Contenido Método de diseño Marshall ................................................................................................... ... 3 METODOLOGÍA .................................................... ..................................................... ............ 3 DEFINICIONES ....................................................................................................................... 3 Gravedad específica neta del agregado................................................... ....................................................................... .................... 3 Gravedad específica efectiva del agregado ....................................................... .......... 3 Contenido de asfalto efectivo ............................................... ..................................................................................... ...................................... 5 Porcentaje de vacíos en el agregado mineral ................................. ............................. 5 Porcentaje de vacíos de aire ....................................................................................... 6 Porcentaje de vacíos llenos de asfalto ........................................................................ 6 EL EQUIPO NECESARIO ................................................... ....................................................................................................... .................................................... ... 6 PROCEDIMIENTO .................................................................................................................. 7 Selección del Agregado mineral ..................................................... ............................. 7 Dosificación de la mezcla de agregados ...................................................................... 7 Porcentajes de asfalto y niveles de compactación .................................................... ... 7 Elaboración de la mezcla asfáltica............................................................................... 7 Compactación ..................................................... .................................................... ... 8 Determinación de la gravedad específica ................................................ .................................................................... .................... 8 Prueba de estabilidad y flujo ................................................ ...................................................................................... ...................................... 8 Análisis de densidad y vacíos ................................................ ...................................................................................... ...................................... 8 CALCULOS ................................................................................................................................ 9 GRAFICAS OBTENIDAS ............................................................................................................ 17
GRAFICAS Gráfica 1: GRANULOMETRIA UTILIZADA PARA EL ENSAYO ............................................................... 10 Gráfica 2: GRANULOMETRIA GRANULOMETRIA FINAL PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTO ASFALTICO................. ......................... ........ 11 Gráfica 3 PESO UNITARIO VS CONTENIDO DE ASFALTO ................................................................... 17 Gráfica 4 ESTABILIDAD VS CONTENIDO DE ASFALTO ........................................................................ 17 Gráfica 5 FLUENCIA VS CONTENIDO DE ASFALTO ............................................................................. 18 Gráfica 6 PORCENTAJE DE HUECOS DE LA MEZCLA VS CONTENIDO DE ASFALTO................. .......................... ........... .. 18 Gráfica 7 VMA VS CONTENIDO DE ASFALTO ..................................................................................... 19
1
TABLAS Tabla 1: NORMATIVA UTILIZADA PARA DETERMINAR LA GRANULOMETRIA .................. ........................... ................... .......... 9 Tabla 2: GRANULOMETRIA A USAR PARA EL ENSAYO ...................................................................... 12 Tabla 3 CANTIDAD DE MATERIAL A USAR PARA 5% DE ASFALTO .................. ........................... ................... ................... ................ ....... 12 Tabla 4 CANTIDAD DE MATERIAL A USAR PARA 5,5% DE ASFALTO .................. ........................... ................... ................... ............. .... 13 Tabla 5 CANTIDAD DE MATERIAL A USAR PARA UN 6% DE ASFALTO.................. ........................... ................... ................... ........... 14 Tabla 6 CANTIDAD DE MATERIAL A USAR PARA UN 6,5% DE ASFALTO .................. ........................... ................... ................. ....... 14 Tabla 7 CANTIDAD DE MATERIAL A USAR PARA UN 7% DE ASFALTO .................. ........................... ................... ................... ........... 15 Tabla 8 RESULTADOS ENSAYO MARSHALL ........................................................................................ 16
