185 °F).

Existen tres tipos de operaciones de compactación,

estas son:

COMPACTACIÓN DE MEZCLAS

ASFÁLTICAS




ASFÁLTICAS

– Compactación Inicial: Se realiza sobre la carpeta

recién colocada a una temperatura de 163 a 85 °C,

utilizando rodillos lisos de rueda de acero vibratorio

que produzcan al menos 30 impactos de vibración por

cada metro de recorrido.




ASFÁLTICAS

– Compactación Intermedia: Se sigue densificando la

mezcla antes de que se enfríe por debajo de 85 °C, y

se va sellando la superficie.




ASFÁLTICAS

– Compactación Final: Se

efectúa solamente para

mejorar la superficie mientras

la mezcla todavía está lo

suficientemente caliente para

permitir la eliminación de

cualquier marca de la

compactadora utilizando

rodillos lisos metálicos

estáticos, sin emplear

vibración.



Espesor compactado menor que 100 mm (4 in), en

anchos de un solo carril o en anchos completos, se

adopta la siguiente secuencia:


ASFÁLTICAS

• CAPAS DELGADAS:

Juntas transversales

Borde exterior

Compactación inicial o primera pasada.

Compactación intermedia, comenzando en el lado

bajo y avanzando hacia el lado alto.

Compactación final.



De acuerdo a las Especificaciones del MOP – 001 –

F – 2002, no se debe usar vibración y la velocidad

de la compactadora no debe ser superior a los 5

Km/hora.


ASFÁLTICAS

• CAPAS DELGADAS:



Espesor compactado mayor que 100 mm (4 in), en anchos

de un solo carril o en anchos completos, se adopta la

siguiente secuencia:


ASFÁLTICAS • CAPAS GRUESAS:

Juntas transversales

Compactación inicial, comenzando de 300 a 380 mm del

borde bajo sin soportar, y progresando hacia el otro borde.

Borde exterior, la compactadora deberá avanzar hacia el

borde exterior no confinado en incrementos de 100 mm, con

pasadas consecutivas a 300 mm o menos, del borde.

Compactación intermedia, comenzando en el lado bajo y

avanzando hacia el lado alto.

Compactación final.



Cuando es construida al lado de un carril contiguo, la

primera pasada se hace con una compactadora

estática de ruedas de acero a lo largo de la junta

longitudinal, sobre unos cuantos metros. Luego la

superficie es nivelada y corregida si es necesario.

A continuación la junta es compactada en el sentido

transversal con todo el ancho de la rueda sobre el

material previamente compactado y colocado,

excepto uso 150 mm.


ASFÁLTICAS

• COMPACTACIÓN DE JUNTAS TRANSVERSALES:



Esta operación se repite con pasadas consecutivas,

cubriendo de 150 a 200 mm adicionales de carpeta

nueva; se deberán colocar tablones en el borde del

pavimento, para proporcionar a la compactadora una

superficie sobre la cual pueda rodar una vez que

sobrepase el borde de la carpeta.


ASFÁLTICAS

• COMPACTACIÓN DE JUNTAS TRANSVERSALES:

Cuando se usan compactadoras estáticas de rueda de

acero, o compactadoras neumáticas, para este tipo de

juntas, se permite solamente que 100 a 150 mm del ancho

de la rueda recorran la carpeta nueva en la primera

pasada . La mayor parte del ancho deberá rodar sobre el

lado de la junta previamente compactado.


ASFÁLTICAS

• COMPACTACIÓN DE JUNTAS LONGITUDINALES:

En el caso de compactadoras vibratorias se usa un

procedimiento diferente. Los tambores

compactadores solamente se extienden de 100 a

150 mm sobre el carril previamente compactado.

El resto del ancho se encuentra sobre la mezcla

recién colocada. El compactador continúa

moviéndose a lo largo de esta línea hasta que se

obtenga una junta completamente compactada.


ASFÁLTICAS





ASFÁLTICAS


– Juntas Calientes: Es aquella colocada entre dos

carriles, aproximadamente al mismo tiempo; este

método produce una mejor junta longitudinal porque

ambos carriles están casi a la misma temperatura

cuando son compactados.




ASFÁLTICAS


– Juntas Frías: Es aquella entre dos carriles, uno de los

cuales se ha dejado enfriar de un día para otro, o

más, antes de colocar el carril contiguo; por la

diferencia de temperaturas entre los carriles, casi

siempre resulta una diferencia en densidad entre los

dos lados de la junta, sin importar la técnica de

compactación usada.




ASFÁLTICAS

• COMPACTACIÓN DE BORDES:

Deberán compactarse al mismo tiempo que la junta

longitudinal, excepto en el caso de la pavimentación

de capa gruesa.

Al compactar los bordes, las ruedas de la

compactadora deberán extenderse de 50 a 100 mm

más allá del borde, con tal que el desplazamiento

lateral de la mezcla no sea excesivo.

Luego de compactar juntas longitudinales y bordes,

se procede con la compactación inicial.




ASFÁLTICAS

• COMPACTACIÓN DE ÁREAS INACCESIBLES:

Cuando la mezcla asfáltica se han distribuido en

áreas inaccesibles a las compactadoras, la

compactación puede hacerse usando

compactadoras de mano de placas vibratorias.

Las placas de estas compactadoras tienen,

generalmente, un área entre 0.1 y 0.3 m2.




ASFÁLTICAS

• SELLADO:

Si los documentos contractuales estipulan la

colocación de una capa de sello sobre la capa

terminada, este proceso no se hará antes de una

semana de que la carpeta haya sido abierta al

tránsito público.



REQUISITOS DE APROBACIÓN

La temperatura para empezar a compactar la mezcla recién

extendida es de 163 a 85 °C, que es la máxima

temperatura a la cual la mezcla puede resistir el rodillo sin

desplazarse horizontalmente.

Con la compactación inicial deberá alcanzarse casi la

totalidad de la densidad en la obra.

Con la compactación intermedia se sigue densificando la

mezcla hasta que la misma se enfrié por debajo de los 85

°C y se va sellando la superficie.

En la compactación de capas delgadas no se debe usar

vibración y la velocidad de la compactadora no deberá

superar los 5 Km / h.




El fiscalizador deberá aprobar el patrón de

compactación propuesto por el contratista para la obra

en cuestión.

A menos que se indique lo contrario, la compactación

tiene que comenzar en los costados y proceder

longitudinalmente paralelo a la línea central del camino,

recubriendo cada recorrido la mitad del ancho de

compactadora.

La compactación en curvas peraltadas debe comenzar

en el lado inferior y progresar hacia el lado superior.




En los lugares inaccesibles a los rodillos se deberá

efectuar la compactación con pisones mecánicos.

La capa de hormigón asfáltico compactada deberá

presentar una textura lisa y uniforme, de acuerdo con las

especificaciones del contrato.

Mientras se esté compactando, no se permitirá ninguna

circulación vehicular.

Concluida la compactación, el fiscalizador deberá

comprobar los espesores, la densidad de la mezcla y su

composición, a intervalos de 500 a 800 m, a los lados del

eje del camino, mediante extracción de muestras.



ASTM C 142

AASHTO T 112

DETERMINACIÓN DE

DELETÉREOS


ALCANCE

Cubre la determinación aproximada de los terrones de

arcilla y de partículas deleznables (friables) en los

agregados naturales.


EQUIPO

Balanza, con aproximación

del 0.1% del peso de la

muestra.

Recipientes, resistentes a la oxidación, de tamaño y forma que permitan que la muestra se extienda en el fondo, en una capa delgada.

Tamices


EQUIPO

Agua destilada

Horno, que pueda mantener una

temperatura de 110 ±5°C.


MUESTRA DE ENSAYO

• Los agregados para este

ensayo, estarán constituidos

por el material que quede

después de la conclusión del

ensayo para determinación de

materiales más finos que el

tamiz Nº 200.

• El agregado deberá secarse,

hasta obtener peso constante,

a una temperatura de 110 ±5°C.


Asfálticas

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

• La muestra para ensayo del agregado fino deberá consistirá

de partículas mas gruesas que el tamiz N” 16 y no deberá

pesar menos de 25g.

• Las muestras para ensayo del agregado grueso deberán

separarse en diferentes tamaños, empleando los siguientes

tamices:

Tamaño de las partículas Peso mínimo de la muestra de ensayo (gr)

Mayor a 1 ½´´ 5000

1 ½´´ a ¾´´ 3000

¾´´ a 3/8´´ 2000

3/8´´ a N° 4 1000


PROCEDIMIENTO

1. Pese la muestra de ensayo con la precisión especificada

en el cuadro y extiéndala en una capa delgada sobre el

fondo del recipiente, cubra con agua destilada y deje

remojar durante 24 horas.


PROCEDIMIENTO

2. Reenrole y apriete individualmente las

partículas, entre el pulgar y el índice,

para tratar de romperlas en tamaños

más pequeños. Después de que

todas las partículas identificables

como terrones de arcilla y partículas

deleznables hayan sido rotas,

sepárese el desperdicio de la parte

restante, mediante tamizado en

húmedo, sobre el tamiz que se indica

en la tabla siguiente:



PROCEDIMIENTO B

TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS ABERTURA DEL TAMIZ PARA REMOVER

EL RESICUO DE PARTÍCULAS DELETÉREAS

Mayor a 1 ½´´ 4.75 mm N° 4

1 ½´´ a ¾´´ 4.75 mm N° 4

¾´´ a 3/8´´ 4.75 mm N° 4

3/8´´ a N° 4 2.36 mm N° 8

1.8 mm (N°6) 8.50 µm (N° 200)


PROCEDIMIENTO

3. Efectúese el tamizado en húmedo, haciendo circular agua

sobre la muestra (a través del tamiz), hasta que haya sido

removido todo el material más pequeño.


PROCEDIMEINTO

4. Remuévanse cuidadosamente del tamiz las partículas

retenidas, séquense hasta peso constante a una

temperatura de 110°C, déjese enfriar y pésese con

aproximación del 0.1% del peso de la muestra de ensayo.


