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Orientar a la adecuada implementación del
Protocolo AMAAC, en empresas dedicadas a
este ramo, así como también, compartir
situaciones que se presentan en el proceso de
decisión, de implementación, capacitación y
utilización del equipo.
El protocolo de la AMAAC es un nuevo método
que contiene los procedimientos necesarios para
diseñar una mezcla asfáltica de granulometría
densa de alto desempeño en México y que
pretende, con su utilización en la construcción de
pavimentos, carreteras más duraderas, seguras ,
confortables y económicas en cuanto a su
construcción, mantenimiento y operación..
Para cumplir con todas estas características se
deben cubrir ciertas especificaciones y prácticas
de laboratorio. Son muy pocas las empresas de
construcción en México que cuentan con el
equipo adecuado para desarrollar las pruebas
necesarias del Protocolo AMAAC por lo que aun
no es implementado al 100% en el país.
Contribuir a la mejora de la calidad y de la
competitividad de los productos, procesos y
servicios relacionados con los asfaltos,
promoviendo la investigación y el desarrollo
tecnológico a través de capacitación
especializada y publicaciones técnicas.
El Protocolo AMAAC es un sucesor del
SUPERPAVE que se desarrolla en Estados
Unidos, pero adaptado para las características
particulares de nuestro país.
Para que los laboratorios en México sean acreditados deberán
cumplir con las especificaciones del Protocolo AMAAC cubriendo
3 etapas:
1) Selección de los agregados Pétreos,
2) Selección del Cemento Asfaltico y
3) Control de calidad dela mezcla Asfáltica.
Este proyecto se centrara en la primera etapa para obtener la
acreditación del laboratorio de la empresa “Servicios de
Consultoría en Infraestructura Vial A.C.”, para que en el futuro
pueda obtener las otras desacreditaciones y pueda ser una
empresa Mexicana más que pueda dar los servicios.
Las propiedades de los materiales
pétreos representan un factor crítico en
el diseño de las mezclas asfálticas, ya
que una mala selección de éstos puede
ser la diferencia entre el éxito y el
fracaso de un proyecto.
Obtener una muestra representativa de
agregado de el tamaño adecuado para ser
ensayada.
Reducción
de
muestras
Cuarteador Mecánico
Cuarteo
Pila cónica miniatura
Cuarteador.
Pala
Regla y/o llana
Escoba o brocha
Lona de 2 x 2.5 mts
EQUIPO
Cuarteador mecánico
PROCEDIMIENTO DE CUARTEO DE MUESTRA
AL TOMAR LOS CUARTOS CORRESPONDIENTES,
ESTOS DEBEN SER OPUESTOS Y ADEMAS DEBEN
TOMARSE DE ADENTRO HACIA AFUERA.
COMO INDICA LA FLECHA
MENOS PERDIDAS DE FINOS
TRABAJO MECANICO
SIMPLICIDAD Y RAPIDES
EN EL PROCESO
INADECUAD A DIVISION DE EL
MATERIAL
SI EL TAMAÑO DEL AGREGADO ES
MUY GRANDE NO SE PUEDE USAR
SE DEBE TENER UNO PARA CADA
TIPO DE MATERIAL(GRAVA Y ARENA).
RECONOCIMIENTO DEL MATERIAL
A LA VISTA DEL LABORATORISTA
PERDIDA DE FINOS EN EL
PROCESO
PROCESO LARGO
Determinar la correcta distribución de
tamaños de agregados finos y gruesos
por medio de mallas.
Balanza de 0.1g
Balanza de 0.5g
Mallas
Vibrador mecánico
Agregado fino: El tamaño del espécimen de
ensayo deberá ser de 300g
Agregado grueso : El tamaño del espécimen de
ensayo deberá ser de acuerdo a la siguiente tabla.
PARA LA REALIZACION DE LA
GRANULOMETRIA ES IMPORTANTE
NO SATURAR LAS MALLAS CON
MATERIAL PARA REALIZAR UN
CORRECTO CRIBADO.
