UNIVERSIDAD DE CARABOBO FACULTAD DE INGENIERÍA LABORATORIO DE PAVIMENTOS
MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE
ING. ISANDRA VILLEGAS ENERO 2006
Cons Consid ider erac acio ione ness sobr sobree el dise diseño ño de Mez Mezcl clas as Asfál sfáltic ticas as::
Estabilidad Durabilidad Resistencia a la fatiga Resistencia al deslizamiento Impermeabilidad
Depende de la fricción interna, cohesión cohesió n y de la viscosidad de la masa. = c+ tagØ+ tagØ+n*d n*d /dt Capacidad de resistir la desintegración debido al tránsito. Proceso de envejecimiento: Las resinas se transforman en asfaltenos y estos en carbones y pierden la propiedad de adherencia y ductilidad. Habilidad de soportar las deflexiones repetidas causadas por el paso de las cargas Fricción adecuada adecuada neumático neumático ± calzada (agregados Petreos microtextura áspera y no pulimentables). Contenidos de vacios hasta uso 8% mezclas totalmente impermeables
Trabajabilidad
Factibilidad de mezclar, extender extender y colocar coloca r
Flexibilidad
Asentamiento graduales sin agrietarse
Economía
Costo menor a obras de concreto cemento
Cons Consid ider erac acio ione ness sobr sobree el dise diseño ño de Mez Mezcl clas as Asfál sfáltic ticas as::
Estabilidad Durabilidad Resistencia a la fatiga Resistencia al deslizamiento Impermeabilidad
Depende de la fricción interna, cohesión cohesió n y de la viscosidad de la masa. = c+ tagØ+ tagØ+n*d n*d /dt Capacidad de resistir la desintegración debido al tránsito. Proceso de envejecimiento: Las resinas se transforman en asfaltenos y estos en carbones y pierden la propiedad de adherencia y ductilidad. Habilidad de soportar las deflexiones repetidas causadas por el paso de las cargas Fricción adecuada adecuada neumático neumático ± calzada (agregados Petreos microtextura áspera y no pulimentables). Contenidos de vacios hasta uso 8% mezclas totalmente impermeables
Trabajabilidad
Factibilidad de mezclar, extender extender y colocar coloca r
Flexibilidad
Asentamiento graduales sin agrietarse
Economía
Costo menor a obras de concreto cemento
Tabla 7 Propiedades Marshall exigidas para el diseño de mezclas en Laboratorio TRANSITO ALTO
MEDIO
BAJO
75
75
50
% vacíos totales (1)
3-5
3-5
3±5
% vacíos llenados
65 - 75
65 - 75
65 ± 78
Estabilidad Marshall (mínima) lbs
2.200
1.800
1.600
Flujo (pulg/100)
8 - 14
8 -14
8 - 16
Propiedades Marshall No.
De golpes por cara
Vacíos
del agregado mineral (V AM)
Valor
según Tabla, Tabla, en función del tamaño nominal máximo del agregado y el % de vacíos
(1) Calculados en base a la densidad máxima teórica determinada según el ensayo de Rice (Método ASTM D-2041)
Método Marshall para el Diseño de Mezclas Asfálticas en caliente.
Método de Diseño conocidos:
El Método Hubbard-Field El Método Triaxial de Smith El Método Hueen El Método Marshall El Método Súper pave El Método Ramcodes proces os complejos y equipos costosos y están en Los dos primeros son de procesos desuso. El Método Superpave es reciente (1999) y aún cuando sus equipos son de costo elevado, es un método fundamentalmente científico, y será el método que se empleará a futuro. El Método Marshall es el más utilizado a nivel mundial, por lo sencillo de sus procedimientos y lo económico de sus equipos. El Método Ramcodes presenta un procedimiento racional para la determinación de las características técnicas de una mezcla asfáltica, desarrollado por el Ing. Freddy Sanchez.