CÁLCULOS

Calcule el porcentaje de terrones de arcilla y de partículas

deleznables, en los agregados finos, o de los tamaños

individuales de agregados gruesos, en la siguiente forma:

P = (W – R )/W X 100

Donde:

• P = Porcentaje de terrones de arcilla y partículas

deleznables.

• W = Peso de la muestra de ensayo.

• R = Peso de las partículas retenidas sobre el tamiz

desganado en las tablas dadas.


PESO ESPECÍFICO BULK DE LAS BRIQUETAS

ASTM D 1188

AASHTO T 275


ALCANCE

• Está norma describe el procedimiento para determinar la

gravedad específica Bulk de especímenes compactados

de mezclas bituminosas recubiertas de parafina, a través

de muestras que contengan espacios vacíos o

interconectados o que absorban más del 2% de agua por

volumen.


EQUIPO

Balanza: Con una aproximación de 0.01 gr.

Baño de agua: para la

inmersión de la muestra en

el agua


MATERIALES

Parafina Espuma de poliuretano: Una capa de espuma de un mínimo de 50 X 50 cm

Cilindro de calibración.- Un diámetro aproximado de 100 mm , por 60mm (con caras lisas de aluminio


MUESTRA DE ENSAYO

Los especímenes pueden ser

moldeados en el laboratorio, o ser muestras de campo extraídas del pavimento.

Las muestras de campo deben ser obtenidas de acuerdo a la Norma D 979 (Norma para toma de muestras bituminosas).

Se recomienda: Que el diámetro del espécimen cilíndrico, sea al menos igual a cuatro veces el tamaño máximo del agregado.

Especimenes moldeados en laboratorio


MUESTRA DE ENSAYO

Se recomienda que el espesor de los

especímenes sea al menos una vez y media

el tamaño máximo del agregado.

La extracción de los especímenes tomados del

pavimento construido deberá hacerse con

taladro saca-núcleos, o mediante otros

métodos apropiados.

Se debe tener cuidado para evitar la

distorsión, flexión, o agrietamiento de los

especímenes.


Asfálticas

MUESTRA DE ENSAYO

Las muestras deberán estar libres de materiales extraños

Si se desea, los especímenes pueden ser separados de

las restantes capas del pavimento aserrándolos o

mediante otros métodos adecuados.


Determinar si el recubrimiento del espécimen

es necesario

a. Determinar la gravedad

específica de la muestra sin

recubrir de acuerdo con el

Ensayo D 2726 (Método de

prueba para la Gravedad

especifica bulk y densidad de

mezclas bituminosas

compactadas no absorbentes).

Peso del espécimen en agua

Peso del espécimen seco


b. Utilice los datos recopilados en el paso anterior para calcular el agua absorbida por la muestra (en volumen base) de la siguiente manera:

Donde:

A = masa de la muestra seca en el aire, (gr)

B = masa de la muestra con la superficie saturada-seca en el aire, (gr)

C = masa del espécimen en agua, (gr)

Determinar si el recubrimiento del espécimen es necesario

100% XCB

ABvolumenporbsorbidaaguaade


Determinar si el recubrimiento del

espécimen es necesario

c. Si el porcentaje de agua absorbida por la muestra en

el paso anterior es superior a 2% continuar con los

procedimientos descritos en la guía de competencias

técnicas de Laboratorista de Mezclas Asfálticas

sección 6. Si el porcentaje del agua absorbida de la

muestra no supera el 2%, informe la gravedad

específica sin recubrir de la muestra como se indica

en la sección (a.).


PROCEDIMIENTO

Sobre una superficie dura, corta dos piezas de parafina de 100x100mm y una de 100x200mm.

Cubre toda la superficie del espécimen de ensayo con espuma de poliuretano y parafina derretida en una capa suficientemente gruesa como para que selle todos los vacíos superficiales.

Deja enfriar al aire, a la temperatura ambiente.


PROCEDIMIENTO

Pesa luego.

Determina la masa de la muestra recubierta en un baño de agua a 25 ° C (77 ° F. Designa esta masa como E.

En caso de que haya obtenido el espécimen de un

pavimento y que contenga humedad, corrige los pesos A, D y E por humedad. Después de que determine el peso E, determina el peso del agua a partir de los pesos A, D, y E.


Gravedad Específica Aparente de la

Parafina Determinar la gravedad específica del cilindro de

calibración de aluminio a 25 ° C (77 ° F) ± 1 ° C (1.8 ° F)

primero determinando la masa en el aire y después bajo el

agua. La gravedad específica es:

Donde:

AAl = masa seca en el aire, en (gr).

BAl = masa bajo el agua, en (gr).


AlAl

Al

Al BA

AG

Seque y envuelva el cilindro de aluminio como se describe en la guía de competencias técnicas de Laboratorista de Mezclas Asfálticas sección 6.2 y determine la masa seca, la masa envuelta y la masa del espécimen envuelto inmerso en agua.

Determinar la gravedad específica de la parafina a 25 ° C (77 ° C) ± 1 ° C (1.8 ° F):

Donde:

D Al = masa seca de la muestra recubierta, en (gr).

E Al = masa de la muestra recubierta bajo el agua, en (gr).

Gravedad Específica Aparente de la

Parafina

Al

AlAlAl

AlAl

G

AED

ADF


Corrección de la humedad

En caso de que el espécimen ha sido obtenido durante la

construcción de un pavimento y contiene humedad, es

necesario corregir las masas determinadas de la siguiente

manera.

La humedad puede ser determinada por alguno de los

dos métodos.

Determinar la masa original de la muestra. Luego seque

la muestra sin recubrir a masa constante en un horno a

una temperatura de 110 °C (230°F).


Corrección de la humedad

Se puede considerar que se ha alcanzado un peso constante, cuando dos pesadas sucesivas de una muestra, difieren menos de 0.05% dentro del intervalo de 15 minutos de secado.

Designar la masa secado en el horno como E dry . La masa de la humedad, E mistt es:

E moist = E original - E dry

Donde:

E original = masa original de la muestra, en (gr).

E dry = masa secada en el horno, en (gr).


CALCULOS

• Determinar la gravedad especifica bulk de la muestra recubierta, de la siguiente manera:

Donde:

A = Masa de la muestra seca en el aire, en (gr).

D = Masa de la muestra seca recubierta, en (gr).

E = Masa de la muestra recubierta bajo el agua, en (gr).

F = Gravedad específica de recubrimiento determinado a 25 ° C (77 ° F).

F

ADED

AbulkespecificaGravedad


CALCULOS

• Calcular la densidad de la muestra de la siguiente manera:

Densidad = (Gravedad especifica bulk) γ

Donde:

γ = Densidad del agua a 25°C (77°F) (997.Kg/m3 o 62.4 lb/ft3)

Corrección del baño de agua a una temperatura diferente de 25 ° C (77 °).


CALCULOS

Corrección del baño de agua a una temperatura diferente

de 25 ° C (77 °).

Para una diferencia de la temperatura del agua inferior o

igual a 3 ° C (5.4 ° F), determinar la gravedad específica de

la siguiente manera:

Gravedad especifica bulk a 25 ° C = K (bulk a temperatura

diferente)

Donde:

K = determinado de la tabla 1.


CALCULOS

Para una diferencia de la temperatura del agua superior a 3 ° C (5.4 ° F), una corrección a la masa de agua desplazada se realizara utilizando la siguiente ecuación:

Donde:

∆T = 25°C menos la temperatura del baño de agua K s = 6 x 10-5 ml / ml / ° C promedio de coeficiente de expansión térmica del hormigón bituminoso

(D – E – ( D-A)/F) = Masa del volumen de agua para el volumen de la muestra a 25 ° C

F

ADEDTKCorrecion s


Temperatura, °C

Densidad absoluta del agua Factor de conversión K

10 0.999728 1.002661

11 0.999634 1.002567

12 0.999526 1.002458

13 0.999406 1.002338

14 0.999273 1.002204

15 0.999129 1.002060

16 0.998972 1.001903

17 0.998804 1.001734

18 0.998625 1.001555

19 0.998435 1.001364

20 0.998234 1.001162

21 0.998022 1.000950

22 0.997801 1.000728

23 0.997569 1.000495

24 0.997327 1.000253

25 0.997075 1.000000

26 0.996814 0.999736

27 0.996544 0.999467

28 0.996264 0.999187

29 0.995978 0.998898

30 0.995678 0.998599

TABLA 1 Densidad relativa del agua y el factor de conversión K para diversas temperaturas.


Tienen como propósito producir una mezcla asfáltica en

caliente que posea las proporciones deseadas y que

cumpla con todas las especificaciones.

En términos generales cada planta puede ser clasificada

como:

- Pantas Continuas

- Plantas Discontinuas

PLANTAS ASFÁLTICAS



La diferencia fundamental entre estas dos plantas

reside en el método de dosificación; ya que en la planta

discontinua se pesa los materiales cada vez que se

inicia una amasada, mientras que en la planta continua

es preciso mantener una dosificación volumétrica

continua de los materiales.

PLANTAS ASFÁLTICAS



PLANTAS ASFÁLTICAS • PLANTAS DISCONTINUAS:



En una planta asfáltica discontinua, los agregados son

combinados, calentados, secados, dosificados, y

mezclados con el cemento asfáltico para producir una

mezcla asfáltica en caliente; estas plantas se componen de

las siguientes partes:

PLANTAS ASFÁLTICAS

Tolva fría

Compuerta de alimentación en frío

Elevador de material en frío

Secador

Colector de polvo

Chimenea de escape

Elevador de material en caliente

Unidad de mezclado o amasadero

Depósito de cemento asfáltico caliente

Unidad de cribado

Tolvas calientes

Caja pesadora

Depósito de relleno mineral

Cuba de pesado de asfalto.

• PLANTAS DISCONTINUAS:



Disposición típica de las partes que conforman una planta

discontinua

PLANTAS ASFÁLTICAS



Los agregados fríos almacenados en las tolvas son

alimentados a las bandas transportadoras por medio

de compuertas de alimentación.

Las bandas transportadoras descargan los

agregados en el secador.

