Notas del curso

Materiales para Construcción

Ferney Betancourt Cardozo

MÉTODO MARSHALL PARA DISEÑO DE MEZCLAS DE AGREGADOS CON

CEMENTO ASFÁLTICO

1. GENERALIDADES

El método Marshall se emplea para dosificar mezclas en caliente de agregados pétreos y

cemento asfáltico con o sin la adición de llenante mineral. El método puede utilizarse tanto

para diseños en laboratorio como para controles de campo. El objetivo del diseño de una

mezcla asfáltica es determinar la proporción adecuada de cemento asfáltico en la mezcla,

que asegure que está presente:

a. Suficiente estabilidad como para satisfacer las exigencias del servicio sin

desplazamientos o distorsiones.

b. Suficiente asfalto para asegurar la obtención de un pavimento durable que resulte del

c. recubrimiento completo de las partículas de agregado pétreo, impermeabilizando y

ligando las mismas entre si, bajo una compactación adecuada.

d. Suficiente trabajabilidad para permitir una eficiente colocación de la mezcla con la que

se pavimentará, sin que se produzca segregación.

e. Suficientes vacíos con aire en la mezcla compactada, para proveer una reserva de

espacio que impida exudaciones y pérdidas de estabilidad al producirse una pequeña

compactación adicional bajo las cargas del tránsito, como los posibles aumentos de

volumen del asfalto a altas temperaturas.

2. BOSQUEJO DEL MÉTODO

El método emplea muestras normales para ensayos de 2 1/2 pulgadas de altura por 4

pulgadas de diámetro, las cuales se preparan siguiendo un procedimiento especificado para

calentar, mezclar y compactar las mezclas de agregados y el cemento asfáltico.

Las dos características principales del ensayo son un análisis de DENSIDAD - VACÍOS y

una prueba de ESTABILIDAD - FLUJO.

La estabilidad es la máxima resistencia a la carga que la muestra normal soporta a 60° C

cuando se ensaya como se indica más adelante, mientras que el flujo es la deformación total

que se produce en la muestra, desde la carga cero hasta la carga máxima.

3. EQUIPO PARA EL ENSAYO

Juego de elementos para ensayo Marshall, que incluye molde de compactación especial de

4 pulgadas de diámetro y 3 de altura con su collar de extensión, martillo de compactación

con una zapata circular de 3 y 7/8" de diámetro, peso de 10 libras y altura de caída de 18

pulgadas, pedestal de compactación firmemente anclado al piso, prensa de ensayo y

mordazas para ensayo con sus guías.

Otros elementos tales como calentadores, termómetros, estufa, bandejas metálicas, baño

María, balanzas, espátulas, guantes, cucharones, tamices, extractores de muestras, etc.

4. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

4.1 Número de muestras

Deberán prepararse tres muestras para cada combinación de agregados y contenido de

cemento asfáltico elegidos. Tanto los agregados como el asfalto deberán cumplir

individualmente las especificaciones correspondientes a ellos.

Generalmente se emplean para el diseño 5 porcentajes diferentes de cemento asfáltico, por

lo que se deduce que es necesario elaborar, cuando menos, 15 muestras para ensayo.

Se acostumbra comenzar desde 4.0 o 4.5% de cemento asfáltico con respecto al peso de la

mezcla total, elaborándose los juegos de probetas con incrementos en dicho porcentaje de

0.5%.

Los agregados muy porosos requieren elevados contenidos de cemento asfáltico, por lo que

al ensayarlos es conveniente comenzar con porcentajes más altos.

4.2 Preparación de los agregados

En primer término, se secan a 110° C hasta peso constante. Como casi nunca es posible

obtener un agregado que cumpla con los requisitos granulométricos exigidos, deberá

hacerse una combinación de los disponibles.

Generalmente, en la planta asfáltica se dispone de un material de tipo grava (retenido en el

tamiz No.4) de una arena gruesa (pasa No.4 y retiene No.10 ó No.40), de una arena fina

(pasa No.10 ó No.40 y retiene No.200) y un llenante mineral (pasa No.200), con los cuales

se trata de obtener la granulometría, especificada, por lo que parece además separar en el

laboratorio el material en fracciones similares, determinando la proporción en que debe

intervenir cada una de ellas, para obtener la gradación requerida.

