MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE

UNIVERSIDAD DE CARABOBOFACULTAD DE INGENIERÍALABORATORIO DE PAVIMENTOS

ING. ISANDRA VILLEGASENERO 2006

Consideraciones sobre el diseño de Mezclas Asfálticas:

Estabilidad

Durabilidad

Resistencia a la fatiga

Resistencia al

deslizamiento

Impermeabilidad

Trabajabilidad

Flexibilidad

Economía

Depende de la fricción interna, cohesión y de la viscosidad de la masa. τ= c+ σ tagØ+n*dγ /dt

Capacidad de resistir la desitegración debido al tránsito. Proceso de envejecimiento: Las resinas se transforman en asfaltenos y estos en carbones y pierden la propiedad de adherencia y ductilidad.

Habilidad de soportar las deflexiones repetidas causadas por el paso de las cargas

Fricción adecuada neumático – calzada (agregados Petreos microtextura áspera y no pulimentables).

Contenidos de varios hasta uso 8% mezclas totalmente impermeables

Factibilidad de mezclar, extender y colocar

Asentamiento graduales sin agrietarse

Costo menor a obras de concreto cemento

Tabla 7Propiedades Marshall exigidas para el diseño de mezclas en Laboratorio

Propiedades Marshall

ALTO MEDIO BAJO

No. De golpes por cara 75 75 50

% vacíos totales

(1)3 - 5 3 - 5 3 – 5

% vacíos llenados 65 - 75 65 - 75 65 – 78

Estabilidad Marshall (mínima) lbs

2.200 1.800 1.600

Flujo (pulg/100) 8 - 14 8 -14 8 - 16

TRANSITO

Vacíos del agregado mineral (VAM)

Valor según Tabla, en función del tamaño nominal máximo del agregado y el % de vacíos

(1) Calculados en base a la densidad máxima teórica determinada según el ensayo de Rice (Método ASTM D-2041)

Método Marshall para el Diseño de Mezclas Asfálticas en caliente.

Método de Diseño conocidos:

El Método Hubbard-Field El Método Triaxial de Smith El Método Hueen El Método Marshall El Método Súper pave El Método RamcodesLos dos primeros son de procesos complejos y equipos costosos y están en desuso. El Método Superpave es reciente (1999) y aún cuando sus equipos son de costo elevado, es un método fundamentalmente científico, y será el método que se empleará a futuro.El Método Marshall es el más utilizado a nivel mundial, por lo sencillo de sus procedimientos y lo económico de sus equipos.El Método Ramcodes presenta un procedimiento racional para la determinación de las características técnicas de una mezcla asfáltica, desarrollado por el Ing. Freddy Sanchez.

Método Marshall

A fines de los años 40, el Ing. Bruce Marshall, experto en pavimentos

asfálticos, junto con otros ingenieros del Departamento de Carreteras

del Estado de Mississippi (USA).

Adaptado actualmente ASTM D 1559. “Resistencia al flujo de las

Mezclas Asfálticas mediante equipo Marshall”

Este método es aplicable a mezclas asfálticas en caliente, elaboradas

con cemento asfáltico y agregados de granulometría densa y fina. Con

un tamaño normal máximo de 25mm.

Los últimos años el Instituto del Asfalto (IDA), ha modificado el método

y puede ser usado para mezclas en frió.

Resumen del Método:

Se deben elaborar una serie de briquetas de ensayo que requieren de lo siguiente:

Los materiales, agregados y cemento asfáltico, cumplan con las especificaciones de calidad establecidas por norma, desgaste, forma, angularidad y limpieza, etc. Obtener una combinación de agregados dentro de las

especificaciones granulometrícas, establecidas para la mezcla seleccionada. Que se hayan determinado los pesos específicos bulk y aparente de

los agregados. Conocer el peso especifico aparente del concreto asfáltico “Gb a

25°C”. Este valor es tomado del certificado de calidad que expide PDVSA

Nota: Las Briquetas deben ser de las siguientes dimensiones: Diámetro: 4 pulg (100mm) Altura: 25 pulg (63,5 mm) Peso: 1200 gr. De agregado + % CA

Etapas de ejecución del Método:

Análisis de densidad de vacíos, en esta se determina la composición volumétrica de la mezcla.