PLANTAS ASFÁLTICAS

• PROCESO DE PRODUCCIÓN:



Los colectores de polvo remueven cantidades

indeseables de polvo del escape del secador. Los

gases restantes son eliminados a través de la

chimenea de escape.

Los agregados ya secos y calientes son llevados

hacia la unidad de cribado, la cual separa el material

y los deposita en tolvas calientes para un

almacenamiento temporal.

PLANTAS ASFÁLTICAS




Luego, los agregados son descargados dentro de

la cámara mezcladora o amasadora.

El cemento asfáltico caliente, proveniente del

tanque de almacenamiento es bombeado hacia la

cubeta pesadora de asfalto, la cual pesa el

cemento asfáltico antes de ser descargado a la

cámara mezcladora, en donde es combinado en su

totalidad con los agregados y el relleno mineral.

La mezcla asfáltica en caliente finalmente es

descargada en el camión, ó almacenada en silos.

PLANTAS ASFÁLTICAS




PLANTAS ASFÁLTICAS

• PLANTAS CONTINUAS:



En una planta asfáltica continua, los agregados son

combinados, calentados, secados, dosificados, y

mezclados con el cemento asfáltico para producir una

mezcla asfáltica en caliente. Los componentes principales

de una planta continua son:

PLANTAS CONTINUAS

Tolva fría

Compuerta de alimentación en frío

Elevador de material en frío

Mezclador de tambor

Colector de polvo

Chimenea de escape

Elevador de material en caliente

Depósito de cemento asfáltico caliente

Unidad de cribado

Tolvas calientes

Depósito de relleno mineral

Cuba de pesado de asfalto.

Cabina de control

• PLANTAS CONTINUAS:



Disposición típica de las partes que conforman una planta

continua

PLANTAS ASFÁLTICAS



Para realizar la producción de mezclas los materiales

deben pasar por una serie de operaciones similares para

los dos tipos de plantas, estas operaciones incluyen:

PLANTAS ASFÁLTICAS

Para realizar

Almacenamiento y alimentación de agregados fríos.

Almacenamiento de asfalto.

Dispositivos para dosificar el asfalto.

Medición del filler mineral.

Secado y calentado de las partículas de agregado.

Colector de polvo.

Cribas y tolvas de recepción en caliente.

Temperatura de la mezcla.

Almacenamiento de mezclas.

Medidas de seguridad.



El almacenaje de los áridos se los realiza en montones

de acopio o tolvas que deben separarse para evitar que

los materiales se mezclen entre sí.

ALMACENAJE

Estos elementos de

separación deben cubrir toda

la altura de los montones y

ser resistentes para soportar

las presiones que pueden

aparecer durante el trabajo

de la instalación.



Para producir mezclas asfálticas en caliente de alta

calidad es esencial tener buenos procedimientos de

acopios de reserva.

Los agregados retienen su gradación si son

adecuadamente acopiados, mientras que cuando el

acopio es malo las partículas de agregado se

segregan, y la gradación varía en los diferentes

niveles del acopio.

El acopio de agregados se los puede realizar de la

siguiente manera:

ALMACENAJE • ACOPIOS DE RESERVAS DE AGREGADO:



1. Cuando se acopia reservas de agregado de un solo

material se los puede apilar en acopios cónicos .

2. Cuando se acopian reservas de agregado que contienen

partículas de diferente tamaño se debe apilar el material

en capas, minimizando la segregación por gravedad.

ALMACENAJE

• ACOPIOS DE RESERVAS DE AGREGADO:



El relleno mineral es usualmente almacenado en

depósitos, silos o bolsas para prevenir que sean

arrastrados por el viento y que sean expuestos a la

humedad, lo cual los puede aglutinar y endurecer.

ALMACENAJE

• ACOPIOS DE RESERVAS DE AGREGADO:



El manejo del agregado degrada hasta cierto punto

las partículas individuales del agregado, y causa

segregación cuando se trata de partículas que

presentan diferentes tamaños, por lo tanto el manejo

debe ser mínimo.

El manejo mínimo consiste en apartar el agregado de

las reservas para que pueda ser procesado

adicionalmente, para luego ser mezclado en la planta

asfáltica.

ALMACENAJE

• MANEJO DE AGREGADOS:



La norma general para el manejo de agregados

consiste en usar un cargador de tractor para remover

el material de las partes casi verticales del acopio,

debido a que otros vehículos de tracción, aumentan la

probabilidad de una alta degradación.

ALMACENAJE • MANEJO DE AGREGADOS:



Los buenos procedimientos de control de calidad de

los agregados requieren de pruebas durante los

procesos de producción, acopio y manejo, para:

- Asegurar que solamente se use material

satisfactorio en la mezcla de pavimentación.

- Proporcionar un registro permanente como

evidencia de que los materiales cumplen con las

especificaciones de la obra.

ALMACENAJE

• MUESTRE DEL AGREGADO:



Las muestras seleccionadas deben ser

verdaderamente representativas de todo el agregado

de acuerdo a la norma ASTM D 75. Las cantidades

requeridas en el muestreo se indican en la siguiente

tabla:

ALMACENAJE • MUESTRE DEL AGREGADO:

Tamaño máximo

nominal

Peso mínimo de

muestras de campo*

Lb Kg

3 ½ in (90mm)

3 in (75mm)

2 ½ in (63mm)

2 in (50mm)

1½ in (37.5mm)

1 in (25mm)

¾ in (19mm)

½ in (12.5mm)

3/8 in (9.5mm)

No 4 (4.75mm)

No 8 (2.36mm)

150

125

100

90

70

50

30

20

10

10

10

65

60

45

40

30

25

15

10

5

5

5

La alimentación de áridos fríos es el elemento más

importante en la instalación de una planta asfáltica; se

puede realizar mediante uno de los tres métodos

siguientes o una combinación de ellos:

ALIMENTACIÓN

1. Tolvas descubiertas con

dos, tres o cuatro

compartimientos.

2. Túnel situado bajo

montones de acopios

separados por muros de

separación.

3. Grandes tolvas.



Durante la carga de las tolvas de alimentación en frío

deben tomarse las precauciones para reducir al mínimo

la segregación y degradación de los áridos.

Existen varios tipos de alimentadores, entre éstos

tenemos:

Cinta transportadora continua

Alimentador de Vaivén

Alimentador vibratorio

Alimentador por gravedad

ALIMENTACIÓN



ALMACENAJE DEL ASFALTO

El almacenaje del asfalto se lo realiza en tanques de

diferente capacidad siendo el más común los de 40000

lt, también los hay de 32000 y 26000 lt. Estos tanques

deben disponer de serpentines de circulación de vapor o

aceite que puedan emplearse para calentar el producto

cuando sea necesario.




Las cantidades de asfalto almacenadas en las plantas

deben ser suficientes para permitir una operación

uniforme.

Los tanques de almacenamiento deberán ser calibrados

para que la cantidad remanente de material en el tanque

pueda ser determinado en cualquier momento.


CONTROL DE CALIDAD EN OBRAS VIALES COMPETENCIAS TÉCNICAS EN ASEGURAMIENTO Y



Para romper el vacío creado en las líneas cuando se

invierte la bomba, y para limpiar las líneas, se deben

cortar dos o tres ranuras verticales en las líneas de

retorno dentro del tanque, por encima de la marca del

máximo nivel como se puede ver en la siguiente figura:

Línea de retorno de

asfalto




Tener termómetros tipo inscriptor situados en puntos

específicos que permitan un control efectivo de

temperaturas en cualquier momento

Tener capacidad suficiente de reserva para al menos

un día de trabajo sin interrupciones.

El sistema de circulación, deberá tener capacidad

suficiente para un caudal uniforme y estar provisto de

camisas de asilamiento térmico y conservación de la

temperatura.

• EXIGENCIAS SOBRE LOS TANQUES DE

ALMACENAMIENTO:




Tener dispositivos confiables para la medición y

muestreo del asfalto, el muestreo generalmente se lo

realiza por medio de válvulas en el sistema de

circulación, como se observa en la figura:

• EXIGENCIAS SOBRE LOS TANQUES DE

ALMACENAMIENTO:



La planta estará provista de balanzas de pesaje o de

dispositivos de medición y calibración del asfalto, para

asegurar que la dosificación de la mezcla se halle dentro

de las tolerancias especificadas en la fórmula maestra

de obra.

El asfalto medido ya sea por peso o por volumen, deberá

ser descargado a la mezcladora, mediante una abertura

o una barra esparcidora cuya longitud será al menos

igual a las ¾ partes de la longitud de la mezcladora

DISPOSITIVOS PARA DOSIFICAR EL

ASFALTO



Los dispositivos para la dosificación estarán provistos de

medios exactos de medición, control de temperaturas y

pesos ó volúmenes.

La temperatura será medida en la cañería que conduce

el asfalto a las válvulas de descarga a la entrada de la

mezcladora.

DISPOSITIVOS PARA DOSIFICAR EL

ASFALTO



En las plantas donde exija un control muy riguroso de la

dosificación del filler es necesario un alimentador y un

dosificador con básculas independientes.

El sistema de alimentación del filler debe tener una

capacidad de almacenaje, como mínimo, de un día de

producción de la planta.

MEDICIÓN DEL FILLER MINERAL



Cuando se añade a la mezcla filler mineral la cantidad

empleada debe comprobarse frecuentemente. Si se

recibe en sacos puede emplearse el siguiente método:

Deben contarse los sacos de filler añadidos a la

tolva, la misma que debe estar llena.

El número de sacos añadidos en la tolva, multiplicado

por el peso de filler contenido en cada uno, da el

peso del filler.

El peso del filler, dividido por el peso de áridos secos

y filler, y multiplicado por 100, da el porcentaje de

filler.




La tolva de filler debe vaciarse al final del trabajo de

cada día, cubriéndola para mantenerla seca, ya que la

humedad puede dar lugar a la formación de grumos que

impiden el adecuado flujo del material.




Después de salir de las tolvas frías, los agregados

son descargados en el secador, mismo que realiza

dos funciones:

- Remueve la humedad de los agregados

- Eleva la temperatura del agregado al nivel deseado.