2
Método de diseño Marshall METODOLOGÍA El concepto del método Marshall para diseño de mezclas de pavimentación fue formulado por Bruce Marshall, ingeniero de asfaltos del Departamento de Autopistas del estado de Mississippi. El cuerpo de ingenieros de Estados Unidos, a través de una extensiva investigación y estudios de correlación, mejoró y adicionó ciertos aspectos al procedimiento de prueba Marshall y desarrollo un criterio de diseño de mezclas. El método original de Marshall, sólo es aplicable a mezclas asfálticas en calientepara pavimentación que contengan agregados con un tamaño máximo de 25 mm (1”) o menor. El método modificado se desarrolló para tamaños máximo arriba de 38 mm (1.5”). Está pensado para diseño en laboratorio y control de campo de mezclas asfálticas en caliente con graduación densa. Debido a que la prueba de estabilidad es de naturaleza empírica, la importancia de los resultados en términos de estimar el comportamiento en campo se pierde cuando se realizan modificaciones a los procedimientos estándar. El método Marshall utiliza especímenes de prueba estándar de una altura de 64 mm (2 ½”) y 102 mm (4”) de diámetro. Se preparan mediante un procedimiento específico para calentar, mezclar y compactar mezclas de asfalto-agregado. (ASTM D1559). Los dos aspectos principales del método de diseño son, la densidad-análisis de vacíos y la prueba de estabilidad y flujo de los especímenes compactados. La estabilidad del espécimen de prueba es la máxima resistencia en N (lb) que un espécimen estándar desarrollará a 60
DEFINICIONES
Gravedad específica neta del agregado Cuando el agregado total consiste en fracciones separadas de agregado grueso; agregado fino ; y filler, todos tienen diferentes gravedades específicas; la gravedad específica neta para el agregado total se calcula usando:
Donde: G sb = gravedad específica neta para el agregado total P1, P2, Pn = porcentajes individuales por masa de agregado G1, G2, Gn = gravedad específica neta individual del agregado La gravedad específica neta del filler es difícil de determinar correctamente. De cualquier modo, si la gravedad específica aparente del filler es estimada, el error es usualmente insignificante.
Gravedad específica efectiva del agregado Cuando se basa en la gravedad específica máxima de una mezcla de pavimento, Gmm, la gravedad específica efectiva del agregado, Gse, incluye todos los espacios de vacíos en las partículas del agregado, excepto aquellos que absorben el asfalto ; Gse se determina usando:
3
Donde: G se = gravedad específica efectiva del agregado G mm = gravedad específica teórica máxima (ASTM D 2041/AASHTO T 209) de mezcla de pavimento (sin vacíos de aire) P mm = porcentaje de masa del total de la mezcla suelta = 100 P b = contenido de asfalto con el cual ASTM D 2041/AASHTO T 209 desarrolló el ensayo; el porcentaje por el total de la masa de la mezcla G b = gravedad específica del asfalto El volumen de asfalto absorbido por los agregados es casi invariablemente menor al volumen de agua absorbida. Por tanto, el valor para la gravedad específica efectiva de un agregado debe estar entre su gravedad específica neta y su gravedad específica aparente. Cuando la gravedad específica efectiva sale de estos límites, su valor se debe asumir como incorrecto. El cálculo de la gravedad específica máxima de la mezcla mediante la ASTM D 2041/ASSHTO T 209; la composición de la mezcla en términos del contenido de agregado; y el total de asfalto se deben entonces, volver a inspeccionar para encontrar la causa del error.
Gravedad específica máxima de la mezcla asfáltica
En el diseño de una mezcla asfáltica para un agregado dado, se necesitará la gravedad específica máxima, Gmm, para cada contenido de asfalto con el fin de calcular el porcentaje de vacíos de aire para cada contenido de asfalto. Mientras que la gravedad específica máxima puede determinarse para cada contenido de asfalto mediante ASTM D 2041/ASSHTO T 209; la precisión del ensayo es mejor cuando la mezcla está cerca del contenido de asfalto de diseño. Además, es preferible medir la gravedad específica máxima por duplicado o triplicado. Después de calcular la gravedad específica efectiva del agregado para cada gravedad específica máxima medida; y promediando los resultados del Gse, la gravedad específica máxima para cualquier otro contenido de asfalto puede obtenerse con la siguiente ecuación, la cual supone que la gravedad específica efectiva del agregado es constante, y ésta es válida puesto que la absorción del asfalto no varía apreciablemente con los cambios en el contenido de asfalto.
