M.I. José Rafael Bernal Padilla
ENSAYES DE CAMPO
Mayo/19
PRUEBAS AL ASFALTO
PRUEBAS A LOS AGREGADOS PÉTREOS
PRUEBAS A LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS
ENSAYES DE CAMPO
CEMENTO ASFÁLTICO• Punto de inflamación• Punto de reblandecimiento• Separación anillo y esfera• Recuperación elástica por torsión
Frecuencia de muestreo = 1 @ autotanque
ENSAYES DE CAMPOENSAYES DE LABORATORIO
LABORATORIO
CAMPO
ENSAYES DE CAMPO
PUNTO DE INFLAMACIÓN - COPA ABIERTA DE CLEVELAND
Esta prueba permite determinar la temperatura mínima a la que el asfalto produce flamas instantaneas al estar en contacto con el fuego directo.
• Incremento de 14 a 17 ˚C/min – 60 ˚C abajo del punto de inflamación probable
• Incremento de 5 a 6˚C/min –30 ˚C abajo del punto de inflacion probable
M-MMP-4-05-007/00
ENSAYES DE CAMPO
PUNTO DE INFLAMACIÓN CLEVELAND
MÍNIMO 230°C
8
3 Pa*s
máximo
ENSAYES DE CAMPO
VISCOSIDAD ROTACIONAL A 135°C
9
ENSAYES DE CAMPO
PUNTO DE REBLANDECIMIENTO
Esta prueba permite estimar la consistencia de los cementos asfálticos y se
basa en la determinacion de la temperatura a la cual una esfera de acero
produce una deformacion de 25 mm, en una muestra de asfalto sostenida en
un anillo horizontal, que se calienta gradualmente dentro de un bano de agua
o glicerina.
ENSAYES DE CAMPO
PUNTO DE REBLANDECIMIENTO
Se incrementa uniformemente la temperatura del liquido a razon de 5°C/min,
con una tolerancia ±.0,5°C en lecturas hechas cada minuto despues de los
primeros 3.min.
M·MMP·4·05·009/00
Min45 – 57 °C
11
> 35%
ENSAYES DE CAMPO
RECUPERACIÓN ELÁSTICA POR TORSIÓN
Esta prueba permite determinar la capacidad de recuperacion elástica de los
materiales asfálticos modificados. La prueba consiste en inducir una deformacion
angular mediante un cilindro de acero de dimensiones especificas, embebido en
una muestra de cemento asfáltico modificado, con el objeto de observar su
capacidad de recuperacion.
M·MMP·4·05·024/02
Se introduce el pasador en el espacio que para tal efecto tiene el cilindro metálico
y con su ayuda se hace girar dicho cilindro 180° en el sentido de las manecillas
del reloj, es decir, se lleva la barra indicadora de 180° a 0°, en un tiempo
comprendido entre 3 y 5 s. Hecho esto, se retira inmediatamente el pasador para
que no interfiera con el desarrollo posterior de la prueba.
Transcurridos 30 min ± 15 s, se
registra la lectura indicada por
la barra sobre la semicorona
graduada, como el valor del
ángulo recuperado (L).
ENSAYES DE CAMPO
RECUPERACIÓN ELÁSTICA POR TORSIÓN
ENSAYES DE CAMPO
MUESTREO DE AUTOTANQUES
Para la obtencion de las muestras de
material asfáltico de un deposito, se
procede como se indica a continuacion:
• Para extraer las muestras, se
sumerge el muestreador
perfectamente seco y limpio,
tomándolas, en su caso, de la parte
media o de los tercios superior, medio
e inferior del contenido del deposito.
• Cada muestra será de
aproximadamente 2 L en el caso de
cementos asfálticos y de 4_L si se
trata de emulsiones asfálticas o
asfaltos rebajados.
M·MMP·4·05·001/00
ASTM C 702 - Reducción de Muestras
Objetivo:
Obtener una muestra representativa de agregado del tamaño adecuado paraser ensayada.
Equipo:
Método A Método B y C
Cuarteador Lona
PalaEscoba
Ensaye a los agregados
ASTM C 136 - Análisis Granulométrico de agregados Gruesos y Finos
Objetivo:
Determinar la distribución de agregados finos y gruesos por mediode mallas.
Equipo:HornoBáscula Vibrador Mecánico Juego de Mallas
Ensaye a los agregados
Agregado Grueso
Método de prueba para determinar la densidad, densidad relativa (gravedad especifica) y absorción de
agregado grueso.