SECADO Y CALENTAMIENTO DEL

AGREADO



El secador es un cilindro giratorio con diámetros de 0.90

a 3.00 m, y una longitud de 6 a 12 m, su interior está

provisto de paletas o canales longitudinales que secan y

calientan los áridos mediante un quemador de

combustible líquido o gaseoso.


AGREADO

Cada partícula de los

áridos se expondrán

repetidamente a esta

acción por el tiempo y a la

temperatura necesaria para

reducir la humedad a un

máximo del 1%.



El fiscalizador debe comprobar la calidad del secado de

los agregados transportados a la planta en forma

periódica.

El secado es la operación más costosa, debido al

consumo de combustible; por tal motivo la tasa de

producción de toda la planta depende de la eficiencia

del secador.


AGREADO



El horno secador estará diseñado con una longitud y

un número de revoluciones tales que permitan recibir

los agregados y movilizarlos hacia la salida en una

forma regular y continua.

El calentamiento será uniforme y graduado, para

evitar cualquier deterioro de los agregados.

Dispondrá de dispositivos exactos y de

funcionamiento seguro para que la medición de la

temperatura de los agregados a la salida del secador,

presente un máximo de error de 5 °C.


AGREADO • EXIGENCIAS QUE DEBE CUMPLIR EL SECADOR:



El colector de polvo está provisto de ventiladores que

tienen la función de arrastrar las partículas de polvo

producidas en el proceso de alimentación y mezclado.

COLECTOR DE POLVO



El material recogido en el colector puede devolverse a la

mezcladora si es necesario, caso contrario se desecha

en un lugar protegido, generalmente piscinas para

proteger de esta manera el medio ambiente.

COLECTOR DE POLVO



La planta dispondrá de cribas suficientes para tamizar

el agregado proveniente del secador y separarlos en las

graduaciones requeridas para alojarlas en las diferentes

tolvas individuales de recepción como se muestra en la

figura:

CRIBAS Y TOLVAS DE RECEPCIÓN EN

CALIENTE • CRIBAS EN CALIENTE:



La función de las cribas es separar adecuadamente los

áridos en los tamaños especificados, por lo cual la

superficie de las cribas debe ser suficientemente grande

para admitir la máxima alimentación permisible a las

tolvas.


CALIENTE • CRIBAS EN CALIENTE:



Son usadas temporalmente para almacenar el

agregado caliente y cribado en los diferentes

tamaños requeridos.

Una tolva caliente deberá ser lo suficientemente

grande para acomodar el material necesario de cada

tamaño cuando el mezclador está operando en toda

su capacidad total.


CALIENTE

• TOLVAS CALIENTES:



Las tolvas calientes tienen, usualmente indicadores

que advierten cuando la cantidad de agregados cae

por debajo de cierto nivel, de acuerdo al color del

panel de luces, como se puede ver en la figura:


CALIENTE

• TOLVAS CALIENTES:



Vista en corte de un indicador tipo diafragma


CALIENTE • TOLVAS CALIENTES:

12 3

4

Diafragma

Panelde luces

Con presón



Tanto el asfalto como el agregado deben ser calentados

antes de ser combinados en el mezclador; el asfalto

para darle suficiente fluidez y pueda ser bombeado, y el

agregado, para que esté lo suficientemente seco y

caliente, para que así se produzca una mezcla a la

temperatura deseada.

La temperatura del cemento asfáltico, al momento de la

mezcla estará entre 135 y 160 oC (ver tabla 4.2), y la

temperatura de los agregados al momento de recibir el

asfalto, deberá estar entre 120 y 160 oC, pero en ningún

caso se introducirá en la mezcladora el árido a una

temperatura mayor en más de 10 oC que la temperatura

del asfalto.

TEMPERATURA DE LA MEZCLA



Temperatura del cemento asfáltico en el mezclador

TEMPERATURA DE LA MEZCLA

Tipo y grado de

cemento asfáltico

(Penetración)

Temperatura

(°C)

40-50

60-70

85-100

120-150

200-300

150-180

135-160

135-160

135-160

95-135



La mayoría de las plantas están equipadas con silos de

almacenamiento temporal de mezclas asfálticas en

caliente, con el fin de prevenir paros en la planta por

interrupciones en las operaciones de pavimentación, o

debido a la escasez de camiones que transportan

material al lugar de pavimentación.

Los silos o depósitos aislados pueden almacenar

mezcla en caliente hasta por 12 horas sin tener pérdidas

grandes de calor o de calidad.

ALMACENAMIENTO DE LA MEZCLA EN

CALIENTE



Las mezclas en caliente recién elaboradas son

depositadas por medio de un transportador, o elevador

de material caliente, en la parte superior del depósito o

silo, y se descargará en los camiones por la parte baja.

ALMACENAMIENTO DE LA MEZCLA EN

CALIENTE



Todas las piezas móviles como poleas, engranajes,

cadenas, correas, etc. deberán hallarse debidamente

protegidas para evitar cualquier posibilidad de

accidentes con el personal.

Las plantas deberán disponer de escaleras metálicas

seguras para el acceso a las plataformas superiores,

dispuestas de tal manera para que el fiscalizador pueda

tener acceso a todos los sitios de control de las

operaciones, para realizar los respectivos muestreos

como se observa en la siguiente figura:

MEDIDAS DE SEGURIDAD



MEDIDAS DE SEGURIDAD

Escaleras metálicas



Los dispositivos que se utilizan para dosificar tanto

los agregados como el material bituminoso son las

balanzas que deben cumplir con las características

indicadas en la tabla:

OPERACIONES ESPECIALES PARA

PLANTAS DISCONTINUAS

• BALANZAS DE DOSIFICACIÓN:

BALANZAS AGREGADO MATERIAL

BITUMINOSO

Precisión* 0.5 % 0.5 % División de la

escala 5 Kg 1 Kg

Peso máximo al

inicio del

funcionamiento

45 Kg

5 Kg

Capacidad da la

balanza

1.5

Veces mayor que

el peso del

agregado en cada

parada

1.15

Veces mayor que el

peso del asfalto en

cada parada



Las balanzas serán de tipo dial sin resortes, de

fabricación comercial reconocida; tanto para el

agregado como para el asfalto deberán las mismas

deben ser calibradas tantas veces como el

fiscalizador lo juzgue conveniente.



• BALANZAS DE DOSIFICACIÓN:



La mezcladora estará conformada por paletas

giratorias dobles para mezcla tipo amasado, con un

número suficiente de paletas, para producir una

mezcla homogénea y dentro de las tolerancias fijadas

por la fórmula maestra de obra.


PLANTAS DISCONTINUAS • MEZCLADORA:

La separación entre ejes y

paletas será tal que no

cause fracturación del

agregado grueso al

momento del mezclado.

Mezclador demasiado lleno

Llenado correcto del mezclador

Mezclador muy vacío



El tiempo de mezclado debe ser suficiente para que

todos los agregados estén recubiertos del material

bituminoso y se logre una mezcla uniforme;

generalmente se emplea un tiempo de 1 min; pero se

sugiere que la planta comience a operar con un ciclo

de mezclado de 30 seg.



• TIEMPO DE MEZCLADO:



El tiempo de mezclado, en cada tipo de planta,

puede ser ajustado dentro de los límites de las

especificaciones siguiendo el procedimiento descrito

en la norma AASTHO T 195, determinando el grado

de revestimiento de partículas para mezclas bitumen-

agregado.






A continuación se describe el procedimiento para

determinar el tiempo de mezclado:




1. Se toman tres muestras de la mezcla en caliente

inmediatamente después de que ésta es descargada del

mezclador.

2. Las muestras son inmediatamente tamizadas, mientras

están calientes, a través del tamiz de 9.5 mm (3/8 in) y el

de 4.75 mm (N° 4). El sacudimiento del tamiz debe ser

mínimo.

3. Las partículas son luego colocadas sobre una superficie

limpia, en una capa de una sola partícula de espesor.





• TIEMPO DE MEZCLADO: 1. Se toman tres muestras de la mezcla en caliente inmediatamente después de que ésta es descargada del mezclador.

2. Las muestras son inmediatamente tamizadas, mientras están calientes, a través del tamiz de sor. 9.5 mm (3/8 in) y el de 4.75 mm (N° 4). El sacudimiento del tamiz debe ser mínimo.

3. Las partículas son luego colocadas sobre una superfic ie limpia, en una capa de una sola partícula de espe

4. Cada partícula es luego examinada contra la luz

directa del sol. La partícula se clasifica como

“parcialmente revestida” y “totalmente revestidas”.

5. El porcentaje de partículas revestidas, para una

muestra, se calcula usando la siguiente fórmula:






6. Si el promedio de las tres muestras es mayor que el

especificado se puede usar un tiempo menor de

mezclado. Si el promedio es menor que el

especificado, el tiempo de mezclado se debe aumentar

en intervalos de 5 seg, hasta que se obtenga la

condición deseada.



Cuando se efectúe un control de los agregados por

volumen, cada tolva de almacenamiento individual

dispondrá de una compuerta regulable exactamente

para formar el orificio de dosificación volumétrica.

Las aberturas de salidas de la tolva serán calibradas

por medio del pesaje de muestras en balanzas que

podrán tener un error del 0.5 % sobre el peso

indicado.


PLANTAS CONTINUAS

• DISPOSITIVOS DE DOSIFICACIÓN , CONTROL Y

CALIBRACIÓN:



Cuando se requiera de filler mineral éste será

introducido a la mezcladora desde una tolva individual

equipada con un dispositivo exacto para la

dosificación.


PLANTAS CONTINUAS

• DISPOSITIVOS DE DOSIFICACIÓN , CONTROL Y

CALIBRACIÓN:



La planta estará dotada de una mezcladora continua,

de diseño capaz de producir una mezcla uniforme

dentro de los límites de tolerancia fijados por la

fórmula maestra de obra. La paletas serán reversibles

y de ángulo ajustable, para calibrar el peso de la

mezcla.

La planta deberá disponer de los datos de fábrica que

señalen el régimen de alimentación de los agregados

por minuto, para operación a velocidad normal,

dispondrá de una regla limnimétrica que indique el

contenido neto volumétrico de la mezcladora.