Donde: Gmm = gravedad específica teórica máxima de la mezcla del pavimento (sin vacíos de aire) Pmm = porcentaje de la masa del total de la mezcla suelta = 100 P s = contenido de agregado, porcentaje del total de la masa de la mezcla P b = contenido de asfalto, porcentaje del total de la masa de la mezcla G se = gravedad específica efectiva del agregado G b = gravedad específica del asfalto
4
Donde: P ba = asfalto absorbido, porcentaje de la masa del agregado G se = gravedad específica efectiva del agregado G sb = gravedad específica neta del agregado G b = gravedad específica del asfalto
Contenido de asfalto efectivo El contenido de asfalto efectivo, Pbe, de una mezcla de pavimento es el volumen total de asfalto, menos la cantidad de asfalto perdido por absorción dentro de las partículas del agregado. Es la porción del contenido total de asfalto que se queda como una capa en el exterior de la partícula del agregado y es el contenido de asfalto que gobierna el desempeño de una mezcla asfáltica. La fórmula es:
Donde: P be = contenido de asfalto efectivo, porcentaje de la masa total de la mezcla P b = contenido de asfalto, porcentaje de la masa total de la mezcla P ba = asfalto absorbido, porcentaje de la masa del agregado P s = contendido de agregado, porcentaje total de la masa de la mezcla
Porcentaje de vacíos en el agregado mineral
Los vacíos en el agregado mineral, VAM, se definen como el vacío intergranular entre las partículas del agregado en una mezcla asfáltica compactada, que incluye los vacíos de aire y el contenido de asfalto efectivo, expresado como un porcentaje del volumen total. El VAM puede calcularse sobre la base de la gravedad específica neta del agregado, y expresarse como un porcentaje del volumen mezcla asfáltica compactada. Por tanto, el VAM puede estimarse restando el volumen del agregado determinado por su gravedad específica neta, del volumen neto de la mezcla asfáltica compactada. Si la composición de la mezcla se determina como el porcentaje del total de la masa de la mezcla asfáltica:
Donde: VAM = vacíos en el agregado mineral (porcentaje del volumen neto) G sb = gravedad específica neta del total de agregado G mb = gravedad específica neta de la mezcla asfáltica compactada (ASTM D 1188 O D 2726/AASHTO T 166) P s = contenido de agregado, porcentaje del total de la masa de la mezcla asfáltica , si la composición de la mezcla es determinada como el porcentaje de la masa del agregado:
5
Donde: P b = contenido de asfalto, porcentaje de la masa del agregado
Porcentaje de vacíos de aire
Los vacíos de aire, Va, en la mezcla asfáltica compactada consiste en los pequeños espacios de aire entre las partículas de agregado. El porcentaje del volumen de vacíos de aire en una mezcla compactada, puede determinarse usando:
Donde: V a = vacíos de aire en la mezcla compactada, porcentaje del volumen total G mm = gravedad específica máxima de la mezcla asfáltica G mb =gravedad específica neta de la mezcla asfáltica compactada
Porcentaje de vacíos llenos de asfalto El porcentaje de los vacíos en el agregado mineral que son llenados por el asfalto, VFA, no incluyendo el asfalto absorbido, se determina usando:
Donde: VFA = vacíos llenados con asfalto, porcentaje de VAM VAM = vacíos en el agregado mineral, porcentaje del volumen total V a = vacíos de aire en mezclas compactadas, porcentaje del volumen total
EL EQUIPO NECESARIO
Una máquina para la aplicación de la carga vertical, diseñada especialmente para esta prueba. Moldes para la preparación de muestras de 10 cm. ( 4”) d e diámetro interior. Cada molde tiene una base metálica y se halla dividida en dos secciones; la sección inferior tiene 7,5 centímetros (3”) de altura, y la superior 6,35 cm. (2 ½”).
Un sujetador de molde para facilitar la compactación de la mezcla. Un martillo o pisón de base circular con 9,8 cm. (3 7/8”) de diámetro, 4,5 Kg. (10 Lb.) de peso y 46 cm. (18”) de caída libre.
Un dispositivo para las pruebas de estabilidad, especialmente diseñado, y formado por dos segmentos semicirculares cuyo diámetro interior mide 5 cm. (2”).
6
PROCEDIMIENTO
Selección del Agregado mineral
El material pétreo que se utilizó para la elaboración de la mezcla asfáltica proviene del banco de materiales “Mina Castro”, ubicado en la ciudad de Cuenca, y consta básicamente de roca semitriturado; las pruebas al agregado se realizaron de acuerdo con los requerimientos establecidos por la metodología especificada
Dosificación de la mezcla de agregados
Se utilizó una mezcla de cuatro agregados, y se definió la estructura del agregado de diseño calculando la granulometría de la mezcla por medio de combinaciones matemáticas de las granulometrías individuales de los materiales para llegar a la granulometría deseada.
