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INTRODUCCIÓN AL PROTOCOLO AMAAC PARA DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS.
• Diferencias significativas, Pros y contras del
diseño Marshall. •
AMAAC PARA DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS.
. • Pruebas a los Agregados. • Pruebas a los Asfaltos. • Pruebas a las Mezclas Asfálticas. •
Asfálticas.
DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS DE GRANULOMETRÍA DENSA DE ALTO DESEMPEÑO
• OBJETIVO:
GRANULOMETRÍA DENSA DE ALTO DESEMPEÑO PROTOCOLO AMAAC PA‐MA 01/2011
El diseño de una mezcla asfáltica de granulometría – El dens densaa de alto alto dese desempe mpeño ño busca busca obte obtene nerr una mez mezcla cla asf asfálti áltica ca que que pose poseaa las las propiedades volumétricas y volumétricas y de resistencia a las deformaciones permanentes, permanentes, al fenómeno de fatiga de fatiga y y al daño al daño por ume a , cuyo cuyo compor compor am am en en o es super super or a e las mezclas convencionales.
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INTRODUCCIÓN AL PROTOCOLO AMAAC PARA DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS. Pruebas a los Agregados.
– CALIDAD DE LOS AGREGADOS PÉTREOS. • Las características físicas básicas que deben cumplir las fracciones
gruesa y fina del agregado pétreo seleccionado son las que se indican en las Tablas 2 y 3, respectivamente. aracter st ca
spec cac n
ASTM C131‐06
30 máx. (capas estructurales) 25 máx. (capas de rodadura)
AASHTO T 327‐99/ ASTM D6928‐10
18 máx. (capas estructurales) 15 máx. (capas de rodadura)
AASHTO T 104‐99
15 máx. para sulfato de sodio 20 máx. para sulfato de magnesio
ASTM D 5821
90 mín.
Partículas alargadas, %
ASTM D 4791
Relación 5 a 1, 10 % máx.
Partículas lajeadas, %
ASTM D 4791
Relación 5 a 1, 10 % máx.
Adherencia con el asfalto, % de cubrimiento
Recomendación AMAAC RA‐ 08/21010
90 mín.
Desgaste de los Ángeles; %
Desgaste Microdeval, % Intemperismo acelerado, % , más)
Criterio de selección de ensayos para la evaluación para el diseño para mezclas asfálticas
orma
Tabla No. 2 Requisitos de calidad de la fracción gruesa del material pétreo para mezclas asfálticas de granulometría densa.
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•
Desgaste de los Ángeles; %; ASTM C131‐06. El objetivo de esta prueba es determinar la resistencia a la trituración de los materiales pétreos empleados en mezclas asfálticas.
Desgaste Microdeval, %,AASHTO T 327‐99/ ASTM D6928‐10. El objetivo de esta prueba es determinar la resistencia al desgaste de los materiales pétreos empleados en mezclas asfálticas.
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•
Intemperismo acelerado, %, AASHTO T 104‐99. El objetivo de la prueba es determinar la degradación esperada por intemperismo de los materiales pétreos empleados en mezclas asfálticas.
•Caras fracturadas, % (2 caras o más) ,ASTM D 5821. El objetivo de esta prueba es la
determinación del porcentaje de partículas fracturadas, en masa o en número, de una muestra de a re ado rueso.
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INTRODUCCIÓN AL PROTOCOLO AMAAC PARA DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS. Pruebas a los Agregados.
• Partículas alargadas y lajeadas, %, ASTM D 4791.Esta prueba permite determinar
– CALIDAD DE LOS AGREGADOS PÉTREOS.
el contenido de partículas de formas alargadas y lajeadas presentes en los materiales pétreos empleados en mezclas asfálticas.
Adherencia con el asfalto, % de cubrimiento, Recomendación AMAAC RA‐08/2010 •El objetivo de esta prueba es la determinar la pérdida de la película asfáltica en los .
Característica
Norma
Especificación
Equivalente de Arena
ASTM D 2419
m n. capas estructurales) 55 mín. (capas de rodadura)
Angularidad, %
AASHTO T 304
Azul de metileno, ml/g
Recomendación AMAAC RA‐05/2010
40 mín. 15 máx. (capas estructurales) 12 máx. (capas de rodadura)
Tabla No. 3 Requisitos de calidad de la fracción fina del material pétreo para mezclas asfálticas de granulometría densa.
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• Equivalente de Arena, ASTM D 2419. Esta prueba permite determinar el contenido
y actividad de los materiales finos o arcillosos presentes en los materiales pétreos empleados en mezclas asfálticas.
