importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

190
Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas de las mezclas asfálticas en caliente a más de 3000 msnm para el proyecto carretera desvío Imperial-Pampas Item Type info:eu-repo/semantics/bachelorThesis Authors Arellano Loayza, Lady Laura; Caceres Candia, Claudia Stephanie Publisher Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC) Rights info:eu-repo/semantics/openAccess; Attribution- NonCommercial-ShareAlike 3.0 United States Download date 04/07/2022 06:17:17 Item License http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/us/ Link to Item http://hdl.handle.net/10757/623822

Upload: others

Post on 04-Jul-2022

22 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicasde las mezclas asfálticas en caliente a más de 3000 msnm

para el proyecto carretera desvío Imperial-Pampas

Item Type info:eu-repo/semantics/bachelorThesis

Authors Arellano Loayza, Lady Laura; Caceres Candia, Claudia Stephanie

Publisher Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)

Rights info:eu-repo/semantics/openAccess; Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 United States

Download date 04/07/2022 06:17:17

Item License http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/us/

Link to Item http://hdl.handle.net/10757/623822

Page 2: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS

FACULTAD DE INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

IMPORTANCIA DE LA EVALUACIÓN A LAS

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS MEZCLAS

ASFÁLTICAS EN CALIENTE A MÁS DE 3000

MSNM PARA EL PROYECTO CARRETERA

DESVÍO IMPERIAL-PAMPAS

Tesis para optar el Título de Ingeniero Civil que presentan los bachilleres

LADY LAURA ARELLANO LOAYZA (0000-0002-2594-1064)

CLAUDIA STEPHANIE CACERES CANDIA (0000-0002-4089-5422)

ASESOR:

Msc. GUILLERMO LAZO LÁZARO

LIMA-PERÚ

MARZO 2018

Page 3: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página ii

Page 4: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página iii

DEDICATORIA

A nuestros padres, Lo más valioso que Dios nos ha dado

Y nuestra mayor motivación

Page 5: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página iv

AGRADECIMIENTOS

A nuestro asesor, MSc. Guillermo Lazo Lázaro por su inagotable paciencia

proponiendo siempre los cambios precisos en la presente tesis. Sobre todo, por

aceptar ponerse en hombros la responsabilidad de sacar adelante nuestra tesis a

pesar de las dificultades que se presentaron al inicio, y porque a pesar de los grandes

compromisos que tiene siempre se dio tiempo para brindarnos todo su apoyo.

A todos los Ingenieros, técnicos, vigías, choferes y personal del Proyecto Carretera

Dv. Imperial - Pampas quienes con gran amabilidad y paciencia nos guiaron y

apoyaron en los distintos ensayos realizados in situ durante nuestro viaje. Así también

a todas las personas que conocimos en la zona, gracias por la amabilidad.

Al Ingeniero Román A. Arciniega y al Ingeniero Manuel Silvera por brindarnos su

tiempo para escuchar los problemas que se nos fueron presentando y por ayudarnos a

encontrar la mejor solución a cada uno de ellos.

También agradecer a nuestros profesores que durante toda nuestra etapa

universitaria han aportado a nuestra formación profesional.

Page 6: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página v

A Dios, el que me da fortaleza para afrontar diferentes situaciones; a mis

espectaculares padres Alfredo Arellano Palacios y Lady Loayza Oblitas, por ser

siempre incondicionales, darme su amor, confianza y apoyarme en todo momento. A

mis queridos hermanos Carlos, Alfredo y Javier, quienes siempre estuvieron y están

pendientes de mí. A mi enamorado y amigo Christian Plasencia por su paciencia,

comprensión y amor.

Lady Arellano Loayza

A Dios que me ilumina y guía para seguir adelante frente a las adversidades; a mis

grandiosos padres Chabuca Candia Carpio y Cesar Guillermo Caceres Yañez por ser

mi soporte y brindarme comprensión todos los días de mi vida. A mis abuelos

Policarpo Candia Carpio y Epifania Carpio Rosa por todo su amor incondicional y

apoyo a pesar de la distancia. A mis también padres Francisco Efraín Delgado Rosa y

María Salome Candia Carpio por todo su aliento, apoyo y amor siempre. A mis

queridos tíos y amigos Juan Mario y Roosbel quienes desde pequeña vieron en mi a

una hija, por brindarme su amor y confianza.

Claudia Caceres Candia

Son tantas las personas que han sido parte fundamental durante esta etapa a las que

nos encantaría agradecer su amistad, consejos, apoyo, ánimo y compañía en los

momentos más difíciles pero este espacio es realmente pequeño para hacerlo.

Sinceramente gracias por ser parte de nuestra formación personal y académica.

Page 7: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página vi

RESUMEN

La presente investigación busca proporcionar lineamientos para poder obtener un

pavimento flexible empleando mezclas asfálticas en caliente (MAC) a más de 3 000

m.s.n.m. Para ello se siguió paso a paso la ejecución del Proyecto Carretera Desvío

Imperial-Pampas en el distrito de Tayacaja, provincia de Huancavelica; hecho que

permitió examinar los problemas que surgen en cada una de las etapas de la ejecución

de la carpeta asfáltica elaborada en caliente, gran parte de ellos causados por las

condiciones climáticas y geográficas del lugar, los cuales se constituyen como principal

tópico de análisis. A continuación una breve descripción de los siete capítulos

desarrollados; el primer capítulo consiste en una presentación del proyecto de tesis en

el que se detalla los objetivos de la presente tesis así como la metodología de

investigación empleada, el segundo y tercer capítulo muestra el marco teórico

fundamental y específico respectivamente, el cuarto capítulo describe el Proyecto

Carretera Desvío Imperial – Pampas, en los tres capítulos restantes se realiza la

evaluación de las técnicas incidentes en el comportamiento mecánico de las mezclas

asfálticas en caliente (MAC) en cada una de las etapas del proceso, es decir desde las

características geotécnicas de los agregados, el diseño teórico de la mezcla asfáltica en

caliente, la producción de la MAC en planta, la colocación de la misma y los respectivos

ensayos de calidad en el post asfaltado del Proyecto Desvío Imperial – Pampas así como

finalmente las conclusiones y propuestas de lineamientos para una óptima performance

del pavimento.

Page 8: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página vii

ABSTRACT

This Thesis Project aims to provide guidelines for a flexible pavement using hot mix

asphalt to more than 3,000 m.s.n.m. To do this step by step followed the implementation

of the Road Project Dv. Imperial-Pampas in Tayacaja district, province of Huancavelica;

which allowed examine the problems that arise in each of the stages of implementation

of the asphalt produced in hot, much of it caused by climatic and geographical

conditions, which constitute the main topic of analysis. The thesis consists of seven

chapters; The first chapter is a presentation of the thesis project, the second and third

chapter shows the fundamental and specific theoretical framework, respectively, the

fourth chapter describes the Project Dv. Imperial- Pampas, in the remaining three

chapters’ assessment techniques performed incidents in the mechanical behavior of hot

mix asphalt at each stage of the process, from the geotechnical characteristics of the

aggregates, the theoretical design of the asphalt hot mix, producing the hot mix asphalt

plan, placing it and the respective quality tests in the post paved the Project Dv. Imperial

– Pampas.

Page 9: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página viii

Page 10: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página ix

ÍNDICE

ÍNDICE ......................................................................................................................... ix

ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................................ xiii

ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................xv

ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS .................................................................................... xvi

ÍNDICE DE GRÁFICAS ........................................................................................... xvii

ÍNDICE DE ANEXOS ................................................................................................ xix

CAPÍTULO I PRESENTACIÓN DEL PROYECTO DE TESIS ...................................2

INTRODUCCIÓN ......................................................................................................2

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ...................................................................3

OBJETIVO GENERAL ..........................................................................................3

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................................3

JUSTIFICATIVA ........................................................................................................4

HIPÓTESIS .................................................................................................................5

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ..........................................................6

CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO FUNDAMENTAL ................................................9

MEZCLAS ASFÁLTICAS .........................................................................................9

DEFINICIÓN DEL ASFALTO ..............................................................................9

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS ASFALTOS Y LAS MEZCLAS

ASFÁLTICAS.......................................................................................................12

EL ASFALTO EN PAVIMENTOS ......................................................................14

CLASIFICACIÓN DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS.....................................15

CARACTERÍSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE LAS MEZCLAS

ASFÁLTICAS.......................................................................................................18

DENSIDAD DE LA MEZCLA ............................................................................18

VACÍOS DE AIRE (VACÍOS) .............................................................................19

VACÍOS EN EL AGREGADO MINERAL .........................................................19

CONTENIDO DE ASFALTO ..............................................................................20

Page 11: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página x

MEZCLAS AFÁLTICAS EN CALIENTE ..............................................................21

DEFINICIÓN ........................................................................................................21

MATERIALES EMPLEADOS EN LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS EN

CALIENTE Y REQUERIMIENTOS ...................................................................22

MÉTODOS DE DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE .......22

CAPÍTULO III MARCO TEÓRICO ESPECÍFICO.....................................................25

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS EN

CALIENTE Y SU IMPORTANCIA ........................................................................25

DURABILIDAD ...................................................................................................25

ESTABILIDAD ....................................................................................................26

IMPERMEABILIDAD .........................................................................................27

FLEXIBILIDAD ...................................................................................................27

TRABAJABILIDAD ............................................................................................28

RESISTENCIA A LA FATIGA ...........................................................................28

RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO ..............................................................29

METODOLOGÍA DE DISEÑO ...........................................................................30

MÉTODO BRUCE MARSHALL ........................................................................31

SECUENCIA DE DESARROLLO DEL MÉTODO ............................................31

PREPARACIÓN DE BRIQUETAS DE ENSAYO ..............................................32

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL................................................33

PREPARACIÓN DE LOS DATOS ......................................................................36

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ...........................................................37

CONTROL DE CALIDAD EN LA ELABORACIÓN DE LA MEZCLA

ASFÁLTICA .............................................................................................................39

CONTROL DE CALIDAD DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE –

POST COLOCADO ..................................................................................................42

COMPACTACIÓN ...............................................................................................43

ESPESOR ..............................................................................................................46

REGULARIDAD SUPERFICIAL........................................................................46

DEFLECTOMETRÍA ...........................................................................................47

Page 12: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página xi

CAPÍTULO IV DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO REHABILITACIÓN Y

MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA DESVÍO IMPERIAL- PAMPAS ............48

UBICACIÓN.............................................................................................................48

CLIMA ......................................................................................................................50

GEOLOGÍA Y GEOTÉCNIA ..................................................................................51

GEOMORFOLOGÍA ................................................................................................52

REGIONAL ..........................................................................................................52

LOCAL .................................................................................................................53

IMPACTO AMBIENTAL ........................................................................................55

ESTUDIOS DE TRÁFICO .......................................................................................58

HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA ............................................................................61

SISMICIDAD ...........................................................................................................62

CAPÍTULO V DESARROLLO DEL TEMA ..............................................................64

TOMA DE MUESTRA EN OBRA ..........................................................................64

CARACTERIACIÓN GEOTÉCNICA DEL AGREGADO MINERAL PARA LA

ELABORACIÓN DE MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE ........................64

CONTROL DE CALIDAD DE LOS INSUMOS PARA LA ELABORACIÓN DE

MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE ................................................................67

IDENTIFICACIÓN Y RECONOCIMIENTO DE EQUIPOS DE LABORATORIO

UNI ............................................................................................................................88

METODOLOGÍA MARSHALL ..........................................................................90

PERMANENCIA EN OBRA DESVÍO IMPERIAL – PAMPAS ............................91

INFRAESTRUCTURA DE ASFALTO EN OBRA CARRETERA DESVÍO

IMPERIAL - PAMPAS.........................................................................................92

IDENTIFICACIÓN Y RECONOCIMIENTO DE EQUIPOS DE

LABORATORIO EN OBRA CARRETERA DESVÍO IMPERIAL - PAMPAS 93

.......................................................................................................................................94

DISEÑO TEÓRICO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA POR MÉTODO

MARSHALL .........................................................................................................96

CAPÍTULO VI ANÁLISIS DE RESULTADOS .........................................................98

Page 13: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página xii

ANÁLISIS COMPARATIVO DE RESULTADOS EN LABORATORIO Y OBRA

DEL DISEÑO TEÓRICO .........................................................................................98

ANÁLISIS DE RESULTADOS DE PARÁMETROS MARSHALL EN OBRA

PRIMERA Y SEGUNDA CAMPAÑA DE PRODUCCIÓN .................................100

PORCENTAJE DE CEMENTO ASFÁLTICO (%CA): ....................................101

DENSIDAD: .......................................................................................................103

VACÍOS: .............................................................................................................105

VACÍOS DE AGREGADO MINERAL: ............................................................107

FLUJO (MM): .....................................................................................................109

ESTABILIDAD (KG): ........................................................................................111

ÍNDICE DE RIGIDEZ (KG/CM) .......................................................................112

ANÁLISIS DE RESULTADOS POST ASFALTADO ..........................................116

TEXTURA ..........................................................................................................116

ESPESOR ............................................................................................................119

REGULARIDAD SUPERFICIAL O RUGOSISAD ..........................................121

COMPACTACIÓN .............................................................................................123

DEFLECTOMETRÍA .........................................................................................125

CAPÍTULO VII CONCLUSIONES Y CONSIDERACIONES FINALES ...............127

Page 14: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página xiii

ÍNDICE DE TABLAS

TABLA III-1. Conveniencia de los métodos de diseño ........................................ 30

TABLA III-2. Parámetros de Control de mezcla asfáltica en caliente ................. 40

TABLA III-3. Vacíos mínimos en el agregado mineral ....................................... 41

TABLA III-4. Controles en producción de mezcla asfáltica en caliente .............. 42

TABLA IV-1. Centros Poblados-Altitud .............................................................. 56

TABLA IV-2. Centro Poblado-Comunidad Campesina ....................................... 57

TABLA IV-3. Producción de terreno agrícola afectado ....................................... 57

TABLA IV-4. Estaciones de Control para conteo vehicular ................................ 59

TABLA IV-5. IMDA 2012 vehicular de los tramos homogéneos ........................ 60

TABLA IV-6. Proyección de demanda vehicular 2013 - 2034 ............................ 61

TABLA V-1. Ensayos de calidad de los agregados finos y gruesos empleados en MAC

....................................................................................................................... 69

TABLA V-2. Análisis Granulométrico del agregado fino chancado .................... 70

TABLA V-3. Gravedad Específica del agregado fino chancado .......................... 71

TABLA V-4. Equivalente de arena del agregado fino chancado .......................... 72

TABLA V-5. Límites de Consistencia del agregado fino chancado, pasante el tamiz N°

40 ................................................................................................................... 73

TABLA V-6. Límites de Consistencia del agregado fino chancado, pasante el tamiz N°

200 ................................................................................................................. 74

TABLA V-7. Sales Solubles totales del agregado fino chancado ........................ 75

TABLA V-8. Durabilidad al Sulfato de Magnesio del agregado fino chancado .. 76

TABLA V-9. Análisis Granulométrico por tamizado del agregado grueso de 1/2 “77

TABLA V-10. Gravedad Específica del agregado grueso de 1/2 “ ...................... 78

TABLA V-11. Determinación de las caras fracturadas del agregado grueso de 1/2 “

....................................................................................................................... 79

TABLA V-12. Determinación de partículas chatas y alargadas del agregado grueso de

1/2 “ ............................................................................................................... 80

Page 15: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página xiv

TABLA V-13. Abrasión los Angeles del agregado grueso de 1/2 “ ..................... 81

TABLA V-14. Durabilidad al Sulfato de Magnesio del agregado grueso de 1/2 “82

TABLA V-15. Sales Solubles Totales del agregado grueso de 1/2 “ ................... 82

TABLA V-16. Análisis Granulométrico por Tamizado de la cal Hidratada ........ 83

TABLA V-17. Determinación de la Humedad Natural de la Cal Hidratada ........ 84

TABLA V-18. Ensayos de Adherencia ................................................................. 86

TABLA VI-1. Resumen Carril Izquierdo-Merlin ............................................... 122

TABLA VI-2. Resumen Carril Derecho-Merlin ................................................. 122

Page 16: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página xv

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2-1. Clasificación de los materiales bituminosos ...................................... 10

Figura 2-2. Destilación de petróleo crudo ............................................................. 11

Figura 2-3. Estructura del pavimento flexible y distribución de cargas ............... 15

Figura 2-4. VMA en una probeta de mezcla compactada (el volumen de asfalto

absorbido no es mostrado) ............................................................................ 20

Figura 3-1. Causas y efectos de la poca durabilidad ............................................. 26

Figura 3-2. Causas y efectos de estabilidad baja................................................... 26

Figura 3-3. Causas y efectos de la permeabilidad ................................................. 27

Figura 3-4. Causas y efectos de mala trabajabilidad ............................................. 28

Figura 3-5. Causas y efectos de una mala resistencia a la fatiga .......................... 29

Figura 3-6. Causas y efectos de la poca resistencia al deslizamiento ................... 29

Figura 4-1. Ubicación............................................................................................ 49

Figura 4-2. Carretera Dv. Imperial-Pampas .......................................................... 50

Figura 4-3. Tramo Km 0 +000 – Temperatura localidad de Imperial ................... 50

Figura 4-4. Km 36 +233 – Temperatura localidad de Pampas ............................. 51

Figura 4-5. Carretera sobre unidad geomorfológica de valles .............................. 53

Figura 4-6. Morfología definida como superficie de talud, superficies inclinadas con

pendiente entre 10° a 30° .............................................................................. 54

Figura 4-7. Unidad de cauce de morfología casi plana ......................................... 55

Figura 4-8. Ubicación de estaciones de control .................................................... 59

Figura 5-1. Clasificación de los materiales bituminosos ...................................... 86

Figura 5-2. Ubicación de la obra Desvío Imperial -Pampas ................................. 91

Page 17: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página xvi

ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía 5-1. Inspección visual de cantera de Roca empleada para MAC de la obra

....................................................................................................................... 65

Fotografía 5-2. Inspección visual de cantera vista desde otro ángulo ................... 66

Fotografía 5-3. Material desprendido de la Cantera de Roca ................................ 66

Fotografía 5-4. Agregados empleados para MAC ................................................ 68

Fotografía 5-5. Ensayo Equivalente de Arena(izquierda) y Ensayo de Abrasión(derecha)

....................................................................................................................... 68

Fotografía 5-6. Reconocimiento de Laboratorio UNI ........................................... 88