ASTM C 127-07
Objetivo:Este método describe el procedimiento para determinar elporcentaje de una muestra de agregado grueso (por masa o porconteo) que consiste de partículas fracturadas de las muestras deagregado pétreo.
Ensaye a los agregados
Desgaste de los Ángeles ASTM C 131
Estima la resistencia del agregado grueso a la degradaciónmecánica durante el manejo, transportación, construcción yen su vida útil.
Disminuye la susceptibilidad al desgranamiento y a laformación de baches.
• 30% máx. (capas estructurales)• 25% máx. (capas de rodadura)
Ensaye a los agregados
Desgaste Microdeval ASTM D 6928
Mide la resistencia a la abrasión y durabilidad de losagregados saturados en agua.
Previene desgranamientos y formación de baches.18 máx. (capas estructurales)
15 máx. (capas de rodadura)
Ensaye a los agregados
Intemperismo Acelerado ASTM C88
Objetivo:
Estimar la sanidad de los agregados cuando están sujetos a laacción de intemperismo en concreto. Esto es realizado porinmersión repetida en solución de sulfato de sodio o de magnesioseguida por secado al horno hasta que se deshidrate parcial ototalmente la sal.
Ensaye a los agregados
Caras Fracturadas, 2 caras o mas ASTM D5821
Asegura un alto grado de fricción interna.
Ofrecen menor susceptibilidad al desgranamiento y a laformación de roderas.
90% mín.
Ensaye a los agregados
Partículas Alargadas 3:1 ASTM D 4791
Se pretende evitar el uso de partículas alargadas debidoa que presentan tendencia a fracturarse durante laconstrucción y bajo la acción del tráfico.
Previene la formación de roderas y grietas por fatiga.15% máx.
ASTM D 3625 – Desprendimiento por ebullición en la fracción gruesa de materiales pétreos para mezcla asfáltica
Objetivo:
Determinar visualmente la pérdida de adhesión en mezclas asfalto-agregado sin compactar, debido a la acción del agua en ebullición.
Ensaye a los agregados
Objetivo:
Determinar la resistencia al desprendimiento del asfalto de losmateriales pétreos reportada como porcentaje de cubrimientofinal.
RA 07/2010 – Resistencia al desprendimiento del asfalto de los materiales pétreos en mezclas
asfálticas
Ensaye a los agregados
• 30 grs de asfalto para 50 particulas de material.
• Colocar la muestra en horno a 60 ±5∘c – 24 hrs.
• Colocar la muestra en agua a 55 ±5∘c – 4 dias.
• Colocar la muestra en agua a 25 ±5∘c – 2 hrs.
RA 08/2010 - Desprendimiento por fricción en la fracción gruesa de materiales pétreos para mezclas
asfálticas AMAACObjetivo:
Determinar la perdida de la película asfáltica en los materialespétreos. La prueba consiste en someter a la acción del agua y avarios ciclos de agitado dentro de un frasco de vidrio, una muestrade mezcla asfáltica.
Ensaye a los agregados
• 50 grs de material – 2.5 grs de asfalto.
• 200 ml de Agua por 15 horas .• 200 ml de agua y 3 hrs de agitación.
M·MMP·4·04·009 - Desprendimiento por fricción en materiales pétreos para mezclas asfálticas SCT
Objetivo:
Determinar la perdida de la película asfáltica en los materialespétreos. La prueba consiste en someter a la acción del agua y avarios ciclos de agitado dentro de un frasco de vidrio, una muestrade mezcla asfáltica con granulometría definida.
Ensaye a los agregados
Agregado Fino
ASTM C 127-07 – Determinación de la densidad, densidad relativa y absorción de agregado fino
Objetivo:
Determinar la densidad relativa de una cantidad de partículas deagregado fino. Y absorción de el agregado fino.
Equipo:Báscula Matraz Volumétrico Matraz Le Chatelier
Ensaye a los agregados
Ensaye a los agregados
Equivalente de Arena ASTM D4791
Usado para estimar la proporción relativa entrearena y finos plásticos.
RA 05/2010 – Determinación del valor de azul de metileno para filler y finos
Objetivo:
Determinar el grado de reactividad de los agregados finos (pasamalla # 200), que son utilizados para la fabricación de mezclasasfálticas.
Ensaye a los agregados
AASHTO T304 - Angularidad de la fracción fina
Objetivo:
Determinar la pérdida del contenido de vacíos de una muestra deagregado fino en estado suelto.