Una muestra de el agregado es sumergida en agua por
24+/- 4 hrs para llenar los poros, después secada
superficialmente y pesada, posteriormente la muestra es
colocada en un contenedor graduado y el volumen de la
muestra es determinado por el método volumétrico o
gravimétrico, finalmente la muestra es secada y se obtiene
la masa de la misma
Absorción
Y
Densidad
Volumétrico : Picnómetro
Gravimétrico : Matraz Le
Chatelier
Balanza de capacidad 1kg
Picnométro
Matraz Le Chatelier
Molde y pisón para pruebas de humedad
Horno, capaz de mantener una temp de 110+/- 5
grados
Una muestra de el agregado es sumergida en agua
por 24+/- 4 hrs para saturar los poros, después
secada superficialmente y pesada, posteriormente
por desplazamiento de agua a una temperatura de
23+/- 2 grados, es determinado el volumen,
finalmente la muestra es secada y se obtiene la
masa de la misma
RESUMEN DEL METODO:
Balanza con precisión 0.5 g
Contenedor de la muestra
Tanque de agua
Horno, capaz de mantener una temp de 110+/- 5
grados
EQUIPO
TAMAÑO DE LA MUESTRA
AL IGUAL QUE LAS
DEMAS PRUEBAS DE
DENSIDAD, LA
CONDICION DE
SATURADO
SUPERFICIALMENTE
SECO ES MUY
IMPORTANTE PARA
OBTENER RESULTADOS
CONFIABLES.
Determinar las proporcione entre Arena
y Finos. (arcilla y limo)
OBJETIVO:
Se lava un volumen determinado de material con
una pequeña cantidad de solución de trabajo en
una probeta graduada, posteriormente se al
material más solución con la finalidad de que el
material arcilloso entre en suspensión sobre la
arena, se deja sedimentar por un periodo de 20min
+/- 15 seg y finalmente se lee la altura de la arcilla
floculada y la altura de la arena .
Probeta graduada con tapón de hule
Pisón lastrado
Solución de reserva
Solución de trabajo
Agitador mecánico ( 45+/- 5 seg)
Capsula medidora con capacidad de 85+/- 5 ml
EQUIPO
SOLUCION DE RESERVA FORMALDEHIDO
GLUTARALDEHIDO
KATHON
CLORURO DE CALCIO +
GLICERINA +
ALTURA ENTRE LA MESA
DETRABAJO Y LA
SOLUCION DE TRABAJO
DEBE SER DE 90CM
Determinar la reactividad de los finos
que son utilizados para la fabricación de
mezclas asfálticas.
OBJETIVO:
Bureta graduada de 25ml
Vaso de precipitado de 100 ml
Varilla de vidrio
Papel Whatman No.40
Agua destilada
EQUIPO
Azul de metileno grado reactivo
Solución de azul de metileno 1/1000
Parilla de agitación
Agitador magnético
Cronometro
Esta método se refiere a la determinación
del contenido de vacíos de una muestra
de agregado fino no compactada.
Un contenedor cilíndrico calibrado de 100 ml se llena con
agregado fino , permitiendo que la muestra fluya a través
de un embudo desde una altura fija dentro del medidor. El
agregado fino se extrae y se determina su masa. El
contenido de vacíos sin compactar se calcula como la
diferencia entre el volumen del material y el volumen de el
cilindro.
Medida cilíndrica con capacidad de 100ml
Embudo
Plato de vidrio
Balanza con aproximación de 0.1g
Charola
Espatula
SUPERFICIE TOTALMENTE
HORIZONTAL
LAS BALANZAS JUEGAN
UN PAPEL IMPORTANTE,
PARA DATOS CONFIABLES
Y CERTEROS, POR ELLO
DEBEN DE ESTAR
CALIBRAR.
ESTA NORMA DESCRIBE EL
PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR
EL PORCENTAJE, EN PESO, DEL
MATERIAL QUE PRESENTE UNA O MÁS
CARAS FRACTURADAS DE LAS
MUESTRAS DE AGREGADOS PÉTREOS.
Cara Fracturada: Es una cara angular, lisa o superficie fracturada de una partícula de agregado formada por trituración, otros medios artificiales o por la naturaleza.
Partícula fracturada: una partícula de agregado es fracturada si tiene el número mínimo de caras fracturadas especificadas (usualmente una o dos).