•
Azul de metileno, ml/g, Recomendación AMAAC RA‐05/2010.El objetivo de esta prueba es determinar el grado de reactividad de los finos, que son utilizados para la fabricación de mezclas asfálticas, el cual puede tener una influencia nociva en su desempeño, usando como material de medición el azul de metileno.
Angularidad, %,AASHTO T 304. Consiste en obtener la relación de vacíos de la parte fina de un agregado en el estado más suelto.
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Pruebas a los Asfaltos. •
•
• •
•
Las pruebas para cementos asfálticos miden propiedades físicas que pueden estar directamente relacionadas con el desempeño en campo a través de principios ingenieriles. También son llevadas a temperaturas a las que se encuentran los pavimentos en servicio. El tema central de las especificaciones es la confianza sobre las pruebas del cemento asfáltico en condiciones que simulan las tres etapas críticas durante la vida del asfalto. Las pruebas realizadas en el asfalto original, representan la primera etapa: transportación, almacenamiento , y manejo. La segunda etapa representa el asfalto durante la producción, mezcla y construcción es simulada or las es ecificaciones mediante el enve ecimiento del asfalto en el Horno Rotatorio de Película Delgada (RTFO). La tercera etapa ocurre cuando envejece el cemento asfáltico desde que se coloca en la mezcla asfáltica, y carpeta asfáltica, hasta el fin de su vida de diseño para la cual fue planeado. Esta etapa se simula en la vasija de envejecimiento a presión (PAV).
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•
Horno Rotatorio de Película Delgada (RTFO). Este procedimiento expone una película delgada de asfalto a calor y aire para aproximar el envejecimiento que sufre el asfalto durante su mezcla y construcción.
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•
En la Tabla No. 4 se pueden observar las pruebas utilizadas, y el propósito de las mismas. EQUIPO
PROPÓSITO
Horno rotatorio de película delgada (RTFO) Vasija de envejecimientoa presión (PAV)
Simula las característicasdel envejecimientodel asfalto
Reómetro de corte dinámico(DSR) Viscosímetro rotacional (RV) Reómetro de viga en flexión (BBR) Ensaye de tensión directa (DTT)
Mide las propiedadesdel asfalto a temperaturas altas e intermedias
Mide las propiedades del asfalto a altas temperaturas Mide las propiedadesdel asfalto a bajas temperaturas
Tabla No. 4 Propósito de las pruebas de asfaltos Superpave
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• Reómetro de corte dinámico (DSR). Evaluar la contribución a resistir las
deformaciones plásticas en la mezcla, con base en la medición del parámetro reológico G*/sen d.
• Vasija de envejecimiento a presión (PAV), mediante la exposición de muestras de
asfalto a calor y presión, representa el envejecimiento del pavimento a lo largo de los años de servicio.
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Viscosímetro rotacional (RV) La prueba se utiliza para determinar las temperaturas de mezclado y compactación de la mezcla asfáltica en el laboratorio. Se determinan las viscosidades a distintas temperaturas, y se construye una carta de viscosidad en donde se seleccionan las temperaturas de mezclado y compactación correspondientes a los . . . . .
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Reómetro en Viga de Flexión (BBR). Mide Rigidez (S) y pendiente de la curva log(S) v/s log (t), valor “m”, se mide en estado después de RTFOT y PAV.
Ensaye de tensión directa (DTT). Mide la deformación a la falla frágil. Mide la capacidad de elongarse a baja temperatura.
INTRODUCCIÓN AL PROTOCOLO AMAAC PARA DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS. Pruebas a las Mezclas Asfálticas
Pruebas a las Mezclas Asfálticas.
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• Requerimientos volumétricos de la mezcla. Los requerimientos volumétricos de la
mezcla son: vacíos de aire; vacíos del agregado mineral y vacíos llenos de asfalto.
• Los requerimientos de diseño de las mezclas
asfálticas son: • Requerimientos volumétricos de la mezcla • Susceptibilidad de la mezcla
asfáltica al daño inducido or humedad. • Susceptibilidad a la deformación permanente. • Módulo dinámico • Fatiga
Requerimientos para el diseño volumétrico de la mezcla
Nivel de tránsit o
Densidad requerida (% de la gravedad específica teórica máxima‐ Gmm)
Vacíos de agregado mineral mínimo en %‐VMA
Nivel de compactación giratoria
Tamaño nominal (mm)
Nini ao
Ndis
Nmax
37.5
25
19
12.5
Vacíos llenos de asfalto
Relació n filler asfalto
9.5
.