Método Marshall A fines de los años 40, el Ing. Bruce Marshall, experto en pavimentos asfálticos, junto con otros ingenieros del Departamento de Carreteras del Estado de Mississippi (USA). Adaptado actualmente ASTM D 1559. ³Resistencia al flujo de las Mezclas Asfálticas mediante equipo Marshall´ Este método es aplicable a mezclas asfálticas en caliente, elaboradas con cemento asfáltico y agregados de granulometría densa y fina. Con un tamaño normal máximo de 25mm. Los últimos años el Instituto del Asfalto (IDA), ha modificado el método y puede ser usado para mezclas en frió.
Resumen del Método:
Se deben elaborar una serie de briquetas de ensayo que requieren de lo siguiente:
Los materiales, agregados y cemento asfáltico, cumplan con las especificaciones de calidad establecidas por norma, desgaste, forma, angularidad y limpieza, etc. Obtener una combinación de agregados dentro de las especificaciones granulometricas, establecidas para la mezcla seleccionada. Que se hayan determinado los pesos específicos bulk y aparente de los agregados. Conocer el peso especifico aparente del concreto asfáltico ³Gb a 25°C´. Este valor es tomado del certificado de calidad que expide PDVSA
Nota: Las Briquetas deben ser de las siguientes dimensiones: Diámetro: 4 pulg (100mm) Altura: 25 pulg (63,5 mm) Peso: 1200 gr. De agregado + % CA
Etapas de ejecución del Método: I.Análisis de densidad de vacíos, en esta se determina la composición volumétrica de la mezcla. II.Ensayo de estabilidad y flujo de las Briquetas compactadas, en esta se determina las propiedades mecánicas de la mezcla. Objetivo del Método Marshall: Este método persigue la determinación de un contenido de asfalto optimo, para una combinación de agregados establecidos, tal que resulte una mezcla con una estabilidad, durabilidad y trabajabilidad preestablecida. Este método no mide la resistencia a la deformación ni la fatiga, pero las mide de forma indirecta en una propiedad ³El contenido de aire de la mezcla compactada´.
Estimación del Asfalto promedio: Un diseño completo incluye la preparación y análisis de muestras para ³ cinco puntos de asfalto´. En Venezuela es común que el % optimo de asfalto este alrededor de 5%, donde se deberán preparar 3 briquetas por cada uno. Compactación de las briquetas: Al alcanzar la temperatura deseada, la misma se compacta empleando un martillo Marshall de peso de 10 lbs y altura 18 pulgadas, sobre un pedestal de madera de 20 x 20 x 45 cm, cuyo peso oscila entre (12.8 y 14.8 kg), sobre él se coloca un plancha de acero de 25 mm de espesor. Con todo esto se logra la energía de compactación estandarizada por la densidad del pedestal.
Golpes
por cara:
Tipo de tránsito No.
Golpes por cara
ALTO
MEDIO
BAJO
75
75
50
BAJO