A manera de ejemplo, supóngase que se desea obtener un material que cumpla la gradación

MDC-1 del artículo 450 de la norma Especificaciones Generales para la Construcción De

Carreteras y que para ello se dispone de los materiales con las gradaciones que se presentan

en la Tabla 1.8. Los áridos utilizados en la fabricación de las probetas tienen las siguientes

referencias procedentes de:

Grava: 12/25 mm UNE (Pasa 1" 100%)

Gravilla: 6/12 mm UNE

Arena de trituración: 0/6 mm UNE

Filler: Aportación de la arena- contiene material pasa Tamiz No. 200

UNE: materiales de una fuente de la formación UNE (Chipaque, Cundinamarca)

Tabla 1.8 Materiales disponibles para la elaboración de la mezcla

Tamiz Porcentaje que pasa

pulgadas mm Grava Gravilla Arena de trituración

Filler Gradación

MDC-1 Gradación deseada

1" 25 100 100 100

3/4" 19 62.7 100 80-100 90

1/2" 12.5 13.4 97.5 67-85 76

3/8" 9.5 4.8 80.4 100 60-77 68.5

No.4 4.75 0.4 7.2 96.17 43-54 48.5

No.8 2.38 0.1 0.2 76.54 100 29-45 37

No.30 0.6 0.1 0.2 46.26 99.91 22-35 28.5

No.50 0.3 0.1 0.2 31.14 99.6 14-25 19.5

No.100 0.15 0.1 0.2 9.02 94.81 8-17 12.5

No.200 0.075 82.22 4-8 6

Debe determinarse, por lo tanto, la proporción en que deben mezclarse los cuatro materiales

disponibles con el fin de obtener uno que satisfaga la gradación MDC-1

Para ello puede emplearse un cuadro como el de la parte izquierda del Formato FUN - 9 -

01, en cuya parte superior se indican las gradaciones de los cuatro materiales disponibles,

mientras que en la inferior se aplica un porcentaje a cada una de ellas de acuerdo a la

gradación deseada, la cual como se ve en la Tabla No. 1.8., no es otra que aquella que va

por el centro de la norma.

Como los materiales se van a agrupar básicamente por medio de los tamices 1",1/2", #4 y

#200, los porcentajes usados que aparecen el ejercicio de aplicación que se incluye al final

del capítulo, se determinan así:

% grava = 1 00 - % pasa tamiz 1/2" en la gradación deseada

% grava = 100 - 76.0 = 24.0%

% gravilla = % pasa tamiz 1/2" - % pasa tamiz No.4, en la gradación deseada

% gravilla = 76.0 - 48.5 = 27.5%

% arena de trituración = % pasa tamiz No.4 - % pasa tamiz No.200, en la gradación

deseada

% arena de trituración = 48.5 - 6.0 = 42.5%

% Filler = % pasa tamiz No.200 en la gradación deseada

% Filler = 6.0%

Aplicando estos porcentajes a las gradaciones de los materiales disponibles, se obtienen los

valores que se indican en el cuadro de la parte inferior izquierda del Formato del ejercicio

de aplicación, los cuales se suman, comparándose dicha suma con la norma de diseño

(gradación MDC-1 en este caso) para verificar si la mezcla en tales proporciones cumple la

especificaciones. En caso de no ser así, el proyectista deberá hacer los ajustes a que haya

lugar, inclusive, otros materiales hasta que la mezcla satisfaga la especificación.

4.3. Determinación de las temperaturas de mezcla y compactación

La temperatura la cual debe calentarse el cemento asfáltico para producir viscosidades 170

+/- 20 y 280 +/- 30 centistokes (1 centistoke = 1 mm2/s, debe establecerse como la de la

mezcla con los agregados y compactación respectivamente (norma INV-E-748-07). Para

ello es necesario elaborar una curva de calibración para el cemento asfáltico para establecer

la variación de su viscosidad con la temperatura.

Debe evitarse un calentamiento excesivo del cemento asfáltico, el cual trae como

consecuencia su endurecimiento.