Fotografía 5-7. Aparato de calentamiento (Baño María) ...................................... 88

Fotografía 5-8. Horno............................................................................................ 89

Fotografía 5-9. Prensa Marshall ............................................................................ 89

Fotografía 5-10. Elaboración Ensayo Marshall .................................................... 90

Fotografía 5-11. Laboratorio MAC y planta de asfalto en Obra ........................... 92

Fotografía 5-12. Laboratorio de Mezclas Asfálticas en Caliente (MAC) en obra 92

Fotografía 5-13. Equipo RICE en obra ................................................................. 93

Fotografía 5-14. Prensa Marshall electrónica en obra .......................................... 93

Fotografía 5-15. Centrifugador para lavado en planta y pista en obra .................. 94

Fotografía 5-26. Aparato de calentamiento (Baño María) en obra ....................... 94

Fotografía 5-37. Horno eléctrico en obra .............................................................. 95

Fotografía 6-1. Ensayo Marshall en obra ............................................................ 100

Fotografía 6-2. Briquetas para ensayo Marshall ................................................. 100

Fotografía 6-3. Ensayo Método del Péndulo Inglés en Obra .............................. 117

Fotografía 6-4. Mediciones de Rugosidad en Obra ............................................ 121

Page 18: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página xvii

ÍNDICE DE GRÁFICAS

Gráfica 5-1. Gráfico de la Curva Granulométrica del agregado fino chancado .... 71

Gráfica 5-2. Gráfico de la Curva Granulométrica del agregado grueso de 1/2 “ .. 77

Gráfica 5-3. Gráfico de la Curva Granulométrica de la Cal Hidratada ................. 84

Gráfica 6-1. % Cemento Asfáltico por día de primera campaña de producción. 102

Gráfica 6-2. % Cemento Asfáltico por día de segunda campaña de producción 103

Gráfica 6-3. Densidad por día de primera campaña de producción .................... 104

Gráfica 6-4. Densidad de briqueta por día de segunda campaña de producción 104

Gráfica 6-5. Promedio de porcentajes de vacíos por día de primera campaña de

producción ................................................................................................... 105

Gráfica 6-6. Promedio de porcentajes de vacíos por día de segunda campaña de

producción ................................................................................................... 106

Gráfica 6-7. Promedio de porcentaje de VMA por día de primera campaña de

producción ................................................................................................... 107

Gráfica 6-8. Promedio de porcentaje de VMA por día de segunda campaña de

producción ................................................................................................... 108

Gráfica 6-9. Promedio de Flujo (mm) por día de primera campaña de producción109

Gráfica 6-10. Promedio de Flujo (mm) por día de segunda campaña de producción110

Gráfica 6-11. Promedio Estabilidad (Kg) por día de primera campaña de producción

..................................................................................................................... 111

Gráfica 6-12. Promedio Estabilidad (Kg) por día de segunda campaña producción112

Gráfica 6-13. Estabilidad/Flujo (Kg/cm) por día de primera campaña producción113

Gráfica 6-14. Estabilidad/Flujo (Kg/cm) por día de segunda campaña producción114

Gráfica 6-15. Coeficiente de Resistencia al Deslizamiento de 0+200 Km hasta 4+100

Km ............................................................................................................... 118

Gráfica 6-16. Coeficiente de Resistencia al Deslizamiento de 6+500 Km a 15+100 Km

..................................................................................................................... 119

Gráfica 6-17. Espesor de carpeta asfáltica de 0+000 Km a 15+400 Km ............ 120

Page 19: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página xviii

Gráfica 6-18. Regularidad Superficial en Carpeta Asfáltica – IRI ..................... 123

Gráfica 6-19. Porcentaje de compactación de 15+600 Km hasta 20+000 Km ... 124

Gráfica 6-20. Porcentaje de compactación de 20+200 Km hasta 26+200 Km ... 125

Gráfica 6-21. Deflectometría .............................................................................. 126

Page 20: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página xix

ÍNDICE DE ANEXOS

ANEXO 1. Ensayos requeridos para los agregados gruesos............................... 136

ANEXO 2. Ensayos requeridos para los agregados finos ................................... 138

ANEXO 3. Gradación para la mezcla asfáltica en caliente ................................ 139

ANEXO 4. Selección del tipo de cemento asfáltico según características climáticas de

la región ....................................................................................................... 140

ANEXO 5. Especificaciones del Cemento Asfáltico clasificado por Penetración141

ANEXO 6. Requerimientos para la cal hidratada según AASHTO.................... 142

ANEXO 7. Cuadro resumen de los Ensayos realizados al agregado fino chancado144

ANEXO 8. Cuadro Resumen de los ensayos realizados al agregado fino zarandeado

..................................................................................................................... 146

ANEXO 9. Cuadro Resumen de los ensayos realizados al agregado grueso de 1/2”148

ANEXO 10. Cuadro Resumen de los ensayos realizados al agregado grueso de 3/4”

..................................................................................................................... 150

ANEXO 11. Cuadro Resumen de los ensayos realizados a la mezcla de los agregados

finos ............................................................................................................. 151

ANEXO 12. Cuadro Resumen de los ensayos realizados a la mezcla de los agregados

gruesos......................................................................................................... 152

ANEXO 13. Cuadro Resumen de los ensayos realizados a la Cal Hidratada ..... 153

ANEXO 14. Informe de ensayo del asfalto sólido 85/100 PEN ......................... 155

ANEXO 15. Carta de Viscosidad 85/100 PEN ................................................... 156

ANEXO 16. Certificados de Calidad del Aditivo Mejorador de Adherencia – Morlife

2200 ............................................................................................................. 157

ANEXO 17. Gráficos del Ensayo Marshall para el diseño teórico en la Obra Dv.

Imperial - Pampas ....................................................................................... 158

ANEXO 18. Resultados de Ensayos Marshall – Diseño Teórico del Laboratorio de la

UNI .............................................................................................................. 162

Page 21: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página xx

ANEXO 19. Resultados de Ensayos Marshall en Laboratorio MAC en Obra – Primera

Campaña de Producción .............................................................................. 164

ANEXO 20. Resultados de Ensayos Marshall en Laboratorio MAC en Obra – Segunda

Campaña de Producción .............................................................................. 165

ANEXO 21. Resultados del Ensayo del Péndulo Inglés ..................................... 166

ANEXO 22. Controles de Compactación ........................................................... 167

Page 22: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 1

Page 23: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 2

CAPÍTULO I. PRESENTACIÓN DEL

PROYECTO DE TESIS

INTRODUCCIÓN

En el Perú las vías de comunicación más utilizadas dentro del territorio son las

terrestres. Dentro de estas se encuentran las carreteras, que son de gran importancia

para la sociedad debido a que están estrechamente relacionadas con el desarrollo

económico y social, siendo la gran mayoría de concreto asfáltico. Es por ello que

nuestro país, debido a su diversidad climática, requiere de diseños de pavimentos y

mezclas asfálticas específicas para atender las necesidades de cada región,

especialmente en zonas donde existen condiciones climatológicas extremas.

Los ahuellamientos, agrietamientos, las ondulaciones, fisuras, deformaciones,

oxidación del asfalto entre otros, son algunos de los problemas que aquejan a las

carreteras como resultado de no tener una especial consideración de la influencia

de las características de la zona como clima y geografía sobre cada uno de las etapas

en la ejecución de una carretera.

Es necesario anticiparse al envejecimiento prematuro de los pavimentos asfálticos

a través de lineamientos o directrices desde el diseño geométrico y mezcla asfáltica

utilizada en la capa de rodadura hasta los controles de calidad post asfaltado

específico para cada medio en que se desarrollará una carretera, lo que incidirá en

la durabilidad de la misma.

Existen tres métodos tradicionales de diseño comúnmente utilizados para

determinar las proporciones apropiadas de asfalto y agregado en una mezcla. Ellos

Page 24: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 3

son el Método Marshall, el Método Hveem y Superpave, dichos métodos de diseño

son ampliamente usados en el diseño de mezclas asfálticas de pavimentación. Sin

embargo, cada método contiene características y ventajas singulares.

Para el presente estudio sólo trataremos el método Marshall por ser el método más

empleado en el control de calidad de la construcción de pavimentos durante el

diseño, elaboración, colocado y post colocado de la MAC.

En la investigación, se conocerá la importancia e influencia de las propiedades

mecánicas y características en la etapa de diseño, producción, colocado y post

colocado de la mezcla asfáltica en caliente (MAC) en proyectos carreteros

ejecutados en altura (más de 3000 m.s.n.m.). Así mismo, se desarrollará

lineamientos a lo largo de las etapas mencionadas para obtener una mezcla de

pavimentación óptima que logre proteger la carpeta asfáltica y garantizar la vida

útil del pavimento.

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

OBJETIVO GENERAL

Establecer lineamientos para el control de las propiedades mecánicas de las

mezclas asfálticas en caliente y el concreto asfáltico por medio de estándares

de calidad con incidencia para carreteras a más de 3000 m.s.n.m.; con lo que

hacemos referencia a un clima con heladas, lluvias, fuertes radiaciones

solares y vientos fríos; así como también a una geografía abrupta.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Evaluar las propiedades mecánicas de las Mezclas Asfálticas en Caliente

(MAC) y concreto asfáltico del proyecto Carretera Desvío Imperial –

Page 25: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 4

Pampas ubicada en la provincia de Tayacaja, departamento de

Huancavelica.

Determinar y valorizar los parámetros que explican el comportamiento

mecánico, complementariamente al comportamiento hidráulico y químico

utilizando el Método Marshall para la carretera Desvío Imperial – Pampas.

Indicar las consideraciones y controles para la caracterización geotécnica de

los agregados.

Indicar las consideraciones y controles para el cemento asfáltico, filler (Cal)

y aditivo mejorador de adherencia.

Indicar las consideraciones y controles que se emplea para el diseño teórico

de la Mezcla Asfáltica en Caliente (MAC) en laboratorio.

Indicar las consideraciones y controles que se emplea en la etapa de

transporte, esparcimiento y compactación de la Mezcla Asfáltica.

Indicar las consideraciones y controles que se emplea en la etapa de post

asfaltado.

Emitir conclusiones sobre las evaluaciones realizadas a los distintos

parámetros frente a las situaciones adversas, del clima y geografía de la

zona, suscitadas antes, durante y después de la colocación de la Mezcla

Asfáltica en Caliente (MAC).

JUSTIFICATIVA

La práctica actual del diseño de mezclas asfálticas ha recurrido a diferentes métodos

para establecer un diseño óptimo en laboratorio, la comúnmente usada y que se

empleó en el Proyecto Rehabilitación y Mejoramiento de la Carretera Dv. Imperial

– Pampas es la Metodología Marshall.

La presente tesis se basa en dicho proyecto, el cual está ubicado en la provincia de

Tayacaja, departamento de Huancavelica a más de 3000 m.s.n.m.; lo que genera

tener varias consideraciones técnicas en la etapa de diseño y elaboración de la

Page 26: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 5

mezcla asfáltica en caliente, así como también durante su colocación y después de

terminada la misma. Todo ello con la finalidad de lograr propiedades mecánicas

óptimas, las cuales se reflejen en la carpeta asfáltica terminada, ya que de esto

depende, en gran medida, el desempeño de la superficie de rodadura durante su vida

de servicio. De ahí la trascendencia de analizar de manera adecuada la

caracterización geotécnica de los agregados empleados en la mezcla, el diseño

teórico de la misma, el control de la producción de mezcla asfáltica en planta con

los ensayos respectivos en el laboratorio.

Así como también, el control en la etapa de colocación de la mezcla asfáltica en

caliente y los ensayos correspondientes al post asfaltado, para finalmente conocer

el comportamiento de todas las propiedades y cómo estas se ven afectadas por las

condiciones climáticas y geográficas de la zona. Dichas propiedades incluyen la

estabilidad, la durabilidad, la impermeabilidad, la trabajabilidad, la flexibilidad, la

resistencia a la fatiga y la resistencia al deslizamiento.

HIPÓTESIS

Es posible establecer lineamientos para los controles en diseño, colocación

y post colocación en la mezcla asfáltica en caliente garantizando un

pavimento adecuado para satisfacer las solicitaciones de ambiente en el

proyecto Desvío Imperial-Pampas, ubicado a más de 3 000 m.s.n.m.

El diseño teórico de la mezcla asfáltica en caliente para el proyecto ubicado

a más de 3 000 m.s.n.m permite obtener óptimas propiedades mecánicas

asegurando el comportamiento mecánico del pavimento en el proyecto

Desvío Imperial-Pampas.

Page 27: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 6

La producción, colocación y post colocación de mezcla asfáltica en caliente

cumple con las solicitaciones de las especificaciones técnicas del proyecto

así como lo establecido en las especificaciones generales EG-2013 en el

proyecto Desvío Imperial-Pampas, ubicado a más de 3 000 m.s.n.m

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

Existen diversas perspectivas metodológicas para realizar trabajos de investigación,

es decir formas distintas de ver y acercarse a los fenómenos. Para la presente

investigación se empleará una metodología de tipo cuantitativa.

El enfoque cuantitativo utiliza la recolección de datos para probar hipótesis con

base en la medición numérica y el análisis estadístico, con el fin de establecer pautas

de comportamiento y probar teorías.1 Dentro de este enfoque se desarrollan

distintos alcances, que pueden ser exploratorios, descriptivos, explicativos y/o

correlacionales.

En el presente análisis, se busca conocer la relación existente entre dos variables,

dependiente e independiente, así como las variables vinculadas en una muestra y

contexto particular con un propósito predictivo y explicación parcial de lo

investigado.

Es por ello que la metodología aplicada será cuantitativa correlacional.

Para el desarrollo de esta investigación, se ha identificado un proyecto donde se

emplee mezclas asfálticas en caliente a más de 3 000 mnsn con el fin de determinar

la importancia de las propiedades mecánicas de la misma bajo determinadas

condiciones.

1 Cfr.Hernández 2014:4

Page 28: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 7

Con toda la información mencionada, se puede identificar el universo, población y

muestra a ser tratada. Para ello se tiene una breve descripción de lo que se entiende

por universo, población y muestra.

El universo es un conjunto de elementos globales, finitos e infinitos a los que

pertenece la población y la muestra de estudio; éstos pueden ser personas, objetos,

procesos, etc2.

La población es el conjunto de todos los elementos que pertenecen al ámbito

espacial donde se desarrolla el trabajo de investigación3.

La muestra es una parte representativa de la población, cuyas características

principales son las de ser objetiva y reflejo fiel de ella, de tal forma que los

resultados obtenidos en la muestra puedan generalizarse a todos los elementos que

conforman dicha población4.

Luego de las respectivas definiciones, se puede decir que el Universo hace

referencia a las carreteras donde se empleen mezclas asfálticas en caliente a más de

3000 msnm, la Población la carretera Dv. Imperial – Pampas en la provincia de

Tayacaja, departamento de Huancavelica y la Muestra las producciones de mezclas

asfálticas en caliente en el proyecto carretera Dv. Imperial – Pampas en la provincia

de Tayacaja, departamento de Huancavelica.

Por lo cual se desarrollará de la siguiente manera :

a) Reconocer las características del entorno donde se ejecutará el proyecto.

b) Estudiar las especificaciones técnicas requeridas para el proyecto.

2 Cfr. Carrasco 2008: 236

3 Cfr. Carrasco 2008: 236

4 Cfr. Carrasco 2008: 237

Page 29: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 8

c) Revisar que los agregados y productos químicos a emplear cumplan con las

especificaciones técnicas correspondientes.

d) Conocer la granulometría de los agregados.

e) Elaborar las briquetas y proceder con el Método Marshall para obtener los

parámetros de diseño en la mezcla asfáltica.

f) Comparar y analizar la influencia de las propiedades mecánicas en los

distintos resultados del ensayo Marshall.

g) Extraer testigos del concreto asfáltico y proceder con el control de calidad

a través de la metodología Marshall.

h) Realizar el control de calidad post asfaltado.

Page 30: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 9

CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO

FUNDAMENTAL

1.

MEZCLAS ASFÁLTICAS

DEFINICIÓN DEL ASFALTO

El asfalto es uno de los materiales más antiguos empleados en la construcción. En

América se denomina asfalto al ligante bituminoso mientras que en Europa se

denomina bitumen. Antes de la década de 1850, el asfalto se extraía de depósitos

naturales distribuidos por diversos lugares del mundo. Sin embargo, con el

descubrimiento y el refinado de petróleo en Pensilvania, el empleo del cemento

asfáltico se generalizó. Actualmente, se puede decir que todo el cemento asfáltico

se obtiene del petróleo refinado.

Los materiales bituminosos se clasifican en asfaltos y alquitranes. Entre los diversos

usos de los productos asfálticos, el asfalto es empleado en la construcción de

pavimentos, también es usado como agente sellante e impermeabilizante. El

alquitrán se usa para membranas impermeabilizantes (por ejemplo, en tejados),

también suele emplearse para el tratamiento de pavimentos, esencialmente donde

los vertidos de fuel puedan disolver el cemento asfáltico (por ejemplo, en

aparcamientos y pistas de aeropuertos). Esta clasificación se aprecia en la Figura 2-

1.

Page 31: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 10

Fuente: Asphalt Institute(1992)

En la siguiente Figura 2-2, se ilustra el proceso de destilación fraccionada del

petróleo crudo. La fuente de petróleo crudo y del método de refinado utilizado

tienen gran repercusión en la calidad y cantidad del asfalto.

Figura 2-1. Clasificación de los materiales bituminosos

Page 32: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 11

Fuente: Asphalt Institute(1992)

Figura 2-2. Destilación del petróleo crudo Figura 2-2. Destilación de petróleo crudo

Page 33: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 12

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS ASFALTOS Y LAS

MEZCLAS ASFÁLTICAS

El asfalto es una mezcla química compleja de moléculas que son

predominantemente hidrocarburos, también contiene pequeñas cantidades de

metales. Se puede separar los asfaltos en grupos químicos principales conocidos

como Asfaltenos y Maltenos.

Los asfaltenos son sólidos amorfos solubles en n-heptano. Tienen un gran efecto en

las características reológicas de un asfalto. Al aumentar el contenido de asfalteno

se produce un asfalto más duro y viscoso con una baja penetración.