PLANTAS CONTINUAS • MEZCLADORA:



Para calcular el tiempo de mezclado en un mezclador

continuo se divide el peso (en kilos) de su contenido,

para el peso (en kilos) del volumen de mezcla

producido por segundo. Para calcular el peso del

contenido del mezclador se hace funcionar la

instalación hasta que el flujo de mezcla a través de ella

sea constante.


PLANTAS CONTINUAS




Los precios de producción se inclinan a favor de las

grandes plantas, cuyo funcionamiento exige casi el

mismo personal y cuya inversión por unidad de

producción es menor.

La duración de un ciclo de producción en una planta

asfáltica discontinua puede establecerse entre 40 y

90 seg.

El rendimiento de las plantas asfálticas oscila entre 10

Ton/h para la de menor producción y 250 Ton/h en las

de más elevado rendimiento .

RENDIMIENTO DE LAS PLANTAS



La tabla muestra la distribución del tiempo de un ciclo

medio de funcionamiento de una planta en segundos:

RENDIMIENTO DE LAS PLANTAS

Unidades de las plantas discontinuas Tiempo

(seg.)

Descarga de los áridos

Inyección del asfalto

Descarga de filler

Cierre de la tolva de filler

Cierre de la tolva de los áridos

Cierre de la válvula del cemento asfáltico

Abrir la compuerta de la mezcladora

Cierre de la compuerta de la mezcladora

0

4

5

15

16

25

52

60



Para lograr una fabricación de mezclas asfálticas que

cumpla las especificaciones es necesario que se

dispongan de personal especializado y materiales

indispensables. Como mínimo, debe contarse con que

se pueda efectuar lo siguiente:

CONTROL DE LAS PLANTAS

ASFÁLTICAS

Curvas granulométricas de todos los áridos que se

suministren.

Determinación de los equivalentes de arena.

Toma de temperaturas de los áridos a la salida del

secador, del asfalto a la entrada del mezclador y del

producto fabricado.

Comprobación de las balanzas con pesos o taras.



Para realizar una inspección completa de la instalación

se debe cumplir con los siguientes puntos:

INSPECCIÓN DE LAS PLANTAS

1. Hacer una inspección completa preliminar de todas

las unidades de la instalación.

2. Inspeccionar el almacenaje de áridos.

3. Inspeccionar la calibración y fijación de las

compuertas del alimentador en frío.

4. Inspeccionar las instalaciones de secado.

5. Inspeccionar los tamices de material caliente

6. Inspeccionar las tolvas de material caliente.

7. Comprobar las balanzas para pesado de los áridos y

el asfalto.



INSPECCIÓN DE LAS PLANTAS

8. Inspeccionar el mezclado.

9. Observar de cerca tantas masadas como sea posible,

tomando sus temperaturas.

10. Tomar muestras y hacer sobre las muestras los ensayos

necesarios.

11. Determinar el pesado de la mezcla y las cantidades a

pagar.

12. Realizar ensayos de densidad sobre probetas tomadas

en la obra para determinar si la compactación cumple

con lo especificado.

13. El inspector debe llevar nota completa de los materiales

recibidos, ensayos sobre los materiales y las mezclas,

contenidos de la mezcla, etc.



PORCENTAJE DE EXTRACCIÓN DEL ASFALTO

ASTM D 2172 (1995) AASHTO T 164


ALCANCE

Esta norma describe métodos para la determinación

cuantitativa del asfalto en mezclas asfálticas en caliente y en

muestras de pavimentos.


EQUIPO

Horno.-que pueda mantener la temperatura a 110° ± 5°C, (230 ±9°F).

Recipiente plano, de 12”(305mm) de longitud,

8”(203mm) de ancho y 1”(25mm) de espesor,

para calentar los especimenes

Placa de calentamiento.- eléctrica, 700W

con tubo de calentamiento ajustable.

Balanzas o básculas y pesas apropiadas según peso de la muestra, de apreciación aproximada de 0.01%.


Balanza analítica

Vasos graduables, de 1000 o de 2000mL de capacidad. Opcionalmente, un vaso de 100 mL de capacidad.

Cápsulas de porcelana de 125 mL de capacidad


REACTIVOS

• Solución saturada de carbonato de

amonio (NH4)2 C03 químicamente

puro.

• Cloruro de Metileno, químicamente

puro (Véase el numeral 6 para

precauciones).

• Tricloroetano 1,1,1

• Tricloroetileno de tipo 1.


PRECAUCIONES

• Los reactivos utilizados en esta prueba deberán emplearse

tan sólo bajo una campana o bajo una superficie con un

sistema de desfogue efectivo en un área bien ventilada, ya

que todos son tóxicos en algún grado, como se indica en

la Tabla :

Solvente

Máxima concentración

aceptable para exposición de 8h durante 5 días, ppm

Cloruro de metileno

200

Tricloroetileno

100

Tricloroetano 1.1.1

350



• Obténganse las muestras de acuerdo con el ensayo ASTM D 979.

• Preparación de especímenes de ensayo.

• Si la mezcla no es suficientemente blanda para separarla con una espátula o palustre, se la coloca en una bandeja y se calienta a 110 ± 5°C (230 ± 9°F) hasta que pueda manejarse o mezclarse. Divídase o cuartéese el material hasta que se obtenga el peso del material requerido para el ensayo (W1).



• La cantidad de la muestra para el ensayo se determinará según el tamaño máximo nominal del agregado en la mezcla, de acuerdo con la Tabla siguiente:

Tamaño Nominal

Máximo de agregado mm, ”

Peso mínimo

de Kg.

4.75 (No.4) 0.5

9.5 (3/8") 1.0

12.5 (1/2") 1.5

19.0 (1/4") 2.0

25.0 (1" ) 3.0

37.5 (1-½") 4.0



• Cuando el peso del espécimen de ensayo exceda la

capacidad del equipo empleado, puede dividirse en

porciones apropiadas y ensayarse, combinando luego

adecuadamente los resultados para el cálculo del


• Se necesita adicionalmente una muestra para la

determinación de la humedad, en las mezclas. Tómese

ésta del remanente de mezcla inmediatamente después

de obtener el espécimen para el ensayo de extracción.



• Si no se necesita la recuperación del asfalto a partir de la

solución obtenida en la extracción, puede secarse hasta

peso constante la muestra completa de ensayo en un

horno entre 149° - 163°C (300° - 325°F) durante 2 a 2½

horas antes de la extracción, en lugar de determinar la

humedad


CONTENIDO DE HUMEDAD

• Determine el contenido de humedad de la mezcla de

acuerdo con el procedimiento descrito en el Método ASTM D 1461 (Humedad o destilados volátiles en mezclas asfálticas para pavimentos). Calcule el peso del agua (W2), en la porción del ensayo de extracción, multiplicando el porcentaje en peso del agua, por el peso de la porción del ensayo de extracción (W1).


METODO B

• Adicionalmente a los aparatos listados

en esta prueba, para el Método B se necesitan los siguientes:

• Aparato de Extracción.- similar al que se muestra en la en la guía de competencias técnicas de Laboratorista de Mezclas Asfálticas figura 2.

• Jarra de vidrio.- Cilíndrica, ordinaria, hecha de vidrio resistente al calor. La jarra deberá estar libre de grietas rayas u otra evidencia de imperfecciones, que puedan causar su rompimiento durante el calentamiento.


METODO B

Marcos cilíndricos de metal, uno o

dos.- El marco inferior deberá tener patas de suficiente longitud para soportarlo, incluyendo el ápice del cono metálico y el alineador del cono de papel por encima del nivel del solvente. Cuando se emplean dos marcos, el superior deberá tener patas de suficiente longitud para sostener el cono de metal y el alineador del cono de papel, en o por encima del rebosadero superior del marco inferior.


METODO B

Condensador.- Fabricado con una

superficie condensadora semiesférica truncada y una parte superior cónica truncada.

Filtro de papel de grado mediano,

de filtrado rápido.- El diámetro del papel deberá ser tal que cuando se doble de acuerdo con las direcciones dadas abajo, deberá alinear completamente los conos de metal en 1as marcas.


METODO B

Almohadilla protectora.- De distribución térmica, aproximadamente de 3mm de espesor, para emplear como aislamiento entre el vaso de vidrio y las placas calientes.

Placa eléctrica de calentamiento.-

Controlada termostáticamente, de

diferentes dimensiones y capacidad

de calor que permita el reflujo del

solvente como se describe más

adelante.


PREPARACION DE LA MUESTRA DE ENSAYO

Prepare una porción de ensayo para determinar el

contenido de humedad y extracción de acuerdo con el

procedimiento descrito en la guía de competencias

técnicas de Laboratorista de Mezclas Asfálticas numeral

7.


PROCEDIMIENTO

Humedad.- Determine el contenido de humedad de la

mezcla.

Extracción.- Seque y

determine el peso de una hoja

de papel de filtro para cada

marco que se vaya a emplear.

Doble cada papel por su

diámetro, sobre los extremos y

extiéndase abierto para que

forme un tamaño apropiado

que encaje dentro de los conos

metálicos.


PROCEDIMIENTO

Determine el peso de cada marco con

su filtro alineador de papel con

aproximación de 0.5 g. Registre el peso

e identifique cada marco mediante un

número.

• Coloque la porción de ensayo en el marco o marcos.

• Determine el peso de cada marco cargado, separadamente

y con aproximación de 0.5 g. Anote de nuevo el peso.

•Emplee uno de los solventes especificados en el numeral 6.

Vierta el solvente dentro del cilindro de vidrio y coloque el

fondo del marco dentro de éste.


PROCEDIMIENTO

• Puede verterse suficiente alcohol etílico

desnaturalizado sobre la porción o

porciones de ensayo para humedecer

el filtro de papel. Se ha comprobado

que una mezcla del 20% de alcohol

desnaturalizado y de 80% de

tricloroetano 1, 1, 1 o de tricloroetileno,

es un mejor solvente para algunos

agregados.


