lavado-asfaltico

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL SISTEMAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

INTRODUCCIÓNEn el presente informe se da a conocer el procedimiento adecuado para la obtención de

porcentaje de asfalto en una mezcla asfáltica por medio de una centrifuga. El lavado

asfaltico es la extracción por centrifugado en la que una centrifuga elástica produce una

fuerza centrífuga sostenida, es decir, por medio de rotación el árido se separa del asfalto

quedando este afuera del centro de rotación.

Este conocimiento nos permitirá conocer si la muestra asfáltica que se va a utilizar cumple

con las condiciones de diseño.

Sabemos que la mezcla asfáltica es la unión de áridos más bitumen, los áridos por una parte

son materiales elastoplasticos mientras que el asfalto es un material visco-elástico. Luego de

mezclarlos obtenemos un material viscoelastoplatico cuyo comportamiento está en función

de la temperatura y de la velocidad de las cargas.

Los ensayos realizados están basados en las Normas ASTM D 2172 y AASHTO T 164, las

mismas que se han adaptado al nivel de implementación y a las condiciones propias de

nuestra realidad.

OBJETIVOS Determinar el porcentaje de asfalto en la mezcla asfáltica.

Luego de haber realizado el lavado asfaltico, realizar la granulometría del agregado

lavado.

Comprobar el diseño asfaltico del pavimento.

PAVIMENTOS P á g i n a 1 | 17



NORMATIVIDAD Dentro de las normas relacionadas con el presente informe tenemos las siguientes:

ASTM D2171.- Este método de ensayo cubre los procedimientos para la determinación de la viscosidad del ligante de asfalto (betún) por viscosímetros capilares de vacío a 60 º C [140 º F]. Es aplicable a materiales que tienen viscosidades en el intervalo de 0,0036 a más de 20 000 Pa · s (0.036 a más de 200 000 P).

Este método de ensayo es adecuado para su uso a otras temperaturas, pero la precisión

se basa en determinaciones en aglutinantes de asfalto a 60 º C [140 º F].

AASHTO T 164.- Esta norma describe métodos para la determinación cuantitativa de asfalto en mezclas asfálticas en caliente y en muestras de pavimentos.

Se obtienen mejores resultados cuantitativos cuando el ensayo se efectúa sobre mezclas

y pavimentos inmediatamente después de su preparación.

MTC E 502 – 2000 Describe métodos para la determinación cuantitativa del asfalto en mezclas asfálticas en caliente y en muestras de pavimentos. Los agregados obtenidos mediante estos métodos pueden emplearse para análisis granulométrico y otro tipo de ensayos.

Los resultados obtenidos con estos métodos pueden afectarse por la edad de los

materiales ensayados; es así como las muestras más viejas tienden a producir contenidos

ligeramente menores de asfalto. Se obtienen mejores resultados cuantitativos cuando el

ensayo se efectúa sobre mezclas y pavimentos inmediatamente después de su

preparación.




FUNDAMENTO TEORICOLa finalidad de los estudios para profundizar en la caracterización del ligante del

pavimento en servicio, fue el establecer en qué medida la composición o el

comportamiento del mismo era un factor determinante para el deterioro del pavimento.

En ese sentido la aplicación de este ensayo permitió determinar la cantidad de bitumen,

Las mezclas bituminosas están compuestas por una combinación de áridos y ligantes

hidrocarbonados que mezclados a altas temperaturas forman una película continua que

envuelve a los áridos. Los áridos son un material elastoplástico y el betún visco elástico,

por lo tanto se considera que las mezclas bituminosas son un material,

viscoelastoplástico. Estas mezclas se fabrican en centrales fijas o móviles y

posteriormente se transportan a obra para su extendido y compactación.

Debido a las características del betún, las mezclas bituminosas tienen un

comportamiento que depende de la temperatura y la velocidad de aplicación de las

cargas. Sólo en determinadas condiciones se puede considerar que tienen un

comportamiento elástico y lineal. Estas condiciones son cuando las temperaturas son

bajas y la velocidad de aplicación de las cargas es elevada

Los resultados de los ensayos de extracción por centrifugado en la máquina de lavado

asfaltico indicaran el contenido de bitumen de la mezcla asfáltica. Los resultados de los

ensayos granulométricos de los agregados remanentes caracterizaran una mezcla con

una fracción de grava, partículas angulares y tamaño máximo.