Tipo de Tránsito: TIPO DE TRÁNSITO Característica del tránsito
ALTO
MEDIO
Ejes Equivalentes (EE) a 8,2 Ton. En el periodo de diseño Camiones/Día por sentido
> 20 millones
2 a 20 millones
< 2 millones
> 800
100 - 800
< 100
PDT por sentido
> 3.000
500 - 3.000
< 500
Tabla I FACTOR ES DE CORR ECCIÓN DE LA ESTABILIDAD MEDIDA EN BRIQUETAS ELABORADAS SIGUIENDO EL MÉTODO MARSHALL DE DISEÑO DE MEZCLAS Volumen de la briqueta
Altura aproximada de la briqueta
(cm3)
mm
pulgadas
Factor multiplicador de la "estabilidad leída"
668 a 379
46.0
1 13/16
1.79
380 a 392
47.6
1 7/8
1.67
393 a 405
49.2
1 15/16
1.56
406 a 420
50.8
2
1.47
421 a 431
52.4
2 1/16
1.39
432 a 443
54.0
2 1/8
1.32
444 a 456
55.6
2 3/16
1.25
457 a 470
57.2
2¼
1.19
471 a 482
58.7
2 5/16
1.14
483 a 495
60.3
2 3/8
1.09
496 a 508
61.9
2 7/16
1.04
509 a 522
63.5
2½
1.00
523 a 535
64.0
2 9/16
0.96
536 a 546
65.1
2 5/8
0.93
547 a 559
66.7
2 11/16
0.89
560 a 573
68.3
2¾
0.86
574 a 585
71.4
2 13/16
0.83
586 a 598
73.0
2 7/8
0.81
599 a 610
74.6
2 15/16
0.78
611 a 625
76.2
3
0.76
Calculo de la gravedad especifica del Asfalto: Este se obtiene de la hoja de ³Certificado de la Calidad´ que se expide en PDVSA. Si el valor reportado en el certificado viene dada a 25°C, se emplea directamente, en algunos casos es reportado a 15.5 °C y debe se corregido por formula. Formula: Gb(25C°) =Gb(15.5 C°) * Fc *Gw(15.5 C°) /Gw(25 °C ) Gb(25,5°C) = 1,027 * 0,9937*0,9988= 1,022 0,9
GW(15.5°C)= GR AVEDAD
ESPECÍFICA DEL A GUA =0,9988 GW(25 °C )= GR AVEDAD ESPECÍFICA DEL A GUA =0,9970 FC (25 °C )=FACTOR DE CORR ECIÓN DE LA TABLA =0.9937
DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE
COMBINACIÓN DE A GR EGADOS ( CD) DETER MINACIÓN DE LOS PESOS ESPECÍFICOS DE LA MEZCLA Gsb,Gsa DETER MINACIÓN DE LA GR AVEDAD ESPECÍFICA R ICE (Gmm) DETER MINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO EFECTIVO ( Gse) DETER MINACIÓN DEL % DE CA, CON EL USO DE LA NO R MA EXIGIDA
GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS Deltaven-Inveas Diseño de Mezclas en Caliente Obra Tipo Tipo de Mezcla Material
Arena Pte. Área Polvillo La Ceiba Arrocillo San José Piedra Picada La Ceiba Combinación Límite superior Límite inferior
DISEÑO 1. PLANTA TIPO BATCH
ASTM 12,5
Combinación en tolvas en frio
% en combinación
% Pasante el tamiz de 25,4 mm
19,4 mm
12,5 mm
9,5 mm
4,74 mm
2,36 mm
0,60mm
0,30mm
0,15mm
0,074mm
1"
3/4 "
1/2 "
3/8"
#4
#8
# 30
# 50
# 100
# 200
25,0% 35,0% 10,0% 30,0%
100,0 100,0 100,0 100,0
100,0 100,0 100,0 100,0
100,0 100,0 100,0 76,2
97,1 100,0 100,0 38,5
81,6 88,7 21,5 9,8
65,3 64,4 6,7 7,2
36,2 36,9 4,2 5,7
20,8 29,4 3,6 4,9
7,5 23,1 2,9 4,4
5,8 21,2 2,7 3,9
100,0%
100,0
100,0
92,9
80,8
56,5
41,7
24,1
17,3
11,6
10,3
100 100
100 90
100 80
90 70
70 50
50 35
29 18
23 13
16 8
10 4
COMBINACIÓN DE DISEÑO DELTAVEN-INVEAS