Ensayo de estabilidad y flujo de las Briquetas compactadas, en esta se determina las propiedades mecánicas de la mezcla.

Objetivo del Método Marshall:

Este método persigue la determinación de un contenido de asfalto optimo, para una combinación de agregados establecidos, tal que resulte una mezcla con una estabilidad, durabilidad y trabajabilidad preestablecida.

Este método no mide la resistencia a la deformación ni la fatiga, pero las mide de forma indirecta en una propiedad “El contenido de aire de la mezcla compactada”.

Estimación del Asfalto promedio:

Un diseño completo incluye la preparación y análisis de muestras para “ cinco puntos de asfalto”.En Venezuela es común que el % optimo de asfalto este alrededor de 5%, donde se deberán preparar 3 briquetas por cada uno.

Compactación de las briquetas:

Al alcanzar la temperatura deseada, la misma se compacta empleando un martillo Marshall de peso de 10 lbs y altura 18 pulgadas, sobre un pedestal de madera de 20 x 20 x 45 cm, cuyo peso oscila entre (12.8 y 14.8 kg), sobre él se coloca un plancha de acero de 25 mm de espesor.Con todo esto se logra la energía de compactación estandarizada por la densidad del pedestal.

Golpes por cara:

Tipo de tránsito ALTO MEDIO BAJO

No. Golpes por cara 75 75 50

Tipo de Tránsito:

TIPO DE TRÁNSITOCaracterística del tránsito ALTO MEDIO BAJO

Ejes Equivalentes (EE) a 8,2 Ton. En el periodo de diseño

> 20 millones 2 a 20 millones < 2 millones

Camiones/Día por sentido > 800 100 - 800 < 100

PDT por sentido > 3.000 500 - 3.000 < 500

Tabla IFACTORES DE CORRECCIÓN DE LA ESTABILIDAD MEDIDA EN BRIQUETAS ELABORADAS

SIGUIENDO EL MÉTODO MARSHALL DE DISEÑO DE MEZCLAS

Volumen de la briqueta (cm3)

Altura aproximada de la briquetaFactor multiplicador de la

"estabilidad leída"mm pulgadas

668 a 379 46.0 1 13/16 1.79

380 a 392 47.6 1 7/8 1.67

393 a 405 49.2 1 15/16 1.56

406 a 420 50.8 2 1.47

421 a 431 52.4 2 1/16 1.39

432 a 443 54.0 2 1/8 1.32

444 a 456 55.6 2 3/16 1.25

457 a 470 57.2 2 ¼ 1.19

471 a 482 58.7 2 5/16 1.14

483 a 495 60.3 2 3/8 1.09

496 a 508 61.9 2 7/16 1.04

509 a 522 63.5 2 ½ 1.00

523 a 535 64.0 2 9/16 0.96

536 a 546 65.1 2 5/8 0.93

547 a 559 66.7 2 11/16 0.89

560 a 573 68.3 2 ¾ 0.86

574 a 585 71.4 2 13/16 0.83

586 a 598 73.0 2 7/8 0.81

599 a 610 74.6 2 15/16 0.78

611 a 625 76.2 3 0.76

Calculo de la gravedad especifica del Asfalto:

Este se obtiene de la hoja de “Certificado de la Calidad” que se expide en PDVSA.Si el valor reportado en el certificado viene dada a 25°C, se emplea directamente, en algunos casos es reportado a 15.5 °C y debe se corregido por formula.