Bitumen

El betún o bitumen es una mezcla de líquidos orgánicos altamente viscosa, negra,

pegajosa, completamente soluble en disulfuro de carbono y compuesta principalmente

por hidrocarburos aromáticos policíclicos.

El betún es la fracción residual (el fondo) resultante de la destilación

fraccionada del petróleo. Es la fracción más pesada y la que tiene el punto de ebullición

más elevado. No debe ser confundido con el asfalto (al que a veces se llama 'betún de

Judea' o 'judaico', pero que es una mezcla de minerales y betún) ni con el alquitrán (que

se obtiene de la destilación destructiva del carbón y es químicamente diferente).




Asfalto

El asfalto es un material viscoso, pegajoso y de color negro, usado

como aglomerante en mezclas asfálticas para la construcción de carreteras, autovías

o autopistas. También es utilizado en impermeabilizantes. Está presente en

el petróleo crudo y compuesto casi por completo de bitumen.

Como el asfalto es un material muy impermeable, adherente y cohesivo, capaz de resistir

altos esfuerzos instantáneos y fluir bajo la acción de cargas permanentes, presenta las

propiedades ideales para la construcción de pavimentos cumpliendo las siguientes

funciones:

Impermeabilizar la estructura del pavimento, haciéndolo poco sensible a la

humedad y eficaz contra la penetración del agua proveniente de la precipitación.

Proporciona una íntima unión y cohesión entre agregados, capaz de resistir la

acción mecánica de disgregación producida por las cargas de los vehículos.

Igualmente mejora la capacidad portante de la estructura, permitiendo disminuir

su espesor.

Mezcla Asfáltica

Una mezcla asfáltica en general es una combinación de asfalto y agregados minerales

pétreos en proporciones exactas que se utiliza para construir firmes. Las proporciones

relativas de estos minerales determinan las propiedades físicas de la mezcla y,

eventualmente, el rendimiento de la misma como mezcla terminada para un

determinado uso.

La mezcla asfáltica debe ser duradera, es decir, debe ser resistente a las acciones tales

como el despegue de la película de asfalto del agregado por efectos del

agua, abrasión del tránsito, etc. Debe ser resistente a las solicitaciones de tránsito a

través de su estabilidad. Una mezcla debe ser impermeable para que sus componentes

no estén bajo la acción directa de los agentes atmosféricos y debe ser trabajable para su

fácil colocación y compactación en terreno. Cada una de estas y otras propiedades

deseables de las mezclas asfálticas.

Estas mezclas asfálticas pueden ser confeccionadas en plantas y con los equipos

apropiados para esta labor. Según sus propiedades y espesores de capa, se considera

que aportan capacidad estructural al pavimento.




MATERIALES

MUESTRA ASFÁLTICAExtraída de la obra de pavimentación en el Departamento de Lambayeque.

CENTRÍFUGA ELÉCTRICAUna centrífuga es un aparato que aplica una fuerza centrífuga sostenida (esto es, una

fuerza producida por rotación) para impeler la materia hacia afuera del centro de rotación.

Este principio se utiliza para separar partículas en un medio líquido por sedimentación.




GASOLINA 95 OCTANOSLa gasolina es una mezcla de hidrocarburos derivada del petróleo que se utiliza como

combustible para el lavado asfaltico.




BADILEJO Sirve para manejar la muestra en el ensayo.

JUEGO DE TAMICESUtilizado para el análisis granulométrico, se utilizaron tamices: 3”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾ “, ½ “,

3/8”, ¼”, Nº4, Nº8, Nº10, Nº16, Nº20, Nº30, Nº40, Nº50, Nº80, Nº100, Nº200 + Platillo.

BALANZAPara pesar la muestra asfáltica, con sensibilidad de 1.0 g.




BALANZA ELECTRONICA Para pesar los pesos retenidos en el ensayo granulométrico.

BANDEJA




BROCHA

PROCEDIMIENTO

1) Siempre que se va a ensayar un material primero debe hacerse un cuarteo para

obtener una muestra representativa, por lo tanto, primero realizaremos un cuarteo a la

MUESTRA ASFALTICA.

2) Pesamos 1,500 kg de Muestra Asfáltica




3) Se coloca en el recipiente el 1,500kg de Mezcla Asfáltica más el solvente (gasolina de 95

Octanos) en la centrifuga.




4) Luego seguimos agregando el solvente hasta ver que el residuo del lavado asfaltico sea

lo más claro posible o en todo caso del color del mismo solvente esto quiere decir que

todo el asfalto de la mezcla asfáltica ya se desprendió de los áridos.