PROCEDIMIENTO

• Coloque la almohadilla térmica aislante si fuere necesario

sobre la placa de calentamiento y luego el cilindro sobre la

almohadilla. Cubra el condensador. Haga circular una

corriente suave y uniforme de agua fría a través del

condensador. Ajuste la temperatura de la placa de

calentamiento de tal manera que el solvente condensado

fluya dentro del cono. Continúe el reflujo hasta que el flujo

de solvente del cono inferior sea de color ligeramente pajizo

(cuando se vea contra un fondo blanco).

• En este punto, desconecte la placa de calentamiento y deje

enfriar el aparato lo suficiente para poderlo coger con la

mano, quite el condensador y remueva del cilindro.


Asfálticas

PROCEDIMIENTO

• Remueva el conjunto del marco del cilindro. Deje secar en

el aire (cubierto) y seque hasta peso constante en el horno

a 110 ± 5°C (230 ± 9°F).

• Determine la materia mineral en la solución de extracción

mediante uno de los procedimientos dados en el en la

guía de competencias técnicas de Laboratorista de

Mezclas Asfálticas numeral 10.


CALCULO DEL CONTENIDO DE ASFALTO

• Calcule el porcentaje de asfalto en la porción de ensayo

de acuerdo al numeral 11, en la siguiente forma:

Donde:

• W1 = Peso de la porción de ensayo.

• W2 = Peso del agua en la porción de ensayo.

• W3 = Peso del agregado mineral extraído.

• W4 =Peso de la materia mineral en el extracto.

100%

21

4321 XWW

WWWWasfaltodecontenido


PRECISION Y TENDENCIA

• Mezclas con capacidad de absorción de agua en los

agregados inferior a 1,25%

Prueba y tipo de índice % de Desviación estándar

(1s)A

% de rango aceptable de las

dos pruebas (d2s)A

Único operador de precisión

Método A (Centrifugadora) 0.21 0.59

Método B,C y D (Reflujo) 0.19 0.54

Método E (vacío) 0.21 0.59

Precisión de multilaboratorio





• La capacidad de absorción de agua esta siempre por debajo

de 1,25%.

• Mezclas con capacidad de absorción de agua en los agregados mayor a 2.5%

Prueba y tipo de índice % de Desviación estándar

(1s)A

% de rango aceptable de

las dos pruebas (d2s)A

Único operador de precisión




Precisión de

multilaboratorio





PORCENTAJE DE VACIOS CON

AIRE EN MEZCLAS BITUMINOSAS DENSAS Y ABIERTAS

ASTM D 3203

AASHTO T 269


ALCANCE

Está norma expone la determinación del porcentaje de

vacíos con aire en mezclas asfálticas densas y

abiertas.


MUESTRA DE ENSAYO

Las muestras para este ensayo,

serán especímenes provenientes de mezclas compactadas en el laboratorio o de núcleos tomados de capas asfálticas compactadas en obra.


PROCEDIMIENTO

• Para las mezclas asfálticas densas,

determinar la gravedad específica

“Bulk” de la mezcla compactada

usando algún método de prueba como

ASTM D 1188 o ASTM D 2726.

• Determine la gravedad especifica

teórica máxima de acuerdo con ASTM

D 2041 sobre una mezcla asfáltica

comparable.


PROCEDIMIENTO

Para las mezclas asfálticas abiertas, determine la

densidad de un espécimen formado regularmente de una

mezcla asfáltica compactada, a partir de su peso seco

(g) y de su volumen (cm3).


Obtener la altura del espécimen

por ASTM D 3549 (Método para

determinar la altura de un

espécimen de bitumen

compactado).

PROCEDIMIENTO

• Medir el diámetro del espécimen

en cuatro sitios diferentes y

calcular su promedio.

• Calcular el volumen del

espécimen basado con base en

la altura promedio y en la medida

del diámetro.


Asfálticas

PROCEDIMIENTO

• Convertir la densidad para obtener la gravedad específica

bulk dividiendo por 0.99707 g/cm3 o 997 Kg./m3, la

densidad de agua a 25°C (77°F).

• Determinar la gravedad específica teórica máxima de

acuerdo con ASTM D 2041 en una mezcla asfáltica.


PROCEDIMIENTO

• Si el porcentaje de vacíos calculados basados en los pasos

antes mencionados, es mayor al 10%, se diseñada como

una mezcla de asfáltica abierta

• Como referencia, determinar la gravedad específica y la

gravedad específica máxima teórica en forma proporcional

de la misma muestra de la mezcla asfáltica compactada.


CÁLCULOS

Calcule el porcentaje de espacios vacíos en una mezcla

asfáltica compactada mediante la siguiente ecuación:

máximateóricaespecificaGravedad

bulkespecificaGravedadvacíosde 1100%


ENSAYO RICE (Densidad Teórica

Máxima)

ASTM D 2041

AASHTO T 209


ALCANCE

Está norma describe la determinación de la Gravedad y

Densidad teórica máxima de las mezclas asfálticas no

compactadas a una temperatura de 25°C.


EQUIPO

Recipiente: Se describen seis variantes, tipo A,B,C,D,E,F. Tipo B.- Un frasco volumétrico con

una capacidad de por lo menos

2000 mL.

Balanza: Con una aproximación

de 0.01 gr.c

Bomba de vacío o aspirador de agua. hasta una presión residual de 4.0 kPa

(30 mm de Hg.) o menos.


EQUIPO Manómetro de presión residual.-Será capaz de medir la presión residual a 30mm Hg o menos.

Manómetro o indicador de vacío, adecuado para medir el vacío.

Termómetros, de escala máximo de error de 0.5 ° C (0.9 ° F).

Baño con agua. Para los tipos A y B, deberá emplearse un baño de temperatura constante de 20 a 30 °C.

Válvulas de vació, para facilitar el ajuste del vacío que se aplica en la cámara de vacío.


MUESTRA DE ENSAYO

Obtenga la muestra de acuerdo con el método de prueba D 979.

El tamaño de la muestra deberá estar de acuerdo con los siguientes requerimientos.

Tamaño de las partículas de mayor tamaño en el agregado mm(”)

Tamaño mínimo de la muestra de ensayo, (gr)

50 (2) 6000

37.5 (1 ½ ) 4000

25 (1) 2500

19 ( ¾ ) 2000

12.5 ( ½ ) 1500

9.5 ( 3/8 ) 1000

4.75 (Nº 4) 500


CALIBRACION DEL FRASCO Y DE LOS

PICNÓMETROS

Calibra el frasco para determinar exactamente el peso del

agua a 25°C que pueda llenarlo

Peso del recipiente más agua Peso del recipiente vacío más placa de vidrio


Diferencia debida a la expansión del agua = V25 (0.9970 - dw) Puesto que:

V25(0.9970-dw) se reduce a

Donde: V25 = Volumen de agua para llenar el recipiente a 25°C (77°F), en

(cm3 ).

W25 = Peso de agua para llenar el recipiente a 25°C (77°F) en (gr),

dw = Peso unitario del agua a la temperatura de calibración, Mg/m3

9970.0

2525

WV

9970.0

125

dwW

CALIBRACION DEL FRASCO Y DE LOS

PICNÓMETROS


PROCEDIMIENTO

Desmenuza la muestra sin

partir las partículas, de

manera que la porción del

agregado fino no tenga

tamaños mayores a ¼ “,

calienta en una bandeja

plana en el horno, pero

solamente el tiempo

necesario para que pueda

desmenuzarla


PROCEDIMIENTO

Enfríe la muestra hasta la temperatura ambiente.

Colóquela en un recipiente, y pésela. Designe este peso de la muestra como A.

Agregue agua suficiente aproximadamente a 25°C (27°F) para cubrir la muestra.

Remueva el aire atrapado sometiendo todos los contenidos a un vacío parcial de 30 mm de Hg (4 kPa) o menor de presión absoluta, durante un período de 5 a 15 minutos.


PROCEDIMIENTO

Agítese el recipiente con los

contenidos, a intervalos de alrededor

de 2 minutos.

Inmediatamente después de la remoción del aire atrapado,

proceda con una de las siguientes determinaciones:

Peso en agua.- Suspenda el recipiente que se este

utilizando con su contenido, dentro del baño de agua y

determine su peso después de una inmersión de 10 ± 1

minuto. Mida la temperatura del baño la cual tiene que

ser25 ± 1°C (77 ± 1.8°F).


PROCEDIMIENTO

Mediciones con el picnómetro a 25°C (77°F).- Llene el

frasco (Tipo C) o el picnómetro (Tipo D, E, o F) con agua

y lleve sus contenidos a una temperatura de 25 ± 1°C

(77 ± 1.8°F) en el baño de agua. Determine el peso de

recipiente (y los contenidos), completamente llenos, 10 ±

1 minuto después de completar lo dispuesto. Designe

este peso como E.


CÁLCULOS

Calcule la gravedad específica teórica máxima, a 25°C de

la siguiente manera:

Peso en el agua

Gravedad especifica teórica máxima

CA

AG

Donde:

A = Peso de la muestra seca al aire, en (gr)

C = Peso de la muestra en agua, en (gr)


CÁLCULOS

Peso en el aire

Gravedad específica teórica máxima

Donde:

A = Peso de la muestra seca en el aire, en (gr).

D = Peso del recipiente lleno con agua a 25°C (77°F), en (gr)

E = Peso del recipiente lleno con agua y muestra a 25°C

(77°F), en (gr).

CA

AG


CÁLCULOS

Determinaciones con el picnómetro plástico de tamaño

grande Tipo F

Si la temperatura de ensayo está dentro de + 1.7 o -2.8°C (+ 3

ó- 5°F) de 25°C (77°F), esto es entre 22.2 y 26.7°C (72 y

80°F), puede emplearse la ecuación 2 para calcular el peso

específico dentro de 0.001 o menos de error debido a efectos

de temperatura.


Tabla Nº 1 Influencia de la corrección de temperatura en un volumen medido a 20 ° C, de una mezcla de pavimento suelto, para determinar la gravedad especifica teórica máxima a 25 ° C.

