Designación AASHTO: T 324-16 Método estándar de prueba para Pruebas de la rueda de Hamburgo para mezcla de asfalto compactado en caliente (HMA)
1 ALCANCE 1.1. Este método de prueba describe un procedimiento para probar la celosía y la susceptibilidad a la humedad del calor de muestras de pavimento de asfalto (HMA) en el dispositivo de rueda de Hamburgo. 1.2. El método describe la prueba de HMA compactado y sumergido en un dispositivo con rueda oscilante recíproca. Esta prueba proporciona información sobre la tasa de deformación permanente de un movimiento, carga concentrada. Se diseñó un compactador de laboratorio para preparar muestras de losa. También, el compactador giratorio Superpave (SGC) ha sido diseñado para compactar muestras en el laboratorio. Alternativamente, los núcleos de campo que tienen un diámetro de 150 mm m m (6 pulgadas), 250 mm (10 pulgadas), o Se pueden probar muestras de losas de 300 mm (12 in) o de sierra cortada. 1.3. El método de prueba se utiliza para determinar la susceptibilidad de falla prematura de HMA debido a la debilidad en la estructura agregada, rigidez inadecuada del aglutinante o daño por humedad. Este método de prueba mide la profundidad de la rutina y el número de pases al fallo. 1.4. Este método de prueba mide el potencial de los efectos de daño por humedad porque los especímenes son sumergidos en agua con temperatura controlada durante la carga. 1.5. Este estándar puede involucrar materiales peligrosos, operaciones y equipos. Este estándar no pretende abordar todas las preocupaciones de seguridad asociadas con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma para establecer prácticas apropiadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones regulatorias antes del uso.
2. DOCUMENTOS DE REFERENCIA 2.1. Estándares AASHTO: R 30, Acondicionamiento de mezclas de asfalto de mezc la caliente (HMA) T 166, Gravedad Específica a Granel (Gmb) del Asfalto Mezclado Caliente Compactado (HMA) Usando Saturado Muestras de superficie seca. T 168, Muestreo de mezclas de pavimento bituminoso. T 209, Gravedad Máxima Específica Teórica (Gmm) y Densidad del Asfalto de Mezcla Caliente (HMA). T 269, Porcentaje de vacíos de aire en mezclas compactas densas y asfálticas abiertas. T 312, Preparación y determinación de la densidad de muestras de mezcla asfáltica por medio de Compactador giratorio Superpave. 2.2. Estándar de ASTM: D6027, Método de prueba estándar para la c alibración de transductores de desplazamiento lineal para Propósitos geotécnicos (retirado 2013)
3. SIGNIFICACIÓN Y USO 3.1. Esta prueba mide la celosía y la susceptibilidad a la humedad de una muest ra de HMA. 4. RESUMEN DEL MÉTODO 4.1. Una muestra de HMA compactada en laboratorio, una muestra de losa cortada en sierra o un núcleo tomado de un pavimento compactado se carga repetidamente usando una rueda de acero alternativo. El espécimen es sumergido en un baño de agua con temperatura controlada a una temperatura especificada por la agencia. La deformación de la muestra, causada por la carga de la rueda, se mide. 4.2. La impresión se traza como una función del número de pasos de rueda. Un aumento abrupto en la tasa de deformación puede coincidir con la separación del aglutinante de asfalto del ag regado en la Muestra de HMA.
5. APARATO 5.1. Máquina de seguimiento de ruedas de Hamburgo: Una máquina con motor eléctrico capaz de mover una rueda de acero de 203,2 mm (8 pulgadas.) de diámetro y 47 mm (1,85 pulgadas.) De ancho sobre una muestra de prueba. La carga en cada rueda es de 705 ± 4.5 N (158 ± 1.0 lb). La rueda se mueve alternativamente sobre la muestra, en la posición que varía sinusoidalmente con el tiempo. La rueda hace 52 ± 2 pasadas a través del espécimen por minuto. La velocidad máxima de la rueda, que alcanzada en el punto medio de la muestra, es aproximadamente de 0.305 m / s (1 pie / s). 5.2. Sistema de control de temperatura: Un baño de agua capaz de controlar la temperatura dentro de ± 1.0 ° C (1.8 ° F) en un rango de 25 a 70 ° C (77 a 158 ° F) con un sistema mecánico de circulación que estabiliza la temperatura dentro del tanque de muestra. 5.3. Sistema de medición de impresiones- Un dispositivo de transductor diferencial variable lineal (LVDT) c apaz de medir la profundidad de la impresión (surco) de la rueda en el centro ± 1/ 2 in a lo largo de la longitud de la trayectoria de la rueda, dentro de 0.15 mm (0.006 in), en un rango m ínimo de 0 a 20 mm (0 a 0.8 in). El sistema mide la profundidad de la rutina, sin detener la rueda, al menos cada 400 pasadas. La profundidad Rut se expresa como una función de los pasos de la rueda.
