GRAVEDAD ESPECFICA BULK Y DENSIDAD DE MEZCLAS ASFLTICAS COMPACTADAS EMPLEANDO ESPECIMENES PARAFINADOS

I.N.V. E 734 07

1. OBJETO

1.1 Este mtodo se refiere a la determinacin de la gravedad especfica bulk y densidad de especimenes de mezclas asflticas compactadas.

1.2 Este mtodo se deber emplear con mezclas asflticas compactadas que

contienen vacos abiertos o intercomunicados o que absorban ms del 2% de agua respecto al volumen, determinado en la Seccin 8.

1.3 La gravedad especfica bulk de la mezcla asfltica en caliente compactada se

puede usar para el clculo de masa unitaria o densidad de la mezcla.

1.4 Los valores deben expresarse en unidades SI.

1.5 Esta norma no considera los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad de quien la emplee establecer prcticas apropiadas de seguridad y salubridad y determinar la aplicacin de limitaciones regulatorias antes de su empleo.

2. DEFINICIONES

2.1 Gravedad especfica bulk Es la relacin entre la masa (peso en el aire) de un volumen dado de material a una determinada temperatura, generalmente a 25C para mezclas asflticas, y la masa de un volumen igual de agua destilada, libre de gas, a la misma temperatura.

2.2 Densidad bulk Es la masa del material por metro cbico (o pie cbico) del

material a 25C (77F) para mezclas asflticas. 3. USO Y SIGNIFICADO

3.1 Este mtodo es til para calcular el porcentaje de vacos de aire c omo se indica en las normas INV E 736 o INV E 799 y la densidad de mezclas asflticas compactadas. Estos valores se pueden usar para determinar el grado relativo de compactacin.

3.2 Como la gravedad especfica es adimensional, es necesario convertirlo en

densidad para los clculos que requieran unidades. Esta conversin se efecta multiplicando la gravedad especfica a una temperatura dada, por la densidad del agua a la misma temperatura.

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4. ESPECIMENES PARA ENSAYO

4.1 Los especimenes para ensayo pueden provenir de mezclas asflticas compactadas en el laboratorio o de pavimentos asflticos construidos. Las muestras de pavimento asfltico se deben obtener en el campo de acuerdo con el mtodo de la norma INV E 731.

4.2 Tamao de los especimenes Se recomienda:(1) que el dimetro de los

especimenes cilndricos moldeados o sacados de ncleos, o la longitud de los lados de especimenes cortados con sierra, sean iguales al menos a cuatro veces el tamao mximo del agregado y (2) que el espesor de los especimenes sea al menos de una y media veces el tamao mximo del agregado.

4.3 La extraccin de los especimenes tomados del pavimento construido se deber

hacer con taladro saca-ncleos, sierra de diamante o de carborundo (carburo de silicio), o por otros medios convenientes.

4.3.1 Se debe tener cuidado para evitar la distorsin, flexin, o el agrietamiento de

los especimenes durante y despus de su remocin del pavimento o del molde. Se deben almacenar los especimenes en un sitio fresco y seguro.

4.3.2 Los especimenes debern estar libres de materiales extraos, como los de la

capa de sello o de liga, materiales de fundacin, papeles u hojas.

4.3.3 Si se desea, los especimenes se podrn separar de las restantes capas de pavimento aserrndolos o mediante otros mtodos apropiados.

5. DETERMINACIN SI SE REQUIERE RECUBRIR LOS ESPECIMENES

5.1 Se determina la gravedad especfica bulk, con un espcimen sin recubrir de acuerdo con el mtodo de la norma INV E 733.

5.2 Se calcula el % de agua absorbida por el espcimen. Si el % no excede a 2% se

reporta el resultado de la gravedad especfica bulk, si no se contina con uno de los procedimientos que se describen a continuaci n.