La temperatura de los agregados deberá superar en 20° C a la del cemento asfáltico durante

la mezcla. Si es mayor, puede perjudicar al asfalto durante el mezclado, mientras que si es

muy baja, la envoltura de los agregados por el asfalto y la extensión de la mezcla serán

difíciles.

4.4 Preparación de las mezclas

La experiencia ha demostrado que las mezclas de agregados y cemento asfáltico de 1200

gramos de peso permiten obtener muestras compactadas de 2.5 +/- 0.01 pulgadas de altura.

Por lo tanto para elaborar cada probeta se mezclarán las cantidades necesarias de cada

fracción de agregados y cemento asfáltico para alcanzar dicho peso.

En el caso que se ilustra en el ejercicio de aplicación, se han seleccionado los porcentajes

de cemento asfáltico de 5, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0 y 7.5 con respecto al peso de la mezcla total.

Para la mezcla No.1, por ejemplo, que corresponde a un 5.0% de cemento asfáltico, las

cantidades se calculan así:

Como en los 1200 gramos habrá un 5 % de cemento asfáltico, es obvio que el 95% restante

tendrán que componerlo los agregados minerales y por lo tanto, de cada fracción de ellos se

empleará un 95%.

% grava con respecto a la mezcla total = 24 x 0.95 = 22.8

% gravilla con respecto a la mezcla total = 27 x 0.95 = 25.7

% arena de trituración con respecto a la mezcla total = 43 x 0.95 = 40.9

% filler con respecto a la mezcla total = 6 x 0.95 = 5.70

% cemento asfáltico con respecto a la mezcla total = 5.0

______

TOTAL = 100.0%.

Como la cochada ha de pesar 1200 gramos la cantidad por incluir en ella, de cada uno de

los materiales disponibles se determina aplicando los anteriores porcentajes así:

Grava = 1.200 x 0.228 = 273.6 g

Gravilla = 1.200 x 0.257 = 308.4 g

Arena de trituración = 1.200 x 0.409 = 490.8 g

Filler = 1.200 x 0.057 = 68.4 g

Cemento asfáltico = 1.200 x 0.050 = 60.0 g

_______

Total = 1.200 g

Por lo tanto, en la bandeja de mezcla deberá colocarse la cantidad indicada de cada fracción

de agregado a la temperatura especificada, mezclándose éstas rápidamente y abriéndose un

cráter dentro del cual se añade la cantidad calculada de cemento asfáltico, también a la

temperatura especificada.

Se hace la mezcla entre agregados y asfalto con un palustre o un mezclador mecánico, tan

rápido como sea posible, con el fin de evitar disminuciones perjudiciales de temperatura.

Este procedimiento se repite para las otras dos muestras, que se van a preparar con el

mismo porcentaje de asfalto.

Para los otros porcentajes elegidos, se procede de manera similar, calculando las cantidades

de cada fracción de agregados y el asfalto que corresponden a cada caso, tal como se indica

en el formato del ejercicio de aplicación para 5.5, 6.0, 6.5, 7.0 y 7.5 de cemento asfáltico,

con respecto al peso total de la mezcla.

4.5 Compactación de las mezclas

a. Antes de colocar la cochada dentro del molde, tanto éste como el pisón de

compactación deben limpiarse con gasolina o kerosene y colocarse a estufa entre 100 y

150° C por unos 30 minutos.

b. Al retirarlo de la estufa, se arma el molde, se le coloca su base y collar de extensión y

se introduce un papel de filtro en el fondo, colocando luego de manera rápida dentro de

él, la cochada de 1200 gramos, la cual debe emparejarse con una espátula o palustre

caliente, aplicando 15 golpes alrededor del perímetro y 10 en su interior y nivelando

finalmente la superficie del material.