Nota 1: Los usuarios pueden requerir la capacidad de medidas de impresión en diferentes intervalos a lo largo de la trayectoria de la rueda en la muestra de prueba.
5.4. Contador de pase de rueda- Un solenoide sin contacto que cuenta cada pase de rueda sobre la muestra. La señal de este contador está acoplada a la medición de impresión de la rueda, lo que permite la rutina profundidad que se expresará en función de los pasos de la rueda. 5.5. Sistema de montaje de muestras de losa- Una bandeja de acero inoxidable que está montada rígidamente a la máquina. El sistema de montaje debe restringir el desplazamiento de la muestra dentro de 0.5 mm (0.02 in) durante la prueba y debe suspender la muestra para proporcionar un mínimo de 20 mm (0,8 pulgadas.) de libre circulando agua por todos lados. 5.6. Sistema de montaje de muestras cilíndricas- Un conjunto que consta de dos moldes de polietileno alta densidad (HDPE) o yeso de París, de acuerdo con la Sección 8 para asegurar la muestra (como se muestra en las Figuras 1 y 2), colocada en una bandeja de acero inoxidable que está montada rígidamente a la máquina. Este sistema de montaje debe restringir el desplazamiento de la muestra a 0,5 mm (0.02 in) durante la prueba y debe suspender la muestra para proporcionar un mínimo de 20 mm (0.8 in) de agua circulante por todos lados.
Figura 1: Sistema de montaje de muestras cilíndricas
Figura 2Esquema del sistema de montaje de muestras cilíndricas 5.7. Compactador de amasado lineal: una unidad de accionamiento hidráulico que utiliza una serie de placas de acero alineados verticalmente para compactar mezclas de asfalto moldeadas en losas planas de forma rectangulares de espesor y densidad predeterminada. 5.8. Balanza: de 12 000 g de capacidad, con precisión de 0,1 g. 5.9. Hornos: para agregados de calefacción y aglutinantes de asfalto. 5.10. Compactador giratorio Superpave (SGC): y moldes conforme a T 312. 5.11. Cuencos, cuchara, espátula, etc.
6. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA 6.1. Número de muestras de prueba: prepare dos muestras de prueba para cada prueba, ya sean muestras de losa o cilindros. 6.2. HMA producido por laboratorio: 6.2.1. Las proporciones de la mezcla de lote de acuerdo con la fórmula de mezc la de trabajo deseada. 6.2.2. Utilice la temperatura de mezcla a la que el aglutinante de asfalto alcanza una viscosidad de 170 ± 20 cSt. Por los aglutinantes de asfalto modificados utilizan la temperatura de mezclado recomendada por el fabricante del aglutinante. 6.2.3. Mezcle en seco los agregados y la mezcla mineral (si se usa) primero, luego agregue el porcentaje correcto de carpeta de asfalto Mezcle los materiales para cubrir completamente todos los agregados. (Mezclar en húmedo los agregados usando una lechada de cal u o tro material húmedo). 6.2.4. Acondicione la prueba de muestras a la temperatura de compactación adecuada de acue rdo con el corto plazo del procedimiento de acondicionamiento para propiedades mecánicas en R 30. 6.2.5. Use la temperatura de compactación a la que el aglutinante de asfalto alcanza una viscosidad de 280 ± 30 cSt. Para los aglutinantes de asfalto modificados, use la temperatura de compactación recomendada por fabricante el fabricante del aglutinante. 6.2.6. Compactación de Laboratorio de Especímenes Compactos, ya sea muestras de losa o especímenes SGC cilíndricos. 6.2.6.1. Compactación de muestras de losa: Caliente los moldes y las herramientas a la temperatura de compactación. Muestras losa compacta de 320 mm (12,5 pulgadas) de largo y 260 mm (10,25 pulgadas) de ancho con un amasamiento lineal con compactador (o equivalente). El espesor de la muestra debe ser al menos dos veces el tamaño máximo nominal del agregado, generalmente dando una muestra de 38 a 100 mm (1.5 a 4 in) de espesor. Permitir el