MTODO A 6. EQUIPO

6.1 Balanza Con capacidad adecuada y sensibilidad suficiente para que las gravedades especficas bulk puedan calcularse al menos con cuatro cifras significativas, esto es, aproximada a la tercera cifra decimal. Deber estar provista de un dispositivo de suspensin adecuado que permita pesar el espcimen totalmente sumergido, cuando est suspendido del centro del platillo de la balanza. Para evitar lecturas errneas por el desplazamiento excesivo, se debe usar un alambre o cuerda de pesca del tamao prctico ms pequeo para suspender el espcimen y el dispositivo sostenedor. No se deben

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utilizar cadenas o cordones. Balanzas con sensibilidad de 0.1 g o mayor pueden ser adecuadas.

Nota 1 . - Las gravedades especficas son un cociente, su valor no tiene m s cifras significativas que el dividendo y el divisor. Para tener en su resultado por lo menos con cuatro cifras significativas, la determinacin de las masas que intervienen en su clculo se debe hacer con cuatro cifras significativas. Por ejemplo, una sensibilidad de 0.1g proporcionara cuatro cifras significativas en el rango de masa entre 100.1 y 999.9g.

6.2 Bao con agua Para inmersin del espcimen mientras se halle suspendido

de la balanza, provisto con un rebosadero para mantener el agua a un nivel constante. El uso del rebosadero es obligatorio.

7. PROCEDIMIENTO

7.1 Masa de los especimenes sin recubrimiento Se pesa el espcimen, despus de que haya secado hasta masa constante. Se registra esta masa como A. Si los especimenes son prepa rados en el laboratorio, se dejan enfriar hasta temperatura ambiente a 25 5C y se determina la masa seca A.

Nota 2.- Se definir masa constante como la masa despus de secado a 52 3 C (125 5 F) hasta que la masa no se altere por mas de 0.05%, cuando se pesa en intervalos de 2 horas. Muestras saturadas con agua deben ser secadas inicialmente toda la noche a 52 3 C (125 5 F) y entonces se determina la masa a intervalos de secado de dos horas.

7.2 Masa al aire de los especimenes con recubrimiento Se cubre toda la

superficie del espcimen de ensayo con parafina derretida en una capa suficientemente gruesa como para que selle todos los vacos superficiales. Se deja enfriar al aire, a la temperatura ambiente a 25 5 C (77 9 F), durante 30 minutos y se determina la masa del espcimen. Se registra esta masa como D.

Nota 3.- Si se desea utilizar el espcimen para otras pruebas en las que se requiera remover la parafina de recubrimiento, el espcimen se puede empolvar con talco antes de cubrir con la parafina.

Nota 4.- La aplicacin de la parafina se puede efectuar enfriando el espcimen en una unidad de refrigeracin hasta una temperatura de aproximadamente 4. 5 C (40 F), durante 30 minutos y sumergindolo luego en parafina caliente (5.5 C o 10 F por encima del punto de fusin). Puede ser necesario cubrir la superficie de la parafina con ms parafina caliente para llenar los agujeros pequeos.

7.3 Masa del espcimen cubierto con parafina en agua Se pesa el espcimen

parafinado dentro de un bao de agua a 25 1 C (77 2 F). Se registra esta masa como E.

7.4 Gravedad especfica de la parafina Se determina la gravedad especfica de la

parafina a 25 1 C (77 2 F), si no es conocido, y se registra como F.

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8. CLCULOS

8.1 Se calcula la gravedad especfica bulk con la siguiente expresin y reporte el resultado aproximado a la tercera cifra decimal.

---

=

FAD

ED

ABulkEspecficaGravedad

donde:

A = masa seca del espcimen en el aire, g,

D = masa del espcimen seco ms parafina de recubrimiento, g,

E = masa del espcimen seco ms parafina de recubrimiento en agua, g, y

F = gravedad especfica de la parafina a 25 1C (77 2F).

8.2 La gravedad especfica bulk a 25C se puede calcular a partir del la gravedad

especfica bulk del espcimen medido a cualquier otra temperatura en la siguiente forma:

atemperaturotraaBulkEspecficaGravedadKCaBulkEspecficaGaravedad ,25, =

donde: K = es determinada de acuerdo con la Tabla 1.

El clculo es vlido para la precisin del mtodo de ensayo, si la temperatura del agua difiere de 25 C en menos de 3 C (5.4 F). Para una diferencia de temperatura mayor de 3 C (5.4 F), se deber hacerle una correccin de la masa del agua desalojada, de acuerdo con la ecuacin siguiente:

)( CBKsTCorrecin -D=

donde:

TD = 25 C menos la temperatura del bao de agua.

