MÉTODO DE ENSAYO MARSHALL PARA MEZCLAS ASFÁLTICAS 1. INTR INTROD ODU UCCIÓ CCIÓN N Los Los conc concep epto tos s del del méto método do Mars Marsha hall ll para para el dise diseño ño de mezc mezcla las s asfá asfált ltic icas as para para paviment pavimentació ación, n, fueron fueron formulad formulados os inicialm inicialmente ente por Bruce Bruce Marshal Marshall, l, Ingenie Ingeniero ro de mezclas mezclas asfálticas en el Missisippi State Higha! "epartment# $l %rm! &orps of $ngineers de los $stad $stados os 'nidos 'nidos me(or me(oró ó ! añad añadió ió cierta ciertas s caract caracter er)st )stica icas s al proce procedi dimie miento nto de ensa ensa!o !o de Marshall, mediante investigaciones ! estudio de correlación completos ! desarrolló por *ltimo, los criterios para el diseño de mezclas# $l método Marshall tal como se usó ! desarrolló por el '#S# %rm! &orps of $ngineers, sólo es aplica+l aplica+le e a las mezclas mezclas asfálticas asfálticas en caliente caliente para para pavimen pavimentos tos o+tenido o+tenidos s emplean empleando do cemento asfáltico ! agregados cu!o tamaño máimo es de - plg# o menor# $l método puede emplearse tanto para pro!ecto en el la+oratorio como para control en la o+ra de las mezclas asfálticas asfálticas en caliente para pavimentación#
2. ALCANCE $l ensa!o solo puede aplicarse a mezclas asfálticas de fa+ricación caliente en las .ue el aglomerante, de+e ser cemento asfáltico mezclado con áridos cu!o tamaño máimo sea de plg# o menor# $l método método en s), comienz comienza a con la preparac preparación ión de pro+eta pro+etas s fa+ricad fa+ricadas as con la mezcla mezcla asfáltica, pero previamente a esta operación se de+e tener en cuenta .ue/ a0 Los materiales materiales se se ha!an ha!an ensa!ado ensa!ado para para sa+er sa+er si cumplen con especificacione especificaciones# s# +0 La dosificación dosificación de de los agregados agregados satisfagan satisfagan las normas fi(adas por las las especificaciones especificaciones en cuanto a granulometr)a# c0 Se disponga disponga de suficient suficiente e volumen volumen de agregados agregados previame previamente nte secados secados ! divididos divididos por grupos, seg*n su tamaño# d0 Se determi determine ne el peso espec)fic espec)fico o real de todos todos los agregad agregados os pétreos pétreos emplead empleados os en la mezcla ! el peso espec)fico del cemento asfáltico, con o+(eto de utilizarlos en los análisis de vac)os ! densidad de la mezcla#
3. DEFINICIÓN Los dos o+(etivos principales del método Marshall son un análisis de las relaciones entre densidad ! volumen de vac)os ! un ensa!o para la determinación de la esta+ilidad ! flu(o de las +ri.uetas compactadas# La $S1%BILI"%" de las +ri.uetas es la máima carga en li+ras .ue puede resistir la +ri.ueta normalizada a 23 4& cuando se realiza el ensa!o de rotura a compresión de la forma .ue se indica en el método# $l 5L'67 es el movimiento o deformación total .ue se produce en la +ri.ueta desde el comienzo hasta la carga máima durante el ensa!o de esta+ilidad, en centésimas de pulg#
4. EQUI EQUIPO PO REQU REQUER ERID IDO O -
8rensa %nillo de carga carga ! medidor medidor 9$sta+ilidad0 9$sta+ilidad0 Medidor de deformaciones 9flu(o0 Mordaza para +ri.uetas : moldes, placas de +ase ! collares de etensión ; martillos de compactación 8edestal de compactación
-
Baño de agua con control de temperatura cte# a 23 4&# Balanza de ; apta para suspender muestras en agua# 8lato caliente eléctrico 1ermómetro tipo dial con sensi+ilidad de ; 4&# &ronómetro ?ernier @ato para etraer las muestras de los moldes ?entilador modelo de mesa Bande(a de 2323= cm# &uchara de al+añil &uchara grande $spátula grande 1oalla para secar +ri.uetas Marcador o cra!ón 8ar de guantes de as+esto#