compactado de las muestras de losas se e nfría a temperatura ambiente normal sobre una superficie limpia y plana hasta que estén frías al tacto. 6.2.6.2. Compactación de probetas cilíndricas SGC: compactar dos muestras de 150 mm (6 pulgadas.) de diámetro de acuerdo con T 312. El espesor de la muestra debe ser al menos dos veces el tamaño máximo nominal del agregado, generalmente dando una muestra de 38 a 100 mm (1.5 a 4 in) de espesor. Permitir el compactado de las muestras se enfría a temperatura ambiente normal sobre una superficie limpia y plana hasta que estén frías al tacto. 6.3. HMA producido en el campo-Mezcla suelta: 6.3.1. Obtenga una muestra de HMA de ac uerdo con T 168. 6.3.2. Compactación de especímenes laboratorio de Especímenes Compactos, ya sea muestras de losa o SGC cilíndricos 6.3.2.1. Compactación de muestras de losa: caliente los moldes y las herramientas a la temperatura de compactación. Muestras Losa compacta de 320 mm (12,5 pulgadas) de largo y 260 mm (10,25 pulgadas) de ancho con un amasamiento lineal Compactador (o equivalente). El espesor de la muestra debe se r al menos dos veces el tamaño máximo nominal Del agregado, generalmente dando una muestra de 38 a 100 mm (1.5 a 4 in) de espesor. Permitir compactado de las muestras de losas que se enfrían a temperatura ambiente normal sobre una superficie limpia y plana hasta que estén frías al tacto. 6.3.2.2. Compactación de probetas cilíndricas SGC: compactar dos muestras de 150 mm (6 pulg.) de diámetro de acuerdo con T 312. El espesor de la muestra debe ser al menos dos veces el tamaño máximo nominal del agregado, generalmente dando una muestra de 38 a 100 mm (1.5 a 4 in) de espesor. Permitir el compactado de las muestras se enfría a temperatura ambiente normal sobre una superficie limpia y plana hasta que estén frías al tacto. 6.4. Campo Compactado HMA Compactado (Núcleo / Muestra de losa): 6.4.1. Corte de núcleos de campo o muestras de losas de campo: los núcleos de campo o las muestras de losas de campo consisten en muestras compactadas cortadas con sierra tomadas de pavimentos HMA. Cortar los núcleos de campo 300 mm (12 in), 250 mm (10 in) o 150 mm (6 in) de diámetro. Cortar muestras de losa de campo aproximadamente 260 mm (10.25 pulg.) De ancho por 320 mm (12.5 pulg.) De largo. Use un espesor de muestra de losa de 38 a 100 mm (1.5 a 4 pulgadas). La altura de una muestra de núcleo de campo o losa de campo es típicamente de 38 mm (1,5 pulgadas), pero si puede ajústelo para que se ajuste al sistema de montaje de la muestra mediante corte con sierra en húmedo. Cortar los núcleos de campo de acuerdo con la Secc ión 6.4.2.
Nota 2: Tenga cuidado de cargar la muestra de forma que quede nivelada con respecto a la superficie del molde. Recorta la muestra si es demasiado alto, o use cuñas si es demasiado corto (apoyando con yeso si es necesario). Calibrar el plumón la presión de la rueda debe ser de 705 N (158 lb) en el centro, nivelada hasta la parte superior de la posición del molde. Incluso un pequeño cambio en la elevación cambiará significativamente la presión hacia abajo.
6.4.2. Cortar muestras SGC cilíndricas y núcleos de campo: cortar las muestras después de que se hayan enfriado a temperatura ambiente usando una sierra mojada o seca. Vio los especímenes a lo largo de una línea secante (o cuerda) que cuando se unen en los moldes, no hay espacio entre los bordes cortados. La cantidad del material aserrado de las probetas cilíndricas SGC puede variar para lograr un ancho de espacio no mayor de 7,5 mm (0,3 pulgadas.) entre los moldes.
7. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE VACÍO DE AIRE 7.1. Determine la gravedad específica a granel de las muestras de acuerdo con T 166. 7.2. Determine la gravedad específica máxima de la mezcla de acuerdo con T 209. 7.3. Determine el contenido de vacío de aire de las muestras de acuerdo con T 269. El recomendado el contenido objetivo de vacío de aire es de 7.0 ± 0.5 por ciento para probetas cilíndricas SGC compactadas en laboratorio y 7.0 ± 1.0 por ciento para muestras de losas compactadas en laboratorio. Las muestras de campo se pueden analizar en el contenido de vacío de aire en e l que se obtienen.