Los maltenos se subdividen en resinas, aromáticos y saturados. Las resinas son

sólidas o semisólidas solubles en n-heptano, son agentes dispersivos para los

asfaltenos. Los aromáticos son líquidos y viscosos, representan la mayor proporción

de medio de dispersión de los asfaltenos. Los saturados son aceites viscosos. En el

proceso de oxidación del cemento asfáltico, éste va perdiendo lo componentes

mencionados en la parte superior y por ende las propiedades que cada uno de ellos

le otorga.

En lo que respecta a la composición general de las mezclas asfálticas, éstas se

componen básicamente de agregados minerales gruesos, finos, filler mineral y

material asfáltico. A continuación, se muestra una breve descripción de cada uno

de los materiales mencionados.

Agregados minerales gruesos

Page 34: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 13

Estos agregados pétreos deberán tener una naturaleza tal que, al aplicarle una capa

de material asfáltico, ésta no se desprenda por la acción del agua y del tránsito. Este

material es aquel que se queda retenido en la Malla #4 y está compuesto por piedra

triturada y/o grava triturada. Para poder ser empleado deben ser limpios, compactos

y durables, no deben estar cubiertos de arcilla, limo u otras sustancias perjudiciales;

para minimizar la presencia de partículas finas se realiza el venteo mecanizado y

lavado a la trituración del agregado grueso.

Agregados minerales finos

Está dado por la proporción de agregados que pasa la Malla #4, consta de arena

natural y/o material obtenido de la trituración de piedra. Estos materiales deben

estar compuestos de partículas limpias, compactas, de superficie rugosa y

moderadamente angular, carentes de grumos de arcilla u otros aglomerados de

material fino.

Relleno mineral (Filler)

Está compuesto de materiales tales como polvo calcáreo, polvo de roca y/o cal

hidratada no plástica debidamente aprobados. Este material de relleno de origen

mineral, se puede emplear como relleno de vacíos, espesante del asfalto o como

mejorador de adherencia entre agregado – asfalto. No está demás decir que debe

carecer de materias extrañas y/o objetables, debe estar perfectamente seco para

poder fluir libremente y no contener grumos.

Cemento asfáltico

La clasificación del cemento asfáltico se realiza por penetración, viscosidad o por

desempeño. Los métodos de clasificación por penetración y viscosidad eran

frecuentes a hasta finales de los años 1980. En los años 1990 se cambia al Superpave

Page 35: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 14

SHRP y mejorado. En la actualidad en gran parte de los estados Estados Unidos

utilizan sistema de clasificación Superpave.

En el Perú, para clasificar a los asfaltos, se emplea el ensayo de penetración. Debido

a que los ensayos de penetración y punto de ablandamiento son de origen empírico,

es importante que sean llevados a cabo bajo exactamente las mismas condiciones.

EL ASFALTO EN PAVIMENTOS

Un pavimento está constituido por un conjunto de capas superpuestas,

relativamente horizontales, que se diseñan y construyen técnicamente con

materiales apropiados y adecuadamente compactados. Estas estructuras

estratificadas se apoyan sobre la subrasante de una vía obtenida por el movimiento

de tierras en el proceso de exploración y que han de resistir adecuadamente los

esfuerzos que las cargas repetidas del tránsito le transmiten durante el periodo para

el cual fue diseñada la estructura del pavimento.5

Los pavimentos se clasifican en: pavimentos rígidos, pavimentos semi-rígidos o

semi-flexibles, pavimentos flexibles y pavimentos articulados. Debido al tema de

la presente tesis, las siguientes líneas se enfocarán en el pavimento flexible. En un

pavimento flexible, las capas superiores a la subrasante (parte del terreno de

fundación) ayudan a que se distribuyan los esfuerzos de las cargas dinámicas; cada

una de estas capas blinda a la subrasante, que a pesar de ser la capa menos robusta

es la que absorbe los esfuerzos. En este tipo de pavimento se tiene una carpeta

bituminosa, ésta debe estar muy bien diseñada, elaborada y colocada, de tal forma

que pueda resistir los efectos abrasivos del tránsito y clima, que posea una superficie

5 Cfr. Montejo 2002:1

Page 36: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 15

uniforme y textura conveniente. En la siguiente Figura 2-4 se observa un esquema

de la estructura del pavimento flexible y la distribución de los esfuerzos.

Fuente: Google

CLASIFICACIÓN DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS

Los parámetros de clasificación para establecer las diferencias entre las mezclas son

varios, las diversas clasificaciones son:

Por Fracciones de agregado pétreo empleado

- Masilla asfáltica: polvo mineral más ligante

- Mortero asfáltico: agregado fino más masilla

- Concreto asfáltico: Agregado grueso más mortero

- Macadam asfáltico: agregado grueso más ligante asfáltico

Figura 2-3. Estructura del pavimento flexible y distribución de cargas

Page 37: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 16

Por la temperatura de puesta en obra

- Mezclas asfálticas en caliente: donde el cemento asfáltico es calentado antes de

ser mezclado por los agregados. Se pueden emplear diversos tipos de granulometría.

- Mezclas asfálticas tibias: en la cual se incorpora un modificador al cemento

asfáltico para de esa manera reducir su viscosidad y poder mezclarlo con los

agregados sin llegar a temperaturas elevadas.

- Mezclas asfálticas en frío: el cemento asfáltico es mezclado con algún

emulsificante o solvente y agua para luego poder combinarlo con los agregados sin

modificar la temperatura del cemento asfáltico.

- Mezclas especiales: son aplicadas en condiciones específicas de alta carga,

elevado tráfico o seguridad.

Por la proporción de vacíos en la mezcla asfáltica

- Mezclas Cerradas o Densas: La proporción de vacíos no supera el 6%.

- Mezclas Semi-cerradas o Semi-densas: La proporción de vacíos está entre el 6%

y el 10%.

- Mezclas Abiertas: La proporción de vacíos supera el 12%.

- Mezclas porosas o drenantes: La proporción de vacíos es superior al 20%.

Por el tamaño máximo del agregado pétreo

- Mezclas Gruesas: Donde el tamaño máximo del agregado pétreo excede los 10

mm.

- Mezclas Finas: También llamadas microaglomerados, pueden denominarse

también morteros asfálticos, pues se trata de mezclas formadas básicamente por

árido fino incluyendo el polvo mineral y un ligante asfáltico. El tamaño máximo

del agregado pétreo determina el espesor mínimo con el que ha de extenderse una

mezcla que vendría a ser el doble al triple del tamaño máximo.

Page 38: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 17

Por la estructura del agregado pétreo

- Mezcla con esqueleto mineral: Poseen un esqueleto mineral resistente, su

componente de resistencia debida al rozamiento interno de los agregados es notable.

Ejemplo: las mezclas abiertas y los que genéricamente se denominan concretos

asfálticos, aunque también una parte de la resistencia de estos últimos, se debe a la

masilla.

- Mezclas sin esqueleto mineral: no poseen un esqueleto mineral resistente, la

resistencia es debida exclusivamente a la cohesión de la masilla. Ejemplo, los

diferentes tipos de masillas asfálticas.

Por la granulometría

- Mezclas continuas: una cantidad muy distribuida de diferentes tamaños de

agregado pétreo en el huso granulométrico.

- Mezclas discontinuas: una cantidad muy limitada de tamaños de agregado pétreo

en el huso granulométrico.

La aplicación de una de las alternativas mencionadas depende de la tecnología

disponible, las condiciones ambientales y de tráfico, la experiencia y conocimiento

previo del diseñador y contratista, así como el periodo de diseño.

Page 39: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 18

CARACTERÍSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE LAS

MEZCLAS ASFÁLTICAS

Existen cuatro características en las mezclas asfálticas realizadas en laboratorio que

son analizadas para así determinar su posible desempeño en el pavimento y conocer

la influencia que estas puedan tener en el comportamiento de la mezcla. Esas cuatro

características son:

-Densidad de la mezcla

-Vacíos de aire (Vacíos)

-Vacíos en el agregado mineral

-Contenido de asfalto

DENSIDAD DE LA MEZCLA

La densidad de la mezcla compactada está determinada como su peso unitario. Se

debe tener en consideración que una alta densidad en el pavimento terminado da

como resultado un rendimiento duradero. En el diseño de la mezcla y en sus

respectivas pruebas, la densidad generalmente se expresa en kilogramos por metro

cúbico (kg/m3) o libras por pie cúbico (lb/ft3). Se calcula multiplicando la gravedad

específica total de la mezcla por la densidad del agua (1 000 kg/m3 o 62.416 lb/ft3).

La densidad del pavimento es un porcentaje de la densidad obtenida en laboratorio;

es decir, la densidad obtenida en el laboratorio es la densidad patrón, es una

referencia para poder determinar si la densidad del pavimento terminado es la

adecuada o no.

Page 40: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 19

VACÍOS DE AIRE (VACÍOS)

Son espacios pequeños de aire presentes entre los agregados revestidos en la mezcla

final compactada. Es preciso que todas las mezclas contengan cierto porcentaje de

vacíos para así lograr una compactación adicional bajo el tráfico y generar espacios

a donde pueda fluir el asfalto durante dicha compactación. La durabilidad de un

pavimento asfáltico está en función del contenido de vacíos. Entre menor sea la

cantidad de vacíos, menor va a ser la permeabilidad de la mezcla; es decir un

contenido demasiado bajo de vacíos puede ocasionar la exudación del asfalto

(exceso de asfalto que es exprimido fuera de la mezcla hacia la superficie) mientras

que con un alto contenido de vacíos la mezcla queda expuesta al ingreso de agua y

aire causando su deterioro.

VACÍOS EN EL AGREGADO MINERAL

Son los espacios de aire existentes entre las partículas de agregado en la mezcla

compactada de pavimentación, incluyendo aquellos espacios que se encuentran

llenos de asfalto. A mayor VMA, mayor será el espacio disponible para las películas

de asfalto; sin embargo, existen valores mínimos en función del tamaño del

agregado. Disminuir el VMA es perjudicial para la calidad del pavimento; cuanta

más gruesa sea la película que cubre las partículas del agregado, más durable será

la mezcla.

Page 41: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 20

Fuente: Asphalt Institute(1992)

CONTENIDO DE ASFALTO

Este debe ser determinado exactamente en el laboratorio y controlado en la obra. El

contenido óptimo de asfalto depende, en gran medida, de las características del

agregado, como la granulometría y la capacidad de absorción (habilidad para

absorber asfalto).

El área superficial del agregado está estrechamente relacionada con el contenido

óptimo de asfalto. Es por ello que entre más finos contenga la mezcla, mayor será

el área superficial total, y por ende mayor la cantidad de asfalto requerida. Por otro

lado, las mezclas con agregados más grandes exigen menos asfalto debido a que

tienen menor área superficial.

La relación entre el área superficial y la cantidad de asfalto es mucho mayor con la

existencia de relleno mineral (fracciones finas de agregados que pasan el tamiz N°

200). El incremento de relleno mineral puede generar una mezcla inestable y seca,

Figura 2-4. VMA en una probeta de mezcla compactada (el volumen de asfalto

absorbido no es mostrado)

Page 42: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 21

debido a que absorbe gran parte del asfalto; mientras que la disminución ocasiona

lo contrario, es decir da como resultado una mezcla húmeda.

Como ya se mencionó líneas arriba, para determinar el contenido óptimo del asfalto

es importante considerar la capacidad de absorción del agregado empleado para la

mezcla. Se debe tener suficiente asfalto en la mezcla ya sea para permitir la

absorción como para cubrir con una película adecuada de asfalto las partículas de

agregado.

MEZCLAS AFÁLTICAS EN CALIENTE

DEFINICIÓN

La mezcla asfáltica en caliente es una combinación de agregados uniformemente

mezclados recubiertos por cemento asfáltico. El término “mezcla en caliente” es

debido a que tanto el asfalto como el agregado deben ser calentados antes del

mezclado para obtener la fluidez suficiente del cemento asfáltico, secar los

agregados y así lograr adecuada trabajabilidad y mezclado.

Todos los materiales que constituyen la mezcla asfáltica son combinados,

calentados y proporcionados en una planta de mezclado, luego la mezcla es

transportada al lugar de pavimentación para ser distribuida por una pavimentadora

dejando una capa ligeramente compactada de superficie uniforme, mientras la

mezcla se encuentra aún caliente se compacta con mayor intensidad con rodillos

accionados a motor para conseguir una capa lisa y bien consolidada.

Page 43: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 22

MATERIALES EMPLEADOS EN LAS MEZCLAS

ASFÁLTICAS EN CALIENTE Y REQUERIMIENTOS

La mezcla asfáltica en caliente está compuesta por piedra de ¾” y ½”, arena

chancada y zarandeada, cemento asfáltico, filler y de ser el caso un aditivo

mejorador de adherencia.

La naturaleza y la calidad del agregado mineral son importantes debido a que

interviene notablemente en el comportamiento del pavimento, se podría decir que

es el principal responsable de la capacidad de carga del pavimento; los agregados

minerales usualmente constituyen del 90% al 95% en peso de la mezcla total,

mientras que el asfalto del 5% al 10%.

Para la selección de los agregados no solo se considera su disponibilidad y costo

sino también la calidad del material y el tipo de construcción en la cual van a ser

empleados. Es por ello que se les realiza una evaluación en términos de tamaño y

granulometría, limpieza, resistencia al desgaste, textura superficial, forma de las

partículas, absorción y afinidad con el asfalto.

Todos los materiales empleados en las mezclas asfálticas tratados líneas arriba,

también son empleados en las mezclas asfálticas en caliente y deben cumplir ciertos

requerimientos que se encuentran en el Manual de Carreteras – EG-2013, el Manual

de Ensayos de Materiales EM-2016 y AASHTO, los cuales citaremos del Anexo 1

al 6.

MÉTODOS DE DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN

CALIENTE

The Hubbard-Field (1920´s)

Uno de los primeros métodos que evaluó el contenido de vacíos en la mezcla y en

agregado mineral. Empleaba una estabilidad como prueba para medir la

Page 44: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 23

deformación. Para evaluar mezclas de granulometría fina éste método funcionó

muy bien, pero para mezclas de agregados grandes no.

Método Marshall (1930´s)

Este método se desarrolló durante la Segunda Guerra Mundial y luego adaptado

para ser empleado en carreteras. Como pruebas utiliza una estabilidad y porcentaje

de vacíos. Se tiene conocimiento que, salvo especificaciones, el método no ha

tenido modificación alguna desde los años 40´s.

Método Hveem (1930´s)

Fue desarrollado casi en el mismo tiempo que el Método Marshall y a diferencia de

éste último, evalúa una estabilidad pseudo triaxial.

Método de la Western Association of State Highway on

transportation Officials WASHTO (1984)

Este método sugirió cambios en los requerimientos del material y especificaciones

de diseño de mezclas buscando mejorar la resistencia al ahuellamiento.

Método de Asphalt Aggregate Mixture Analysis System - AAMAS

(1987)

Incluye un nuevo método de compactación en laboratorio y de evaluación de las

propiedades volumétricas, también el desarrollo de pruebas que permitan identificar

las deformaciones permanentes, las grietas generadas por fatiga y la resistencia de

grietas a baja temperatura.

Método SUPERPAVE (1993)

El punto de inicio de éste método fue el método AAMAS. Su funcionamiento está

basado en predicción por medio de modelos y métodos de ensayo en laboratorio,

grietas por baja temperatura y por fatiga. Todo lo mencionado puede ser usado para

identificar la resistencia a las deformaciones plásticas de los pavimentos.

Page 45: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 24

Page 46: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 25

CAPÍTULO III. MARCO TEÓRICO

ESPECÍFICO

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS MEZCLAS

ASFÁLTICAS EN CALIENTE Y SU IMPORTANCIA

Para obtener las propiedades deseadas en las mezclas asfálticas en caliente se debe

tener un adecuado control del diseño, producción y colocación de las mismas. Entre

las propiedades que contribuyen a la buena calidad de pavimentos de mezclas

asfálticas en caliente podemos mencionar la durabilidad, la estabilidad, la

impermeabilidad, la flexibilidad, la trabajabilidad, la resistencia a la fatiga y la

resistencia al deslizamiento.

DURABILIDAD

La durabilidad es la habilidad de un pavimento asfáltico para resistir cambios en las

propiedades del asfalto, desintegración del agregado y separación de las películas

de asfalto. Estos factores son el resultado del clima y/o tránsito. La Figura 3-1 cita

una corta lista de causas y efectos de una poca durabilidad del pavimento

Page 47: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 26

Fuente: Asphalt Institute(1992)

ESTABILIDAD

Capacidad de un asfalto para resistir desplazamiento y deformación bajo las cargas

del tránsito. Los requisitos de estabilidad de un pavimento dependen del tránsito

esperado, es decir se establecen luego de un análisis completo del tránsito. En la

siguiente Figura 3-2 se muestra algunas causas y efectos relacionados con una

estabilidad insuficiente en el pavimento.

Fuente: Asphalt Institute(1992)

Figura 3-1. Causas y efectos de la poca durabilidad

Figura 3-2. Causas y efectos de estabilidad baja

Page 48: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 27

IMPERMEABILIDAD

Es la resistencia del pavimento asfáltico al paso de aire y agua hacia su interior. La

durabilidad de las mezclas asfálticas compactadas es importante la

impermeabilidad; sin embargo, todas aquellas mezclas asfálticas empleadas en la

construcción de carreteras poseen un cierto grado de permeabilidad. En la siguiente

Figura 3-3 se cita algunas causas y efectos afines con valores bajos de

impermeabilidad para pavimentos.

Fuente: Asphalt Institute(1992)

FLEXIBILIDAD

Capacidad del pavimento asfáltico para adecuarse a movimientos y asentamientos

graduales de la subrasante. En todo pavimento asfáltico ésta es una característica

deseable debido a que todas las subrasantes se asientan bajo cargas y se expanden

por expansión del suelo. Se debe buscar el equilibrio entre los requisitos de

flexibilidad y los requerimientos de estabilidad.

Figura 3-3. Causas y efectos de la permeabilidad

Page 49: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 28

TRABAJABILIDAD

Es la facilidad con la cual una mezcla de pavimentación puede ser colocada y

compactada. En la siguiente Figura 3-4 se muestra solo algunas causas y efectos de

problemas en la trabajabilidad de mezclas de pavimentación.

Fuente: Asphalt Institute(1992)

RESISTENCIA A LA FATIGA

Esta característica es la resistencia a la flexión repetida de un pavimento bajo las

cargas de tránsito. Diversas investigaciones han demostrado que los vacíos

relacionados al contenido de asfalto y la viscosidad de éste último tienen gran efecto

sobre la resistencia a la fatiga. En la Figura 3-5 se cita algunas causas y efectos que

ocasionan una mala resistencia a la fatiga.