La temperatura en este instante debe encontrarse dentro de los límites mencionados en

el numeral 4.3 o de lo contrario la mezcla debe descartarse, pues no se permite su

recalentamiento.

c. A continuación, se sujeta el molde con el aro de ajuste que tiene para tal efecto, se

coloca en el pedestal de compactación, se apoya sobre la mezcla la zapata del pisón y

se aplican 75 golpes según se especifique, a caída libre y cuidando que el vástago del

pisón se mantenga siempre vertical.

d. Terminada la aplicación del número de golpes requerido, se retira el molde del

dispositivo de ajuste, se le quita la placa de base y el collar de extensión, se invierte el

molde y se vuelve a montar el dispositivo, aplicando el mismo número de golpes a la

que ahora es la cara superior de la muestra.

e. Se retira el molde del pedestal, se le quita el collar y la base y se deja enfriar a la

temperatura ambiente.

f. Se le coloca al molde el collar de extensión y con el extractor se saca de él la probeta

compactada, la cual debe identificarse marcándola en cada cara con una crayola.

g. Se pesa la probeta y se mide su espesor; si su altura está fuera de lo especificado,

puede ajustarse la cantidad de agregado a utilizar para elaborar las siguientes probetas,

aplicando la expresión:

pgmuestralademediaaltura

usadoagregadodelpeso*5.2agregadodelajustadoPeso

h. Finalmente, se coloca la probeta sobre una superficie lisa y bien ventilada durante toda

la noche.

Este procedimiento de compactación se realiza sobre todas las muestras que se elaboren

con los diversos porcentajes de cemento asfáltico.

4.6 Ensayo de probetas compactadas

En el método de ensayo Marshall, cada muestra compactada se somete a los siguientes

ensayos en el orden indicado:

a. Determinación del gravedad específica "bulk" y densidad mezclas asfálticas compactadas

b. Ensayo de estabilidad y flujo

c. Análisis de la densidad y vacíos

4.6.1 Determinación del específico aparente de las probetas compactadas

(INV E-733)

El peso específico aparente de una probeta compactada es la relación entre su peso en el

aire y su volumen incluyendo los vacíos permeables.

Si la probeta tiene una textura superficial densa e impermeable, su peso específico aparente

se determina sencillamente mediante la expresión:

wss

a

WW

WGmb

donde:

Wa: Peso de la probeta seca en el aire

Wss: Peso en el aire de la probeta saturada y superficialmente seca.

Ww: Peso de la probeta en el agua, sumergida

Si la textura superficial de la probeta es abierta y permeable, su volumen se determina por

la diferencia entre su peso en el aire y su peso en el agua estando parafinada y el peso

específico aparente se hallará con la fórmula:

p

aap

wpap

a

mb

G

WWWW

WG

donde:

Wa: Peso en el aire de la probeta sin parafinar

Wap: Peso en el aire de la probeta parafinada

Wwp: Peso en el agua de la probeta parafinada

Gp: Peso específico de la parafina

4.6.2 Ensayo de estabilidad y flujo

El procedimiento que se describe a continuación, es aplicable a todas las probetas

compactadas.

a. Si la probeta ha sido parafinada, deberá rasparse la parafina para dejarla lista para

esta ensayo.

b. Se lleva la probeta a un baño de agua a 60 +/- 1 ° C durante un lapso de 30 a 40

minutos.

c. Se limpia cuidadosamente la superficie interior de la mordaza de prueba y se

lubrican las barras guías con una delgada película de aceite, de manera que el

segmento superior del anillo deslice libremente. Si se usa un anillo par medir la

carga aplicada, debe controlarse que su di al esté bien fijo y en cero cuando no haya

carga.

d. Estando liso el aparato de carga Marshall para el ensayo, se saca la probeta del agua

y se seca rápida y cuidadosamente su superficie.

e. Se coloca la probeta en la mordaza inferior de prueba y se centra. Luego se ajusta el

anillo superior en posición y se centra el conjunto en el mecanismo de carga.

f. A continuación se coloca el medidor de flujo sobre la barra-guía marcada y se lleva

su aguja a cero.

g. Se aplica la carga a la probeta a una velocidad de 2 pulgadas/minuto hasta que

ocurra la falla. El punto de falla se define mediante la máxima lectura obtenida en el

dial de carga. El número de libras correspondiente a esta lectura se anota como

ESTABILIDAD MARSHALL.

h. Mientras se está aplicando carga, se mantiene el medidor de flujo firmemente en

posición sobre la barra-guía y se retira cuando ocurra la carga máxima. La lectura en

el dial en este instante se denomina FLUJO y se acostumbra expresar en centésimas

de pulgada.

i. El procedimiento completo, desde que se saca la probeta del baño de agua hasta que

falla en la máquina, no debe tardar más de 30 segundos.