Temperatura °C

Volumen de mezcla

suelta a 20°C

Corrección de volumen

en función al cambio de

temperatura

Volumen corregido a 20°C de la

mezcla suelta

Masa de la mezcla suelta

Gravedad especifica de

la mezcla suelta

1 2 3 4=2+3 5 6=5/4

31 492.77 0.2046 492.975 1251.3 2.5383

30A 492.77 0.1860 492.956 1251.3 2.5384

29A 492.77 0.1674 492.937 1251.3 2.5385

28A 492.77 0.1488 492.919 1251.3 2.5386

27A 492.77 0.1302 492.900 1251.3 2.5386

26A 492.77 0.1116 492.882 1251.3 2.5387

25A 492.77 0.0930 492.863 1251.3 2.5388

24A 492.77 0.0744 492.844 1251.3 2.5399

23A 492.77 0.0558 492.826 1251.3 2.5390

22A 492.77 0.0372 492.807 1251.3 2.5391

21A 492.77 0.0186 492.789 1251.3 2.5392

20 492.77 0.0000 492.772 1251.3 2.5393

19 492.77 -0.0188 492.751 1251.3 2.5394


CÁLCULOS

• Rango inferior a 0.0005

Si la medición de volumen se ha determinado en 21°C, el

cuadro indica que la corrección de temperatura no habría

sido necesario.

Si la temperatura de ensayo difiere significativamente de

25°C (77°F), corrija por efectos de temperatura en la

siguiente forma:


CÁLCULOS

9970.0)()(

dwx

HGFA

AG


Donde:

A = Peso de la muestra seca al aire, en (gr).

F = Peso del picnómetro (Tipo F) lleno con agua a la

temperatura de ensayo (Figura Nº3), en (gr).

G = Peso del picnómetro (Tipo F) lleno con agua y muestra

a la temperatura de ensayo, en (gr).

H = Corrección por expansión térmica del asfalto (Figura

N°5), en (gr).

dw = Peso unitario del agua a la temperatura de ensayo.

CÁLCULOS

0.9970 = Peso unitario del agua a 25°C (77°F), Mg/m3

Densidad teórica máxima a 25°C (77°F)

Calcule la densidad teórica máxima a 25°C (77°F), de la

siguiente forma:

Densidad teórica máxima a 25°C = gravedad especifica

teórica máxima x γ , o

Densidad teórica máxima a 25°C = gravedad especifica

teórica máxima x γ

Donde:

γ a 25°C (772°F) = 997.1 Kg/m3 en pulgadas o = 62.245

libras / pulgadas.


CONTROL DE CALIDAD DE LAS

EMULSIONES ASFÁLTICAS

• MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE:

Las mezclas asfálticas están constituidas de agregados,

relleno mineral si es necesario, y material asfáltico

mezclados en caliente en una planta central, y

colocados sobre una base debidamente preparada o un

pavimento existente, de acuerdo con lo establecido en

los documentos contractuales.

Las mezclas asfálticas en caliente pueden ser

producidas por un amplio rango de combinaciones de

agregados, cada uno con sus características

particulares adecuadas al diseño específico y a sus

usos en la construcción.



MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE

• CONTROL DE CALIDAD DEL MATERIAL ASFÁLTICO:

El cemento asfáltico a utilizarse en las mezclas es

generalmente de penetración 60-70, el tipo y grado

del material asfáltico a utilizarse estará determinado

en el contrato.

En caso de vías que serán sometidas a un tráfico

liviano o mediano se permitirá el empleo de cementos

asfálticos 85-100. Para vías o carriles especiales,

donde se espera un tráfico muy pesado, se empleará

cementos asfálticos mejorados.



MEZCLAS ASFÁLTICAS

EN CALIENTE


El cemento asfáltico debe cumplir con los parámetros

de control que se indican en la tabla 810.2.1 (MOP –

001 – F – 2002).





La clasificación del tráfico de acuerdo a la tabla está

en función de la intensidad media diaria de

vehículos pesados (IMDP) esperada por el carril de

diseño en el momento de poner en funcionamiento la

vía.

Tráfico IMDP Liviano

Mediano

Pesado

Muy pesado

Menos de 50

200

1000

Más de 1000




• CONTROL DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS:

Los agregados que se utilizarán para las mezclas de

hormigón asfáltico en caliente estarán compuestos

de partículas de material triturado, grava triturada,

grava o material natural, arena, etc.

Estos agregados deben cumplir con los requisitos de

gradación que se indican en la tabla 404-5.1 y 405-

5.1, (MOP – 001 – F – 2002).




• CONTROL DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS:

La granulometría será comprobada mediante ensayo

INEN 696, que se efectuará sobre muestras que se

tomarán periódicamente de los acopios, de las tolvas

de recepción en caliente y de la mezcla asfáltica

preparadas.



CONTROL DE CALIDAD DE LOS

AGREGADOS (ENSAYOS)

• EQUIVALENTE DE ARENA:

Este ensayo indica la

proporción relativa de polvo

fino o materiales arcillosos

perjudiciales contenidos en

los áridos empleados en las

mezclas asfálticas para

pavimentación y en los suelos

empleados en capas de base.

Este ensayo se aplica a la

fracción que pasa por el tamiz

No 4, (ASTM D 2419).




AGREGADOS (ENSAYOS)

• RESISTENCIA A LA ABRASIÓN:

Este ensayo se emplea para medir

la resistencia de los áridos al

desgaste o a la abrasión, se

carga el tambor de la máquina

de los Ángeles con una cantidad

fija de áridos y de esferas de acero

que actúan como carga abrasiva, a

continuación se hacen dar 500

vueltas al tambor determinándose

así el porcentaje del material que

se define como porcentaje de

desgaste, (ASTM C 131).




AGREGADOS (ENSAYOS)

• RESISTENCIA A LOS SULFATOS:

Este ensayo mide la

resistencia de los áridos a la

disgregación por soluciones

saturadas de sulfato de sodio

o magnesio. El proceso de

inmersión y secado se realiza

por varios ciclos

determinándose así el

porcentaje de pérdidas de

peso por cada fracción

granulométrica, (ASTM C 88).




AGREGADOS (ENSAYOS)

• PESO ESTECÍFICO:

Se determina el peso específico de los áridos por dos

razones: para permitir el cálculo de los vacíos de las

mezclas asfálticas compactadas; y, para corregir las

cantidades de áridos empleados en una mezcla para

pavimentación cuando su peso específico varía

apreciablemente.

Peso específico total: Esta incluye todos los poros

de la muestra, y asume que todos los poros que

absorben agua no absorben asfalto.




AGREGADOS (ENSAYOS)

• PESO ESTECÍFICO:

Peso específico efectivo: Esta

excluye del volumen de la

muestra todos los poros y

espacios capilares que absorben

asfalto.

Peso específico aparente: Esta

no incluye como parte del

volumen de la muestra, los poros

y espacios capilares que se

llenarían de agua, y los poros

que se llenarían de asfalto.




• CONTROL DE CALIDAD DE MEZCLAS ASFÁLTICAS:

Las mezclas asfálticas a emplearse en las capas de

rodadura para vías de tráfico pesado y muy pesado

deberán cumplir que: la relación entre el porcentaje

en peso del agregado pasante del tamiz N° 200, y el

contenido de asfalto en porcentaje en peso del total

de la mezcla (relación filler / betún), sea mayor o igual

a 0.8 y no superior a 1.2. Para las mezclas asfálticas

deberán emplearse una de las granulometrías que se

indican en la tabla 405-5.1 (MOP – 001 – F – 2002).



MEZCLAS ASFÁLTICAS

EN CALIENTE


Las mezclas asfálticas de granulometría cerrada y

semicerrada deberán cumplir con los requisitos

especificados en la siguiente tabla, de acuerdo a los ensayos del método Marshall (MOP – 001 – F – 2002 ).





TIPO DE TRÁFICO Muy pesado Pesado Medio Liviano

CRITERIOS MARSHALL Min. Máx. Min. Máx. Min. Máx. Min. Máx.

N° de golpes/cara 75 75 50 50

Estabilidad (lb) 2200 - 1800 - 1200 - 1000 2400

Flujo (in/100) 8 14 8 14 8 16 8 16

% de vacíos en mezcla

*Capa de rodadura 3 5 3 5 3 5 3 5

*Capa intermedia 3 8 3 8 3 8 3 8

*Capa de base 3 9 3 9 3 9 3 9

% de vacíos en el agregado Ver tabla 2.8

Relación filler/betún 0.8 1.2 0.8 1.2

% estabilidad retenida luego de 7 días en agua temperatura ambiente

*Capa de rodadura 70 - 70 -

*Intermedia o base 60 - 60 -



MEZCLAS ASFÁLTICAS

EN CALIENTE


Las mezclas asfálticas de granulometría abierta

deberán cumplir con los mismos requisitos de

estabilidad y flujo Marshall establecidos en la tabla

anterior.

La resistencia a la tracción indirecta mediante

ensayo ASTM D 4123, deberá ser superior al 80%.



MEZCLAS ASFÁLTICAS

EN CALIENTE


La resistencia al daño por agua mediante el ensayo

de peladura, no deberá mostrar evidencia alguna en

la mezcla, (ASTM D 3665).

Las mezclas asfálticas que se produzcan en planta

deberá cumplir con la fórmula maestra de obra que se

basa en el estudio de los materiales que se pretende

utilizar en el sitio de la obra.




• FÓRMULA MAESTRA DE OBRA:

De acuerdo con las especificaciones MOP– 01 – F – 2002

en la fórmula maestra se establecerá:

Las cantidades de las diversas fracciones definidas para

los agregados.

El porcentaje de material asfáltico para la dosificación,

en relación al peso total de todos los agregados,

inclusive del relleno mineral y aditivos para el asfalto si

se los utilizare.

La temperatura que deberá tener el hormigón al salir de

la mezcladora y la temperatura que deberá tener la

mezcla al colocarlo en sitio.





La fórmula maestra de obra sea aceptada si los

materiales están dentro de las siguientes tolerancias:

Peso de los agregados secos que pasen el tamiz de

½ in (12.5 mm) y mayores: 8%.