Las partículas irregulares y angulares generalmente resisten el desplazamiento (movimiento) en el pavimento, debido a que se entrelazan al ser compactadas. El mejor entrelazamiento se da, generalmente, con partículas de bordes puntiagudos y de forma cúbica, producidas, casi siempre por trituración.
Balanza con aproximación de 0.1g
Charola
Espátula
Mallas para granulometría
SE SEPARA POR TAMIZADO LA FRACCIÓN DE LA MUESTRA
COMPRENDIDA ENTRE LOS TAMAÑOS 37.5 MM Y 9.5 MM (1½" Y
3/8"). DESCARTE EL RESTO. ESPARZA LA MUESTRA EN UN ÁREA
SUFICIENTEMENTE GRANDE, PARA INSPECCIONAR CADA
PARTÍCULA. SI ES NECESARIO LAVE EL AGREGADO SUCIO.
ESTO FACILITARÁ LA INSPECCIÓN Y DETECCIÓN DE LAS
PARTÍCULAS FRACTURADAS. SEPARE CON EL BORDE DE LA
ESPÁTULA, LAS PARTÍCULAS QUE TENGAN UNA O MÁS CARAS
FRACTURADAS.
PESE LAS PARTÍCULAS FRACTURADAS Y ANOTE ESTE VALOR.
ANOTE EL PESO EXACTO DE LAS PORCIONES DE LA MUESTRA
TOMADAS PARA EL ENSAYO, COMPRENDIDAS ENTRE LOS
TAMAÑOS ANTES ESPECIFICADOS. ANOTE EL PESO DEL
MATERIAL CON CARAS FRACTURADAS PARA CADA TAMAÑO.
FINALMENTE CALCULE EL PORCENTAJE DE CARAS
FRACTURADAS PARA CADA TAMAÑO.
.
Determinar la resistencia a la trituración de los materiales pétreos
empleados en mezclas asfálticas. La prueba consiste en colocar
una muestra del material con características granulométricas
específicas dentro de un cilindro giratorio, en donde es sometida al
impacto de esferas metálicas durante un tiempo determinado,
midiendo la variación granulométrica de la muestra como la
diferencia entre la masa que pasa la malla N°12 (1,7mm de
abertura), antes y después de haber sido sometida a este
tratamiento.
Una vez separado y clasificado el material de la muestra, se elige el
tipo de composición que se utilizará para integrar la muestra de
prueba, que mejor se asemeje a las características granulométricas
obtenidas.
Se obtiene la masa de la muestra de prueba integrada, y se
introduce a la máquina de Los Ángeles.
Hecho lo anterior, se introducen las esferas a la máquina de Los
Ángeles y se hace funcionar a una velocidad angular de 30 a 33
rpm, durante 500 revoluciones.
Maquina de los Ángeles
Mallas
Balanza
Carga Abrasiva con un diámetro promedio de 47 mm
y una masa de entre 390 y 445 g cada una
La prueba de Micro Deval en agregados
gruesos determina la pérdida por
abrasión en presencia de agua y de una
carga abrasiva.
OBJETIVO:
La muestra colocada en un recipiente de acero con
2.0 litros de agua durante dos horas mínimo y
posterior se agrega 5000 gr de bolas de acero de 9.5
mm de diámetro, como carga abrasiva. El recipiente
con el material rotan a 100 rpm, el tiempo varia de
acuerdo al tipo de desgaste a realizar. La muestra
posteriormente es lavada y secada en horno. La
pérdida es la cantidad de material que pasa el tamiz
de1.18 mm (No 16), expresada como porcentaje de la
masa original de la muestra.
Maquina de Desgaste microdeval
La carga abrasiva debe estar constituida por bolas esféricas de
9.5 ± 0.5 mm de diámetro, de acero inoxidable.
cilindros huecos, de una capacidad de 5 litros, con un diámetro
interior de 200 ± 1 mm y una longitud útil, medida desde el fondo
hasta el interior de la tapa, de 175 ± 1 mm. Los cilindros estarán
fabricados con acero inoxidable de espesor superior o igual a 3
mm
DETERMINAR LA PERDIDA DE LA PELICULA
ASFALTICA EN LOS MATERIALES PETREOS.
Ebullición ( ASTM D-3625 )
Acción del agua (RA-07-2010)
(AUSTRALIANO).