Ks = 6 x 10-5 ml/ml/C coeficiente promedio de la expansin trmica cbica

del concreto asfltico.

8.3 Se calcula la densidad o masa unitaria del espcimen con la siguiente ecuacin:

)9970.0(0.997= BulkEspecficaGravedadDensidad

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donde:

997.0 = Densidad del agua en kg/m a 25 C (0.9970 g/cm).

Tabla 1. Densidad absoluta del agua y factores de conversin K para diferentes temperaturas

Temperatura (C) Densidad absoluta del agua Factor de Correccin K

10 0.999728 1.002661 11 0.999634 1.002567 12 0.999526 1.002458 13 0.999406 1.002338 14 0.999273 1.002204 15 0.999129 1.002060 16 0.998972 1.001903 17 0.998804 1.001734 18 0.998625 1.001555 19 0.998435 1.001364 20 0.998234 1.001162 21 0.998022 1.000950 22 0.997801 1.000728 23 0.997569 1.000495 24 0.997327 1.000253 25 0.997075 1.000000 26 0.996814 0.999738 27 0.996544 0.999467 28 0.996264 0.999187 29 0.995976 0.998898 30 0.995678 0.998599

MTODO B 9. EQUIPO

9.1 Balanza El equipo para pesado debe tener una capacidad suficiente, y una sensibilidad de 0.1% de la masa de la muestra o mejor.

9.2 Bao de agua Controlado mediante termostato que permita mantener la

temperatura del bao a 25 5C (77 0.9F).

9.3 Termmetro ASTM 17C (17F), que tenga un rango de 19 a 27C (66 a 80F), y este graduado en subdivisiones de 0.1C (0.2F).

9.4 Volmetro Calibrado de 1200 ml, o con una capacidad apropiada que

depende del tamao de la muestra de prueba. El volmetro debe tener una tapa ahusada con una perforacin capilar.

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10. PROCEDIMIENTO

10.1 Se seca el espcimen hasta masa constante (ver Nota 2). Se deja enfriar el espcimen hasta temperatura ambiente a 25 5 C (77 0.9 F). Se pesa y se reporta esta masa como A. Si los especimenes son preparados en el laboratorio, se dejan enfriar hasta temperatura ambiente a 25 5C y se determina la masa seca A.

10.2 Se cubre toda la superficie del espcimen de ensayo con parafina derretida en

una capa suficientemente gruesa como para que selle todos los vacos superficiales. Se deja enfriar al aire, a la temperatura ambiente a 25 5 C (77 9 F), durante 30 minutos y se determina la masa de l espcimen. Se registra esta masa como D. (Notas 3 y 4).

10.3 Se llena el volmetro calibrado con agua destilada a 25 1 C (77 2 F).

Se coloca el espcimen parafinado en el volmetro, y se cubre el volmetro, al tapar un poco de agua escapa a travs de la perforacin capilar de la tapa ahusada. Se seca el volmetro con una tela absorbente seca, se pesa el volmetro y su contenido. Se registra esa masa como E.

10.4 Se determina la gravedad especfica de la parafina a 25 1 C (77 2 F) si

no es conocida. Se registra como F.

11. CLCULOS

Se calcula la gravedad especfica bulk del espcimen como sigue (el valor se reporta aproximado a la tercera cifra decimal m s prxima ):

-+--

=

FAC

CED

ABulkEspecficaGravedad

donde:

A = masa del espcimen seco, g,

B = masa del espcimen seco mas parafina de recubrimiento, g,

D = masa del volmetro lleno de agua a 25C (77F), g,

E = masa del volmetro lleno con el espcimen parafinado y agua a 25, y

F = gravedad especfica de la parafina a 25 1 C (77 2 F).

12. PRECISIN

Los valores duplicados de gravedad especfic a determinados por un mismo operador no se consideran correctos si difieren en ms de 0.02 entre ellos.

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13. NORMAS DE REFERENCIA

AASHTO T 275 91 (2000) ASTM D 1188 96