Formula:Gb(25C°) =Gb(15.5 C°) * Fc *Gw(15.5 C°) /Gw(25 °C )

Gb(25,5°C) = 1,027 * 0,9937*0,9988= 1,022 0,9

GW(15.5°C)= GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL AGUA =0,9988GW(25 °C )= GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL AGUA =0,9970FC (25 °C )=FACTOR DE CORRECIÓN DE LA TABLA =0.9937

DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE

• COMBINACIÓN DE AGREGADOS ( CD)

• DETERMINACIÓN DE LOS PESOS ESPECÍFICOS DE LA MEZCLA Gsb,Gsa

• DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA RICE (Gmm)

• DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO EFECTIVO (Gse)

• DETERMINACIÓN DEL % DE CA, CON EL USO DE LA NORMA EXIGIDA

Deltaven-InveasDiseño de Mezclas en CalienteObra Tipo

Tipo de Mezcla ASTM 12,5 Combinación en tolvas en frio

Material% en

combinación % Pasante el tamiz de25,4 mm 19,4 mm 12,5 mm 9,5 mm 4,74 mm 2,36 mm 0,60mm 0,30mm 0,15mm 0,074mm

1 " 3/4 " 1/2 " 3/8" # 4 # 8 # 30 # 50 # 100 # 200Arena Pte. Área 25,0% 100,0 100,0 100,0 97,1 81,6 65,3 36,2 20,8 7,5 5,8Polvillo La Ceiba 35,0% 100,0 100,0 100,0 100,0 88,7 64,4 36,9 29,4 23,1 21,2Arrocillo San José 10,0% 100,0 100,0 100,0 100,0 21,5 6,7 4,2 3,6 2,9 2,7Piedra Picada La Ceiba 30,0% 100,0 100,0 76,2 38,5 9,8 7,2 5,7 4,9 4,4 3,9

Combinación 100,0% 100,0 100,0 92,9 80,8 56,5 41,7 24,1 17,3 11,6 10,3

Límite superior 100 100 100 90 70 50 29 23 16 10Límite inferior 100 90 80 70 50 35 18 13 8 4

DISEÑO 1. PLANTA TIPO BATCH

GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS

DELTAVEN-INVEASDiseño de Mezclas en Caliente DISEÑO 1. PLANTA TIPO BATCHObra TIPO

Combinación en frio

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1"3/4"1/2"3/8"#4#8#30#50#100#200

Tamaño del tamiz

% p

asa

nte

(Arena 25% + Polvillo 35% + Arrocillo 10% + Piedra picada 25%)

COMBINACIÓN DE DISEÑO

DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO DE CEMENTO ASFÁLTICO

MATERIAL ASFÁLTICO:Cemento Asfáltico Tipo A-20, Gb= 1,027 @ 60°F(15.5°C)

Fórmula

Gb(25C°) =Gb(15.5 C°) * Fc *Gw(15.5 C°) /Gw(25 °C )

Gb(25,5°C) = 1,027 * 0,9937*0,9988= 1,022 0,9

GW(15.5°C)= GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL AGUA =0,9988GW(25 °C )= GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL AGUA =0,9970FC (25 °C )=FACTOR DE CORRECIÓN DE LA TABLA =0.9937

PESOS ESPECÍFICOS DE LAS FRACCIONES DE LOS AGREGADOS

AGREGADO EN FRIO

RETENIDO EN # 8 PASA#8-RET#200 PASA#200

ARENA CERNIDA 2.550 2.502 2.665

ARROCILLO-POLVILLO

2.521 2.597 2.772

PIEDRA PICADA 2.586 2.586

PESO ESPECÍFICO BULK (MASIVO)

AGREGADO EN FRIO

RETENIDO EN # 8 PASA#8-RET#200 PASA#200

ARENA CERNIDA 2.700 2.713 2.785

ARROCILLO-POLVILLO

2.680 2.725 2.772

PIEDRA PICADA 2.747 2.747

PESO ESPECÍFICO APARENTE

DETERMINACIÓN DE LOS PESOS ESPECÍFICOS PONDERADOS BULK Y APARENTE PARA CADA UNO DE LOS AGREGADOS DE

LA COMBINACIÓN CD

METODO DE ENSAYO

FRACCIÓN PESO ESPECÍFICO BULK(Gsb)