Porcentajes de asfalto y niveles de compactación
Con datos de la mezcla de agregados de diseño, asi como con la gravedad específica neta (Gsb); y la gravedad específica aparente (Gsa); y el tamaño máximo nominal del agregado (Sn), se puede determinar un porcentaje de asfalto (Pbi) que fueron de 4% al 7% con incrementos de 0,5% Los contenidos de asfalto para el ensayo se seleccionaron con objeto de obtener curvas de los parámetros mejor definidas que se analizan en el diseño volumétrico.
Elaboración de la mezcla asfáltica
Una vez que los materiales se acondicionan cercanos a la temperatura de mezclado, se dosifica el asfalto en peso con respecto a la mezcla total Posteriormente se procede al cubrimiento del agregado pétreo, manteniendo la temperatura de mezclado dentro del rango especificado hasta que las partículas más gruesas se hayan cubierto totalmente. Cuando la mezcla haya alcanzado la temperatura de compactación, se coloca dentro de los moldes donde va ser compactada. Los moldes deberán estar calientes, así como los demás accesorios que se utilicen en el vaciado y acomodo de la mezcla, con el fin de evitar una reducción de temperatura de la mezcla asfáltica, previa a su compactación.
7
Para la fabricación de las probetas Marshall (100 mm de diámetro) se utilizaron aproximadamente 1200 g de material; la altura de estas probetas también resulta adecuada para el ensayo de deformación permanente.
Compactación
En la compactación de la mezcla asfáltica caliente se utilizó el martillo de impacto para las probetas. y se procedió a dar 75 golpes por lado
Determinación de la gravedad específica
La prueba de gravedad específica puede desarrollarse tan pronto como el espécimen se haya enfriado en un cuarto de temperatura. Esta prueba se hace de acuerdo con la Norma ASTM D1188, gravedad específica de mezclas asfálticas compactadas utilizando parafina; o la ASTM D2726, gravedad específica de mezclas asfálticas compactadas mediante superficies saturadas de especímenes secos. Para determinar cuál norma se debe utilizar, se realizan pruebas de absorción a la mezcla asfáltica compactada; si la absorción es mayor al 2%, se recurre a la norma ASTM D1188; en caso contrario, se emplea la norma ASTM D2726.
Prueba de estabilidad y flujo
Después de que la gravedad específica se ha determinado, se procede a la prueba de estabilidad y flujo, que consiste en sumergir el espécimen en un baño María a 60 ºC ± 1 ºC (140 ºF ± 1.8 ºF) de 30 a 40 minutos antes de la prueba. Con el equipo de prueba listo se remueve el espécimen colocado en baño María y cuidadosamente se seca la superficie. Ubicando y centrando el espécimen en la mordaza inferior, se coloca la mordaza superior y se centra completamente en el aparato de carga. Posteriormente, se aplica la carga de prueba al espécimen a una deformación constante de 51 mm (5”) por minuto, hasta la falla. El punto de falla se define por la lectura de carga máxima obtenida.
El número total de Newtons requeridos para que se produzca la falla del espécimen deberá registrarse como el valor de estabilidad Marshall. Mientras la prueba de estabilidad está en proceso, si no se utiliza un equipo de registro automático, se deberá mantener el medidor de flujo sobre la barra guía y cuando la carga empiece a disminuir se deberá tomar la lectura , y registrarla como el valor de flujo final. La diferencia entre el valor de flujo final e inicial, expresado en unidades de 0.25 mm (1/100”), será el valor del flujo
Marshall.
Análisis de densidad y vacíos
Después de completar las pruebas de estabilidad y flujo, se lleva a cabo el análisis de densidad y vacíos para cada serie de especímenes de prueba. Se debe determinar la gravedad específica teórica máxima (ASTM D2041) para al menos dos contenidos de asfalto, preferentemente los que estén cerca del contenido óptimo de asfalto. Un valor promedio de la gravedad específica efectiva del total del agregado, se calcula de estos valores. Utilizando la gravedad específica y la gravedad específica efectiva del total del agregado, así como el promedio de las gravedades específicas de las mezclas compactadas, la gravedad específica del 8
asfalto y la gravedad específica teórica máxima de la mezcla asfáltica, 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).