Método de la SCT ( M-MMP-4-04-009-03)
AMAAC RA-08-2010
ACCION DEL AGUA
Una cantidad de muestra de agregado petreo conocida
(50piezas) es colocada en charolas de aluminio con el
fondo cubierto de asfalto sometidas a 60° durante 24
hrs, posteriormente se llevan a un baño de agua a 55°
durante 4 días y despues aclimatadas a 25° durante 2
horas, finalmete se desprenden de las charolas
mediante el uso de pinzas de punta y por último se
determina de manera visual el % de cubrimiento o
desprendimiento.
EQUIPO
Platos de aluminio de 15 * 15 * 1 cm
Horno
Baño María
Pinzas de punta
METODO SCT
Se mezclan fracciones de petreo (500g) con cemento
asfaltico y se dejan enfríar a temperatura ambiente,
posteriormente de estas porciones se toman dos
pequeñas fracciones de 50g cada una, se colocan en
frascos y se saturan con 200ml de agua destilada
durante 24 hrs, transcurrido este tiempo, se colocan en
el agitador mecanico y se someten a 4 ciclos de
agitación de 15 min cada uno, finalmete de manera
visual se determina el % de despendimiento que ha
tenido cada muestra.
EQUIPO
Agitador mecanico
Frascos de vidrio
Charolas de mezclado
Pala de mezclado.
AMAAC RA-08-2010
Se mezclan fracciones de petreo (50g) con 2.5%
cemento asfaltico y se dejan enfríar a
temperatura ambiente, se colocan en frascos y
se saturan con 200ml de agua destilada durante
24 hrs, transcurrido este tiempo, se colocan en
el agitador mecanico y se someten a un periodo
de agitacion de 3 hrs, una vez finalizado el
período de agitación se extraen las partículas
se dejan secar y se evalua de manera viasual el
desprendimiento de la película de asflato.
EQUIPO
Agitador mecanico
Frascos de vidrio
Charolas de mezclado
Pala de mezclado.
Conseguir proveedor Mexicano que fabrique los
muestreadores metálicos descritos por la
AMAAC como “cilindro con lastre y tapón”, ya
que comunmente se muestrea directamente en
latas metálicas.
Para estas pruebas se requieren termómetros
muy sensibles de hasta 0.1 °C.
También se requieren balanzas con precisión
de 0.001gr.
Su obtención y calibración son costos
elevados.
Se requiere un cuarto oscuro para la realización
de dicha prueba, así como también aparatos
sensibles y personal capacitado para una
buena realización e interpretación de la prueba.
Se requiere personal capacitado por parte del
proveedor para resolver dudas al utilizarlo. Ya
que el controlador de la termocelda se apaga
cuando se a su punto de inflamación como
dispositivo de seguridad, esta situacion no es
clara en el instructivo de operación por parte
del proveedor.
La capacitación para este equipo es muy
costosa (costo en dólares), y es complejos
Las geometrías utilizadas recomendadas por
los proveedores son costosas y cualquier
rayadura o deformación que estas tengan,
alteran directamente los resultados.
El equipo es muy sensible por lo que se tiene
que tener un especial cuidado en su limpieza en
sus conexiones.
En el aire suministrado y filtros adecuados
YA QUE EL MANTENIMIENTO Y REPARACION
DEL EQUIPO ES ALTAMENTE COSTOSO.
Se debe de calibrar el sensor de temperatura
y flujo, ya que por parte del proveedor no se
entrega un certificado de calibración.
Se requiere cilindro de aire comprimido el
cual debe tener medidas de seguridad las
cuales nos tiene que hacer llegar el proveedor.
Calibración de fabrica vencidos de presion y
temperatura.
Falta la instalación de toma de datos digitales
de presión y temperatura hasta el momento, el
proveedor solo capacita para tomar los datos
manualmente.