Equipo:Plato de aluminio
Báscula
Embudo Charolas
Mallas
Característica Norma Especificación
Desgaste Los Ángeles, % ASTM C13130 máx. (capas estructurales)
25 máx. (capas de rodadura)
Desgaste Microdeval, % AASHTO T327 / ASTM
D6928
18 máx. (capas estructurales)
15 máx. (capas de rodadura)
Intemperismo acelerado, %AASHTO T 104 /ASTM
C88
15 máx. para sulfato de sodio
20 máx. para sulfato de magnesio
Caras fracturadas, % (2 caras o
más)ASTM D 5821 90 mín.
Partículas planas y alargadas, % ASTM D 4791 5 a 1 %, 10 máx (1)
Adherencia con el asfalto,
% de cubrimiento
Recomendación AMAAC
RA-08/201090 mín.
(1) Suma de %planas + %alargadas
Característica Norma Especificación
Equivalente de
arena,%ASTM D 2419
50 min. (capas estructurales)
55 min. (capas de rodadura)
Angularidad, % AASHTO T 304 40 mín.
Azul de metileno,
mg/g
Recomendación AMAAC
RA-05/2010
15 máx. (capas estructurales)
12 máx. (capas de rodadura)
RESUMEN
Los agregados que no cumplan con losrequisitos antes mencionados, deben serdesechados.
Se deben buscar otros bancos de agregadosy analizar nuevamente todas las propiedadesfísicas.
Se podría realizar posibles combinacionescon los agregados que cumplan los requisitos decalidad.
ENSAYES A LA MEZCLA ASFÁLTICA
MEZCLA ASFÁLTICA• Contenido de asfalto• Granulometría
Frecuencia de muestreo = 1 @ 200m3
• Ensayos de acuerdo al tipo de mezcla
Frecuencia de muestreo = 1 @ 2000m3
ENSAYES A LA MEZCLA ASFÁLTICA
CENTRIFUGADO IGNICIÓN
CONTENIDO DE ASFALTO
Objetivo
Este metodo de prueba es usado para una determinacion
cuantitativa del contenido de asfalto en una mezcla de
pavimentacion de HMA y muestreo de pavimentos para el
control de calidad por medio de un horno de ignicion.
36
CONTENIDO DE ASFALTO POR IGNICIÓNENSAYES A LA MEZCLA ASFÁLTICA
1. Obtener una muestra
representativa de acuerdo
al Método D979.
2. Reducir la muestra hasta
alcanzar la masa mínima
de acuerdo al TN.
Tamaño Máximo Nominal del
Estándar, mm
Mínimo de Masa de la Muestra,
kg
4.75 0.5
9.5 1
12.5 1.5
19 2
25 3
37.5 4
37
CONTENIDO DE ASFALTO POR IGNICIÓN
ENSAYES A LA MEZCLA ASFÁLTICA
1. Preparar tres muestras
para la calibración del
contenido de cemento
asfáltico.
2. Determinar el peso de la
charola con precisión de
0.1 g.
38
CONTENIDO DE ASFALTO POR IGNICIÓN
ENSAYES A LA MEZCLA ASFÁLTICA
3. Determinar el peso de la charola
+ mezcla asfáltica con precisión
de 0.1 g. (MI)
4. Calentar la muestra a 540 ± 5 °C
por al menos 4 h.
39
CONTENIDO DE ASFALTO POR IGNICIÓN
ENSAYES A LA MEZCLA ASFÁLTICA
5. Retirar la muestra del
horno y permitir que se
enfrié por 10 minutos.
6. Determinar la masa
después de la ignición.
(ML)
40
CONTENIDO DE ASFALTO POR IGNICIÓN
ENSAYES A LA MEZCLA ASFÁLTICA
𝐶𝐹 =𝑀𝐼 −𝑀𝐿
𝑀𝐼× 100 − 𝑃
Dónde:
MI = Masa total de la mezcla antes de la ignición,
ML = Masa total de la mezcla después de la ignición, y
P = Porcentaje de cemento asfáltico real en la mezcla,
expresada como porcentaje.
7. Calcular el factor de
calibracion.