CALCULOS
Metodo Marshal para el diseño de pavimentos TABLA MOP-001-F 404-5.1. C (% que % pasa (Utilizado) pasa)
TAMIZ
ABERTURA (mm)
%retenido
2''
50.8
-
-
-
-
1 1/2''
38.1
-
-
-
-
1''
25.4
-
-
-
-
3/4''
19
90
100
100
0
3/8''
9.5
56
80
68
32
N4
4.75
35
65
50
18
N8
2.36
23
49
36
14
N 50
0.3
5
19
12
24
N 200
0.075
2
8
5
7
Fondo 5 Tabla 1: NORMATIVA UTILIZADA PARA DETERMINAR LA GRANULOMETRIA En la figura se observan los valores de granulometría que indican las normativas de MOP-001-F en colores azul y rojo, la granulometría utilizada para el ajuste de la que se utilizaría en el ensayo es la de color verde como puede observarse en la figura:
9
CURVA GRANULOMETRICA Grava Gruesa
100
3
Fina 34
Arena Media
Gruesa Nº 4
Nº 10
Finos Limo y Arcilla
Fina Nº 200
Nº 40
90 80 ) % ( a 70 s a p e 60 u q o d a 50 l u m u c 40 A 30 20 10 0 100.00
10.00
Diámetro de1.00 las partículas (mm)
0.10
0.01
Gráfica 1: GRANULOMETRIA UTILIZADA PARA EL ENSAYO
10
Una vez obtenida la curva de ajuste (curva verde) procedemos a tamizar y pesar el material, obteniéndose una granulometría aproximada a la de ajuste que se encuentra dentro de los parámetros especificados por el MOP. La granulometría utilizada se representa con el color purpura: CURVA GRANULOMETRICA Grava Gruesa
100
3
Fina 3
Arena Media Nº
Gruesa Nº
Nº
Finos Limo y Arcilla
Fina Nº
90 80 ) % ( a 70 s a p e 60 u q o d 50 a l u m u 40 c A
GRANULOMETRIA MOP 1 GRANULOMETRIA MOP 2 GRANULOMETRIA DE AJUSTE GRANULOMETRIA UTILIZADA
30 20 10 0 100.00
10.00
1.00 Diámetro de las partículas (mm)
0.10
0.01
Gráfica 2: GRANULOMETRIA FINAL PARA EL DISEÑO DEL P AVIMENTO ASFALTICO
A continuación se presenta la tabla con los datos finales de la granulometría:
TAMIZ
ABERTURA % PASA (mm) (Utilizado)
% PASA INTERPOLADO
%RETENIDO
3¨
76.2
100
100.00
0.00
2¨
50.8
100
100.00
0.00
1,5¨
38.1
100
100.00
0.00
1¨
25.4
100
100.00
0.00
3/4¨
19.1
100
100.00
0.00
1/2¨
12.7
78.62
21.38
3/8¨
9.52
68
68.00
10.62
#4
4.76
50
50.00
18.00
#8
2.36
36
36.00
14.00
#16
1.18
25.00
11.00
#30
0.59
18.00
7.00
11
#50
0.3
12
#100
0.15
#200
0.07
12.00
6.00
7.43
4.57
5.00
2.43
5
fondo
5.00 Tabla 2: GRANULOMETRIA A USAR PARA EL ENSAYO
En las tablas a continuación se muestran los pesos necesarios para cada muestra variando los porcentajes de asfalto en las mismas, para formar briquetas de 1200 gr aproximadamente.