CATEGORIA
DE
MEZCLAS
NIVEL 1 Diseño volumétrico, Susceptibilidad a la humedad y Selección del
asfalto por grado PG
NIVEL 2 Nivel 1 + Susceptibilidad a la deformación
permanente
NIVEL 3 Nivel 2 + Modulo Dinámico
NIVEL 4 Nivel 3 + Diseño por
fatiga
DISEÑO VOLUMETRICO
SUCEPTIBILIDAD A LA
HUMEDAD
SELECCIÓN DEL ASFALTO
NIVEL I
El cemento asfáltico se debe
seleccionar en función de la
temperatura máxima y mínima que se
esperan en el lugar de aplicación, de
acuerdo a la Norma de la SCT N-
CMT-4-05-004/05 Calidad de
materiales Asfálticos Grado PG.
AC-20 ≈ PG 64-16
(Norma SCT)
[1ΣL10 ] = numero de ejes equivalentes 8.2 t (ESAL), esperando durante un
periodo de servicio del pavimento de 10 años]
Grado PG México AC-20 ≈ PG 64-16
http://gradopgmexico.com/
Rangos de Viscosidades para seleccionar las temperaturas de mezclado
y compactación entre el agregado pétreo y cemento asfáltico
convencional.
TEMPERATURAS DE MEZCLADO Y
COMPACTACIÓN
Característica Rango de Viscosidad, Pa.s
Temperatura de Mezclado 0,15 a 0,19
Temperatura de Compactación 0,25 a 0,31
NOTA: Para asfaltos modificados estas temperaturas las debe proporcionar el proveedor
Pruebas para el cemento asfaltico:
Viscosidad Rotacional.
Densidad especifica
Punto de inflamación cleveland.
Ensayo reológico de corte dinámico.
Ensayo de pelicula delgada (RTFO)
Pruebas para el cemento asfaltico:
Ensayo de envejecimiento en olla de
presión (PAV).
Ensayo con reómetro de viga a flexión
(BBR).
DISEÑO VOLUMETRICO
Aquí se establecen los parámetros
volumétricos de la mezcla asfáltica, el
contenido de cemento asfáltico óptimo
el cual deberá ser el necesario para
obtener un % de vacíos en la mezcla
de 4%.
DISEÑO VOLUMETRICO
El diseño volumétrico se realiza
mediante la fabricación de
especímenes que se elaboran en el
Compactador Giratorio.
Cumpliendo con los requerimientos
establecidos en la siguiente tabla:
Requerimientos para el Diseño Volumétrico de la Mezcla
Densidad requerida
(% de la Gravedad específica teórica máxima (Gmm)
Vacíos de agregado mineral
mínimo en % - VMA
Nivelde
tránsito
Nivel de compactación (mm)
Giratoria
Tamaño nominal (mm)
Vacío llenos
de asfalto (%)
Relación
Filler asfalto
Nini Ndis
Nma 37.5
25 19 12
9,5
I Bajo
≤ 91,5
70-80
II Medio ≤ 90 5 65-
78
III Alto ≤ 90,5 96 ≤ 98 11
12 13 14 15
65-78
IV Muy alto
≤ 89 65-
75
0.6-1.2
Nini – Número de giros iniciales
Ndis – Número de giros de diseño
Nmax :Numero del contenido de asfalto
óptimo
Parámetros volumétricos para el diseño óptimo
Parámetros volumétricos empleados en el
diseño de mezclas asfálticas:
Gravedad especifica de la mezcla
compacta.
Gravedad especifica teórica máxima de
la mezcla.
Vacíos en el agregado mineral (VAM)
Parámetros volumétricos empleados en el
diseño de mezclas asfálticas:
Vacíos de aire (Va).
Vacíos llenados con asfalto (VFA).
Asfalto absorbido (Pba)
Contenido de Asfalto efectivo (Pbe)
SUSCEPTIBILIDAD A LA HUMEDAD
INDUCIDA
Consiste en determinar en una mezcla
asfáltica compacta el daño inducido
por efectos de la humedad,
comparando la resistencia a la tensión
indirecta en una serie de especímenes
acondicionados y no acondiconados
SUSCEPTIBILIDAD A LA HUMEDAD
INDUCIDA
Para todos los niveles de
diseño,
el mínimo es 80 % de resistencia
conservada
SUCEPTIBILIDAD A LA
DEFORMACION
PERMANENTE
NIVEL II
Para revisar la susceptibilidad de la
mezcla a la deformación permanente se
podrán emplear los siguientes ensayes:
Rueda Cargada de Hamburgo
Deformación por rodera de una mezcla
asfaltica, por medio del Analizador de
Pavimentos Asfálticos (APA)
Ensaye de Pista Española.