5. PREPARACIÓN DE LA BRIQUETAS G!"#$%&#&' 8ara determinar el contenido óptimo de asfalto, se preparan una serie de +ri.uetas con diferentes contenidos de asfalto, de forma .ue las curvas en las .ue se representan los resultados de los ensa!os muestren un valor óptimo +ien definido# Los ensa!os han de realizarse so+re la +ase de incremento del contenido de asfalto del 3#= A ! de+en emplearse al menos dos contenidos de asfalto por encima ! por de+a(o del valor óptimo# 8ara fi(ar el contenido de asfalto a emplear en estos ensa!os de la+oratorio, de+e empezarse por estimar apro# el contenido óptimo# 8ara o+tener resultados adecuados se triplican las +ri.uetas para cada contenido de asfalto# 8or e(emplo para el diseño de una mezcla en caliente empleando seis contenidos de asfalto diferentes, re.uerirán normalmente por lo menos - +ri.uetas# 8ara cada +ri.ueta hacen falta por general -;33 gr# apro# de agregados# 8or consiguiente, la cantidad m)nima de agregados necesarios para una serie de +ri.uetas de una granulometr)a determinada, es de unos ;;
O("#)%*! P"$%+%!#" -# Se separan al menos tres o preferi+lemente cinco +ri.uetas para cada com+inación de agregados de asfalto# ;# Se secan los agregados a peso constante de -33 a --3 4& ! se separan de acuerdo a su tamaño por un tamizado 9v)a seca0# Las fracciones de tamaño recomendadas son/ a0 +0 c0 d0 e0
-C D EC EC D :FC :FC G G 8asa
:# Se calienta el asfalto so+re una estufa ! a una temperatura comprendida entre -= ! -23 4&# Jo de+e mantenerse el asfalto a esta temperatura más de una hora ! no de+e emplearse asfalto recalentado# $l asfalto dentro del recipiente se agita frecuentemente para evitar los so+recalentamientos locales# # Se limpian cuidadosamente el molde ! la cara del martillo en un +año de agua hirviendo, a una temperatura entre K3 ! -=3 4&# Se coloca un pedazo de papel
parafinado o papel de filtro cortado en tamaño apropiado en la +ase del molde antes de colocar en él la mezcla#
P"(#"#)%*! & $#' M,)$#' -# Se pesan en recipientes separados para cada +ri.ueta, la cantidad de agregado de cada fracción re.uerida para producir una mezcla .ue resulte en una +ri.ueta compactada de 2#:= 3#-: cm# "e altura# La cantidad aproimada para el efecto será de -;33 gr# $s preferi+le preparar una +ri.ueta de prue+a antes de empezar el ensa!o# Si el tamaño de las +ri.uetas de prue+a caen fuera de los l)mites indicados, la cantidad de agregados necesarios se a(usta de la siguiente forma/ PE!O AU!"ADO DEL AGREGADO
;#
6.35 cm. x Peso de Agregado Usado =
Altura en cm. de briqueta de Prueba
Se colocan los agregados en el horno ! se calientan a una temperatura entre -= ! -K3 4&# Se calienta tam+ien el asfalto necesario so+re una estufa, a una temperatura comprendida entre -= ! -23 4&# Jo de+e mantenerse el asfalto a esta temperatura más de una hora ! no de+e emplearse asfalto recalentado# $l asfalto dentro del recipiente se agita continuamente de modo de evitar so+recalentamientos locales#
:# Se tara un recipiente donde se va a efectuar la mezcla ! se pesan en él las fracciones correspondientes de cada árido, previamente determinadas, necesarias para fa+ricar una pro+eta empleando el cálculo de pesos acumulados# # Se agita la mezcla de áridos ! se forma un cráter en el centro# Se añade entonces la cantidad necesaria de asfalto# $n este momento, la temperatura de los áridos de+e estar comprendida entre -3 ! -=3 4& ! ser un poco inferior a la del asfalto# =# Se mezclan vigorosamente los áridos con el asfalto, !a sea mecánicamente o a mano, tan rápidamente como sea posi+le# 'na vez conseguida una distri+ución uniforme del asfalto, se añade el peso necesario de filler sin calentar ! se sigue agitando hasta conseguir una mezcla de composición homogénea# 2# %l terminar la operación de mezclado, la temperatura de la mezcla dispuesta para la composición, no de+e ser inferior a --3 4&# $n caso de ser inferior, la muestra será recalentada#