8. PROCEDIMIENTO 8.1. Montaje de muestras en el núcleo de losa y de campo grande: use yeso de París para montar rígidamente la muestra de 300 mm (12 in), 250 mm (10 in) o muestras de losa en las bandejas de montaje. Mezcle el yeso en aproximadamente una relación de 1: 1 de yeso a agua. Vierta el yeso a una altura igual a la de la muestra para llenar el espacio de aire entre la muestra y los lados de la bandeja de montaje. La losa de la muestra estará en contacto directo
con la bandeja de montaje; sin embargo, el yeso puede fluir por debajo del espécimen. El yeso debajo de la muestra no debe exceder los 2 mm (0.08 in). Permita que el yeso seque al menos 1 h para establecer. Si usa otro material de montaje, debe ser capaz de soportar 890 N (200 lb) de carga sin agrietarse. 8.2. Montaje en probetas SGC cilíndricas y de campo: coloque los moldes de HDPE en el soporte de la bandeja o utilice yeso de parís para montar rígidamente las muestras de 150 mm (6 pulgadas) de diámetro en el montaje de la bandeja que cumpla con las dimensiones descritas en la Figura 2. Si se usa yeso de París, vierta el yeso a la altura igual a la de la muestra para llenar el espacio de aire entre la muestra y los lados de la muestra en bandeja de montaje. La muestra estará en contacto directo con la bandeja de montaje; sin embargo, el yeso puede fluir debajo de la muestra. El yeso debajo de la muestra no debe exceder los 2 mm (0.08 pulgadas.) De espesor permita que el yeso seque al menos 1 h para establecer. Para moldes de HDPE, inserte el corte de especímenes en los moldes. Calce los moldes en la bandeja de montaje según sea necesario. Asegure los moldes en la bandeja de montaje apretando a mano los pernos de la placa de borde. 8.3. Coloque la (s) bandeja (s) de montaje con las muestras de prueba en el dispositivo. Ajuste la altura de la bandeja de muestras según lo recomendado por el fabricante, y seguro apretando a mano los pernos. 8.4. Encienda el dispositivo de prueba y la computadora. 8.5. Inicie el software utilizado para comunicarse con el dispositivo de prueba. 8.6. Ingrese la información pertinente del proyecto y los requisitos de configuración de prueba. 8.6.1. Seleccione la temperatura de prueba según las especificaciones aplicables. 8.6.2. Seleccione la profundidad de rocío máxima permisible en función de las especificaciones aplicables. 8.6.3. Seleccione la cantidad máxima de pases según las especificaciones aplicables. 8.6.4. Ingrese un retraso de inicio de 30 minutos para pre acondicionar las muestras de prueba. La temperatura de los especímenes en la bandeja de montaje será la temperatura de prueba seleccionada en la Sección 8.6.1 al completar este período de pre acondicionamiento. 8.7. Continúe con la Sección 8.8 para operar el dispositivo de prueba en modo "Auto". Proceda a la Sección 8.9 para operar el dispositivo de prueba en e l modo "Manual".
Nota 3: Realice la prueba en modo "Auto" para probar dispositivos fabricados en los Estados Unidos. Más tarde que 1998, donde el software se abrirá y cerrará automáticamente las válvulas para llenar y drenar el baño de agua. Realice la prueba en modo "Manual" para los dispositivos puestos a disposición de los Estados Unidos antes de 1998.
8.8. Realizando la prueba en modo automático: 8.8.1. Ajuste la altura del LVDT de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. Nota 4: El LVDT para cada rueda de acero se pone a cero automáticamente al comienzo de la prueba. los el software mostrará un cero al comienzo de la prueba.
8.8.2. Si utiliza muestras cilíndricas, baje las ruedas hasta el borde de las muestras de prueba de manera que la mayoría de la rueda está en contacto con los moldes de HDPE en la bandeja de montaje. Si usa losas, baje las ruedas sobre la muestra no más de 5 minutos antes del comienzo de la prueba. En cualquiera En este caso, la muestra no debe sumergirse más de 60 ± 5 minutos antes de comenzar la prueba. Esta incluye el tiempo de acondicionamiento. 8.8.3. Comience la prueba seleccionando el botón "Inicio" del software del dispositivo de prueba.
Nota 5-El tiempo de retraso de inicio o el tiempo de preacondicionamiento se iniciará después de que el agua se calienta a temperatura seleccionada para la prueba en la Sección 8.6.1.
8.8.4. El dispositivo de seguimiento de la rueda se detendrá cuando se hayan producido 20,000 pases, cuando algún otro número predeterminado de pases ha ocurr ido, o cuando la prueba ha alcanzado el máximo de profundidad de impresión establecida en la Sección 8.6.2. El software del dispositivo de prueba guarda automáticamente el archivo de datos de prueba.