RUEDA CARGADA DE HAMBURGO
Este ensayo tiene por objetivo medir la
deformación permanente y la
susceptibilidad a la humedad de una
mezcla asfáltica provocada por el
movimiento cíclico concentrado de una
rueda metálica cargada
Las fallas que previene son
deformaciones permanentes y baches.
SUSCEPTIBILIDAD A LA DEFORMACION
PERMANENTE Y DAÑOS POR HUMEDAD
Grado PG superior del asfalto
Mínimo de pasadas para la deformación máxima de 10 mm
PG 64 o inferior 10.000
PG 70 15.000
PG 76 o superior
20.000
MODULO
DINAMICO
NIVEL III
El módulo dinámico de una mezcla
asfáltica es un parámetro esencial para
poder calcular los espesores de carpeta
asfáltica.
MODULO DINAMICO
No hay especificaciones para este
parámetro
Compressive Dynamic
Modulus
(|E*|) and Phase Angle (φ)
AASHTO TP-62
DISEÑO
POR
FATIGA
NIVEL IV
Se determina la resistencia a la fatiga de
la mezcla asfáltica, empleando la viga de
flexión de 4 puntos.
VIGA DE 4 PUNTOS
Se determina utilizando el promedio de
mínimo tres especímenes de prueba.
AGRIETAMIENTO POR FATIGA
AASHTO T-321
Agrietamiento por Fatiga (TDC)
•Tensión Horizontal de arriba – abajo
• Desde la presión de inflado
• Las grietas inician a propagarse de arriba hacia
abajo
• Relacionado con la energía de fractura
• Influye el envejecimiento y el gradiente de
temperatura
CONTROL DE CALIDAD
PARA MEZCLAS
ASFALTICAS DE ALTO
DESEMPEÑO
MEZCLA PRODUCIDA EN PLANTA
Se debe verificar la calidad del material pétreo asegurarse que corresponda al material utilizado en el proceso de diseño, en función de lo establecido en la Normativa SCT.
Las características de el material pétreo deben verificarse cada mil metros cúbicos de material producido.
Las pruebas de campo básicas que deben realizarse son:
Punto de reblandecimiento.
Recuperación elástica por torsión.
Viscosidad rotacional tipo Haake
CEMENTO ASFALTICO
CONTROL DE LA MEZCLA COLOCADA
Para asegurar la calidad de la mezcla
asfáltica tendida y compacta, se debe de
realizar un tramo de prueba de 100m de
longitud, donde se realizaran las
siguientes evaluaciones:
Las pruebas de campo básicas que deben realizarse son:
Densidad compacta.
Ensaye de deformación permanente.
Ensaye de susceptibilidad a la húmedad.
TIPO DE PRUEBA NIVEL I y II NIVEL III NIVEL IV
DENSIDAD COMPACTA
CADA 15 KM
CADA 10 KM
CADA 5 KM
ENSAYE DE DEFORMACION PERMANANTE
ENSAYE DE SUSCEPTIBILIDAD A
LA HUMEDAD
En caso de que no se cumplan los parámetros
establecidos por el protocolo, se debe de
construir un nuevo tramo de prueba, realizando
los cambios necesarios de acuerdo al
desempeño requerido
CONCLUSIONES
Los equipos deben de adquirirse de
acuerdo hasta que nivel se desea diseñar
(Presupuesto, equipos, capacitaciones y
reparaciones costosas).
Los proveedores deben de estar mas
informados de su utilización para poder
dar una mejor y clara capacitación a las
empresas que adquieren estos equipos.
Con respecto al personal que los utilizara,
deben de tener completo dominio de los
términos básicos de cada prueba para
poder utilizar el equipo e interpretar valores
arrojados del mismo.
Los equipos así como costosos son
sensibles deben de ser correctamente
transladados.
Como empresa deben de asignarles una
ubicación idónea , que cuente con todos los
servicios que el equipo llegue a utilizar.
Se recomienda estén en planta baja y
tengan su espacio adecuado a sus
dimensiones .
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