Figura 3-4. Causas y efectos de mala trabajabilidad

Page 50: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 29

Fuente: Asphalt Institute(1992)

RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO

Es la habilidad de una superficie de pavimento de disminuir el deslizamiento o

resbalamiento de las ruedas de los vehículos cuando la superficie está mojada. La

resistencia al deslizamiento se mide in situ con una rueda normalizada bajo

determinadas condiciones de humedad en la superficie del pavimento y a una

velocidad de 65 km/hr. La Figura 3-6 cita las causas y efectos afines con una mala

resistencia al deslizamiento.

Fuente: Asphalt Institute(1992)

Figura 3-5. Causas y efectos de una mala resistencia a la fatiga

Figura 3-6. Causas y efectos de la poca resistencia al deslizamiento

Page 51: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 30

METODOLOGÍA DE DISEÑO

Los métodos de diseño forman una parte primordial de las especificaciones de

construcción para todos los pavimentos asfalticos. Sin importar cuál sea el diseño

de mezcla empleado, constituye una parte de las especificaciones y no una “ley”.

Los métodos de diseño de mezcla que han sido empleados con resultados

satisfactorios son los de Marshall y Hveem. Cada método tiene desarrollado un

criterio correlacionando los resultados de los ensayos de laboratorio dentro de

ciertos límites. Cabe recordar que cada método no es aplicable a todo tipo de

mezclas. A continuación, se presenta las conveniencias de los métodos de diseño

de laboratorio.

TABLA III-1. Conveniencia de los métodos de diseño

Designación ASTM de la mezcla* Marshall Hveem

37.5 mm (11/2 in)

25.0 mm (1 in)

19.0 mm (3/4 in)

12.5 mm (1/2 in)

9.5 mm (3/8 in)

4.75 mm (N°.4)

2.36 mm (N°8)

1.18 mm (N°16)

U

O

/

/

/

/

U

/

U

O

/

/

/

/

U

/

Fuente: Tecnología de asfalto y Prácticas de Construcción

/ = Conveniente

O=Conveniente si el tamaño del agregado no supere los 25 mm. (1”)

U= no conveniente

*ASTM D 3515

Page 52: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 31

MÉTODO BRUCE MARSHALL

Los conceptos básicos del método Marshall para el diseño de mezclas asfálticas

fueron formulados por Bruce Marshall, un experto Ingeniero en asfaltos, junto con

el Mississippi State Highway Department6. El US Corps of Engineers, a través de

grandes investigaciones y estudios, mejoró e incorporó ciertos aspectos a su

procedimiento de ensayo desarrollándose finalmente un criterio de diseño de

mezclas. Este ensayo ha sido normalizado por ASTM D 1559.

Este método se aplica a mezclas asfálticas en caliente para pavimentación que

emplean cemento asfaltico y agregados de granulometría cerrada o fina con un

tamaño máximo nominal de 25 mm (1”) o menor. Se puede emplear para el diseño

de laboratorio y para el control de la mezcla durante la pavimentación. Los

resultados principales del ensayo son la densidad-vacíos y estabilidad-fluencia en

muestras de mezclas asfálticas compactadas.

SECUENCIA DE DESARROLLO DEL MÉTODO

Previamente a la preparación de las muestras de ensayo es necesario:

1. Materiales con las especificaciones del proyecto.

2. Una combinación de agregados con las exigencias de granulometría de las

especificaciones del proyecto.

3. Pesos específicos de todos los materiales empleados en el diseño de la

mezcla sean determinados.

4. El método Marshall para el diseño, consiste en:

a) Preparación de las muestras

b) Determinación del peso específico bruto

6 Cfr. Comisión permanente del asfalto de la república de Argentina 1985:D30

Page 53: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 32

c) Ensayos de estabilidad y fluencia

d) Análisis densidad – vacíos

En el método Marshall se emplean probetas compactadas normalizadas de 102 mm

(4”) de diámetro y 64 mm (2 ½”) de altura. Se preparan usando un procedimiento

establecido7. Se determinan los pesos específicos de las probetas compactadas antes

de realizar los ensayos y los cálculos posteriores.

La estabilidad de la probeta de ensayo es la máxima resistencia a las cargas

aplicadas, en Newton (libras) desarrollada a 60°C (140°F). El valor de fluencia es

la deformación, en unidades de 0.25 mm (0.01”) que sufre la probeta durante el

ensayo, desde que comienza a ser cargada hasta llegar a la carga máxima.

Se determina la densidad y vacíos para cada probeta. Una vez que los valores de

todas las probetas hayan sido calculados, se selecciona un contenido de asfalto para

el diseño, y los datos obtenidos sirven de guía para ensayos adicionales.

PREPARACIÓN DE BRIQUETAS DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentación son preparadas

haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto. La

diferencia de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo está

determinada con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla. Este

margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto

de asfalto en la mezcla final. La proporción de agregado en las mezclas está

formulada por los resultados del análisis granulométrico de acuerdo al uso ASTM

D 3515.

7 Cfr. Comisión permanente del asfalto de la república de Argentina 1985:D32

Page 54: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 33

A continuación, se presenta el procedimiento a seguir para la preparación de

briquetas:

1. Número de muestras.

2. Preparación de agregados.

3. Determinar la temperatura de mezcla y compactación.

4. Preparación de molde y pisón de compactación.

5. Preparación de la mezcla.

6. Compactación de probetas.

7. Enfriamiento y extracción de probetas.

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Los procedimientos son: determinación del peso específico total, medición de la

estabilidad Marshall, y análisis de la densidad y el contenido de vacíos de las

probetas.

Determinación del peso específico total o bruto

Se determina cuando la muestra esté a temperatura ambiente, la cual es necesaria

para un análisis preciso de densidad-vacíos. El peso específico total se determina

usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166.

El proceso genérico para la obtención del peso específico bruto se detalla a

continuación :

1. Pesaje al aire de la briqueta de mezcla en caliente compactada.

2. Recubrir la briqueta con parafina fundida de ser necesario.

3. Pesar la probeta recubierta al aire.

4. Pesar la probeta recubierta o no, según sea el caso, sumergida en agua.

5. Determinar el peso específico bruto.

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜(𝑃𝑒) = 𝑊𝑎𝑖𝑟𝑒/(𝑊𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑎 − 𝑊𝑠𝑢𝑚𝑒𝑟𝑔𝑖𝑑𝑎) (3.1)

Page 55: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 34

Ensayo de estabilidad y fluencia

El ensayo de estabilidad mide la resistencia a la deformación de la mezcla y la

fluencia mide la deformación, bajo carga que ocurre en la mezcla.

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una briqueta

falla totalmente.

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la

deformación existe una tendencia a pensar que, si un valor de estabilidad es bueno,

entonces un valor más alto será mucho mejor. En mezclas asfálticas en caliente una

alta estabilidad se obtiene desde la durabilidad.

Por otro lado, el valor de fluencia Marshall representa la deformación de la briqueta.

La deformación está indicada por la disminución en el diámetro vertical de la

briqueta. Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de

estabilidad Marshall son consideradas demasiado frágiles y rígidas para un

pavimento en servicio. Aquellas que tienen valores altos de fluencia son

consideradas demasiado plásticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del

tránsito.

El equipo para este ensayo consiste en máquina de ensayos Marshall y un baño de

agua. La briqueta es sometida a compresión a través de mordazas semicirculares a

velocidad de 51 mm (2”) por minuto, la magnitud se lee en un dial.

El procedimiento para el ensayo en mención :

1. Se emplea parafina para el recubrimiento, sacar el exceso de la probeta.

2. Calentar la probeta durante 40 minutos en baño de agua a 60°C.

3. Se limpian las mordazas u lubrican las varillas guías.

4. Se retira probeta del baño María y se seca. Se coloca la briqueta en la mordaza

inferior e inserta la superior. Las mordazas ensambladas se llevan a la máquina

de ensayo con el medidor de fluencia correspondiente.

Page 56: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 35

5. La carga se aplica a la velocidad de 51 mm por minuto hasta provocar la falla

con la máxima carga. Es aquí donde se toma lectura del dial de carga y medidor

de fluencia.

𝐹𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑚𝑚 = 𝐹𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑙𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎

𝑥 0.254 (3.2)

𝐸𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑘𝑔 = 𝐸𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑙𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎

𝑥 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑏𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (3.3)

Análisis de densidad y vacíos

Este análisis se realiza luego de ensayos de estabilidad y fluencia. El propósito es

determinar el porcentaje de vacíos en la mezcla compactada.

Los vacíos son las pequeñas bolsas de aire que se encuentran entre las partículas de

agregado revestidas de asfalto. El porcentaje de vacíos se calcula a partir del peso

específico total de cada probeta compactada y del peso específico teórico de la

mezcla de pavimentación (sin vacíos). Este último puede ser calculado a partir de

los pesos específicos del asfalto y el agregado de la mezcla, con un margen

apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado, o

directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091 ) efectuado sobre

la muestra de mezcla sin compactar8. El peso específico total de las probetas

compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua.

Análisis de Peso Unitario, el peso unitario promedio para cada muestra se determina

multiplicando el peso específico total de la mezcla por 1000 Kg/m3 (62.4 lb/ft3).

Análisis de VMA, los vacíos en el agregado mineral, VMA, están definidos por el

espacio intergranular de vacíos que se encuentra entre las partículas de agregado de

la mezcla de pavimentación compactada, incluyendo los vacíos de aire y el

contenido efectivo de asfalto, y se expresan como un porcentaje del volumen total

8 Asphalt Institute MS-22 1982:77

∗ 𝐼𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑔𝑖𝑑𝑒𝑧 𝑘𝑔 /𝑐𝑚: 10 𝑥 𝐸𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎

𝐹𝑙𝑢𝑗𝑜 (𝑚𝑚) (3.4)

Page 57: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 36

de la mezcla. El VMA es calculado con base en el peso específico total del agregado

y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada. Por

lo tanto, el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado del volumen

total de la mezcla compactada.

Análisis de VFA, los vacíos llenos de asfalto son el porcentaje de vacíos

intergranulares entre las partículas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de

asfalto. El VMA abarca asfalto y aire, y por lo tanto, el VFA se calcula al restar los

vacíos de aire de VMA, y luego dividiendo por el VMA, y expresando el valor final

como un porcentaje.

%𝑉𝑎𝑐𝑖𝑜𝑠 = 100 𝑥 𝑃𝑒𝑟𝑖𝑐𝑒−𝑃𝑒𝑏𝑟𝑖𝑞

𝑃𝑒𝑟𝑖𝑐𝑒 (3.5)

(3.6)

(3.7)

PREPARACIÓN DE LOS DATOS

Los valores obtenidos de estabilidad y fluencia y los datos de los vacíos se preparan

de la siguiente forma:forma

1. Los valores de estabilidad medidos para probetas que no tienen 63.5 mm de

altura deben ser convertidos a un valor equivalente a la estabilidad de una

probeta de 63.5 a través de una factor de corrección.

𝑉𝑀𝐴 = 100 𝑥 (% 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎

+ % 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑜 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎

+

% 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑓𝑖𝑙𝑙𝑒𝑟 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎

) 𝑥 𝑃𝑒𝑏𝑟𝑖𝑞𝑢𝑒𝑡𝑎

𝑃𝑒𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑃𝑒 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 :(% 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜

𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎+ % 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑜

𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎+ % 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑓𝑖𝑙𝑙𝑒𝑟

𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎)

(% 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜

𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎

𝑃𝑒𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜) + (

% 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑜 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎

𝑃𝑒𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑜) + (

% 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑓𝑖𝑙𝑙𝑒𝑟 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎

𝑃𝑒𝑓𝑖𝑙𝑙𝑒𝑟)

𝑉𝐹𝐴: 100 𝑥 𝑉𝑀𝐴 − %𝑉𝑎𝑐𝑖𝑜𝑠

𝑉𝑀𝐴

Page 58: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 37

2. Los valores de fluencia y estabilidad son promediados .Los valores

incorrectos no se incluyen en el promedio.

3. Se preparan gráficos en los que se diagraman los siguientes valores en

función del contenido de asfalto (C.A):

- Estabilidad

- Fluencia

- Peso unitario de la mezcla total

- Porcentaje de vacíos

- Porcentaje de vacíos de agregado mineral (VMA)

En cada diagrama, los datos se relacionan con una curva que se ajuste de mejor

manera para todos.

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

El contenido óptimo de asfalto de la mezcla se determina por los datos graficados.

El contenido óptimo de asfalto debe tener:

- Optima estabilidad.

- Peso unitario máximo.

- Límites medios para el porcentaje de vacíos generalmente.

Page 59: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 38

Fuente: Cosapi

Figura 3-4. Gráficos Marshall

Page 60: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 39

CONTROL DE CALIDAD EN LA ELABORACIÓN DE

LA MEZCLA ASFÁLTICA

La calidad en la construcción de pavimentos de concreto asfáltico guarda una

estrecha relación con los procedimientos utilizados para verificar la correcta

ejecución de la obra, existiendo una interrelación entre calidad, costo y vida útil.

Un adecuado sistema de control de calidad que incluye la aplicación de

metodologías prácticas para realizar el monitoreo y verificación de los procesos de

producción y colocación de mezclas asfálticas en caliente es fundamental para

minimizar la probabilidad de aparición de fallas por deficiencias en el proceso

constructivo.

El control de calidad permite incrementar la productividad garantizando al mismo

tiempo la eficiencia en el desarrollo de actividades durante la construcción de los

pavimentos flexibles.

Las metodologías de control de calidad involucran desde la verificación de la

calidad de los materiales mediante el uso de sistemas automatizados hasta la

medición de rugosidades y deflectometría de la estructura de los pavimentos

construidos.

La metodología de control de calidad comprende el monitoreo de datos para las

obras de asfaltado, evaluando aspectos que incluyen la verificación de la calidad de

los materiales que integran la mezcla asfáltica, controles durante la construcción, y

controles después de colocada la mezcla que posteriormente serán comparados con

las especificaciones para su aceptación o rechazo.

El control de calidad en la producción de mezcla asfáltica ha sido dividido en

control de los materiales que integran la mezcla y control durante producción, los

Page 61: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 40

formatos resúmenes de los ensayos incluyen el cálculo de los parámetros

estadísticos de control.

Control de materiales:

Todos los materiales necesarios deben cumplir con todos los requisitos de calidad

especificados, las recomendaciones y requerimientos establecidos en los estudios

técnicos y ambientales del proyecto.

Los materiales utilizados en la obra, fabricados comercialmente deben estar

respaldados por certificados del productor en el que se indique el cumplimiento de

los requisitos de la calidad.

Control en mezcla asfáltica en caliente:

Las características físicas mecánicas de la mezcla asfáltica en caliente serán:

TABLA III-2. Parámetros de Control de mezcla asfáltica en caliente

PARAMETROS DE DISEÑO MARSHALL CAPA DE BASE CAPA DE

SUPERFICIE

Numero de golpes en cada lado 75 75

Estabilidad (kg) 680 min 750 min

Flujo (mm) 2-4 2-4

Porcentaje vacíos de aire 3-8 3-5

Vacíos en el agregado mineral Ver tabla ver tabla

Índice de compactibilidad Min. 5 (***) Min.5 (***)

Índice de rigidez (kg/mm) 1200-2500 1700-3000

Estabilidad retenido 24 a 60°C en agua Min 50% Min 75%

Contenido de cemento asfaltico (****) (****)

Fuente: EG 2013

Page 62: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 41

(***) El índice de compactibilidad se define como: 1

𝐺𝐸𝐵50−𝐺𝐸𝐵5 siendo GEB50 Y

GEB5 las gravedades específicas bulk de las briquetas a 50 y 5 golpes.

(****) El contenido de cemento asfaltico se determinará con los ensayos Marshall.

En zonas con una altitud mayor a 3500 msnm se recomienda que el contenido de

asfalto sea mayor al 6%.

Las mezclas con valores de estabilidad anormalmente altos y valores de flujo

anormalmente bajos, no son adecuadas, por lo tanto, no serán aceptadas bajo

ninguna circunstancia.

TABLA III-3. Vacíos mínimos en el agregado mineral

TAMIZ VMA

MARSHALL

2,36 mm (N°8) 21

4,75 mm (N°4) 18

9,5 mm (3/8") 16

12,5 mm (1/2") 15

19 mm (3/4") 14

25 mm (1") 13

37,5 mm (1 1/2") 12

50,0 mm (2") 11,5

Fuente: EG 2013

Page 63: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 42

Nota: Los valores de la tabla se selecciona de acuerdo al tamaño máximo de la

mezcla.

Control de producción en planta:

Los controles a efectuarse durante los días de producción de la mezcla asfáltica en

caliente serán los siguientes:

TABLA III-4. Controles en producción de mezcla asfáltica en caliente

Fuente: EG 2013

CONTROL DE CALIDAD DE LAS MEZCLAS

ASFÁLTICAS EN CALIENTE – POST COLOCADO

La capa terminada deberá presentar una superficie uniforme y ajustarse a las

rasantes y pendientes establecidas.

La cota de cualquier punto de la mezcla densa compactada en capas de base o

rodadura no deberá variar en más de diez milímetros (10mm) de la proyectada.

Además, se deberá efectuar las siguientes verificaciones:

Page 64: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 43

COMPACTACIÓN

Las determinaciones de densidad de la capa se realizarán en una proporción menos

una por doscientos cincuenta metros cúbicos y los tramos por aprobar se definirán

en base de un mínimo de seis determinaciones de densidad. Los lugares para las

mediciones serán escogidas al azar.

La densidad media del tramo (Dm) debe ser el 98% de la medida obtenida al

compactar en el laboratorio con la técnica Marshall, las cuatro probetas por día de

trabajo.

𝐷𝑚 ≥ 0.98 𝐷𝑒 (3.8)

Así también la densidad de cada testigo individual (Di) debe ser mayor o igual al

97% de la densidad media de los testigos del tramo (Dm) admitiendo un solo valor

defectuoso por tramo.

𝐷𝑖 ≥ 0.98 𝐷𝑚 (3.9)

El incumplimiento de uno de los dos requerimientos implica el rechazo del tramo

por parte de la persona a supervisar.