‐
II Medio
≤90.5
III Alto
≤90.5
65‐78
IV Muy alto
≤89
65‐75
65‐78 96
≤98
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
0.6‐1.2
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INTRODUCCIÓN AL PROTOCOLO AMAAC PARA DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS. Pruebas a las Mezclas Asfálticas SUSCEPTIBILIDAD A LA DEFORMACIÓN PERMANENTE
– Para revisar la susceptibilidad de la mezcla a la deformación permanente se
podrán emplear los ensayes siguientes:
espesor de 38 mm a 100 mm.
Nivel de tránsit o
Mínimo de pasadas para la deformación máxima de 10 mm.
Bajo
10 000
Medio
15 000
Alto/Muy alto
20 000
– Determinar la gravedad especifica teórica máxima Gmm (ASTM d2041). – De cada espécimen se miden y se determina su gravedad especifica Gmb
• Analizador de Pavimentos Asfálticos (APA)(AMAAC RA‐02‐2011)
(ASTM D2726)
R od er amáxima
Bajo
7.0 mm.
Medio
5.5 mm.
Alto
4.0 mm.
Muy alto
3.0mm.
– Se calcula el porciento de vacios que deben ser 7.0 ± 1.0%, en núcleos de
campo pueden ser ensayados con el contenido de asfalto que contengan. – Verificar la aproximación de la temperatura debe ser de ± 1°c, la carga en el
medio de la rueda en su correcta elevación es de 705 ± 4.5 Nw y que las la frecuencia sea de 50 ± 5 pasadas por minuto.
• Pista española de ensayo. (AMAAC RA‐03/2011) Nivel de Tránsito
Velocidad máxima de deformación en mm/min
B ajo
Medio
Alto
Muy Alto
0.20
0.20
0.15
0.12
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Compactación de especímenes
RUEDA CARGADA DE HAMBURGO. – Se elaboran por lo menos 2 especímenes de 150 mm de diámetro y de
• Rueda Cargada de Hamburgo (HWT)(AMAAC RA‐01/2011)
Nivel de t rá ns it o
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Determinación de propiedades volumétricas
Cortado de especímenes
INTRODUCCIÓN AL PROTOCOLO AMAAC PARA DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS. Pruebas a las Mezclas Asfálticas
Especímenes antes del ensaye
0
5000
Ciclo 10000
Especímenes después del ensaye
15000
20000
0 0.5 n ó i c a
1
m1.5 r o f e D
2
2.5
Probe1 Probe2
3
Colocación de especímenes
Identificación de los especímenes en la prueba
Ensaye de especímenes en la Rueda Cargada de Hamburgo
Gráfica de deformación vs. No. De Ciclos
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INTRODUCCIÓN AL PROTOCOLO AMAAC PARA DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS. Pruebas a las Mezclas Asfálticas MÓDULO DINÁMICO
El módulo dinámico de una mezcla asfáltica es un parámetro esencial para poder calcular los espesores de carpeta asfáltica en los nuevos métodos de diseño de pavimentos asfálticos. Se recomienda determinarlo con el procedimiento AST D3497, AASHTO TP62 o UNE‐EN 12697‐25, debiendo reportarlo sistemáticamente. No hay especificaciones de aceptación o rechazo en este parámetro de diseño.
INTRODUCCIÓN AL PROTOCOLO AMAAC PARA DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS. Pruebas a las Mezclas Asfálticas FATIGA
INTRODUCCIÓN AL PROTOCOLO AMAAC PARA DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS. Pruebas a las Mezclas Asfálticas
En el nivel 4 de diseño se recomienda que una vez determinada la fórmula de trabajo, se debe determinar la resistencia a la fatiga de la mezcla asfáltica, empleando la viga de flexión de 4 puntos, conforme al procedimiento especificado en el método AASHTO T‐321 bajo las siguientes condiciones: Ciclos a la falla= 2 000 microstrain (me) Frecuencia= 10 Hz Volumen de vacíos de las probetas = 4±1.0% Temperatura de prueba = 20°C Método de prueba = AASHTO T‐321 Dependiendo del nivel de tránsito, las especificaciones correspondientes se muestran a continuación:
Nivel de Tránsito
Ciclos mínimos a la falla del promedio de tres muestras
Bajo
2000
Medio, alto y muy alto
5000
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INTRODUCCIÓN AL PROTOCOLO AMAAC PARA DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO (PA‐MA 01/2011)
• Una vez seleccionado el contenido óptimo de asfalto de
diseño, se procede a evaluar las características de desempeño de la mezcla según el nivel de tránsito.
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