DISEÑO 1. PLANTA TIPO BATCH
Diseño de Mezclas en Caliente Obra
TIPO
Combinación en frio
(Arena 25% + Polvillo 35% + Arrocillo 10% + Piedra picada 25%)
100 90 80 e t n a s a p %
70 60 50 40 30 20 10 0 #200
#100
#50
#30
#8
#4
Tamaño del tamiz
3/8"
1/2"
3/4"
1"
DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO DE CEMENTO ASFÁLTICO MATERIAL ASFÁLTICO: Cemento Asfáltico Tipo A-20, Gb= 1,027 @ 60°F(15.5°C) Fórmula Gb(25C°) =Gb(15.5 C°) * Fc *Gw(15.5 C°) /Gw(25 °C ) Gb(25,5°C) = 1,027 * 0,9937*0,9988= 1,022 0,9 GW(15.5°C)= GR AVEDAD
ESPECÍFICA DEL A GUA =0,9988 GW(25 °C )= GR AVEDAD ESPECÍFICA DEL A GUA =0,9970 FC (25 °C )=FACTOR DE CORR ECIÓN DE LA TABLA =0.9937
PESOS ESPECÍFICOS DE LAS FRACCIONES DE LOS AGREGADOS PESO
ESPECÍFICO BULK (MASIVO)
AGREGADO EN FRIO
RETENIDO EN # 8
PASA#8-RET#200
PASA#200
AREN A CERNIDA
2.550
2.502
2.665
ARROCILLOPOLVILLO PIEDRA PICADA
2.521
2.597
2.772
2.586
2.586
PESO
ESPECÍFICO APAR ENTE
AGREGADO EN FRIO
RETENIDO EN # 8
PASA#8-RET#200
PASA#200
AREN A CER NIDA ARROCILLOPOLVILLO
2.700 2.680
2.713 2.725
2.785 2.772
PIEDRA PICADA
2.747
2.747
DETERMINACIÓN DE LOS PESOS ESPEC ÍFICOS PONDERADOS BULK Y APARENTE PARA CADA UNO DE LOS A GREGADOS DE LA COMBINACIÓN CD PESO
ESPECÍFICO PARA LA AR ENA CERNIDA
METODO DE ENSAYO
FRACCIÓN
PESO ESPECÍFICO BULK(Gsb)
PESO ESPECÍFICO APARENTE(Gsa)
PORCENTAJE RETENIDO(%)
MOP E-107
RET#8
2.550
2.700
54.7
MOP E-106
PAS#8-RET#200
2.502
2.713
38.5
MOP E-110
PAS#200
2.665
2.785
6.8
TOTALES
2.539
2.711
100
PESO ESPECÍFICO BULK Gsb= WR et#8 + Wpas#8 ± R et#200 + WPas#200 = 54.7 + 38.5 + 6.8= 100 = 2.539 54.7 + 38.5 + 6.8 39,39 WR et#8 + Wpas#8 ± R et#200 + WPas#200 2.550 2.502 2.665 GsbR et#8 Gsbpas#8 ± R et#200 GbsPas#200 PESO ESPECÍFICO APAR ENTE sa= WR et#8 + WR et#8 + GsbR et#8
G
pas#8 ± R et#200 + WPas#200 = 54.7 + 38.5 + 6.8= 100 = 2.711 Wpas#8 ± R et#200 + WPas#200 54.7 + 38.5 + 6.8 36,89 Gsbpas#8 ± R et#200 GbsPas#200 2.700 2.713 2.785
W
PESO
ESPECÍFICO PARA EL ARROCILLO-POLVILLO
METODO DE ENSAYO
FRACCIÓN
PESO ESPECÍFICO BULK(Gsb)
PESO ESPECÍFICO APARENTE(Gsa)
PORCENTAJE RETENIDO(%)
MOP E-107
RET#8
2.521
2.680
55.6
MOP E-106
PAS#8-RET#200
2.597
2.725
34.8
MOP E-110
PAS#200
2.772
2.772
9.6
TOTALES
2.570
2.704
100
PESO ESPECÍFICO BULK Gsb= WR et#8 + Wpas#8 ± R et#200 + WPas#200 = 55.6 + 34.8 + 9.6= 100 = 2.570 WR et#8 + Wpas#8 ± R et#200 + WPas#200 55.6 + 34.8 + 9.6 38,91 GsbR et#8 Gsbpas#8 ± R et#200 GbsPas#200 2.521 2.597 2.772 PESO ESPECÍFICO APAR ENTE sa= WR et#8 + WR et#8 + GsbR et#8
G
pas#8 ± R et#200 + WPas#200 = 55.6 + 34.8 + 9.6 = 100 = 2.704 Wpas#8 ± R et#200 + WPas#200 55.6 + 34.8 + 9.6 36,98 2.680 2.725 2.772 Gsbpas#8 ± R et#200 GbsPas#200
W
PESO
ESPECÍFICO PARA LA PIEDRA PICADA
METODO DE ENSAYO
FRACCIÓN
PESO ESPECÍFICO BULK(Gsb)