COMPACTACIÓN INTELIGENTE:

En obras geotécnicas al desarrollar los trabajos de compactación en capas, con

frecuencia, los tiempos de paso del compactador hasta la puesta a punto son

obtenidos de la habilidad del operador del rodillo, de la percepción del capataz del

grupo o experiencia de técnico de control de calidad. Esta situación ocasiona

excesos en los tiempos de compactación o déficit de tiempo de compactación para

alcanzar la aprobación de especificación con impacto al costo del proyecto.

En la actualidad tenemos maneras de controlar estos puntos de compactación en las

obras, empleando generalmente dos ensayos muy conocidos y reglamentados, el de

densímetros nucleares y el cono de arena, como ya se conoce. Sin embargo, es

necesario conectar el control de calidad descrito a la operación en sí.

Page 65: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 44

El empleo de rodillos inteligentes que orienten el progreso de la compactación es

una de las directrices principales del horizonte tecnológico en este tema.

La compactación lleva a aumentar la resistencia al cortante de la capa compactada,

siendo el módulo de deformación dinámica el parámetro que sirve para evaluar la

calidad de la capa compactada. Para incrementar los módulos de los suelos se

requiere la aplicación de energía mecánica en amplitudes y frecuencias variables de

acuerdo al tipo y estado de suelo.

La compactación inteligente involucra la compactación de materiales o carpetas

asfálticas mediante el empleo de rodillos vibratorios compactadores modernos que

controlan los niveles de amplitud y frecuencia de vibración de la rola de forma

manual y automática.

El rodillo inteligente selecciona valores de amplitudes y frecuencias de las

vibraciones en cada rola.

Fuente: Cosapi

Page 66: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 45

RODILLOS INTELIGENTES – CASO BOMAG VARIO CONTROL

El rodillo inteligente BOMANG BW213 DH – 4 BVC (20 toneladas) es capaz de

determinar el módulo de vibración dinámica (Evib) en paralelo a los trabajos de

compactación usando el sistema de vibración BOMANG VARIO CONTROL que

orienta el avance de la compactación.

Es posible obtener el grado de compactación de la capa sin tener que recurrir a

métodos de intervención física, como extracción de la muestra. Los resultados son

instantáneos, siendo el operador de rodillo quien pueda monitorear, logrando la

compactación, optimizando tiempos y costos.

El sistema de medición de la compactación BOMAG correlaciona la aceleración

del rodillo vibratorio con la rigidez dinámica del suelo; progresando con la

compactación, estableciendo que a una mayor rigidez del suelo mayor es la

aceleración de rebote del rodillo.

Los captadores de la aceleración determinan la fuerza de contacto efectiva que

deberá aplicarse entre suelo y rodillo, por ende y simultáneamente define la

amplitud de vibración del rodillo.

Al aplicar la fuerza de contacto con la vibración del rodillo en cada vuelta excéntrica

resulta una carga y descarga cuya superficie de aplicación corresponde a la energía

de compactación liberada. Del análisis de la curva de carga se calcula el valor Evib.

Fuente: Cosapi

Page 67: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 46

ESPESOR

Sobre la base de los tramos escogidos para el control de la compactación. Se hallará

el espesor medio de la capa compactada (em), el cual no debe ser inferior al de

diseño (ed).

𝑒𝑚 ≥ 𝑒𝑑 (3.10)

Además, el espesor hallado en cada determinación individual (ei) debe ser como

mínimo igual al 90% del espesor de diseño, admitiéndose solo un valor por debajo

de dicho límite.

ei ≥ 0.90 ed (3.11)

El incumplimiento de alguno de los requisitos implica el rechazo del tramo.

REGULARIDAD SUPERFICIAL

La superficie terminada no puede presentar zonas de acumulación de agua, ni

irregularidades mayores de 10 mm en capas de rodadura o 15 mm en capas de base,

cuando se compruebe con una regla de 3 m colocada tanto paralela como

perpendicularmente al eje de la vía.

En caso de mezclas compactadas como capa de rodadura, el coeficiente de

resistencia al deslizamiento luego del curado de la mezcla, debe ser como mínimo

de 0.45 en cada ensayo individual debiendo efectuarse un mínimo de dos pruebas

por día de trabajo.

Para ser aceptada la regularidad superficial de la carpeta asfáltica debe determinarse

la rugosidad en unidades IRI, la cual no debe ser mayor de 2 IRIc para pavimentos

nuevos con una confiabilidad del 95%.

IRIc = IRIp + 1.645σ (3.12)

Para la determinación de la rugosidad debe utilizarse un equipo tipo respuesta que

mida la rugosidad en forma continua a lo largo de la vía y en ambos carriles.

Page 68: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 47

DEFLECTOMETRÍA

La evaluación deflectométrica del pavimento se realiza con la finalidad de contar

con registros de las deflexiones características. La densidad mínima de ensayos será

de 10 por Km en cada carril. Con los datos obtenidos, se presentan las deflexiones

corregidas (temperatura, estacionalidad, etc.) la deflexión promedio (Dp), la

desviación estándar (σ) y la deflexión característica (Dc) de cada sector y tramo.

𝐷𝑐 = 𝐷𝑃 + 1.645 𝜎 (3.13)

De la misma manera para los radios de curvatura. Los resultados obtenidos deberán

ser menores que las deflexiones admisibles.

Page 69: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 48

CAPÍTULO IV. DESCRIPCIÓN DEL

PROYECTO REHABILITACIÓN Y

MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA

DESVÍO IMPERIAL- PAMPAS

UBICACIÓN

El servicio comprende la rehabilitación y mejoramiento de la Carretera Dv.

Imperial – Pampas Tramo: Km 00+00-Km 36+850.

Departamento : Huancavelica

Província : Tayacaja

Región geográfica : Sierra

Altitud : 3200-4300 msnm

Sector : KM. 0+000 al KM. 36+140

Longitud : 36.14 km.

Cliente : MTC – Provias Nacional

Proyectista : GMI consultores s.a.

Supervisor : Consorcio supervisor imperial

Contractual : s/. 182‘679,683 (sin i.gv.)

Adicionales (n° 01 y 02) : s/. 22‘735,492 (sin i.g.v.)

Plazo de ejecución orig. : 570 días calendario

Ampliación de plazo n° 04: 01 día calendario

Plazo de ejecución : 571 días calendario

Page 70: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 49

Fecha de inicio : 07 de noviembre 2014

Fecha de fin : 30 de mayo 2016

Fuente: Cosapi

Figura 4-1. Ubicación

Page 71: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 50

Fuente: Cosapi

CLIMA

Para identificar el clima existente en el área se empleó el mapa de clasificación

climática del SENAMHI (1988), elaborado con el sistema de clasificación de clima

de Werren Thornthwaite, donde el fundamento principal se encuentra basado en el

grado de favorabilidad de la humedad y temperatura ambiental para el desarrollo de

las plantas.

Siendo los parámetros de precipitación y temperatura, función directa a la cota del

terreno, en el área de emplazamiento de la vía proyectada se presentan los siguientes

tipos de climas:

Clima Frígido o de Puna: Se encuentran sobre los 4 000 msnm. Presentan

precipitaciones promedio de los 800 mm y temperaturas promedio de 6°C.

Clima Frío: En el área de emplazamiento de la carretera se encuentra en los valles

interandinos, los que se ubican entre los 3000 msnm y 4000 msnm. Las

precipitaciones promedio son de 600 mm/año y la temperatura promedio alrededor

de 12°C con ocurrencias de heladas durante el invierno.

Figura 4-2. Carretera Dv. Imperial-Pampas

Figura 4-3. Tramo Km 0 +000 – Temperatura localidad de Imperial

Page 72: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 51

Fuente: Cosapi

Fuente: Cosapi

GEOLOGÍA Y GEOTÉCNIA

Se definió taludes de corte en promedio de 1:3 (H:V) y 1:6 (H:V).En los

alrededores y circundantes al área de emplazamiento de la vía, se tiene la presencia

de algunos procesos de erosión por cárcavas, los que no coinciden sobre la

estructura proyectada.

El perfil estratigráfico de las estructuras proyectadas está conformado por suelos de

moderadas a buenas características físico mecánicas gravas, arenas, limos, arcilla y

en algunos casos circundantes se encuentran suelos orgánicos (de baja

compresibilidad) y en otros casos sobre rocas, lo que determinaría el diseño de los

taludes dada la altura necesaria para el emplazamiento de la carretera Dv Imperial-

Pampas proyectada.

Figura 4-4. Km 36 +233 – Temperatura localidad de Pampas

Page 73: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 52

Se debe considerar la ejecución de banquetas de estabilidad, en las secciones en

relleno, considerando un ancho mínimo de 3m o en su defecto el ancho de la

compactadora.

Se ha identificado diversos sectores de depósitos de suelos con características de

bofedales circundantes y adyacentes, sobre las laderas adyacentes a la vía

proyectada los mismos que no serán intervenidos.

GEOMORFOLOGÍA

REGIONAL

El área de estudio presenta relieve ondulado y accidentado se encuentra entre las

cordilleras Occidental y Oriental de los Andes, en la región central del país. El punto

más alto del lugar se encuentra a 4874 m.s.n.m. mientras que el más bajo queda en

el fondo del valle del rio Upamayo, de este modo el relieve máximo es de cerca de

4000 m, Dentro de nuestra zona de estudio se ha determinado las siguientes

unidades geomorfológicas.

Relieve Montañoso: Esta unidad geomorfológica constituye las partes más altas de

las zonas de estudio y áreas adyacentes, se encuentra formado por cadenas de cerros

y nevados alineados según el lineamiento general de los Andes, que emerge sobre

una superficie levemente horizontal ubicada sobre los 4000 m.s.n.m.

Cordillera Oriental: Uniformidad en la altitud de sus cumbres, esto como en el

caso de las Altas Mesetas del lado occidental se relaciona con la Superficie Puna,

aquí también la superficie ha sido destruida en gran parte por la erosión de los

glaciares y torrentes. Presente una topografía accidentada cubierto por suelo

producto de erosión de los glaciares.

Las microformas del relieve están bajo la influencia del hielo y deshielo y en los

escasos sinclinales calcáreos conocidas como microlenares.

Page 74: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 53

Áreas glaciadas: Esta unidad se manifiesta en forma restringida en la cadena de

cerros de la llamada Península de Tayacaja en la parte Sureste y las sierras de

Huamicocha, se reconocen los rasgos topográficos impresos por la glaciación

cuaternaria. Ya no existen nieves persistentes, pero es frecuente la presencia de

circos glaciares, valles en U, testimonios de que las áreas han sido ocupadas por

glaciares.

Valles: Se incluye el Valle Mantaro y sus numerosos tributarios que forman el

sistema de drenaje de la región. Varios tramos de este valle quedan dentro del

Cuadrángulo de Pampas y conjuntamente con los numerosos valles subsidiarios

origina una topografía muy quebrada y de fuente relieve.

Fuente: Cosapi

LOCAL

Figura 4-5. Carretera sobre unidad geomorfológica de

valles

Page 75: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 54

El área de emplazamiento de la carretera Imperial- Pampas en el tramo Km 00+000

– Km 36+233, perteneciente a la Ruta Nacional PE-3 SC, se encuentra conformada

por subunidades morfológicas definidas de la siguiente manera:

Unidad de laderas: Conformada por afloramientos de rocas de naturaleza variada

donde se reporta macizos rocosos fracturados de naturaleza metamórfica y

sedimentaria, las que se encuentran conformando las laderas adyacentes al área de

emplazamiento del trazo de la carretera Imperial- Pampas, se reportan laderas de

pendientes moderadas agrestes conformado por rocas metamórficas y circundantes

rocas volcánicas.

Fuente: Cosapi

Figura 4-6. Morfología definida como superficie de talud, superficies

inclinadas con pendiente entre 10° a 30°

Page 76: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 55

Unidad de taludes: Conformada por diferentes materiales de naturaleza suelta

cubriendo afloramientos de sedimentos, rocas metamórficas y volcánicas.

Fuente: Cosapi

Unidad de quebradas: Se encuentra a modo de pequeñas superficies de erosión

tipo cárcavas, que constituyen puntos de paso obligatorio para el emplazamiento de

la vía.

Unidad de cauce: Unidad conformada por los niveles máximos y mínimos del nivel

de aguas básicamente visible en el Río Upamayo, la cual tiene incidencia directa en

las obras proyectadas.

IMPACTO AMBIENTAL

En las últimas décadas nuestro país ha logrado un avance significativo en el campo

de la Legislación Ambiental. Se han promulgado importantes normas para regular

la relación entre el hombre y su ambiente con la finalidad de lograr el desarrollo

sostenible de nuestro país. Entre ellas podemos mencionar la Constitución Política

del Perú, la Ley N° 27446 “Ley del Sistema Nacional de Evaluación de Impacto

Ambiental”, entre otras. Teniendo conocimiento de la importancia de una

Evaluación de Impacto Ambiental (EIA), debido a que nos ayuda a prevenir,

Figura 4-7. Unidad de cauce de morfología casi plana

Page 77: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 56

mitigar, remediar o compensar efectos indeseables sobre el medio ambiente. Es por

ello que el mencionado proyecto no podía ser ajeno a la consideración de un EIA,

obteniéndose los resultados que se mostrarán a continuación a manera de resumen.

Se identificaron los Centros Poblados dentro del área de influencia del Proyecto,

los mismos que se muestran en la siguiente Tabla IV-1. Se identificó a los

posesionarios y propietarios afectados por el proyecto vial, así como también se

especificó qué produce el terreno afectado para de esta manera ver la forma de

remediar la afectación:

Fuente: GMI

Los centros poblados, con sus respectivas comunidades campesinas, que se

encuentran en el ámbito directo del proyecto se muestran en la siguiente Tabla IV-

2 y la producción de los terrenos agrícolas en la Tabla IV-3.

TABLA IV-1. Centros Poblados-Altitud

Page 78: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 57

Fuente: GMI

Fuente: GMI

Respecto a la Topografía, se pueden apreciar dos sectores bien definidos. Uno de

ellos es de topografía moderada con altibajos en las faldas de los cerros, en pocas

áreas existen zonas de cultivo, en su gran mayoría son eriazos improductivos. El

otro sector es plano, justamente en la población de Pampas, aquí está comprendida

la parte agrícola y la parte ganadera, es en esta zona donde se encuentra la población

y las tiendas comerciales.

TABLA IV-2. Centro Poblado-Comunidad Campesina

TABLA IV-3. Producción de terreno agrícola afectado

Page 79: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 58

Considerando la Hidrología, se destaca que las poblaciones utilizan el Río Pampas

para sus cultivos, la ganadería y como agua potable.

Otros componentes ambientales potencialmente afectables tenemos: dentro del

medio físico, al aire, agua y suelo; dentro del medio biológico, a la flora y fauna;

finalmente dentro de los medios socioeconómicos a la salud, economía, seguridad

u paisaje.

ESTUDIOS DE TRÁFICO

El área del estudio de tráfico de la carretera Dv. Imperial –Pampas se ubica

geográficamente en la región Huancavelica, provincia de Tayacaja, de Pampas a

Imperial, se inicia en el empalme con la Ruta PE 3S y termina en el distrito de

Pampas.

La carretera Dv. Imperial – Pampas, corresponde a la Ruta Nacional PE3SC. El

estudio de tráfico está dirigido a brindar información básica para determinar los

indicadores de tráfico, los cuales son composición y volumen vehicular, de los

diferentes tramos homogéneos en que se seccionó la carretera DV. Imperial

Pampas.

Planificación: Se realizó la sectorización por tramos homogéneos de tráfico y se

determinó la ubicación de las estaciones de conteo previa encuesta de origen y

destino.

Los conteos de volumen y clasificación se realizaron las 24 horas del día,

clasificando los tipos de vehículos por cada hora, por sentido de tráfico durante 7

días en cada tramo.

Estudio volumétrico: Comprende la determinación de las características actuales

del tráfico, éstas características varían a lo largo de la carretera, existiendo tramos

de características más o menos iguales llamados tramos homogéneos, como

principales zonas generadoras y atractivas de viajes. Solamente se determinarán los

Page 80: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 59

indicadores para los tramos en los que las variaciones en la composición y volumen

sean significativas.

Tramos homogéneos: Estos tramos homogéneos obedecen al comportamiento de

los deseos de viaje de los usuarios y no a características orográficas. Se

determinaron los siguientes tramos:

Tramo homogéneo 1: Dv, Imperial – Dv Pazos

Tramo homogéneo 2: Dv Pazos – Pampas

Estaciones de control: Se contempló 2 estaciones de control vehicular “E-1 Dv.

Imperial” y “E-2 Pampas”, se efectuó de acuerdo a los antecedentes de estudios

anteriores existentes, considerando los tramos más o menos homogéneos en

volumen y composición vehicular, en que se subdivide el Eje Vial en estudio, los

cuales son:

TABLA IV-4. Estaciones de Control para conteo vehicular

Fuente:Cosapi

Figura 4-8. Ubicación de estaciones de control

Page 81: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 60

Fuente:Cosapi

Resultado del conteo vehicular: El conteo vehicular efectuado en diciembre del

2012, brindo los valores siguientes en estaciones E1-E2:

TABLA IV-5. IMDA 2012 vehicular de los tramos homogéneos

Fuente: Cosapi

Page 82: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 61

Dv. Imperial - Dv. Pazos: IMDA DE 672 vehículos diarios, compuesto por 74% de

vehículos ligeros y 26% vehículos pesados.

Dv. Pazos – Pampas: IMDA de 682 vehículos diarios, compuesto por 67% de

vehículos ligeros y 33% vehículos pesados.

PROYECCIONES DE TRÁFICO

Estos valores son sensiblemente superiores a los establecidos en el estudio de

factibilidad elaborado por el Gobierno Regional Huancavelica el año 2007, los

cuales indicaban un IMD proyectado para el año 2012 de 374 vehículos.

Del estudio de tráfico se muestra resumen de la demanda vehicular para el periodo

2013- 2034

TABLA IV-6. Proyección de demanda vehicular 2013 - 2034

Fuente: Cosapi

Dado este valor del IMD al horizonte de diseño, se concluye que el trafico

corresponde a una vía de segunda clase acorde a la clasificación definida en al DG-

2014.

HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA

Se determinó el caudal de diseño para el futuro puente Upamayo (Q=78.67 m3/s),

estableciéndose su NAME, socavaciones (1.68m), necesarios para el diseño

estructural del puente. Asimismo, se proyectó las defensas ribereñas necesarias.