CANTIDAD DE MATERIALES UTILIZADOS PESO BRIQUETA : TAMIZ
1200
ABERTURA % PASA (mm) (Utilizado)
GR
ASFALTO(%):
5
%RETENIDO
% A USAR
PESO MATERIAL RETENIDO
3¨
76.2
100.00
0.00
0.00
0.00
2¨
50.8
100.00
0.00
0.00
0.00
1,5¨
38.1
100.00
0.00
0.00
0.00
1¨
25.4
100.00
0.00
0.00
0.00
3/4¨
19.1
100.00
0.00
0.00
0.00
1/2¨
12.7
78.62
21.38
20.31
243.71
3/8¨
9.52
68.00
10.62
10.09
121.09
#4
4.76
50.00
18.00
17.10
205.20
#8
2.36
36.00
14.00
13.30
159.60
#16
1.18
25.00
11.00
10.45
125.40
#30
0.59
18.00
7.00
6.65
79.80
#50
0.3
12.00
6.00
5.70
68.40
#100
0.15
7.43
4.57
4.34
52.04
#200
0.07
5.00
2.43
2.31
27.76
0.00
5.00
4.75
57.00
ASFALTO (%):
5.00
60.00
SUMA:
100.00
1200.00
fondo
Tabla 3 CANTIDAD DE MATERIAL A USAR PARA 5% DE ASFALTO
CANTIDAD DE MATERIALES UTILIZADOS PESO BRIQUETA :
1200
GR
ASFALTO(%):
5.5
12
TAMIZ
ABERTURA (mm)
% PASA (Utilizado)
%RETENIDO
% A USAR
PESO MATERIAL RETENIDO
3¨
76.2
100.00
0.00
0.00
0.00
2¨
50.8
100.00
0.00
0.00
0.00
1,5¨
38.1
100.00
0.00
0.00
0.00
1¨
25.4
100.00
0.00
0.00
0.00
3/4¨
19.1
100.00
0.00
0.00
0.00
1/2¨
12.7
78.62
21.38
20.20
242.43
3/8¨
9.52
68.00
10.62
10.04
120.45
#4
4.76
50.00
18.00
17.01
204.12
#8
2.36
36.00
14.00
13.23
158.76
#16
1.18
25.00
11.00
10.40
124.74
#30
0.59
18.00
7.00
6.62
79.38
#50
0.3
12.00
6.00
5.67
68.04
#100
0.15
7.43
4.57
4.31
51.77
#200
0.07
5.00
2.43
2.30
27.61
fondo
0
0.00
5.00
4.73
56.70
ASFALTO(%):
5.50
66
SUMA:
100.00
1200.00
Tabla 4 CANTIDAD DE MATERIAL A USAR PARA 5,5% DE ASFALTO
CANTIDAD DE MATERIALES UTILIZADOS PESO BRIQUETA :
1200
GR
ASFALTO(%):
6
TAMIZ
ABERTURA (mm)
% PASA (Utilizado)
%RETENIDO
% A USAR
PESO MATERIAL RETENIDO
3¨
76.2
100.00
0.00
0.00
0.00
2¨
50.8
100.00
0.00
0.00
0.00
1,5¨
38.1
100.00
0.00
0.00
0.00
1¨
25.4
100.00
0.00
0.00
0.00
3/4¨
19.1
100.00
0.00
0.00
0.00
1/2¨
12.7
78.62
21.38
20.10
241.14
3/8¨
9.52
68.00
10.62
9.98
119.82
#4
4.76
50.00
18.00
16.92
203.04
#8
2.36
36.00
14.00
13.16
157.92
#16
1.18
25.00
11.00
10.34
124.08
#30
0.59
18.00
7.00
6.58
78.96
#50
0.3
12.00
6.00
5.64
67.68
#100
0.15
7.43
4.57
4.29
51.50
13
#200
0.07
5.00
2.43
2.29
27.46
fondo
0
0.00
5.00
4.70
56.40
ASFALTO(%):
6.00
72
SUMA:
100.00
1200.00
Tabla 5 CANTIDAD DE MATERIAL A USAR PARA UN 6% DE ASFALTO
CANTIDAD DE MATERIALES UTILIZADOS PESO BRIQUETA :
1200
GR
ASFALTO(%):
6.5
TAMIZ
ABERTURA (mm)
% PASA (Utilizado)
%RETENIDO
% A USAR
PESO MATERIAL RETENIDO
3¨
76.2
100.00
0.00
0.00
0.00
2¨
50.8
100.00
0.00
0.00
0.00
1,5¨
38.1
100.00
0.00
0.00
0.00
1¨
25.4
100.00
0.00
0.00
0.00
3/4¨
19.1
100.00
0.00
0.00
0.00
1/2¨
12.7
78.62
21.38
19.99
239.86
3/8¨
9.52
68.00
10.62
9.93
119.18
#4
4.76
50.00
18.00
16.83
201.96
#8
2.36
36.00
14.00
13.09
157.08
#16
1.18
25.00
11.00
10.29
123.42
#30
0.59
18.00
7.00
6.55
78.54
#50
0.3
12.00
6.00
5.61
67.32
#100
0.15
7.43
4.57