PESO ESPECÍFICO APARENTE(Gsa)
PORCENTAJE RETENIDO(%)
MOP E-107
RET#8
2.586
2.747
98.5
MOP E-106
PAS#8-RET#200
2.586
2.747
1.5
MOP E-110
PAS#200 TOTALES
0
2.586
2.747
PESO ESPECÍFICO BULK Gsb= WR et#8 + Wpas#8 ± R et#200 = 98.5 + 1.5= 2.586 WR et#8 + Wpas#8 ± R e t#200 98.5 + 1.5 GsbR et#8 Gsbpas#8 ± R et#200 2.586 2.586 PESO ESPECÍFICO APAR ENTE sa= WR et#8 + WR et#8 + GsbR et#8
G
pas#8 ± R et#200 = 98.5 + 1.5= 2.747 Wpas#8 ± R e t#200 98.5 + 1.5 Gsbpas#8 ± R et#200 2.747 2.747
W
100
PESO
ESPECÍFICO PARA TODA LA MEZCLA
Materiales
Francción (%) Combinación de Diseño CD
Arena Cernida
10
Peso Específico de Bulk (Gsb) 2.539
Peso Específico Aparente (Gsa) 2.711
Arrocillo-Polvillo
52
2.570
2.704
Piedra Picada
38
2.586
2.747
Mezcla
100
2.573
2.721
PESO ESPECÍFICO BULK Gsb= Wac + Wa-p + Wp.p = 10 + 52 + 38 = 100 = 2.573 Wac + Wa-p + Wp.p 10 + 52 + 38 38,86 Gsbac Gsba-p Gbspp 2.539 2.570 2.586 PESO ESPECÍFICO APA R ENTE Gsb= Wac
+ Wac + Gsbac
Wa-p
+ Wp.p = 10 + 52 + 38 = 100 = 2.721 Wa-p + Wp.p 10 + 52 + 38 36.75 Gsba-p Gbspp 2.711 2.704 2.747
Calculo de Peso especifico máximo teórico de la mezcla Gmm (Rice) 5.00
Porcentaje de asfalto en muestra
Para determinar los volúmenes de los diferentes tipos de vacíos es necesario conocer previamente el valor de la gravedad específica máxima de la mezcla sin vacíos ³Gmm´. Este valor se obtiene mediante la ejecución del ensayo Rice. Consiste en sumergir una muestra de mezcla sin compactar en un frasco de vidrio (Picnometro) y se procede a extraer vacíos. Este valor es fundamental para ³La correcta determinacion de los vacíos VV,VAM y VII´.
Muestra
1
2
3
Peso frasco
2,889.0
2,889.0
2,889.0
Peso frasco + agua
5,123.0
5,123.0
5,123.0
Peso frasco + muestra
4,089,0
4,123.1
2,200,9
5,842.0
5,861.8
5,909.6
1,200.0
1,234.1
1,311.9
481.0
495.3
525.3
2.495
2.492
2.497
Peso frasco + muestra + agua (después vacío parcial)
Peso muestra Volumen
Valor
de la muestra
Rice Muestra
Promedio Rice (Gmm)
2.495
Características y comportamiento de una mezcla Asfáltica Se hace un análisis para determinar su posible desempeño en la estructura de pavimento, este análisis está enfocado hacia cuatro características de la mezcla, y la influencia que estas puedan tener en su comportamiento. Densidad de la mezcla Vacíos de aire, o simplemente vacíos Vacíos en el agregado mineral Contenido de Asfalto
Suficiente asfalto para garantizar un pavimento durable. Adecuada estabilidad para que satisfaga las demandas de tránsito sin producir deformaciones o deslizamientos. Un contenido de vacíos lo suficiente alto para permitir una ligera cantidad de compactaciones adicional bajo las cargas del tránsito son que se produzca exudación o perdida de estabilidad. Suficiente trabajabilidad para permitir una colocación eficiente sin segregación.