4.6.3 Análisis de densidad y vacíos

Al terminar los ensayos de estabilidad y flujo, debe realizarse un análisis de la densidad y

vacíos para cada serie de muestras en la forma siguiente:

a. Se promedian los pesos específicos aparentes de todas las probetas elaboradas con

el mismo porcentaje de asfalto, descartando las que se alejen demasiado del

promedio. Este valor promedio, multiplicado por 62.4, permite obtener la densidad

en el sistema inglés (lb/pie3).

b. Se calcula el peso específico promedio del agregado total, mediante la expresión:

c.

...

100

3

3

2

2

1

1

G

P

G

P

G

PGsb

donde:

P1, P2, P3,...: Porcentajes en peso de cada una de las fracciones de material que

intervienen en el total del agregado.

G1, G2, G3,...: Gravedades específicas de los materiales a los que corresponden las

fracciones anteriormente mencionadas. Deberá emplearse el Gs aparente para el

llenante mineral y el Gs bulk para las fracciones de agregado grueso y fino.

c. Se calcula la gravedad específica máxima teórica de la muestra para cada porcentaje

de asfalto, Gmm, la cual corresponde al que teóricamente se obtendría si fuera

posible comprimir la muestra hasta obtener una masa de asfalto y agregados carente

de vacíos con aire. Este valor se calcula así:

asfse G

asfalticocemento

G

agregadosGmm

%%

100

d. Se determina Gmb de la briqueta compactada

e. Se deduce el valor Gse, gravedad específica efectiva

Y se sigue el procedimiento descrito en la norma INV-E-799-07.

5. INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS

5.1 Preparación de los datos

Los valores obtenidos en los cálculos se preparan así:

a. Las estabilidades medidas (aparte 4.6.2 f) se anotan en el Formato de cálculo.

b. Los valores obtenidos para aquellas muestras que no tengan exactamente la altura

de 2.5 pulgadas, deben corregirse, aplicando los factores de la Tabla 1.9,

Tabla 1.9. Factores de corrección para estabilidad marshall

Volumen de la probeta

cm³

Espesor aproximado de la

probeta Factor de corrección

(in) mm

200-213 1 25.4 5.56

214-225 1 1/16 27 5

226-237 1 1/8 28.6 4.55

238-250 1 3/16 30.2 4.17

251-264 1 1/4 31.8 3.85

265-276 1 5/16 33.3 3.57

277-289 1 3/8 34.9 3.33

290-301 1 7/16 36.5 3.03

302-316 1 1/2 38.1 2.78

317-328 1 9/16 39.7 2.5

329-340 1 5/8 41.3 2.27

341-353 1 11/16 42.9 2.08

354-367 1 3/4 44.4 1.92

368-379 1 13/16 46 1.79

380-392 1 7/8 47.6 1.67

393-405 1 15/16 49.2 1.56

406-420 2 50.8 1.47

421-431 2 1/16 52.4 1.39

432-443 2 1/8 54 1.32

444-456 2 3/16 55.6 1.25

457-470 2 1/4 57.2 1.19

471-482 2 5/16 58.7 1.14

483-495 2 3/8 60.3 1.09

496-508 2 7/16 61.9 1.04

509-522 2 1/2 63.5 1

523-535 2 9/16 65.1 0.96

536-546 2 5/8 66.7 0.93

547-559 2 11/16 68.3 0.89

560-573 2 3/4 69.9 0.86

574-585 2 13/16 71.4 0.83

586-598 2 7/8 73 0.81

599-610 2 15/16 74.6 0.78

611-625 3 76.2 0.76

Volumen – espesor relacionados con base en un diámetro de 101.6 mm (4") de la probeta

Los valores de estabilidad corregida para cada grupo de muestras, elaboradas con el mismo

contenido de asfalto, se promedian, tomándose dicho promedio como el valor de estabilidad

para ese contenido de asfalto.