PESO ESPECÍFICO

APARENTE(Gsa)

PORCENTAJE RETENIDO(%)

MOP E-107 RET#8 2.550 2.700 54.7

MOP E-106 PAS#8-RET#200 2.502 2.713 38.5

MOP E-110 PAS#200 2.665 2.785 6.8

TOTALES 2.539 2.711 100

PESO ESPECÍFICO PARA LA ARENA CERNIDA

Gsa= WRet#8 + Wpas#8 – Ret#200 + WPas#200 = 54.7 + 38.5 + 6.8= 100 = 2.711 WRet#8 + Wpas#8 – Ret#200 + WPas#200 54.7 + 38.5 + 6.8 36,89 GsbRet#8 Gsbpas#8 – Ret#200 GbsPas#200 2.700 2.713 2.785

PESO ESPECÍFICO APARENTE

Gsb= WRet#8 + Wpas#8 – Ret#200 + WPas#200 = 54.7 + 38.5 + 6.8= 100 = 2.539 WRet#8 + Wpas#8 – Ret#200 + WPas#200 54.7 + 38.5 + 6.8 39,39 GsbRet#8 Gsbpas#8 – Ret#200 GbsPas#200 2.550 2.502 2.665

PESO ESPECÍFICO BULK

METODO DE ENSAYO

FRACCIÓN PESO ESPECÍFICO BULK(Gsb)

PESO ESPECÍFICO

APARENTE(Gsa)

PORCENTAJE RETENIDO(%)

MOP E-107 RET#8 2.521 2.680 55.6

MOP E-106 PAS#8-RET#200 2.597 2.725 34.8

MOP E-110 PAS#200 2.772 2.772 9.6

TOTALES 2.570 2.704 100

PESO ESPECÍFICO PARA EL ARROCILLO-POLVILLO

PESO ESPECÍFICO APARENTE

Gsb= WRet#8 + Wpas#8 – Ret#200 + WPas#200 = 55.6 + 34.8 + 9.6= 100 = 2.570 WRet#8 + Wpas#8 – Ret#200 + WPas#200 55.6 + 34.8 + 9.6 38,91 GsbRet#8 Gsbpas#8 – Ret#200 GbsPas#200 2.521 2.597 2.772

PESO ESPECÍFICO BULK

Gsa= WRet#8 + Wpas#8 – Ret#200 + WPas#200 = 55.6 + 34.8 + 9.6 = 100 = 2.704 WRet#8 + Wpas#8 – Ret#200 + WPas#200 55.6 + 34.8 + 9.6 36,98 GsbRet#8 Gsbpas#8 – Ret#200 GbsPas#200 2.680 2.725 2.772

METODO DE ENSAYO

FRACCIÓN PESO ESPECÍFICO BULK(Gsb)

PESO ESPECÍFICO

APARENTE(Gsa)

PORCENTAJE RETENIDO(%)

MOP E-107 RET#8 2.586 2.747 98.5

MOP E-106 PAS#8-RET#200 2.586 2.747 1.5

MOP E-110 PAS#200 0

TOTALES 2.586 2.747 100

PESO ESPECÍFICO PARA LA PIEDRA PICADA

PESO ESPECÍFICO APARENTE

Gsb= WRet#8 + Wpas#8 – Ret#200 = 98.5 + 1.5= 2.586 WRet#8 + Wpas#8 – Ret#200 98.5 + 1.5 GsbRet#8 Gsbpas#8 – Ret#200 2.586 2.586

PESO ESPECÍFICO BULK

Gsa= WRet#8 + Wpas#8 – Ret#200 = 98.5 + 1.5= 2.747 WRet#8 + Wpas#8 – Ret#200 98.5 + 1.5 GsbRet#8 Gsbpas#8 – Ret#200 2.747 2.747