4.27
51.22
#200
0.07
5.00
2.43
2.28
27.32
fondo
0
0.00
5.00
4.68
56.10
ASFALTO(%):
6.50
78
SUMA:
100.00
1200.00
Tabla 6 CANTIDAD DE MATERIAL A USAR PARA UN 6,5% DE ASFALTO
CANTIDAD DE MATERIALES UTILIZADOS PESO BRIQUETA :
1200
GR
ASFALTO(%):
7
TAMIZ
ABERTURA (mm)
% PASA (Utilizado)
%RETENIDO
% A USAR
PESO MATERIAL RETENIDO
3¨
76.2
100.00
0.00
0.00
0.00
14
2¨
50.8
100.00
0.00
0.00
0.00
1,5¨
38.1
100.00
0.00
0.00
0.00
1¨
25.4
100.00
0.00
0.00
0.00
3/4¨
19.1
100.00
0.00
0.00
0.00
1/2¨
12.7
78.62
21.38
19.88
238.58
3/8¨
9.52
68.00
10.62
9.88
118.54
#4
4.76
50.00
18.00
16.74
200.88
#8
2.36
36.00
14.00
13.02
156.24
#16
1.18
25.00
11.00
10.23
122.76
#30
0.59
18.00
7.00
6.51
78.12
#50
0.3
12.00
6.00
5.58
66.96
#100
0.15
7.43
4.57
4.25
50.95
#200
0.07
5.00
2.43
2.26
27.17
fondo
0
0.00
5.00
4.65
55.80
ASFALTO(%):
7.00
84
SUMA:
100.00
1200.00
Tabla 7 CANTIDAD DE MATERIAL A USAR PARA UN 7% DE ASFALTO
15
Probeta % de asfalto en peso de la mezcla Peso de la probeta en el aire (gr) Wd Peso de la probeta en el aire (gr)condición saturada superficialmente seca Wssd Peso de la probeta en el agua (gr) condición saturada superficialente seca Wsud Volumen de la probeta (gr) Peso específico bulk de la probeta (gr/cm3) Gmb Peso específico teórico máximo % vacíos totales en la mezcla (VTM) % vacíos en agregado mineral (VMA) % asfalto absorbido por el agregado total (VFA) Estabilidad corregida Estabilidad corregida promedio Peso unitario (gr/cm3) Flujo sin corregir Flujo (0,001pulg.) Flujo (0,001pulg.) promedio % vacíos totales de la mezcla (VTM) % vacíos en agregado mineral (VMA) % asfalto absorbido por el agregado total (VFA) promedio
1A 1B 2A 2B 3A 3B 4A 4B 5A 5B 5 5 5.5 5.5 6 6 6.5 6.5 7 7 1160.00 1258.50 1192.00 1199.30 1177.50 1205.50 1166.20 1182.80 1205.50 1168.50 1161.19 1259.90 1193.94 1200.43 1179.10 1207.15 1166.80 1183.60 1207.23 1169.00 646.35
698.99
666.72
672.79
664.99
678.77
655.73
670.04
676.54
659.99
514.84 560.92 527.23 527.64 514.11 528.38 511.07 513.57 530.68 509.01 2.25 2.24 2.26 2.27 2.29 2.28 2.28 2.30 2.27 2.30 2.40 2.40 2.39 2.39 2.38 2.38 2.36 2.36 2.35 2.35 6.28 6.68 5.39 4.88 3.58 3.95 3.36 2.46 3.22 2.19 16.39 16.74 16.54 16.10 15.90 16.23 16.66 15.88 17.48 16.60 61.65 60.10 67.42 69.65 77.51 75.66 79.86 84.54 81.60 86.80 1067.07 1016.26 1290.65 1473.58 1727.64 1575.20 1930.89 1829.27 2032.52 1575.20 1041.67 1382.11 1651.42 1880.08 1803.86 2.25 2.27 2.29 2.29 2.28 85.00 123.00 130.00 126.00 130.00 136.00 155.00 134.00 145.00 169.00 8.50 12.30 13.00 12.60 13.00 13.60 15.50 13.40 14.50 16.90 10.40 12.80 13.30 14.45 15.70 6.48 5.14 3.76 2.91 2.70 16.56 16.32 16.06 16.27 17.04 60.88 68.54 76.59 82.20 84.20
Tabla 8 RESULTADOS ENSAYO MARSHALL
16
GRAFICAS OBTENIDAS