41
CONTENIDO DE ASFALTO POR IGNICIÓN
ENSAYES A LA MEZCLA ASFÁLTICA
8. Calcular el porcentaje
de cemento asfáltico. %𝐴𝐶 =𝑀𝐵 −𝑀𝐴𝑀𝐵
× 100 − 𝐶𝐹
Dónde:
%AC = Porcentaje de cemento asfáltico en la mezcla,
MA = Masa total del agregado restante después de la
ignición,
MB = Masa total de la mezcla antes de la ignición, y
CF = Factor de calibración.
42
CONTENIDO DE ASFALTO POR IGNICIÓN
ENSAYES A LA MEZCLA ASFÁLTICA
ENSAYES A LA MEZCLA ASFÁLTICA
PROPIEDADES VOLUMÉTRICAS
Las pruebas de laboratorio de la mezcladeterminan principalmente tres valores :
•Gmb – gravedad especifica bruta de la mezcla.
•Gmm – gravedad especifica teórica máxima.
•%VA – vacíos de aire.
Ecuación Va
Va = % de vacios de aire en la mezcla.
Gmb = gravedad especifica bruta de la mezcla compactada.
Gmm = gravedad especifica teórica máxima de la mezcla.
100
−=
Gmm
GmbGmmVa
ENSAYES A LA MEZCLA ASFÁLTICA
en
Envejecimiento por producción Mezcla suelta 16h a 60oC
Vacíos de aire Vacíos de 6.5 a 7.5%
Grupo de muestra Dos juegos con condiciones iguales de vacíos
Saturación 70 a 80 %
Ciclo de congelamiento Mínimo 16h a -18 oC ± 3oC
Saturación en agua caliente 24h a 60oC
Acondicionamiento 2h a 25°C
Vel. Aplicación de la carga 50.8 mm/m a 25oC
Inspección Visual
Parámetros de ensayo
T S R – SUSCEPTIBILIDAD AL DAÑO POR HUMEDAD
Preparación de las muestras
• Prepare un grupo de mínimo de 6 muestras
• Use el contenido de asfalto óptimo seleccionado
• Curado de la mezcla suelta
• Seleccione la compactación giratoria para obtener la altura de 63.5 mm o 95mm
• Compacte
T S R – SUSCEPTIBILIDAD AL DAÑO POR HUMEDAD
Agrupación de las muestras
• Después de enfriarse las muestras, determine el Gmby el % de vacíos de aire a cada una.
• Verifique que los vacíos estén entre 7±0.5%.
• Agrupe las muestras en 2 subconjuntos de 3 muestras con igual vacíos.
T S R – SUSCEPTIBILIDAD AL DAÑO POR HUMEDAD
Condición seca3 especímenes secos
T S R – SUSCEPTIBILIDAD AL DAÑO POR HUMEDAD
Acondicionamiento de la muestra• Sature al vacío sólo 3 muestras
• 5-10 min@ 10 -26 in Hg, 13-67 KPa presión absoluta
• Repetir el procedimiento a muestras con saturación menor a 70%
• Muestras con saturación mayor a 80% serán descartadas
T S R – SUSCEPTIBILIDAD AL DAÑO POR HUMEDAD
Acondicionamiento de las muestras• Envuelva las muestras saturadas con una película de plástico y
colóquelas dentro de una bolsa de plástico.
• Coloque las muestras en un congelador por 16 hrs a -18°C ±3°C
• Después colóquelas en baño maría 24 hrs a 60°C
Los subgrupos son acondicionados en un baño a 25°C por 2 hrs
T S R – SUSCEPTIBILIDAD AL DAÑO POR HUMEDAD
Ensaye
• Las muestras secas también se meten al baño a 25°C (protegiendolas en una bolsa de plástico)
• Realizar el ensayo a tensión indirecta de todas las muestras
• Relación de deformación entre las muestras secas y húmedas
T S R – SUSCEPTIBILIDAD AL DAÑO POR HUMEDAD
Calcular la Relacion de
Resistencia a la Tension, TSR
Mínimo 80% requerido
Determinar la resistencia a la
tension para cada conjunto de
3 especimenes
TSR=Promedio resistencia húmeda
Promedio resistencia seca
T S R – SUSCEPTIBILIDAD AL DAÑO POR HUMEDAD
Inspección Visual
54
VERIFICACIÓN GRADO DE COMPACTACIÓN
55
FRICCIÓN Y DRENAJE
Microtextura(ASTM E 303- 93)
Macrotextura(ASTM E 965-96)
ÍNDICE DE FRICCIÓN 0.61 – 0.80
EQUIPOS DE ALTO RENDIMIENTO
M.I. José Rafael Bernal PadillaInvestigador Técnico