PESO ESPECÍFICO PARA TODA LA MEZCLA

PESO ESPECÍFICO APARENTE

Gsb= Wac + Wa-p + Wp.p = 10 + 52 + 38 = 100 = 2.573 Wac + Wa-p + Wp.p 10 + 52 + 38 38,86 Gsbac Gsba-p Gbspp 2.539 2.570 2.586

PESO ESPECÍFICO BULK

Materiales Francción (%)

Combinación de Diseño CD

Peso Específico de Bulk (Gsb)

Peso Específico Aparente (Gsa)

Arena Cernida 10 2.539 2.711

Arrocillo-Polvillo 52 2.570 2.704

Piedra Picada 38 2.586 2.747

Mezcla 100 2.573 2.721

Gsb= Wac + Wa-p + Wp.p = 10 + 52 + 38 = 100 = 2.721 Wac + Wa-p + Wp.p 10 + 52 + 38 36.75 Gsbac Gsba-p Gbspp 2.711 2.704 2.747

Calculo de Peso especifico máximo teórico de la mezcla Gmm (Rice)

Para determinar los volúmenes de los diferentes tipos de vacíos es necesario conocer previamente el valor de la gravedad específica máxima de la mezcla sin vacíos “Gmm”.

Este valor se obtiene mediante la ejecución del ensayo Rice. Consiste en sumergir una muestra de mezcla sin compactar en un frasco de vidrio (Picnometro) y se procede a extraer vacíos.

Este valor es fundamental para “La correcta determinacion de los vacíos VV,VAM y VII”.

Porcentaje de asfalto en muestra 5.00

Muestra 1 2 3

Peso frasco 2,889.0 2,889.0 2,889.0

Peso frasco + agua 5,123.0 5,123.0 5,123.0

Peso frasco + muestra 4,089,0 4,123.1 2,200,9

Peso frasco + muestra + agua (después vacío parcial)

5,842.0 5,861.8 5,909.6

Peso muestra 1,200.0 1,234.1 1,311.9

Volumen de la muestra 481.0 495.3 525.3

Valor Rice Muestra 2.495 2.492 2.497

Promedio Rice (Gmm) 2.495

Características y comportamiento de una mezcla Asfáltica

Se hace un análisis para determinar su posible desempeño en la estructura de pavimento, este análisis está enfocado hacia cuatro características de la mezcla, y la influencia que estas puedan tener en su comportamiento.

Densidad de la mezclaVacíos de aire, o simplemente vacíosVacíos en el agregado mineralContenido de Asfalto

Suficiente asfalto para garantizar un pavimento durable.Adecuada estabilidad para que satisfaga las demandas de tránsito sin producir deformaciones o deslizamientos.Un contenido de vacíos lo suficiente alto para permitir una ligera cantidad de compactaciones adicional bajo las cargas del tránsito son que se produzca exudación o perdida de estabilidad.Suficiente trabajabilidad para permitir una colocación eficiente sin segregación.

Vacíos de Aire

Los vacíos de aire son espacios pequeños de aire, que están presentes entre los agregados revestidos en la mezcla final compactada. Es necesario que todas las mezclas densamente graduadas contengan cierto porcentaje de vacíos para permitir alguna compactación adicional bajo tráfico.

% Vacíos

Permitido (en muestras de laboratorio) → 3 % - 5 %Capas bases y superficiales

Durabilidad → En función % Vacíos

A menos % Vacíos → Menor va a ser permeabilidad de la mezcla

Un contenido muy bajo → Produce exudación de asfalto el exceso

de asfalto es exprimido fuera de la mezcla hacia la superficie

En la obra se requiere un % de vacíos preferiblemente < 8% el cual permite un acomodo mejor de la misma bajo efectos del tráfico al ser puesta en servicio.

Vacíos de Agregado Mineral (VAM)

Son los espacios de aire que existen entre las partículas de agregado en

una mezcla compacta de pavimentación, incluyendo los espacios que

están llenos de asfalto.

