ensayes de campo m.i. josé rafael bernal padilla · 2019-05-21 · ensaye a los agregados • 50...

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


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.


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)


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)


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.


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.


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.


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


• 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.


• 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.


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



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.


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)


Desgaste Microdeval, % AASHTO T327 / ASTM

D6928

18 máx. (capas estructurales)


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)


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


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


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



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



5. Retirar la muestra del

horno y permitir que se

enfrié por 10 minutos.

6. Determinar la masa

después de la ignición.

(ML)

40



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



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




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


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


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.


Condición seca3 especímenes secos


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


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


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


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


Inspección Visual

../Curso LespiErka/Videos/Ensayos/tsr_VSL.flv

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

[email protected]

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