Page 83: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 62

Las longitudes de recorrido de las cunetas serán de 250m como máximo de acuerdo

a la normativa peruana por tanto la estimación de alcantarillas será de cuatro

alcantarillas por kilómetro se han diseñado 151 alcantarillas TMC.

Se prevé la proyección de cunetas en banquetas revestidas de concreto.

Adicionalmente se proponen obras de sub drenajes donde se observaron filtraciones

sub superficiales.

La obra se debe desarrollar en época de estiaje, dado la gran magnitud de

precipitaciones que se presentan en la zona. De lo contrario realizar obras de

prevención como canales de desviación (drenaje preventivo), a fin de mitigar los

efectos de las lluvias durante la construcción de la obra.

SISMICIDAD

El Instituto Geofísico del Perú (IGN) ha preparado un mapa de Perú, donde

establece tres zonas de actividades sísmicas (Zona I,II,III). Por sus diferentes

características de mayor a menor actividad sísmica; este mapa de zonificación

sísmica, sirvió de base para la preparación de Normas técnicas de Edificación E-

0.30.

Según el mapa de intensidades sísmicas del Instituto Geofísico Nacional el área que

ocupa la carretera registra intensidades mayores de VII MM que corresponde a

sismos con profundidades mayores o iguales a 20 Km. Por lo que se considera

magnitud de 7.7 Mb, con un periodo de retorno cada 50 años.

Page 84: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 63

Page 85: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 64

CAPÍTULO V. DESARROLLO DEL TEMA

Para lograr cumplir con el objetivo general de la presente investigación y establecer

lineamientos a continuación se desarrollará todo el proceso de control de las

propiedades de la mezcla asfáltica en caliente, determinando los parámetros tanto

en la etapa de diseño teórico como en la etapa de producción y post colocación de

la mezcla.

TOMA DE MUESTRA EN OBRA

Los porcentajes de agregados utilizados para el diseño de la mezcla asfáltica en

obra son:

Piedra de TM ¾’” =15% Piedra de TM ½”’ =25%

Arena Chancada =27% Arena Zarandeada =32%

Cal (filler) =1.0% Aditivo Mejorador =0.5%

Pen 85/100 =6.6%

CARACTERIACIÓN GEOTÉCNICA DEL AGREGADO

MINERAL PARA LA ELABORACIÓN DE MEZCLA

ASFÁLTICA EN CALIENTE

Para el Diseño Teórico de la Mezcla Asfáltica en Caliente (MAC) se realizó una

selección óptima de la combinación de agregados, contenido de vacíos y calidad

del ligante asfáltico, sujeto a las exigencias de las Especificaciones Técnicas del

Proyecto.

Page 86: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 65

Se utilizaron agregados gruesos chancados de TM ¾”, TM ½” y arena chancada de

TM ¼” procedentes de la cantera de Roca, ubicada al lado izquierdo en el km

17+800; mientras que el agregado fino zarandeado se obtuvo de la cantera

Mantacra, ubicada a 56kms de la ruta Dv. Imperial-Izcuchaca-La Mejorada-

Mayocc.

Los agregados minerales gruesos que se emplearon en la mezcla asfáltica provienen

de la trituración del material de roca maciza y otros minerales en menores

proporciones para obtener el Huso Granulométrico del Proyecto. Por otro lado, los

agregados minerales finos provienen de una cantera de fuente coluvial.

En las siguientes fotografías se muestran las canteras de las cuales se extrajo el

material utilizado en la mezcla asfáltica en caliente de la Obra.

Fuente: Propia

Fotografía 5-1. Inspección visual de cantera de Roca

empleada para MAC de la obra

Page 87: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 66

Fuente: Propia

Fuente: Propia

Fotografía 5-3. Material desprendido de la Cantera de

Roca

Fotografía 5-2. Inspección visual de cantera vista desde otro

ángulo

Page 88: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 67

CONTROL DE CALIDAD DE LOS INSUMOS PARA LA

ELABORACIÓN DE MEZCLA ASFÁLTICA EN

CALIENTE

El Control de Calidad se realizó teniendo como referente las Especificaciones

Técnicas del Proyecto, apoyado en la normativa de Especificaciones Generales para

la Construcción de Carreteras (EG-2013) y de Ensayo de Materiales (EM-2016);

así como aquellas normas especiales que cada una de las anteriormente

mencionadas contemplan.

El agregado grueso, una vez chancado para obtener el Huso Granulométrico del

Proyecto, deberá presentar una o más caras planas provenientes de la fractura; los

mismos que deberán estar limpios, compactos, durables y libre de arcillas e

impurezas orgánicas adheridas. También deberá poseer suficiente resistencia al

desgaste por fricción mecánica y resistencia a la desintegración por durabilidad

química. Finalmente, deberá presentar una textura superficial con microrugosidades

para favorecer la adherencia al asfalto y ayudar aportando fricción interna en la

mezcla. De la misma manera el agregado fino debe cumplir las características

requeridas para poder ser empleado en la mezcla, incluyendo los parámetros de

índice de plasticidad y equivalente de arena. Para verificar que la cantidad de finos

que poseen ambas arenas (chancada y zarandeada) no es perjudicial para la mezcla,

se realizó el ensayo de azul de metileno (Norma Técnica AASHTO T57).

Page 89: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 68

Fuente: Propia

Fotografía 5-5. Ensayo Equivalente de Arena(izquierda) y Ensayo de

Abrasión(derecha)

Fuente: Propia

.

Fotografía 5-4. Agregados empleados para MAC

Page 90: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 69

TABLA V-1. Ensayos de calidad de los agregados finos y gruesos empleados en

MAC

Fuente: Cosapi

Como se observa en la Tabla V-1, tanto el agregado grueso como el agregado fino

empleados para elaborar la mezcla asfáltica cumplen los requerimientos descritos

líneas arriba; esto se encuentra respaldado por los resultados de cada uno de los

ensayos pertinentes según normativa. Las tablas y gráficos mostrados a

continuación, son una pequeña muestra de los cálculos con sus respectivos formatos

empleados para cada uno de los ensayos realizados al agregado fino chancado,

Page 91: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 70

zarandeado, agregado grueso de 1/2 y de 3/4, así como a la mezcla de los finos y

los gruesos. La tabla resumen de cada uno de ellos se encuentran en los Anexos 7.

8. 9, 10, 11 y 12 respectivamente.

TABLA V-2. Análisis Granulométrico del agregado fino chancado

Fuente: Cosapi

Page 92: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 71

Gráfica 5-1. Gráfico de la Curva Granulométrica del agregado fino chancado

Fuente: Cosapi

TABLA V-3. Gravedad Específica del agregado fino chancado

Fuente: Cosapi

Page 93: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 72

TABLA V-4. Equivalente de arena del agregado fino chancado

Fuente: Cosapi

Page 94: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 73

TABLA V-5. Límites de Consistencia del agregado fino chancado, pasante el tamiz

N° 40

Fuente: Cosapi

Page 95: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 74

TABLA V-6. Límites de Consistencia del agregado fino chancado, pasante el tamiz

N° 200

Fuente: Cosapi

Page 96: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 75

TABLA V-7. Sales Solubles totales del agregado fino chancado

Fuente: Cosapi

Page 97: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 76

TABLA V-8. Durabilidad al Sulfato de Magnesio del agregado fino chancado

Fuente: Cosapi

Page 98: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 77

TABLA V-9. Análisis Granulométrico por tamizado del agregado grueso de 1/2 “

Fuente: Cosapi

Gráfica 5-2. Gráfico de la Curva Granulométrica del agregado grueso de 1/2 “

Fuente: Cosapi

Page 99: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 78

TABLA V-10. Gravedad Específica del agregado grueso de 1/2 “

Fuente: Cosapi

Page 100: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 79

TABLA V-11. Determinación de las caras fracturadas del agregado grueso de 1/2

Fuente: Cosapi

Page 101: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 80

TABLA V-12. Determinación de partículas chatas y alargadas del agregado grueso

de 1/2 “

Fuente: Cosapi

Page 102: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 81

TABLA V-13. Abrasión los Angeles del agregado grueso de 1/2 “

Fuente: Cosapi

Page 103: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 82

TABLA V-14. Durabilidad al Sulfato de Magnesio del agregado grueso de 1/2 “

Fuente: Cosapi

TABLA V-15. Sales Solubles Totales del agregado grueso de 1/2 “

Fuente: Cosapi

Page 104: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 83

Otro de los componentes de la mezcla asfáltica es el filler, para este caso en

particular se empleó Cal Hidratada debido a su buen comportamiento químico ante

las altas radiaciones solares que presenta la zona del proyecto. A continuación,

mostraremos un par de ejemplos del cálculo con su respectivo formato empleado

para la determinación de la granulometría, así como de la humedad natural de la cal

empleada en la mezcla asfáltica del proyecto. En el Anexo 13 se muestra la tabla

resumen de todos los ensayos realizados a la Cal.

TABLA V-16. Análisis Granulométrico por Tamizado de la cal Hidratada

Fuente: Cosapi

Page 105: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 84

Gráfica 5-3. Gráfico de la Curva Granulométrica de la Cal Hidratada

Fuente: Cosapi

TABLA V-17. Determinación de la Humedad Natural de la Cal Hidratada

Fuente: Cosapi

Page 106: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 85

Respecto al Cemento Asfáltico-PEN 85/100, existen varios factores que influyen

en la variación de sus propiedades iniciales, manifestando tendencia al

endurecimiento y como consecuencia restando flexibilidad a la estructura,

promoviendo a que se generen fisuras. Los factores tiempo y temperatura de

mezclado afectan a la mezcla desde su elaboración hasta su puesta en servicio. La

altura y las condiciones climáticas, que es el factor relevante de la presente tesis,

están muy relacionados con las radiaciones ultravioletas que recibe el asfalto y la

oxidación del mismo. Dichos problemas están relacionados con el porcentaje de

vacíos existente en la mezcla y el espesor de la película de asfalto que recubre los

agregados pétreos. Las propiedades del ligante bituminoso, como punto de

inflamación y viscosidad, fueron proporcionados por PETRO PERU y

corresponden a cada tanque de PEN que llaga a obra; las cuales cumplen con las

Especificaciones Técnicas del Proyecto y Normativa, revisar el Anexo 14 y 15.

Para tener conocimiento de lo necesario que puede ser, para la durabilidad de la

carpeta asfáltica, el empleo de un aditivo mejorador de adherencia existe un control

muy importante que debe ser realizado, es la afinidad que presenta el agregado

mineral grueso y fino con el cemento asfáltico. La propiedad que presenta el

agregado para evitar que la película de PEN se desprenda de éste ante la presencia

de agua es indicador si el agregado es hidrofílico o hidrofóbico. En la Proyecto Dv.

Imperial – Pampas fue necesario realizar una serie de ensayos para evaluar la

susceptibilidad al desprendimiento que presentan los agregados, debido a que la

carpeta estará sometida a cambios bruscos en el gradiente térmico, alto nivel

radiación, lluvias intensas, heladas, congelamientos y descongelamientos.

Los ensayos que se realizaron para diferentes dosificaciones (0.30%CA, 0.50%CA,

0.80%CA) del aditivo mejorador de adherencia Morlife 2200 y también sin aditivo,

fueron los siguientes:

Page 107: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 86

TABLA V-18. Ensayos de Adherencia

Ensayo Norma

Adhesividad de los ligantes bituminosos a los áridos finos

(Riedel Weber)

MTC E 220 - 2000

Cubrimiento de los agregados con materiales asfálticos en

presencia de agua (stripping)

MTC 517/ASTM D-1664

Adherencia del bitumen - agregado MTC E 519 - 2000

Ensayo para evaluar el efecto del agua sobre agregados

con agregados bituminosos usando agua en ebullición

MTC E 521 - 2000

Fuente: Cosapi

El control de calidad del aditivo mejorador de adherencia, Morlife 2200, se puede

aprecia en el Anexo 16.

Figura 5-1. Clasificación de los materiales bituminosos

Page 108: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 87

Fuente: UNI

Para una evaluación complementaria se realizó el ensayo de Lottman según

AASHTO T 283-93, con el cual se demostró la necesidad de emplear un mejorador

de adherencia en un 0.5% C.A. como el más adecuado en términos de recubrimiento

y espesor de película.

Page 109: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 88

IDENTIFICACIÓN Y RECONOCIMIENTO DE

EQUIPOS DE LABORATORIO UNI

Fuente: Propia

Para llevar a cabo nuestros ensayos se emplearon lo siguientes equipos:

APARATO DE CALENTAMIENTO (Baño María): Dicho aparato se emplea

para calentar las briquetas una vez terminadas para posterior ensayo MARSHALL

en un baño de agua a unos 60°C (140°F). Esta temperatura representa la temperatura

más caliente que un pavimento en servicio va a experimentar.

Fuente: Propia

Fotografía 5-6. Reconocimiento de Laboratorio UNI

Fotografía 5-7. Aparato de calentamiento (Baño María)

Page 110: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 89

HORNO: Dicho horno se emplea para calentar asfalto y agregados y lograr la

mezcla asfáltica para elaborar las briquetas.

Fuente: Propia

APARATO MARSHALL: Este aparato consiste de un dispositivo que aplica una

carga sobre la probeta, y de unos medidores de carga y deformación (fluencia).

Fuente: Propia

Fotografía 5-8. Horno

Fotografía 5-9. Prensa Marshall

Page 111: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 90

METODOLOGÍA MARSHALL

Para validar los resultados del diseño de la mezcla asfáltica en caliente realizada en

obra, se enviaron al laboratorio de la Universidad Nacional de Ingeniería todos los

agregados y así realizar los ensayos pertinentes.

Parte de lo realizado en el laboratorio fue la elaboración de briquetas, ensayo de

adherencia de los agregados y el ensayo Marshall.

Fuente: Propia

Fotografía 5-10. Elaboración Ensayo Marshall

Page 112: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 91

PERMANENCIA EN OBRA DESVÍO IMPERIAL –

PAMPAS

Para lograr los objetivos planteados en la presente tesis se realizó una permanencia

en obra, la cual consistió en un reconocimiento de la vía, elaboración de ensayos en

el laboratorio de Mezclas Asfálticas en Caliente (MAC) tanto en la etapa de diseño

como en la de producción. Así mismo, se realizaron ensayos de la etapa del post

colocado en tramos de la vía que fueron colocados previamente.

Fuente: Cosapi

Figura 5-2. Ubicación de la obra Desvío Imperial -Pampas

Page 113: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 92

INFRAESTRUCTURA DE ASFALTO EN OBRA CARRETERA

DESVÍO IMPERIAL - PAMPAS.

Durante la permanencia en obra se realizaron los ensayos en el laboratorio de

mezclas asfálticas en caliente (MAC), de la misma manera se hizo un

reconocimiento de la planta de asfalto de donde se extrajo material para dichos

ensayos que se detallarán en los próximos capítulos. A continuación, se muestran

las fotografías 5-11 y 5-12.

Fuente: Propia

Fuente: Propia

Fotografía 5-11. Laboratorio MAC y planta de asfalto en Obra

Fotografía 5-12. Laboratorio de Mezclas Asfálticas en Caliente (MAC) en obra

Page 114: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 93

IDENTIFICACIÓN Y RECONOCIMIENTO DE EQUIPOS DE

LABORATORIO EN OBRA CARRETERA DESVÍO IMPERIAL

- PAMPAS

De igual manera durante la permanencia en obra se emplearon equipos para

desarrollar los ensayos. A continuación, se presentan los principales equipos en las

siguientes fotografías:

Fuente: Propia

Fuente: Propia

Fotografía 5-13. Equipo RICE en obra

Fotografía 5-14. Prensa Marshall electrónica en obra

Page 115: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 94

Fuente: Propia

Fuente: Propia

Fotografía 5-15. Centrifugador para lavado en planta y pista en obra

Fotografía 5-26. Aparato de calentamiento (Baño María) en obra

Page 116: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 95

Fuente: Propia

Todos los equipos deben estar perfectamente calibrados.

Fotografía 5-37. Horno eléctrico en obra

Page 117: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 96

DISEÑO TEÓRICO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA POR

MÉTODO MARSHALL

Para obtener el diseño teórico se realizaron una serie de ensayos Marshall, donde

los resultados obtenidos de dicha metodología y el desenlace resultante del análisis

de la inserción de un aditivo mejorador de adherencia para agregados e

incorporación de filler mineral (Cal hidratada) para las condiciones medio

ambientales en las que la carpeta asfáltica va a trabajar, se desarrolló el siguiente

Diseño Teórico para la mezcla asfáltica en caliente (MAC):

TABLA V-19. Diseño Teórico MAC

Fuente: Cosapi

Dicho diseño teórico se verificará en la planta de asfalto durante la producción

industrial. De acuerdo a norma EG 2013, el porcentaje de Cemento Asfáltico (C.A)

en producción admite tolerancias de ∓ 0.3% del diseño, los gráficos resultantes del

diseño teórico en Obra se presentan en el Anexo 17.

Page 118: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 97

Gráfica 5-4. Gráfico de la Curva Granulométrica Diseño MAC

Fuente: Cosapi

La dosificación del Diseño Teórico MAC es la siguiente:

Agregado grueso chancado de

3/4" Material Roca Maciza 15.0%

Agregado grueso chancado de

1/2" Material Roca Maciza 25.0%

Arena Chancada de 1/4" Material Roca Maciza 27.0%

Arena natural, zarandeada 1/4" Material Coluvial 32.0%

Filler mineral (cal hidratada) Industria Minera Calcarea 1.0%

Cemento Asfaltico (PEN

85/100) Petro Perú 6.6%

Aditivo mejorador de

adherencia Morlife 2200 (Dexcim) 0.5% C.A

Page 119: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 98

CAPÍTULO VI. ANÁLISIS DE RESULTADOS

ANÁLISIS COMPARATIVO DE RESULTADOS EN

LABORATORIO Y OBRA DEL DISEÑO TEÓRICO

A continuación, se desarrollará un análisis comparativo respecto a las diferencias

existentes en el porcentaje de Cemento Asfaltico (%CA) teórico de la Mezcla

Asfáltica en Caliente (MAC), dichos resultados fueron obtenidos mediante ensayos

ejecutados en el laboratorio de Pavimentos de la Universidad Nacional de

Ingeniería (UNI) y el laboratorio de asfalto de la obra de rehabilitación y

mejoramiento de la Carretera Desvío Imperial Pampas.