El VAM representa el espacio disponible para acomodar el volumen

efectivo de asfalto y el volumen de vacíos necesarios en la mezcla,(no

incluye la porción del asfalto que se pierde, por absorción en el agregado).

Para lograr un espesor durable de película de asfalto, se deben tener

valores mínimos de VMA.

“Valores VMA < especificaciones, puede resultar en películas

delgadas de asfalto y en mezcla de baja durabilidad y apariencia

seca”.

DEFINICIONES

VV: Los vacíos totales se definen como los pequeños espacios ocupados por el aire entre las partículas de agregados cubiertas por asfaltos.

VAM: Corresponden al espacio no ocupado por las partículas de agregados en la mezcla compactada.

VLL: Corresponden a aquella fracción de los VAM que son realmente ocupados por el lígate asfáltico.

Procedimiento Elaboración de Briquetas

•Obtenidos los Pesos Específicos de todos los agregados y de la mezcla•Obtenida la combinación de Diseño CD

•Se procede a elaborar 15 briquetas de 1200 gramos 3 para cada contenido de asfalto (4%, 4,5%,5%,5,5%,6%)•Se selecciona el ligante de Amuay (C.A) a 25 °C Si lo envian a 15.5°C, recuerda corregirlo

• Se Pesa 1200 grams de:

X % A (agregado 1)X % B (agregado 2)X % C (agregado 3)

100%

• Se mezcla en una hornilla el agregado Precalentado y el C.A

(precalentado), a temperaturas entre:

T → (135°C - 160°C) (norma provisional permite hasta 170°C)

• En campo: Tcompact min = 110 °C (norma vigente)

Tcompact min = 85 °C (norma provisional)

• Se precalientan los moldes D=4” h= 2 ½”

• Se coloca el filtro sobre la base del molde

• Se Compacta a 75 golpes por cara, sobre un pedestal normalizado

Base: 20 x 20 (cm/lado)

Alto: 45 cm Permite una compactación

Peso: 12.8 - 14.4 Kg estándar

•Se deja reposar ½ hora, luego son extraídas con gato hidráulico

•Se hace el análisis de densidad y vacíos y se obtienen los pesos

unitarios de cada briqueta (Peso al vacío, peso en balanza

hidrostática, peso en aire sss ).

•Deben ser llevadas a las 24 horas a la prensa Marshall, pero

previamente se llevan 30 ó 40 min. A baño de T constante 60°C

•Luego se determina la estabilidad y el flujo

Columna No. 3, 4, 5, 6 y 7

LA ESTABILIDAD MARSHALL:

Se define como la máxima carga a la deformación que una briqueta puede resistir antes su rotura, bajo el procedimiento Marshall.

Se aplica una carga axial, diametralmente en condiciones se semiconfinamiento “ carga maxima en comprensión inconfinada” (0.7 k /cm2)A una velocidad de 2 pulg / min

Se mide en “libras-fuerzas (lbf) ó en New Tons-Fuerza (N)

(La equivalencia entre Lbf y el (N) es de: Una 1 lbf =4.448.222 N.

Las briquetas deben ser corregidas a la misma altura para que la comparación sea real.

El Flujo: Se define como la deformación (Reducción) diametral que sufre la briqueta ante la aplicación de la carga máxima y es medida en la dirección de la misma. Se mide en centésimas de pulgada o en unidades de 0.25 mm.

Las mezclas asfálticas poseen un esqueleto granular que se deforma bajo carga o por movimiento de capas inferiores.