Debe excluirse del promedio aquel valor que se encuentre notoriamente alejado de los

demás.

c. Los valores de flujo obtenidos para todas las muestras elaboradas con determinado

contenido de cemento asfáltico, se promedian. Deberá también descartarse aquel valor que

difiera notablemente del promedio, si la hay.

d. Se dibujan gráficos que establezcan las siguientes relaciones:

Densidad vs. % de cemento asfáltico

Estabilidad vs. % de cemento asfáltico

Flujo vs. % de cemento asfáltico

% de vacíos con aire en la mezcla total vs. % de cemento asfáltico

% de vacíos en los agregados minerales vs. % de cemento asfáltico

% de vacíos llenos de asfalto vs. % de cemento asfáltico

5.2 Pautas de comportamiento

El comportamiento normal de una mezcla asfáltica requiere:

a. La densidad aumenta con el contenido de asfalto hasta un máximo después del cual

comienza a decrecer.

b. La curva de estabilidad comienza es similar a la de la densidad, salvo que la máxima

estabilidad ocurre normalmente (no siempre) a un contenido de asfalto ligeramente

inferior al de máxima densidad.

c. Los valores de flujo aumentan con los incrementos en el contenido de asfalto.

d. El porcentaje de vacíos con aire en la mezcla total disminuye al incrementarse el

contenido de asfalto, tendiendo hacia un mínimo.

e. El porcentaje de vacíos en los agregados minerales disminuye al incrementarse el

contenido de asfalto, hasta alcanzar un mínimo a partir del cual comienza a aumentar.

5.3 Selección del contenido óptimo de asfalto en la mezcla.

Con base en las curvas dibujadas, el contenido óptimo de asfalto se calcula promediando

los siguientes valores:

a. El que corresponda a la densidad máxima.

b. El que corresponda a la estabilidad máxima.

c. El que corresponda al valor medio del porcentaje de vacíos con aire permitido por las

especificaciones.

d. Del mismo modo, el valor medio que corresponda al rango de flujo y vacíos llenos de

asfalto VFA, y el porcentaje para el mínimo de los vacíos entre agregados minerales

VAM.

Para los resultados indicados en las curvas del ejercicio de aplicación, el contenido óptimo

de cemento asfáltico será:

a. Para máxima densidad = 6.30%

b. Para máxima estabilidad = 5.60%

c. Para 5.5% de vacíos con aire (valor medio

entre 3 y 8 indicado en la Tabla 1.2.3 para

capas de base en concreto asfáltico). = 5.40 %

d. Para 11/100 pulg de Flujo (valor medio

entre 8 y 16 (1/100 pulg)) = 5.0 %

e. Para 19.6% de vacíos en agregados minerales = 7.20%

_________

Contenido promedio de cemento asfáltico = 5.90% (óptimo)

Con el porcentaje promedio así obtenido, se verifica si los valores de flujo, estabilidad y

vacíos se encuentran dentro de los límites especificados y además si el porcentaje de vacíos

en los agregados minerales es superior al mínimo admisible.

Para el 5.90% de cemento asfáltico, las propiedades de la mezcla son las siguientes:

a. Estabilidad (libras) = 4120

b. Flujo (1/100 pulgadas) = 16.8

c. % vacíos con aire = 4.0

d. % vacíos en los agregados minerales = 18.0

e. Densidad (g/cm3) = 2.421

Por lo general, la mezcla de diseño a elegir debe ser la más económica que cumpla con los

criterios establecidos. Siempre que las condiciones económicas fuesen iguales, se elegirá la

mezcla de mayor estabilidad, aunque debe tenerse presente que las mezclas con estabilidad

muy alta y flujo muy bajo no son deseables, porque los pavimentos hechos con tales

mezclas tienden a ser muy rígidos y frágiles y pueden agrietarse bajo tránsito. Esto es

particularmente cierto cuando las características de la base y la subrasante son tales que

permiten deflexiones relativamente altas en el pavimento.