8.8.5. Levante la (s) rueda (s) y retire la (s) bandeja (s) de montaje de la muestra y las muestras en celo.
8.8.6. Continúe con la Sección 8.10. 8.9. Realizando la prueba en modo manual: 8.9.1. Cierre la (s) válvula (s) de drenaje y llene el baño de agua del dispositivo de seguimiento de la rueda con agua hasta el (los) dispositivo (s) flotante (s) se elevan a una posición horizontal.
Nota 6-Ajuste la cantidad de agua fría y caliente si es necesario, ya que la temperatura del agua puede variar. 8.9.2. Pre acondicione las muestras de prueba en el baño de agua durante 30 minutos después de que el agua haya alcanzado la temperatura de prueba se leccionada. No coloque la muestra en el baño de acondicionamiento más de 60 ± 5 minutos antes de comenzar la prueba. Esto incluye el tiempo de pre acondicionamiento. 8.9.3. Baje las ruedas sobre las muestras después de que las muestras de prueba se hayan pre acondicionado con la temperatura de prueba seleccionada durante 30 min. Para máquinas que se inician automáticamente después del seleccionado de tiempo de pre acondicionamiento, se permite bajar las ruedas antes del ciclo de pre acondicionamiento. La rueda no debe estar en contacto con la muestra durante más de 5 minutos antes de poner en marcha la rueda. 8.9.4. Asegúrese de que el LVDT de la unidad de microcontrol lea entre 10 y 18 mm (0.4 y 0.7 in). Ajustar el Altura LVDT para obtener esta lectura. Afloje los dos tornillos en el soporte LVDT y deslice el LVDT hacia arriba o hacia abajo a la altura deseada. Apretar los tornillos. 8.9.5. Comience la prueba. 8.9.6. El dispositivo de seguimiento de la rueda se detendrá cuando se hayan producido 20,000 pases, cuando algún otro número predeterminado de pases ha ocurrido, o cuando la prueba ha alcanzado el máximo de profundidad de impresión establecida en la Sección 8.6.2. El dispositivo también se desconectará si el LVDT promedio de desplazamiento (leída de la unidad de microcontrol, no de la pantalla) es de 40.90 mm (1.6 in) o mayor para un espécimen individual. Tenga en cuenta que la lectura de la pantalla resta la lectura LVDT inicial del desplazamiento total. 8.9.7. Abra la (s) válvula (s) debajo de los tanques y drene el baño de agua. Levante la (s) rueda (s) y retire el la (s) bandeja (s) de montaje de muestras y las muestras en celo. 8.10. Limpie el baño de agua, los serpentines de calentamiento, las ruedas y la sonda de temperatura con agua y estropajos o según las recomendaciones del fabricante. Use un vacío húmedo-seco para eliminar las partículas que tienen instalado en el fondo de los baños. Limpie el elemento de filtro y los espaciadores después de cada prueba o por recomendaciones del fabricante. No use solventes para limpiar el baño de agua. 8.11. Gire las ruedas después de cada prueba, para que la misma sección de la superficie de la rueda no esté en contacto con el espécimen de prueba de prueba a prueba. Esta rotación proporcionará un desgaste uniforme en toda la rueda. La prueba debe operar con un movimiento suave a través de la muestra de prueba.
9. CÁLCULOS 9.1. A los fines de este método, una "prueba" se define como: a) Dos muestras de losa de 320 mm (12,5 pulgadas) de largo por 260 mm (10,25 pulgadas) de ancho, dos de 250 mm Muestras de núcleo (10 pulgadas) o dos muestras de núcleo de 300 mm (12 pulgadas) que representan material similar para correr en el dispositivo rueda de Hamburgo simultáneamente; o b) Cuatro muestras de 150 mm (6 pulgadas) de diámetro agrupadas por parejas (1 y 1a) que representan similares material que se ejecuta simultáneamente en el dispositivo Rueda de Hamburgo. Los resultados de la prueba se informarán como el valor promedio de ambas muestras (a) o ambos pares de espec ímenes (b). 9.2. Trace la profundidad de la rutina contra el número de pases para cada prueba. La figura 3 muestra una gráfica típica de la salida producido por el Dispositivo de Seguimiento de Ruedas de Hamburgo. De esta gráfica, obtenga los siguientes valores: Pendiente e intersección de la primera porción de estado estable de la curva, y Pendiente e intersección de la segunda porción de estado estacionario de la curva.
Figura 3-Curva de Hamburgo con parámetros de prueba. 9.3. Calcule los siguientes parámetros de prueba, todos e xpresados en "Pases". ó