% Peso Gsa Gsb Masivo

en peso Específico Aparente ( Bulk )

Diseño de Mezclas Asfálticas en Caliente Asfalto Gb 1,022

por el Método Marshall 10 Arema cernida 2,711 2,539 Peso específico efectivo 2,664 Resultados del Ensayo Marshall 52 Arrocillo 2,704 2,570 Peso específico aparente 2,770

Polvillo % absorción de asfalto 0,804 DISEÑO MARSHALL ASTM-37,5 mm (III COVENIN) 38 Piedra Picada 2,747 2,586

Carpeta (base) Peso específico parafina

100,00 2,721 2,573

Gmb Gmm Vv(%) Estabilidad

Pb Peso en Peso en Peso en Volumen Peso Peso Específico Vacíos Estabilidad Corregida Flujo

Muestra Porcentaje aire agua aire (cm3) Unitario Máximo de la Totales Leída Factor de (lbs) (0.01 pulg)

Nº de asfalto ( g ) (g) (g) SSS ( 5-4 ) ( 3/6 ) Mezcla ( Rice ) ( % ) VAM ( % ) Vll ( % ) ( lbs ) Corrección (12 x 13)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 4,00 1244,6 687,6 1225,9 538,3 2,312 3,710 0,93 3,450 72 4,00 1231,5 689,5 1232,0 542,5 2,270 3,695 0,93 3,436 63 4,00 1225,0 690,0 1225,8 535,8 2,286 3,732 0,93 3,471 7

Promedio 4,00 2,289 2,503 8,53 14,58 41,48 7

4 4,50 1222,1 690,0 1224,0 534,0 2,289 6,642 0,96 6,376 95 4,50 1241,5 701,0 1243,8 542,8 2,287 3,782 0,93 3,517 86 4,50 1223,0 690,0 1223,6 533,6 2,292 3,750 0,96 3,600 9

Promedio 4,50 2,289 2,480 7,69 14,59 47,27 9

7 5,00 1230,4 704,9 1231,6 526,7 2,336 3,061 0,96 2,939 128 5,00 1222,8 701,1 1223,7 522,6 2,340 2,796 0,96 2,684 109 5,00 1225,0 702,0 1225,6 523,6 2,340 2,850 0,96 2,736 11

Promedio 5,00 2,338 2,466 5,17 12,75 59,44 11

10 5,50 1232,8 708,5 1232,7 524,2 2,352 2,693 0,96 2,585 1311 5,50 1222,0 704,3 1222,1 517,8 2,360 2,902 1,00 2,902 1412 5,50 1230,0 709,0 1230,4 521,4 2,359 2,700 1,00 2,700 14

Promedio 5,50 2,357 2,448 3,72 12,06 69,16 14

13 6,00 1238,0 712,7 1238,1 525,4 2,356 2,496 0,96 2,396 1514 6,00 1238,0 711,7 1238,6 526,9 2,350 2,500 0,96 2,400 1415 6,00 1239,0 711,0 1239,3 528,3 2,345 2,518 0,96 2,417 15

Promedio 6,00 2,350 2,429 3,24 12,31 73,70 15

UNIVERSIDAD DE CARABOBO - LABORATORIO DE PAVIMENTO

DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA RICE (Gmm)PARA CADA % DE ASFALTO

Muestra No.1 No.2

Porcentaje en peso % C A 5% 5%

Peso Frasco 2.864 2.864

Peso Frasco+ Agua 7.463 7.463

Peso Frasco+ muestra 4.056 4.054

Peso Frasco+muestra+Agua 8.172 8.170

Gmm1= Wmezcla 1 = 4,056 – 2.684 = 1.192 = 2.468 Vmezcla 1 1.192- [8.172-7.463] 0,483

Gmm2= Wmezcla 1 = 4,056 – 2.684 = 1.199 = 2.464 Vmezcla 1 1.192- [8.170-7.463] 0,483

Gmm(5%) = Gmm1 + Gmm2 = 2,468 – 2.464 = 2.466 2 2

Peso rice= A . A+D-E

Peso A: MuestraPeso D: Muestra + AguaPeso E: Embase + Agua + Muestra

Columna No.8

DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECIFICO EFECTIVO (Gse) para un % C.A = 5%