Peso Unitario VS Contenido de Asfalto 2.30 2.29 ) 3 m c 2.28 / r g ( O I R2.27 A T I N U O2.26 S E P
2.25
y = -0.0192x2 + 0.2497x + 1.4783 R² = 0.979
Peso Unitario VS Contenido de Asfalto Poly. (Peso Unitario VS Contenido de Asfalto)
GRAFICAS OBTENIDAS
Peso Unitario VS Contenido de Asfalto 2.30 y = -0.0192x2 + 0.2497x + 1.4783 R² = 0.979
2.29 ) 3 m c 2.28 / r g ( O I R2.27 A T I N U O2.26 S E P
Peso Unitario VS Contenido de Asfalto Poly. (Peso Unitario VS Contenido de Asfalto)
2.25 2.24 4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
CONTENIDO DE ASFALTO (%)
Gráfica 3 PESO UNITARIO VS CONTENIDO DE ASFALTO
ESTABILIDAD VS CONTENIDO DE ASFALTO 2000.00 1800.00 1600.00 1400.00 D A1200.00 D I L I 1000.00 B A T 800.00 S E
ESTABILIDAD VS CONTENIDO DE ASFALTO
y = -249.71x2 + 3401x - 9739.7 R² = 0.9857
Poly. (ESTABILIDAD VS CONTENIDO DE ASFALTO)
600.00 400.00 200.00 0.00 4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
CONTENIDO DE ASFALTO (%)
Gráfica 4 ESTABILIDAD VS CONTENIDO DE ASFALTO
17
FLUENCIA VS CONTENIDO DE ASFALTO 18.00 y = -0.4714x2 + 8.1071x - 18.106 R² = 0.9659
16.00 14.00 12.00 A I 10.00 C N E U 8.00 L F
FLUENCIA VS CONTENIDO DE ASFALTO Poly. (FLUENCIA VS CONTENIDO DE ASFALTO)
6.00 4.00 2.00 0.00 4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
CONTENIDO DE ASFALTO (%)
Gráfica 5 FLUENCIA VS CONTENIDO DE ASFALTO
PORCENTAJE DE HUECOS DE LA MEZCLA VS CONTENIDO DE ASFALTO 7.00 6.00
S O C 5.00 E U H E 4.00 D E J 3.00 2 - 11.561x + y = A 0.8003x T N R² = 0.9952 E C 2.00 R O P
PORCENTAJE DE HUECOS DE LA MEZCLA VS CONTENIDO DE ASFALTO
44.354
Poly. (PORCENTAJE DE HUECOS DE LA MEZCLA VS CONTENIDO DE ASFALTO)
1.00 0.00
4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
CONTENIDO DE ASFALTO (%)
Gráfica 6 PORCENTAJE DE HUECOS DE LA M EZCLA VS CONTENIDO DE ASFALTO
18
VMA VS CONTENIDO DE ASFALTO 17.20 17.00
y = 0.7117x2 - 8.3601x + 40.634 R² = 0.9376
16.80 A M16.60 V
VMA VS CONTENIDO DE ASFALTO Poly. (VMA VS CONTENIDO DE ASFALTO)
16.40 16.20 16.00 4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
CONTENIDO DE ASFALTO (%)
Gráfica 7 VMA VS CONTENIDO DE ASFALTO
CONCLUSIONES:
Contenido Optimo de asfalto: 6,5%
Los porcentajes óptimos de asfalto para las metodologías de diseño fueron sensiblemente diferentes (diferencia >0.5%); esto debido a que las densidades fueron superiores en el sistema Superpave lo que ocasiona que las probetas elaboradas con la metodología Marshall necesiten más asfalto para lograr el mismo volumen de vacíos (%Va). Altos porcentajes de asfaltos en la mezcla, producen una reducción en la fricción interna del pavimento. Mezclas cerradas con altos valores de estabilidad Marshall y baja susceptibilidad a la humedad, pueden ser indicativos de que la mezcla es susceptible al agrietamiento por fatiga.
19
20