Vacíos de Aire
Los vacíos de aire son espacios pequeños de aire, que están presentes entre los agregados revestidos en la mezcla final compactada. Es necesario que todas las mezclas densamente graduadas contengan cierto porcentaje de vacíos para permitir alguna compactación adicional bajo tráfico. % Vacíos Permitido (en muestras de laboratorio) Capas bases y superficiales Durabilidad A menos % Vacíos Un contenido muy bajo exceso
3%-5% En función % Vacíos Menor va a ser permeabilidad de la mezcla Produce exudación de asfalto el
de asfalto es exprimido fuera de la mezcla hacia la superficie
En la obra se requiere un % de vacíos preferiblemente < 8% el cual permite un acomodo mejor de la misma bajo efectos del tráfico al ser puesta en servicio. Vacíos de
Agregado Mineral ( VAM)
Son los espacios de aire que existen entre las partículas de agregado en una mezcla compacta de pavimentación, incluyendo los espacios que están llenos de asfalto. El VAM representa el espacio disponible para acomodar el volumen efectivo de asfalto y el volumen de vacíos necesarios en la mezcla,(no incluye la porción del asfalto que se pierde, por absorción en el agregado). Para lograr un espesor durable de película de asfalto, se deben tener valores mínimos de VMA.
³Valores VMA < especificaciones, puede resultar en películas delgadas de asfalto y en mezcla de baja durabilidad y apariencia seca´.
DEFINICIONES
VV:
Los vacíos totales se definen como los pequeños espacios ocupados por el aire entre las partículas de agregados cubiertas por asfaltos.
VAM:
Corresponden al espacio no ocupado por las partículas de agregados en la mezcla compactada.
VLL:
Corresponden a aquella fracción de los VAM que son realmente ocupados por el lígate asfáltico.
Procedimiento
Elaboración de Briquetas
Obtenidos los Pesos Específicos de todos los agregados y de la mezcla Obtenida la combinación de Diseño CD
Se procede a elaborar 15 briquetas de 1200 gramos 3 para cada contenido de asfalto (4%, 4,5%,5%,5,5%,6%) Se selecciona el ligante de Amuay (C.A) a 25 °C Si lo envian a 15.5°C, recuerda corregirlo
Se Pesa 1200 grams de: X % A (agregado 1) X % B (agregado 2) X % C (agregado 3) 100%
Se mezcla en una hornilla el agregado Precalentado y el C.A (precalentado), a temperaturas entre: T (135°C - 160°C) (norma provisional permite hasta 170°C)
En campo: Tcompact min = 110 °C (norma vigente) Tcompact min = 85 °C (norma provisional) Se precalientan los moldes D=4´ h= 2 ½´ Se coloca el filtro sobre la base del molde Se Compacta a 75 golpes por cara, sobre un pedestal normalizado Base: 20 x 20 (cm/lado) Alto: 45 cm Peso: 12.8 - 14.4 Kg
Permite una compactación estándar
Se deja reposar ½ hora, luego son extraídas con gato hidráulico
Se hace el análisis de densidad y vacíos y se obtienen los pesos unitarios de cada briqueta (Peso al vacío, peso en balanza hidrostática, peso en aire sss ).
Deben ser llevadas a las 24 horas a la prensa Marshall, pero previamente se llevan 30 ó 40 min. A baño de T constante 60°C
Luego se determina la estabilidad y el flujo
Columna No. 3, 4, 5, 6 y 7
LA ESTABILIDAD MARSHALL: Se define como la máxima carga a la deformación que una briqueta puede resistir antes su rotura, bajo el procedimiento Marshall. Se aplica una carga axial, diametralmente en condiciones se semiconfinamiento ³ carga maxima en comprensión inconfinada´ (0.7 k /cm2) A una velocidad de 2 pulg / min Se mide en ³libras-fuerzas (lbf) ó en New Tons-Fuerza (N) (La equivalencia entre Lbf y el (N) es de: Una 1 lbf =4.448.222 N. Las briquetas deben ser corregidas a la misma altura para que la comparación sea real.
El Flujo: Se define como la deformación (Reducción) diametral que sufre la briqueta ante la aplicación de la carga máxima y es medida en la dirección de la misma. Se mide en centésimas de pulgada o en unidades de 0.25 mm. Las mezclas asfálticas poseen un esqueleto granular que se deforma bajo carga o por movimiento de capas inferiores.