5) Una vez terminado de lavar la Mezcla Asfáltica y haber separado Agregado de Asfalto

procedemos a quitar la muestra de la centrifuga par luego secarla.




6) Con la muestra seca, realizamos el análisis granulométrico respectivo, utilizando para esto

el juego de tamices (3”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾ “, ½ “, 3/8”, ¼”, Nº4, Nº8, Nº10, Nº16, Nº20, Nº30,

Nº40, Nº50, Nº80, Nº100, Nº200 + Platillo).

7) Pesamos el material retenido en cada malla,

utilizando la balanza electrónica.




CALCULOS Y RESULTADOS

Porcentaje de Asfalto

Es la el porcentaje que se obtiene de dividir el peso del asfalto entre el peso de la muestra

antes del lavado.

L A V A D O A S F A L T I C ONORMA ASTM D - 421

TIPO DE MATERIAL ASFALTO

Peso de la Mezcla antes del lavado 1500 GramosPeso de la Mezcla después del Lavado 1430.08 Gramos

% de Asfalto=( P .M antes de Lavado−P .M despues de LavadoP . M antes de Lavado )x 100

% asfalto=( 1500−14 30.081500 ) x100

% asfalto=4.66 %

Curva Granulométrica




Es la curva que se obtiene de la gráfica semi-logarítmica donde se ubican los puntos del

diámetro de las partículas (eje X) y porcentaje que pasa en peso (eje Y).

Esta curva se grafica junto con las especificaciones técnicas del ensayo (dos curvas que nos

darán el uso granulométrico).

Se obtuvieron los siguientes datos:

L A V A D O A S F A L T I C ONORMA ASTM D - 421

TIPO DE MATERIAL ASFALTOPeso de la Mezcla antes del lavado 1500 Gramos

Peso de la Mezcla después del Lavado 1423.19 GramosPorcentaje de Asfalto 4.66 %

ABERTURA DE MALLA PESOESPECIFICACIONESPULG. M.M. RET. EN GR. % RET. %ACUMULADO % PASA

3" 75,000 0,000 0,000 0,000 100,000 - - - - -

2" 50,000 0,000 0,000 0,000 100,000 - - - - -

1 1/2" 38,100 0,000 0,000 0,000 100,000 - - - - -

1" 25,000 0,000 0,000 0,000 100,000 - - - - -

3/4" 19,000 0.00 0.00 0.00 100.00 100,0

1/2" 12,500 251.83 17.61 17.61 82.39 80 - 100

3/8" 9,500 183.51 12.83 30.44 69.56 70 - 90

1/4" 6,300 101.00 7.06 37.50 62.50 - - - - -

N° 4 4,750 165.81 11.59 49.10 50.90 50 - 70

N° 8 2,360 102.00 7.13 56.23 43.77 35 - 50

N° 10 2,000 82.87 5.79 62.03 37.97 - - - - -

N° 16 1,180 80.86 5.65 67.68 32.32 - - - - -

N° 20 0,850 50.43 3.53 71.21 28.79 - - - - -

N° 30 0,600 71.00 4.96 76.17 23.83 18 - 29




N° 40 0,425 44.63 3.12 79.29 20.71 - - - - -

N° 50 0,300 60.84 4.25 83.55 16.45 13 - 23

N° 80 0,180 121.95 8.53 92.07 7.93 - - - - -

N° 100 0,150 22.37 1.56 93.64 6.36 8 - 16

N° 200 0,074 62.87 4.40 98.03 1.97 4 - 10

PLATILLO 28.11 1.97 100.00 0.00 - - - - -

CURVA GRANULOMETRICA:

0.0010.0100.1001.00010.000100.000

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Ensayo: Curva Granulométrica 1

2

DIÁMETRO DE LA PARTICULA (mm)

PO

RC

EN

TA

JE

QU

E P

AS

A E

N P

ES

O




CONLUSIONES

El peso resultante de agregado después del ensayo de granulometría fue de 1430.08 gr.

resultando 702.15 gr de agregado grueso y 727.93 gr de agregado fino. Y según la tabla

adjunta la granulometría del agregado no cumplen con las especificaciones establecidas.

Por lo que se muestra en la curva granulométrica, el diseño está dentro del huso en su

mayor parte.

El valor del porcentaje de asfalto es un valor significativo ya que la mezcla posee mayor

cantidad de agregado fino, si fuera todo lo contrario, el % de asfalto sería mucho menor.


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