Es asimismo deseable que el porcentaje de vacíos con aire permanezca dentro de los límites

fijados por las especificaciones, ya que si es muy bajo habrá tendencia hacia las

especificaciones, ya que si es muy bajo habrá tendencia hacia la exudación del asfalto de la

mezcla, mientras que si es muy alto puede producirse un envejecimiento prematuro del

asfalto por cuanto la capa queda más expuesta a los agentes atmosféricos, lo que se traduce

en la desintegración del pavimento.

Cuando con el porcentaje de asfalto calculado no sea posible cumplir los requisitos de las

Tablas 1.10 y 1.11, deberán hacerse algunos ajustes, tales como los indicados en la Tabla

1.12. Sin embargo, si ni siquiera de ese modo se pueden satisfacer los criterios de diseño,

pueden permitirse una tolerancia de 1% en los vacíos con aire, pero por ningún motivo se

podrá aceptar que el valor del flujo sea mayor al permitido, ni la estabilidad inferior de la

exigida.

Tabla 1.10. Criterio de diseño sugerido por el instituto del asfalto para el ensayo Marshall

(INVIAS artículo 450-07)

Transito Liviano

NT1 Medio NT2

Pesado NT3

No. de golpes por cara 50 75 75

Estabilidad mínima (kg) 500 750 900

Flujo (1/100 pg) 2-4 2 - 4 2 – 3.5

% vacíos con aire:

Concreto asfáltico para rodadura 3-5 3 - 5 4 - 6

Concreto asfáltico INTERMEDIA 4-8 4 - 8 4 - 7

Concreto asfáltico para Base - 5 - 9 5 - 8

% vacíos en agregados minerales Ver tabla 1.11

% Vacíos llenos de asfalto 65 - 80 65 - 78 65 - 75

(1) Las bases asfálticas mezcladas en caliente que se coloquen 10 o más centímetros por debajo de la super1icie final y

que no cumplan el criterio de la Tabla cuando se ensayan a 60º C pueden emplearse si los cumplen al ensayarse a 38º C.

(2) Los materiales para bases de arena asfalto mezcladas en caliente, se compactarán con 50 golpes por cara

independientemente del tipo de tránsito y además del requisito de vacíos con aire deberán presentar una estabilidad mayor

a 200 libras y un flujo menor a 20. demás, no tienen requisito en cuanto a vacíos en los agregados minerales.

TABLA 1.11. MÍNIMO PORCENTAJE ADMISIBLE DE VACÍOS EN LOS

AGREGADOS MINERALES

Tipo de granulometría % mínimo de vacíos en los

agregados minerales

Mezcla 0 <13

Mezcla 1 <14

Mezcla 2 <15

Mezcla 3 <16

TABLA 1.12. GUÍA GENERAL PARA AJUSTES DE MEZCLAS ASFÁLTICAS

Vacíos con aire bajos Estabilidad satisfactoria Reducir el contenido de

asfalto o el de llenante

mineral, o ambos. Modificar

la gradación y/o la

combinación de los

agregados para obtener más

vacíos en el agregado

Estabilidad baja Aumentar el llenante

mineral, disminuir el

contenido de asfalto o ambas

cosas simultáneamente.

Aumentar la cantidad y/o la

angulosidad del agregado

grueso.

Vacíos con aire satisfactorios No requiere ajuste alguno. Disminuir el contenido de

asfalto, aumentar el llenante

mineral o ambas cosas al

mismo tiempo.

Aumentar la cantidad y/o la

angulosidad del agregado

grueso.

Vacíos con aire altos Aumentar el contenido de asfalto y/o el de llenante mineral.

Modificar la gradación y/o la combinación de los agregados

para obtener menos vacíos en los agregados.

1.2.6. APLICACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

El valor óptimo en el diseño es el porcentaje de cemento asfáltico que debe intervenir en la

manufactura de la mezcla en la obra, empleando el mismo tipo de agregados y asfalto

utilizados en el diseño de laboratorio.

Sin embargo, como durante el proceso de construcción es posible que se presenten

modificaciones en la gradación de los agregados, el ingeniero de Control deberá estar

atento para ordenar todos los ajustes que considere necesarios.

Durante la producción de mezclas en planta, además del control del porcentaje de cemento

asfáltico añadido, deberá llevarse una cuidadosa investigación de la estabilidad, flujo y

densidad de las mezclas.