UNIVERSIDAD DE CARABOBO - LABORATORIO DE PAVIMENTO
% en peso
Diseño de Mezclas Asfálticas en Caliente por el Método Marshall Resultados del Ensayo Marshall DISEÑO MARSHALL
10 52
ASTM-37,5 mm (III COVENIN) Carpeta (base)
38
Peso Específico Asfalto Gb Arema cernida Arrocillo Polvillo Piedra Picada
Muestra Nº 1
2
1 2 3 Promedio
4 5 6 Promedio
7 8 9 Promedio
10 11 12 Promedio
13 14 15 Promedio
Peso en aire (g)
Peso en agua (g)
3
4
4,00 4,00 4,00 4,00
1244,6 1231,5 1225,0
4,50 4,50 4,50 4,50
1222,1 1241,5 1223,0
5,00 5,00 5,00 5,00
1230,4 1222,8 1225,0
5,50 5,50 5,50 5,50
1232,8 1222,0 1230,0
6,00 6,00 6,00 6,00
1238,0 1238,0 1239,0
687,6 689,5 690,0 690,0 701,0 690,0 704,9 701,1 702,0 708,5 704,3 709,0 712,7 711,7 711,0
Gsb Masivo ( Bulk )
2,747
2,586
2,721
2,573
2,539 2,570
Peso específico efectivo Peso específico aparente % absorción de asfalto
2,664 2,770 0,804
Peso específico parafina 100,00
Pb Porcentaje de asfalto
Gsa Aparente 1,022 2,711 2,704
Peso en aire (g) SSS 5
1225,9 1232,0 1225,8 1224,0 1243,8 1223,6 1231,6 1223,7 1225,6 1232,7 1222,1 1230,4 1238,1 1238,6 1239,3
Volumen (cm3) ( 5-4 )
Gmb Peso Unitario ( 3/6 )
Gmm Peso Específico Máximo de la Mezcla ( Rice )
Vv(%) Vacíos Totales (%)
VAM ( % )
Vll ( % )
6
7
8
9
10
11
538,3 542,5 535,8 534,0 542,8 533,6 526,7 522,6 523,6 524,2 517,8 521,4 525,4 526,9 528,3
2,312 2,270 2,286 2,289 2,289 2,287 2,292 2,289 2,336 2,340 2,340 2,338 2,352 2,360 2,359 2,357 2,356 2,350 2,345 2,350
2,503
2,480
2,466
2,448
2,429
8,53
7,69
5,17
3,72
3,24
14,58
14,59
12,75
12,06
12,31
Estabilidad Leída ( lbs ) 12
Estabilidad Corregida
Factor de Corrección
(lbs) (12 x 13)
13
14
15
3,710 3,695 3,732
0,93 0,93 0,93
3,450 3,436 3,471
7 6 7 7
6,642 3,782 3,750
0,96 0,93 0,96
6,376 3,517 3,600
9 8 9 9
3,061 2,796 2,850
0,96 0,96 0,96
2,939 2,684 2,736
12 10 11 11
2,693 2,902 2,700
0,96 1,00 1,00
2,585 2,902 2,700
13 14 14 14
2,496 2,500 2,518
0,96 0,96 0,96
2,396 2,400 2,417
15 14 15 15
41,48
47,27
59,44
69,16
73,70
Flujo (0.01 pulg)
DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA RICE (Gmm) PARA CADA % DE ASFALTO Columna No.8 Muestra Porcentaje en peso % C A Peso Frasco Peso Frasco+ Agua Peso Frasco+ muestra Peso Frasco+muestra+Agua
Peso rice=
No.1
No.2
5% 2.864 7.463 4.056 8.172
5% 2.864 7.463 4.054 8.170
Peso A: Muestra Peso D: Muestra + Agua Peso E: Embase + Agua + Muestra
A . A+D-E
Gmm1= Wmezcla
1 = 4,056 ± 2.684 Vmezcla 1 1.192- [8.172-7.463]
=
1.192 = 2.468 0,483
Gmm2= Wmezcla
=
1.199 = 2.464 0,483
1 = 4,056 ± 2.684 Vmezcla 1 1.192- [8.170-7.463]
Gmm(5%)
=
Gmm1
+ Gmm2 = 2
2,468 ± 2.464 2
= 2.466
DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECIFICO EFECTI VO (Gse) para un % C.A = 5% Pmm: Peso de la mezcla 100% Pb: % en Peso del C.A = 5% Gmm: peso específico R ICE Gb:
peso específico del asfalto a 25°C
Gse(5%)=
Pmm ± Pb = 100 ± 5 Pmm ± Pb 100 ± 5 Gmm Gb 2.466 1.022
Gse(5%)
= 2.664
= 2.664
Nota 3: Desde el punto de vista practico el Peso Específico Efectivo del agregado (Gse), es constante ya que la absorción del asfalto no varia apreciablemente, con variaciones del C.A dentro del rango de un diseño de mezcla ( 2% C.A)
DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECIFICO EFECTI VO MAXIMO TEORICO DE LA MEZCLA (Gmm) para un % C.A = 5% mm (5%) = Pmm = 100 = Ps + Pb 95 + 5 2.664 1.022 Gse Gb
G
Gmm(5%)
100 40,55
= 2.466
= 2.466
Nota: Este valor se obtiene al determinar cual será el valor del % optimo de asfalto para la mezcla a diseñar, en este caso ejemplo es 5%.