En el capítulo anterior se presentó el diseño teórico de Mezcla Asfáltica en Obra.

En la siguiente tabla VI-1, se presentan los valores obtenidos comparados con la

especificación del proyecto, así como el resultado aprobatorio de la evaluación.

Fuente: Propia

De la misma manera, se presenta la Tabla VI-2 donde se compara la especificación

del proyecto con los valores obtenidos de los ensayos llevados a cabo en el

ESPECIFICACIONES MARSHALL OBTENIDO ESPECIFICACIÓN EVALUACIÓN

OPTIMO CONTENIDO DE C.A (%) 6,6 - APROBADO

PESO UNITARIO 2346DE ACUERDO A

DISEÑO -

VACIOS (%) 3,1 2-4 APROBADO

V.M.A(%) 17,1 MIN 14 APROBADO

FLUJO (MM) 3,5 2-4 APROBADO

ESTABILIDAD (KG) 1083 MIN 815 APROBADO

INDICE DE RIGIDEZ (KG/CM) 3119 1700-4000 APROBADO

DISEÑO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE / PEN 85-100 - OBRA

Tabla VI-1. Diseño teórico de MAC en obra Desvío Imperial - Pampas

Page 120: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 99

laboratorio de Pavimentos de la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI)

presentados en el Anexo 18.

Tabla VI-2. Diseño teórico de MAC en Laboratorio UNI

Fuente: Propia

Es así que se concluye que tanto el diseño llevado a cabo por el laboratorio de

Pavimentos de la Universidad Nacional de Ingeniería y el laboratorio de asfalto en

obra, muestran que con ambos porcentajes de Cemento Asfáltico se cumple con las

especificaciones. Sin embargo, los porcentajes difieren debido a que probablemente

la cantera de donde se extrajo los agregados para los ensayos en Lima haya tenido

una variación geomorfológica y presente una mayor porosidad a diferencia de la

muestra extraída para el laboratorio de asfalto en Obra. A continuación, se presenta

la tabla VI-3 con lo mencionado anteriormente.

Tabla VI-3. Comparativo de diseño teórico – Obra Vs UNI

Fuente: Propia

ESPECIFICACIONES MARSHALL OBTENIDO ESPECIFICACIÓN EVALUACIÓN

OPTIMO CONTENIDO DE C.A (%) 5,7 - APROBADO

PESO UNITARIO 2372DE ACUERDO A

DISEÑO -

VACIOS (%) 4 2-4 APROBADO

V.M.A(%) 15,7 MIN 14 APROBADO

FLUJO (MM) 2,8 2-4 APROBADO

ESTABILIDAD (KG) 1021 MIN 815 APROBADO

INDICE DE RIGIDEZ (KG/CM) 3646 1700-4000 APROBADO

DISEÑO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE / PEN 85-100 - UNI

ESPECIFICACIONES MARSHALL OBTENIDO - OBRA OBTENIDO - UNIESPECIFICACIÓN

OBRA

ESPECIFICACIÓN

EG 2013EVALUACIÓN

OPTIMO CONTENIDO DE C.A (%) 6,6 5,7 - - APROBADO

PESO UNITARIO 2346 2372DE ACUERDO A

DISEÑO

DE ACUERDO A

DISEÑO -

VACIOS (%) 3,1 4 2-4 3-5 APROBADO

V.M.A(%) 17,1 15,7 MIN 14 MIN 14 APROBADO

FLUJO (MM) 3,5 2,8 2-4 2-4 APROBADO

ESTABILIDAD (KG) 1083 1021 MIN 815 MIN 815 APROBADO

INDICE DE RIGIDEZ (KG/CM) 3119 3646 1700-4000 1700-4000 APROBADO

COMPARATIVO DE DISEÑO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE / PEN 85-100 OBRA VS UNI

Page 121: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 100

ANÁLISIS DE RESULTADOS DE PARÁMETROS

MARSHALL EN OBRA PRIMERA Y SEGUNDA

CAMPAÑA DE PRODUCCIÓN

Durante la primera y segunda campaña de producción de la mezcla asfáltica en

caliente del diseño teórico se desarrolló ensayos Marshall para analizar el

desempeño de los parámetros de esta metodología, a continuación, se presentan las

fotografías 6-1 y 6-2 como referente de los trabajos realizados.

Fuente: Propia

Fotografía 6-1. Ensayo Marshall en obra

Fotografía 6-2. Briquetas para ensayo Marshall

Page 122: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 101

Fuente: Propia

Los resultados de los ensayos realizados correspondientes a la primera y segunda

campaña de producción se ven reflejados en el Anexo 19 y Anexo 20

respectivamente.

PORCENTAJE DE CEMENTO ASFÁLTICO (%CA):

El porcentaje de cemento asfáltico obtenido en el diseño teórico arrojó un valor de

6,6%, referido al peso de la mezcla asfáltica en caliente.

En la Gráfica 6-1 se presentan los distintos valores obtenidos de los controles

realizados por día de producción de Mezcla Asfáltica en Caliente (MAC) durante

la primera campaña. En dicha grafica se observa que los valores se encuentran

dentro de un rango de 6.3% a 6.9%, es decir cumplen con lo establecido en la norma,

la cual admite tolerancias de ∓ 0.3% C.A del diseño. Donde el valor de mayor

cemento asfaltico registrado es de 6.76% y el menor de 6.55%.

Page 123: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 102

Fuente: Propia

De la misma manera a continuación se presenta la Gráfica 6-2, en la cual se

presentan los distintos valores obtenidos de los controles realizados por día de

producción de Mezcla Asfáltica en Caliente (MAC) durante la segunda campaña.

Al igual que en la gráfica 1, los valores se encuentran dentro de un rango de 6.3%

a 6.9%, es decir cumplen con lo establecido en la especificación, la cual admite

tolerancias de ∓ 0.3% C.A del diseño. Sin embargo, a diferencia de la primera

campaña, el valor de mayor porcentaje de cemento asfaltico es de 6.65% y el menor

de 6.46%.

En conclusión, tanto la primera como la segunda campaña se encuentran dentro de

los valores admisibles. Es de gran importancia que se haya cumplido con dichos

valores debido a que el porcentaje de cemento asfáltico se encuentra directamente

Gráfica 6-1. % Cemento Asfáltico por día de primera campaña de producción

6.606.62 6.63

6.76

6.69

6.55 6.55 6.56

6.62

6.696.63

6.70 6.69

6.55

6.3

6.4

6.5

6.6

6.7

6.8

6.9

7.0

% C

EMEN

TO A

SFÁ

LTIC

O

DÍA

% CEMENTO ASFALTICO (C.A)

%C.A Obra %C.A Diseño Limites. %C.A

Page 124: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 103

relacionado a la estabilidad. Si se hubiera obtenido un exceso de asfalto repercutiría

en posibles ahuellamientos, y exudación de la carpeta asfáltica. Caso contrario de

tenerse un bajo contenido de asfalto, ocasionaría un endurecimiento prematuro de

la carpeta, así como desintegración de la misma por perdidas de agregado.

Fuente: Propia

DENSIDAD:

La densidad se encuentra directamente relacionada con la compactación y se ve

reflejado en la estabilidad.

Exceso de arena de tamaño medio en la mezcla, produce baja resistencia durante la

compactación y posteriormente durante un cierto tiempo; dificultad para la

compactación.

Gráfica 6-2. % Cemento Asfáltico por día de segunda campaña de producción

6.55

6.6256.63 6.645

6.60

6.64

6.56

6.605

6.54

6.455

6.55

6.66.65

6.5556.58

6.645

6.2

6.3

6.4

6.5

6.6

6.7

6.8

6.9

7.0

% C

EMEN

TO A

SFA

LTIC

O

DÍA

% CEMENTO ASFALTICO (C.A)%C.A Obra %C.A Diseño Limites %CA

Page 125: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 104

Gráfica 6-3. Densidad por día de primera campaña de producción

Fuente: Propia

Gráfica 6-4. Densidad de briqueta por día de segunda campaña de producción

Fuente: Propia

2.44 2.44 2.43 2.43

2.35

2.44 2.44

2.35

2.44 2.44 2.44 2.44 2.44 2.44

2.352.36

2.36

2.38 2.38 2.38 2.38 2.37 2.38 2.38 2.38 2.38 2.38 2.38

2.32

2.34

2.36

2.38

2.40

2.42

2.44

2.46

DEN

SID

AD

DÍA

DENSIDAD

Densidad Rice Densidad briqueta

2.44 2.44 2.44 2.44 2.44 2.44 2.44 2.44 2.44 2.44 2.44 2.44 2.44 2.44 2.44 2.44

2.38 2.37 2.38 2.38 2.38 2.38 2.38 2.38 2.38 2.38 2.382.36

2.38 2.38 2.38 2.38

2.322.342.362.382.402.422.442.46

DEN

SID

AD

DÍA

DENSIDAD

Densidad Rice Densidad Briqueta

Page 126: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 105

VACÍOS:

Se ha realizado la verificación del diseño teórico respecto a los vacíos, a través de

la metodología Marshall. Los resultados de la primera y segunda producción se han

plasmado en las Gráficas 6-5 y 6-6 respectivamente.

En la gráfica 6-5 se presentan los distintos valores correspondientes al porcentaje

de vacíos obtenidos de los controles realizados por día de producción. En dicha

gráfica se observa que los valores se encuentran dentro de un rango de 2% a 4%, es

decir cumplen con lo establecido dentro de la especificación del proyecto. Donde

el mayor valor de porcentaje de vacíos es de 3,4 y el menor de 1.90.

Gráfica 6-5. Promedio de porcentajes de vacíos por día de primera campaña de

producción

Fuente: Propia

1.90

3.42.85

2.1 2.30 2.45 2.50 2.55 2.40 2.3 2.50 2.5 2.50 2.5

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

%V

AC

IOS

DÍA

%VACIOS

%Vacios Obra %Vacios Especif. Obra %Vacios EG 2013

Page 127: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 106

De igual manera, para la Gráfica 6-6 se presentan los valores arrojados del Método

Marshall para un porcentaje de vacíos. Dichos resultados se encuentran dentro de

un rango de 2% a 4%, es decir cumplen con lo establecido dentro de la

especificación del proyecto. Sin embargo, en esta segunda campaña, el valor de

mayor porcentaje de vacíos es 2.6 y el menor de 1.3.

Gráfica 6-6. Promedio de porcentajes de vacíos por día de segunda campaña

de producción

Fuente: Propia

Es importante resaltar que, tanto para la primera como para la segunda campaña se

ha tratado de cumplir con la recomendación de la especificación, la cual indica que

es deseable que los vacíos tiendan al menor 2%, ya que se obtiene mejores

resultados para climas por encima de 3000 msnm. Es por ello que a pesar de tener

un día en el que se ha tenido un porcentaje de 3.4, la mayoría de días de producción

se mantiene un porcentaje menor al 3%.

El porcentaje de vacíos se encuentra relacionado a las propiedades de durabilidad,

trabajabilidad y resistencia a la fatiga. Un alto porcentaje de vacíos sería

2.55 2.6 2.60 2.4 2.45 2.45 2.60 2.5

1.30

2.5 2.50

1.5

2.60 2.35 2.30 2.4

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

%V

AC

IOS

DÍA

%VACIOS

%Vacios Obra %Vacios Especif.Obra %Vacios EG2013

Page 128: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 107

desfavorable para un pavimento a más de 3000 msnm ya que esto genera

envejecimiento prematuro de la carpeta seguido de agrietamiento o desintegración

de la misma. Así mismo, el agua y aire pueden entrar fácilmente en el pavimento,

causando oxidación y desintegración de la mezcla. Es por ello que en el proyecto

se mantuvo un rango de variación de 2% a 4% a diferencia de lo especificado en la

EG 2013 que indica un rango de 3% a 5%.

VACÍOS DE AGREGADO MINERAL:

Los vacíos mínimos de agregado mineral (VMA) deberán cumplir con la exigencia

presentada en la especificación del Método Marshall, la cual debe ser elegida de

acuerdo al tamaño máximo nominal de la mezcla asfáltica en caliente. En este

proyecto se tiene como tamaño máximo al tamiz ¾” por tanto corresponde cumplir

un vacío mínimo de agregado mineral de 14%.

La siguiente Gráfica 6-7 muestra los resultados obtenidos para el porcentaje de

VMA a través del método Marshall. Todos los valores por día de producción

durante la primera campaña se encuentran por encima de lo mínimo requerido por

la norma (14%), donde el mayor valor es de 17.1 y el menor es 16, es decir se

mantiene 2 puntos sobre el mínimo.

Gráfica 6-7. Promedio de porcentaje de VMA por día de primera campaña de

producción

Page 129: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 108

Fuente: Propia

La Gráfica 6-8 muestra los resultados del Método Marshall para él %VMA por día

de producción a lo largo de la segunda campaña de producción. El mayor porcentaje

obtenido es de 16.20 y el menor de 8.05, se ha tenido dos días en los que no se ha

cumplido con el mínimo requerido por la norma. Sin embargo, en los días siguientes

sí se ha logrado cumplir con la misma con holgura indicándonos que se realizaron

las correcciones de manera inmediata.

Gráfica 6-8. Promedio de porcentaje de VMA por día de segunda campaña de

producción

Fuente: Propia

17.1 16.85 16.6 16.0516.0 16.1 16.0 16.15 16.1 16.1 16.1 16.2 16.2 16

12.013.014.015.016.017.018.019.0

%V

MA

DÍA

%VMA

%VMA Obra %VMA Min

16.10 16.2 16.20 16 16.05 16.1 16.10 16.1

8.05

15.8 15.95

8.3

16.25 15.95 15.90 15.95

6.008.00

10.0012.0014.0016.0018.00

%V

MA

DÍA

%VMA

%VMA Obra %VMA Min

Page 130: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 109

FLUJO (MM):

Según la especificación, el flujo de la mezcla asfáltica en caliente debe encontrarse

dentro del rango de 2 mm a 4 mm.

En las Gráficas 6-9 y 6-10 se presentan los valores correspondientes a los ensayos

Marshall realizados cada día de producción a lo largo de la primera y segunda

campaña.

En la Gráfica 6-9 se observa que el flujo cumple con la especificación, donde el

mayor valor es de 3.83 mm y el menor de 3.63 mm.

Por otro lado, se tiene la Gráfica 6-10 donde existen dos días en los que el control

de producción arrojó valores de 1.75 y 1.84. Estos valores son menores a lo

requerido. Sin embargo, los días siguientes se logró cumplir con la especificación

ampliamente.

El flujo se encuentra asociado con la propiedad de resistencia a la fatiga, un flujo

inadecuado causa demasiada flexión o rigidez seguida por agrietamiento. Es por

ello que cumpliendo con la especificación garantizamos la durabilidad del

pavimento.

Gráfica 6-9. Promedio de Flujo (mm) por día de primera campaña de producción

Page 131: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 110

Fuente: Propia

Gráfica 6-10. Promedio de Flujo (mm) por día de segunda campaña de producción

Fuente: Propia

3.67 3.67 3.71 3.705 3.71 3.71 3.88 3.67

1.84

3.75 3.63

1.75

3.67 3.75 3.75 3.75

0.001.002.003.004.005.00

FLU

JO (

MM

)

DÍA

FLUJO (MM)

Flujo Obra Flujo EG2013

3.67 3.625 3.67 3.83 3.67 3.71 3.63 3.75 3.71 3.67 3.67 3.67 3.75 3.67

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

FLU

JO (

MM

)

DÍA

FLUJO (MM)

Flujo Obra Flujo EG2013

Page 132: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 111

ESTABILIDAD (KG):

La estabilidad mínima que debe cumplir la mezcla asfáltica en caliente según la

especificación EG 2013 es de 815 Kg.

En la Gráfica 6-11 se tiene los resultados correspondientes a la estabilidad por día

de producción durante la primera campaña, en la cual se obtuvo 1050 kg y 1146.5

kg como menor y mayor valor respectivamente. De lo indicado anteriormente, se

concluye que en esta campaña se ha cumplido ampliamente con la especificación.

Gráfica 6-11. Promedio Estabilidad (Kg) por día de primera campaña de producción

Fuente: Propia

A diferencia de la primera campaña, en la Gráfica 6-12 se puede observar que

existen dos días de producción durante la segunda campaña en los que no se ha

logrado cumplir con la especificación. Estos días son aquellos en los que tampoco

se ha cumplido con el porcentaje de vacíos mínimos en el agregado mineral (VMA)

y flujo requerido. Sin embargo, el resto de días se ha cumplido con holgura con la

especificación.

1,0501,130 1,147 1,140 1,111 1,126 1,115 1,075

1,1411,067 1,113 1,123 1,113 1,109

400

600

800

1000

1200

ESTA

BIL

IDA

D (

KG

)

DÍA

ESTABILIDAD (KG)Estabilidad Obra Estabilidad Min

Page 133: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 112

Los resultados favorables promedio nos permiten garantizar una buena estabilidad

o resistencia al desplazamiento y deformación.

Los valores registrados deben tender a ser altos, pero debe controlarse los mismos

ya que producirían pavimentos muy rígidos afectando la durabilidad del mismo.

Gráfica 6-12. Promedio Estabilidad (Kg) por día de segunda campaña producción

Fuente: Propia

ÍNDICE DE RIGIDEZ (KG/CM)

La relación de estabilidad flujo (kg/cm) debe encontrarse dentro del rango de 1700

a 4000 kg/cm según lo estipulado en la especificación.

En la primera campaña se cumple ampliamente con el requisito de la especificación

como se observa en la Gráfica 6-13, se ha tenido 2,864 kg/cm y 3,130 kg/cm como

menor y mayor valor respectivamente a lo largo de esta campaña.

En la Gráfica 6-14, se muestran los valores correspondientes a la segunda campaña

por día de producción de mezcla asfáltica en caliente. A lo largo de esta, se muestra

que existe una tendencia de valores dentro del rango establecido por la EG 2013.

1,1051,047 1,054 1,019

1,066 1,0351,082 1,058

563

1,139 1,117

525

1,075 1,0551,128 1,109

400

600

800

1000

1200

ESTA

BIL

IDA

D (

KG

)

DÍA

ESTABILIDAD (KG)

Estabilidad Obra Estabilidad Min

Page 134: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 113

Sin embargo, para climas fríos es deseable que esta relación sea la menor posible

ya que la misma condición climática le brinda rigidez al pavimento.