Pmm: Peso de la mezcla 100%Pb: % en Peso del C.A = 5%Gmm: peso específico RICE

Gb: peso específico del asfalto a 25°C

Gse(5%)= Pmm – Pb = 100 – 5 = 2.664 Pmm – Pb 100 – 5 Gmm Gb 2.466 1.022

Gse(5%) = 2.664

Nota 3: Desde el punto de vista practico el Peso Específico Efectivo del agregado (Gse), es constante ya que la absorción del asfalto no varia apreciablemente, con variaciones del C.A dentro del rango de un diseño de mezcla (± 2% C.A)

DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECIFICO EFECTIVO MAXIMO TEORICO DE LA MEZCLA (Gmm) para un % C.A = 5%

Gmm (5%) = Pmm = 100 = 100 = 2.466

Ps + Pb 95 + 5 40,55

Gse Gb 2.664 1.022

Gmm(5%) = 2.466

Nota: Este valor se obtiene al determinar cual será el valor del % optimo de asfalto

para la mezcla a diseñar, en este caso ejemplo es 5%.

DETERMINACIÓN DE LOS VACÍOS (Vv), PARA UN % C.A. = 5%

Vv = Gmm - Gmb x 100 = 2.466 - 2.338 x 100 = 5.19% Gmm 2.466

Columna No.9

4% → 6% Se deben calcular los VV para todos estos porcentajes

DETERMINACIÓN DE LOS VACÍOS DE AGREGADOS MINERAL (VAM), PARA UN % C.A. = 5%

Gmb : promedio del peso unitario de las muestras

Gsb: peso específico Bulk para la mezcla

Pb: porcentaje en peso del C.A, Ps: porcentaje en peso de los agregados

Ps + Pb = 100

VAM = 100 - Gmb x Ps = 100 - 2.338 x 95 = 13.68%

Gsbmezcla 2.573

DETERMINACIÓN DE LOS VACÍOS LLENADOS (VLL), PARA UN % C.A. = 5%

VLL = VAM – Vv X 100 = 13,68 – 5,19 = 62,06 VAM 13,68

Columna No.10

Columna No.11

ASFALTO ABSORBIDO (Pba), EXPRESADO COMO PORCENTAJE EN PESO DEL AGREGADO

Pba = 100 * Gse – Gsb * Gb Gsb * Gse

CONTENIDO DE ASFALTO EFECTIVO (Pbe)

Pbe = Pb - Pba * Ps 100

Ps = Porcentaje en peso total del agregadoPba= Asfalto absorbidoPb= Porcentaje en peso del C.A., obtenido como optimo

VERIFICACIÓN DE LA NORMA (EJEMPLO)

NORMAS ASTM

Propiedad Unidad Valor Criterio Condición

Peso Unidad Kgl cm3 2.390 - -

Estabilidad Lbs 3.100 > 1.800 OK

Flujo 0.02 Pulg 10.8 8 – 14 OK

Vacíos Totales % 3.0 3 – 5 OK

VAM % 11.9 10.0 OK

VLL % 7.2 65 - 75 OK

Determinación del Porcentaje optimo del cemento asfáltico:

1.- Se entra en la curva de vacíos totales con el valor de VV=4% y se traza una perpendicular hasta el eje de las abscisas.2.- Se obtiene el porcentaje optimo probable con el que se procede al tanteo. 3.- De no satisfacer todos los requisitos de la norma moverse con el % de CA hasta conseguir el valor que satisfaga los criterios de la norma.

Normas Venezolanas para Mezclas Asfálticas en Caliente

Norma 12-10 del año 1987, poseía especificaciones granulométricas

de 10 tipos de mezclas asfálticas en caliente donde las mezclas VI a X

se recomendó su no utilización por ser estas de granulometría cubierta

y por no demostrar su buen desempeño a lo largo del tiempo para las

condiciones de clima y tránsito de nuestro.

Características en cuanto a la granulometría que presentan las

mezclas (I – V):

Se identifican por su tamaño

Tienen una posición definida dentro de la estructura de pavimento

Su límite granulométrico se encuentra muy cerca o por arriba de la

recta de máxima densidad.

Limites Granulométricos covenin (Norma 12-10-1987)

TABLA N°1

TABLA N°1