DETERMINACIÓN DE LOS VACÍOS (Vv), PARA UN % C.A. = 5% Columna No.9
Vv =
4%
Gmm
- Gmb Gmm
x 100
= 2.466 - 2.338 2.466
x 100 = 5.19%
6% Se deben calcular los VV para todos estos porcentajes
DETERMINACIÓN DE LOS VACÍOS DE AGREGADOS MINERAL (VAM), PARA UN % C.A. = 5% Columna No.10 mb : promedio del peso unitario de las muestras Gsb: peso específico Bulk para la mezcla Pb: porcentaje en peso del C.A, Ps: porcentaje en peso de los agregados G
Ps + Pb = 100 VAM = 100 -
mb x Ps = 100 - 2.338 x 95 = 13.68% 2.573 Gsbmezcla
G
DETERMINACIÓN DE LOS VACÍOS LLENADOS (VLL), PARA UN % C.A. = 5% Columna No.11 VLL =
VAM ± Vv X 100 = VAM
13,68 ± 5,19 = 62,06 13,68
ASFALTO ABSORBIDO (Pba), EXP RESADO COMO PORCENTAJE EN PESO DEL AGREGADO
Pba =
100 *
se ± Gsb * Gsb * Gse
G
b
G
CONTENIDO DE ASFALTO EFECTI VO (Pbe)
Pbe =
Pb - Pba * Ps 100
Ps = Porcentaje en peso total del agregado Pba= Asfalto absorbido Pb= Porcentaje en peso del C.A., obtenido como optimo
VERIFICACIÓN DE LA NO RMA (EJEMPLO) NORMAS ASTM Propiedad
Unidad
Valor
Criterio
Condición
Peso Unidad
Kgl cm3
2.390
-
-
Lbs
3.100
> 1.800
OK
0.02 Pulg
10.8
8 ± 14
OK
%
3.0
3±5
OK
VAM
%
11.9
10.0
OK
VLL
%
7.2
65 - 75
OK
Estabilidad Flujo Vacíos
Totales
Determinación del Porcentaje optimo del cemento asfáltico: 1.- Se entra en la curva de vacíos totales con el valor de VV=4% y se traza una perpendicular hasta el eje de las abscisas. 2.- Se obtiene el porcentaje optimo probable con el que se procede al tanteo. 3.- De no satisfacer todos los requisitos de la norma moverse con el % de CA hasta conseguir el valor que satisfaga los criterios de la norma.
Normas Venezolanas para Mezclas Asfálticas en Caliente Norma
12-10 del año 1987, poseía especificaciones granulométricas de
10 tipos de mezclas asfálticas en caliente donde las mezclas VI a X se recomendó su no utilización por ser estas de granulometría cubierta y por no demostrar su buen desempeño a lo largo del tiempo para las condiciones de clima y tránsito de nuestro. Características en cuanto a la granulometría que presentan las mezclas (I ± V): Se identifican por su tamaño Tienen una posición definida dentro de la estructura de pavimento Su límite granulométrico se encuentra muy cerca o por arriba de la recta de máxima densidad. Limites Granulométricos covenin (Norma 12-10-1987)