Peso de los agregados secos que pasen el tamiz de

3/8 in (9.5 mm) y No 4 (4.75 mm): 7%.

Peso de los agregados secos que pasen el tamiz No 8

(2.36 mm) y No 16 (1.18 mm): 6%.

Peso de los agregados secos que pasen el tamiz No 30

(0.6 mm) y No 50 (0.30 mm): 5%.





Peso de los agregados secos que pasen el tamiz

No 100 (0.15 mm): 6%.

Peso de los agregados secos que pasen el tamiz

No 200 (0.075 mm): 3%.

Dosificación del material asfáltico en peso: 0.3%.

Temperatura de la mezcla al salir de la

mezcladora: 10 oC.

Temperatura de la mezcla al colocarla en el

sitio: 10 oC.



El diseño de mezclas es una herramienta usada para la

aceptación de materiales, para el control de calidad de la

mezcla, y para determinar la compactación final del

pavimento.

Existen dos métodos de diseño comúnmente utilizados

para determinar las proporciones apropiadas del asfalto y

agregado en una mezcla, estos son:

- Método Marshall

- Método Hveem

En nuestro medio el método más utilizado para el diseño

de mezclas asfálticas es el de Marshall.

DISEÑO DE MEZCLAS



DISEÑO DE MEZCLAS

• MÉTODO MARSHALL:

Este diseño nos permite determinar el porcentaje

óptimo de contenido de asfalto de la mezcla, para ello

se debe realizar los siguientes procedimientos:

- Preparación de muestras para efectuar los ensayos.

- Procedimientos del ensayo Marshall.

- Procedimiento de cálculo para diseñar las mezclas.

- Análisis de resultados



MÉTODO MARSHALL

• PREPARACIÓN DE MUESTRAS PARA EFECTUAR

LOS ENSAYOS:

Preparación del asfalto: Las muestras del asfalto

deberán tener características idénticas a las del

asfalto que va a ser usado en la mezcla final, y

deberán cumplir con los requisitos de calidad

establecidos en la tabla 810-2.1 (MOP – 001 – F –

2002).



MÉTODO MARSHALL


LOS ENSAYOS:

Preparación del agregado: La preparación del

agregado consiste en secar los agregados,

determinar su peso específico y efectuar un análisis

granulométrico por vía húmeda, (AASHTO T 27).

Para ello, se deberán emplear una de las

granulometrías indicadas en las tablas 405-5.1 (MOP

– 001 – F – 2002).



MÉTODO MARSHALL


LOS ENSAYOS:

Preparación de las probetas de ensayo: Las

probetas de ensayo son preparadas haciendo que

cada una contenga una ligera cantidad diferente de

asfalto,(ASTM D 1559).



MÉTODO MARSHALL

• PROCEDIMIENTOS DEL ENSAYO MARSHALL:

Determinación de la gravedad específica total: La

prueba de gravedad específica puede desarrollarse

tan pronto como la probeta se haya enfriado a la

temperatura ambiente. Para determinar que norma se

debe utilizar, se realizarán pruebas de absorción a la

mezcla asfáltica compactada; si la absorción es mayor

al 2%, se utiliza la Norma ASTM D1188, en caso

contrario, se recurre a la Norma ASTM D2726.



MÉTODO MARSHALL


Ensayos de Estabilidad y

Fluencia: Después de que la

gravedad específica se ha

determinado, se desarrolla la

prueba de estabilidad y flujo. En

el ensayo de estabilidad se mide

la resistencia a la deformación de

la mezcla a 60 oC, mientras que

la fluencia medida en centésimas

de pulgada, representa la

deformación de la briqueta,

(ASTM D 1559).



MÉTODO MARSHALL


Análisis de densidad y vacíos: Después de

completar las pruebas de estabilidad y flujo, se realiza

el análisis de densidad y vacíos para cada serie de

especímenes de prueba.



MÉTODO MARSHALL


Análisis de densidad y vacíos:

Utilizando la gravedad específica y la gravedad

específica efectiva del total del agregado; el promedio

de las gravedades específicas de las mezclas

compactadas; la gravedad específica del asfalto y la

gravedad específica teórica máxima de la mezcla

asfáltica (ASTM D 2041), se calcula el porcentaje de

asfalto absorbido en peso del agregado seco,

porcentaje de vacíos (Va); porcentaje de vacíos

llenados con asfalto (VFA) y el porcentaje de vacíos

en el agregado mineral (VMA).



MÉTODO MARSHALL

Tabla del porcentaje de vacíos en el agregado mineral

(VMA).

Tipo de mezcla VAM, Mínimo (%)

A 16

B 15

C, D 14

E 13



MÉTODO MARSHALL

• PROCEDIMIENTOS DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO

DE MEZCLAS:

Gravedad específica neta del agregado:

Donde:

- Gsb = Gravedad especifica neta para el agregado total.

- P1, Pn = Porcentajes individuales por masa de agregado.

- G1, Gn = Gravedad especifica neta individual del agregado.



MÉTODO MARSHALL


DE MEZCLAS:

Gravedad específica efectiva del agregado:

Donde:

- Gse = Gravedad específica efectiva del agregado.

- Gmm = Gravedad específica máxima (Ensayo RICE)

- Pmm = Porcentaje de masa del total de la mezcla suelta = 100 %

- Pb = Contenido de asfalto con el cual desarrolló el ensayo RICE.

- Gb = Gravedad específica del asfalto.



MÉTODO MARSHALL


DE MEZCLAS:

Gravedad específica máxima de la mezcla asfáltica:

Donde:

- Gmm = Gravedad específica máxima de la mezcla del

pavimento (sin vacíos de aire)

- Ps = Pmm – Pb



MÉTODO MARSHALL


DE MEZCLAS:

Absorción del asfalto:

Donde:

- Pba = asfalto absorbido



MÉTODO MARSHALL


DE MEZCLAS:

Contenido de asfalto efectivo:

Donde:

- Pbe = Contenido de asfalto efectivo, en porcentaje de

la masa total de la mezcla.



MÉTODO MARSHALL


DE MEZCLAS:

Porcentaje de vacíos en el agregado mineral:

Donde:

- VMA = Vacíos en el agregado mineral (porcentaje del

volumen neto).

- Gmb = Gravedad específica Bulk de la mezcla asfáltica

compactada , (ASTM D 1888).



MÉTODO MARSHALL


DE MEZCLAS:

Porcentaje de vacíos de aire:

Donde:

- Va = Vacíos de aire en la mezcla compactada en

porcentaje del volumen total.



MÉTODO MARSHALL

• ANÁLISIS DE RESULTADOS:

GRAFICAR RESULTADOS:

Los técnicos de laboratorio

trazan los resultados del

ensayo Marshall en gráficas,

para poder entender las

características particulares de

cada probeta usada en la

serie y determinar cual de

ellas cumple mejor con los

criterios establecidos para el

pavimento terminado.



MÉTODO MARSHALL

• ANÁLISIS DE RESULTADOS (GRÁFICAS):



MÉTODO MARSHALL

• DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO ÓPTIMO DE

ASFALTO:

Primero, se determina el contenido de asfalto para el

cual el contenido de vacíos de aire es de 4 %.



MÉTODO MARSHALL


ASFALTO:

Con el porcentaje de asfalto determinado, se evalúa

todas las propiedades calculadas y medidas, y las

comparamos con los criterios de diseño de la siguiente

tabla.



MÉTODO MARSHALL • DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO ÓPTIMO DE

ASFALTO:

Criterios para mezclas del

método Marshall

Transito liviano

carpeta y base

Transito

mediano

carpeta y base

Transito

pesado

carpeta y

base

Min Máx M in Máx Min Máx

Compactación, número de golpes en cada cara de la probeta

35 50 75

Estabilidad N (lb)

3336 (750)

5338 (1200)

8006 (1800)

Flujo, 0.25mm (0.01 < in) 8 18 8 16 8 14

Porcentaje de vacíos 3 5 3 5 3 5

Porcentaje de vacíos en el agregado mineral (VMA)

Ver tabla

Porcentaje de vacíos llenos de asfalto (VFA) 70 80 65 78 65 75



MÉTODO MARSHALL


ASFALTO:

AJUSTES DE DISEÑO:

Bajo contenido de vacíos, baja estabilidad

Bajo contenidos de vacíos, estabilidad satisfactoria

Contenido satisfactorio de vacíos, baja estabilidad

Contenido alto de vacíos, estabilidad satisfactoria.

Contenido alto de vacíos, baja estabilidad



MÉTODO MARSHALL

• VERIFICACIÓN DE RESULTADOS:

Se puede comprobar los resultados con los valores

recomendados por el Instituto de Asfalto (U.S.A) para

el diseño Marshall, para una mezcla superficial con

tránsito pesado.

Con las cantidades de las diversas fracciones

definidas para los agregados, con el contenido óptimo

de asfalto, y seleccionando la temperatura que deberá

tener el hormigón en la mezcladora y al colocarla en el

sitio, se determina la fórmula maestra de obra.



MÉTODO MARSHALL


El porcentaje mínimo de vacíos en el agregado mineral

puede ser revisado usando la tabla siguiente, donde

debe ser comparado con el VMA de la graduación del

agregado.



MÉTODO MARSHALL


Tamaño máximo nominal

de las partículas1

VMA mínimo, en porcentaje

Vacíos de diseño, en porcentaje2

3.0 4.0 5.0

No16 (1.18 mm)

No8 (2.36 mm)

No4 (4.75 mm)

3/8 in (9.5 mm)

½” (12.5 mm)

¾ in (19 mm)

1 in (25 mm)

1.5 in (37.5 mm)

2.0 in (50 mm)

2.5 in (63 mm)

21.5

19.0

16.0

14.0

13.0

12.0

11.0

10.0

9.5

9.0

22.5

20.0

17.0

15.0

14.0

13.0

12.0

11.0

10.5

10.0

23.5

21.0

18.0

16.0

15.0

14.0

13.0

12.0

11.5

11.0

1El tamaño máximo nominal de la partícula es un tamaño más grande que el primer

tamiz que retiene más del 10% del material.



ASFALTO

Education

Transcript of ASFALTO