Tanto en la primera como en la segunda campaña los valores mostrados en las

gráficas están dentro del rango establecido, con lo cual se evita un pavimento rígido

o blando que posteriormente presente fisuras o ahuellamiento respectivamente y así

garantizar la durabilidad del mismo.

Fuente: Propia

Gráfica 6-13. Estabilidad/Flujo (Kg/cm) por día de primera campaña producción

2,8643,118 3,130 2,980 3,026 3,037 3,079

2,8673,084 2,911 3,038 3,061 2,968 3,023

10001500200025003000350040004500

ESTA

BIL

IDA

D/F

LUJO

DÍA

ESTABILIDAD/FLUJO (KG/CM)

Est/Flujo Obra Est/Flujo EG2013

Page 135: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 114

Fuente: Propia

Finalmente, se presenta la Tabla VI-4 en la cual se plasma los valores promedios

de parámetros Marshall obtenidos a lo largo de ambas campañas analizadas

previamente de manera independiente. Se compara los valores obtenidos con la

especificación indicada en el manual de Especificaciones Generales de

construcción EG-2013, de dicha comparación se concluye que la mezcla asfáltica

en caliente (MAC), producida en el proyecto, cumple con el diseño teórico y con

las especificaciones técnicas del proyecto y de esta manera se garantiza un adecuado

comportamiento de propiedades de la carpeta asfáltica durante la vida útil del

proyecto.

Gráfica 6-14. Estabilidad/Flujo (Kg/cm) por día de segunda campaña producción

3,0132,855 2,842 2,750

2,876 2,796 2,792 2,892

1,536

3,037 3,084

1,498

2,9332,814

3,008 2,957

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

ESTA

BIL

IDA

D/F

LUJO

DÍA

ESTABILIDAD/FLUJO (KG/CM)

Est/Flujo Obra Est/Flujo EG2013

Page 136: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 115

Fuente: Propia

Tabla VI-4. Verificación de parámetros MAC en campañas de producción

ESPECIFICACIONES MARSHALL OBTENIDOESPECIFICACIÓN

OBRA

ESPECIFICACIÓN

EG 2013EVALUACIÓN

OPTIMO CONTENIDO DE C.A (%) 6,61 +/- 0,3 % DISEÑO +/- 0,3 % DISEÑO APROBADO

PESO UNITARIO 2375DE ACUERDO A

DISEÑO

DE ACUERDO A

DISEÑO -

VACIOS (%) 2,55 2-4 3-5 APROBADO

V.M.A(%) 16,15 MIN 14 MIN 14 APROBADO

FLUJO (MM) 3,7 2-4 2-4 APROBADO

ESTABILIDAD (KG) 1094,5 MIN 815 MIN 815 APROBADO

INDICE DE RIGIDEZ (KG/CM) 2965,5 1700-4000 1700-4000 APROBADO

VERIFICACIÓN PARÁMETROS MARSHALL DEL DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE / PE85-100

Page 137: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 116

ANÁLISIS DE RESULTADOS POST ASFALTADO

La carpeta terminada debe presentar una superficie uniforme y ajustarse a las

rasantes y pendientes establecidas.

TEXTURA

En el caso de mezclas compactadas como capa de rodadura, el coeficiente de

resistencia al deslizamiento (MTC E 1004) luego del curado deberá tener como

valor mínimo admisible cuarenta y cinco centésimas (0.45) en cada ensayo

individual para lo cual debe efectuarse mínimo de dos pruebas por jornada de

trabajo. Para controlar la textura se detalla a continuación el proceso y resultados

obtenidos del ensayo de coeficiente de resistencia al deslizamiento.

ENSAYO DEL COEFICIENTE DE FRICCIÓN-RESISTENCIA AL

DESLIZAMIENTO (CRD) MÉTODO DEL PÉNDULO INGLÉS-TRRL

(MTC E-1004 ASTM E-274)

Método para verificar la resistencia al deslizamiento y derrapes de superficies secas

y húmedas. El ensayo consiste en un péndulo que gira alrededor de un eje unido a

un pilar vertical. En el extremo del brazo tubular se fija una base rígida de masa

conocida con un patín de caucho, el péndulo se libera desde una posición horizontal

de modo que golpee la superficie de la probeta con una velocidad constante. La

distancia recorrida por la cabeza después de golpear la probeta se determina por la

fricción de la superficie de la misma. De esta forma puede obtenerse una de su

resistencia al deslizamiento. El resultado de los Ensayos se puede apreciar en el

Anexo 21.

Page 138: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 117

Fuente: Propia

A continuación, la Gráfica 6-15 presenta los resultados de las medidas realizadas

en campo con el péndulo inglés (CRD) versus las progresivas (Km) de 0+200 Km

hasta 4+100 Km. Dichos resultados muestran un comportamiento estable dentro de

un rango de 0.60 a 0.70 en su mayoría. De la misma manera, se observa que se tiene

como pico más alto un valor de 0.78 y 0.58 como el más bajo. Sin embargo, todos

superan el valor mínimo admisible de 0.45 según normativa.

Fotografía 6-3. Ensayo Método del Péndulo Inglés en Obra

Page 139: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 118

Fuente: Propia

De manera similar, para las progresivas de 1+440 Km a 15+100 Km, los resultados

de ensayos muestran que cumplen con el CDR mínimo admisible de 0.45. En la

Gráfica 6-16, se observa lo indicado anteriormente, dentro de estas progresivas se

mantiene el comportamiento dentro de un rango de 0.6 a 0.7. Es decir, se cumple

con la norma.

0.78

0.70 0.69

0.64

0.60

0.64

0.68 0.69

0.61 0.62 0.63

0.58

0.65 0.65

0.620.60

0.62

0.40

0.45

0.50

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

CR

D

PROGRESIVA KM

COEFICIENTE DE RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO

CDR OBRA CDR EG2013

Gráfica 6-15. Coeficiente de Resistencia al Deslizamiento de 0+200 Km hasta 4+100 Km

Page 140: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 119

Fuente: Propia

ESPESOR

Sobre la base de los tramos escogidos para el control de la compactación del

proyecto en estudio. Se halló el espesor medio de la capa compactada (em), el cual

no debe ser inferior al de diseño (ed).

𝑒𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 ≥ 𝑒𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 (6.1)

Gráfica 6-16. Coeficiente de Resistencia al Deslizamiento de 6+500 Km a 15+100 Km

0.640.65

0.650.650.65

0.610.60

0.59

0.65

0.620.62

0.620.62

0.64

0.66

0.62

0.640.65

0.670.68

0.640.62

0.64

0.61

0.63

0.61

0.640.640.660.66

0.600.62

0.40

0.45

0.50

0.55

0.60

0.65

0.70

CR

D

PROGRESIVA KM

COEFICIENTE DE RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO

CDR OBRA CDR EG2017

Page 141: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 120

Espesor de diseño del proyecto es de 3” es decir 8.89 cm. Como espesor medio se

tiene 9.46 cm.

Además, el espesor hallado en cada determinación individual (ei) debe ser como

mínimo igual al 95% del espesor de diseño, admitiéndose solo un valor por debajo

de dicho límite.

eindividual ≥ 0.95 ediseño (6.2)

El espesor individual del proyecto es de 8.45 cm por lo que el espesor individual

deberá ser mayor o igual a dicho valor. A continuación, se presenta gráfico donde

se corrobora lo mencionado líneas arriba, así como el cumplimiento de las

especificaciones del proyecto.

Fuente: Propia

Gráfica 6-17. Espesor de carpeta asfáltica de 0+000 Km a 15+400 Km

Page 142: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 121

REGULARIDAD SUPERFICIAL O RUGOSISAD

La regularidad superficial de la superficie de rodadura deberá ser medida y

aprobada a lo largo de la carretera Desvío Imperial Pampas para lo cual se debe

determinar la rugosidad en unidades IRI. Para la determinación de la rugosidad se

pueden emplear métodos topográficos, rugosímetros, perfilómetros o cualquier otro

método. En la presente investigación se desarrolló las mediciones a través del

rugosímetro Merlin.

RUGOSÍMETRO TIPO MERLIN

Equipo diseñado específicamente para la medición de la rugosidad del pavimento.

En la siguiente Fotografía 6-4 se observa como realizamos las mediciones de la

rugosidad en el proyecto Desvío Imperial – Pampas. La medición se efectuó a lo

largo de la longitud colocada en la primera y segunda campaña, involucró ambas

huellas por tramos. La rugosidad en términos IRI, tendrá un valor máximo de 2,0

m/Km. En caso de no satisfacer este requerimiento, se deberá revisar la calibración

del Merlin y tomar medidas correctivas a fin de obtener un mejor acabado de la

carpeta.

Fuente: Propia

Fotografía 6-4. Mediciones de Rugosidad en Obra

Page 143: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 122

Así mismo, a continuación, se presentan las Tablas VI-1 y VI-2 donde se muestran

un resumen de los resultados de las mediciones tanto del carril derecho como del

carril izquierdo. En la Tabla VI-1, se observa que existe un promedio de resultados

del carril izquierdo de 1.55 mientras que en para el carril derecho, Tabla VI-2,

presenta un promedio de 1.49. Dichos promedios indican que se mantiene un

comportamiento favorable con lo especificado en la norma.

Fuente: Cosapi

Fuente: Cosapi

:

68

105,7

1,55

1,33

1,90

0,132

0,017

8,47COEF. VARIACION

DESV. ESTANDAR ( d )

VARIANZA

MAX

n

S

Xp

MIN

36

53,6

1,49

1,25

1,94

0,166

0,027

11,13

n

S

Xp

MIN

COEF. VARIACION

MAX

DESV. ESTANDAR ( d )

VARIANZA

TABLA VI-1. Resumen Carril Izquierdo-Merlin

TABLA VI-2. Resumen Carril Derecho-Merlin

Page 144: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 123

De los resultados se concluye que los ensayos de regularidad superficial cumplen

con el IRI máximo admisible de 2.0. Para una mejor visualización, se presenta la

siguiente Gráfica 6-17:

Fuente: Propia

COMPACTACIÓN

Como se explicó en el capítulo III, el valor mínimo admisible promedio del tramo

deberá ser 98%, la toma de muestras testigo se realizará de acuerdo con norma MTC

E 509 y las densidades se determinaron por los métodos indicados en las normas

MTC E 509 - METODO ASTM D-5361. A continuación, se tienen las gráficas 18

y 19, donde se muestran los resultados del porcentaje de compactación obtenido a

través de una división de densidad de extracciones de diamantinas y densidad de

método Marshall. Dichos resultados, según lo indicado en la especificación en

promedio cumplen con lo establecido en la misma. Ver Anexo 22.

Gráfica 6-18. Regularidad Superficial en Carpeta Asfáltica – IRI

Page 145: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 124

Fuente: Propia

98.0

100.5100.5

98.2 98.2

100.7

99.7

98.1

99.5 99.4

98.2

97.3

99.2

98.2

99.0 99.1

98.5

97.2

98.3

97.597.2

98.298.1

96

97

98

99

100

101

% C

ON

PA

CTA

CIÓ

N

PROGRESIVA KM

PORCENTAJE DE COMPACTACIÓN

%COMP. OBRA %COMP. EG2017

Gráfica 6-19. Porcentaje de compactación de 15+600 Km hasta 20+000 Km

Page 146: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 125

Fuente: Propia

DEFLECTOMETRÍA

Como se menciona en el capítulo III, en toda carpeta asfáltica colocada se realiza

los controles de deflectometría a fin de contar con los registros de deflexiones

características de la carretera Dv Imperial Pampas y conocer la resistencia del

pavimento ante el paso de vehículos. La evaluación estructural se realizó con la

herramienta Viga Benkelman, los valores obtenidos deberán tener un valor máximo

admisible de 70E-2 (establecido para el proyecto en específico). A continuación, se

tiene la gráfica 20, donde se observa un comportamiento uniforme a lo largo del

tramo con un valor máximo de 62E-02 y un mínimo de 25E-02,siendo menores al

98.3

97.397.197.5

98.198.0

99.0

99.7

99.099.1

98.098.4

99.6

97.497.4

98.2

98.7

97.5

99.5

97.7

98.798.3

100.6100.2

99.199.2

97.8

98.298.1

98.498.2

96

97

98

99

100

101

20

+2

00

20

+4

00

20

+6

00

20

+8

00

21

+0

00

21

+2

00

21

+4

00

21

+6

00

21

+8

00

22

+0

00

22

+2

00

22

+4

00

22

+6

00

22

+8

00

23

+0

00

23

+2

00

23

+4

00

23

+6

00

23

+8

00

24

+0

00

24

+2

00

24

+4

00

24

+6

00

24

+8

00

25

+0

00

25

+2

00

25

+4

00

25

+6

00

25

+8

00

26

+0

00

26

+2

00

% C

ON

PA

CTA

CIÓ

N

PROGRESIVA KM

PORCENTAJE DE COMPACTACIÓN%COMP. OBRA %COMP. EG2013

Gráfica 6-20. Porcentaje de compactación de 20+200 Km hasta 26+200 Km

Page 147: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 126

máximo admisible, lo cual garantiza una capacidad resistente del sistema adecuado

para la vida de servicio de la carretera en mención.

Fuente: Propia

Gráfica 6-21. Deflectometría

Page 148: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 127

CAPÍTULO VII. CONCLUSIONES Y

CONSIDERACIONES FINALES

Este documento ha sido desarrollado con la finalidad de proporcionar un estudio

base que aborda la problemática del clima y la geografía semi ondulada a alturas

mayores a 3000 msnm durante la producción, colocado y post colocado de la mezcla

asfáltica en caliente. Dicho documento, propone lineamientos para la

pavimentación en altura logrando así el objetivo de la presente investigación.

El presente documento buscar ser tomado como referencia para iniciar el desarrollo

de un estándar para que todo proyecto que sea ejecutado en condiciones de

geografía abrupta, lluvias, heladas, granizadas, alta radiación ultra violeta y en

altura, condiciones similares al proyecto Dv. Imperial – Pampas, sea exitoso en

términos de vida útil.

Es así que a continuación se indican las propuestas como lineamientos para resolver

proyectos carreteros en altura que emplean mezclas asfálticas en caliente desde la

etapa de caracterización geotécnica de los agregados, seguida por la etapa de diseño

y elaboración de la mezcla asfáltica en caliente, así como también durante el

asfaltado y post asfaltado. Todo ello, en base a las consideraciones y experiencia

obtenida a través de ensayos Marshall para el control de diseño teórico como de

producción así como ensayos post colocación durante la permanencia en el proyecto

en mención.

Page 149: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 128

Para fuentes de aprovisionamiento de materiales de origen coluvial existe la

probabilidad de que estos sufran variaciones en sus características, lo que

posteriormente repercute en el diseño teórico de la mezcla asfáltica en

caliente. Es así que en la presente investigación concluimos que es

elemental establecer un control de calidad periódico con ensayos tales como

granulometría, equivalente de arena, y principalmente peso específico para

verificar el porcentaje de absorción de los agregados que tenga mayor

incidencia en la mezcla asfáltica para desarrollar regularmente diseños

teóricos, en un primera aproximación cada 200 m3 de producción de

agregados hasta obtener valores constantes.

Tomando como experiencia lo desarrollado para el proyecto Desvío

Imperial - Pampas, se halló que los diseños teóricos desarrollados en la

Universidad Nacional de ingeniería y el laboratorio de obra reportaron

valores con distintos porcentajes de Cemento Asfaltico (C.A). A pesar de

pertenecer a la misma cantera explotada, los óptimos difieren

fundamentalmente debido a que la Cantera Mantacra, de donde se

extrajeron, verificó variaciones geotécnicas en el parámetro de absorción.

En la arena zarandeada se encuentra un valor de 1.13 % para el diseño

realizado en Lima, a diferencia del diseño realizado en la que la absorción

dio un valor 1.44 %.

Page 150: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 129

Para pavimentos que se encuentren a más de 3000 msnm es primordial

colocar carpetas mayores a 3” en una sola capa a fin de hacerle frente al

gradiente térmico que fluctúa entre -15°C a 20°C y que la compactación se

desarrolle mientras la mezcla asfáltica en caliente se encuentre dentro de un

rango de 120°C a 130°C.

Como experiencia en la presente investigación se identificó que para poder

pavimentar la temperatura del ambiente debe ser como mínimo 10°C y en

ascendente, problema que restringe el horario diario de producción y

colocación de la mezcla en altura. Se recomienda como primera

aproximación, y para condiciones ambientales similares asfaltar de 9:00 am

a 4:00 pm.

Al tener unas condiciones climáticas adversas, típicas de puna, y grandes

espesores a colocar en una sola capa; es indispensable promover un

pavimento con textura cerrada a fin de garantizar la durabilidad del mismo.

Dicha textura se logra principalmente a través de óptimos porcentajes de

compactación; motivo por el cual es esencial la implementación de rodillos

inteligentes.

Para la presente investigación se emplearon rodillos inteligentes

BOOMANG VARIO CONTROL, los cuales permiten aplicar energía de

compactación de amplitud alta y frecuencia baja y viceversa logrando así

optimizar la compactación de la masa asfáltica, alcanzando el grado de

compactación requerido en una solo etapa, reduciendo tiempos y

optimizando costos, sin ser necesario recurrir a métodos de intervención

física como la extracción de muestras.

Page 151: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 130

Sin embargo, se pudo comprobar que dicho procedimiento no debe aplicarse

en escenarios de pendientes y/o curvas sinuosas puesto que existe una mayor

dificultad para los equipos de compactación y no se alcanzan los grados de

compactación que se exigen por norma.

Los agregados con la gradación correcta para la elaboración de la mezcla

deberán ser protegidos de la intemperie. Es decir, los stocks de arena y

piedra deben estar adecuadamente cubiertos por lonas que no permitan que

los agregados absorban mayor humedad; dado que en altura las condiciones

climáticas suelen ser extremas, nos referimos a lluvias, heladas, granizadas

que acaban perjudicando la humedad de diseño del agregado, lo cual acarrea

sobretiempos de secado de agregados con incidencia en gastos de

combustible innecesarios posteriormente.

En zonas de altura, una carpeta asfáltica es sometida a una radiación de

intensidad de 4 a 5 veces mayor que la existente en la costa de nuestro país,

lo cual promueve aceleraciones en el proceso de envejecimiento y oxidación

de la carpeta. Es por ello que en el diseño de mezcla asfáltica en caliente

(MAC) es indispensable que el porcentaje de vacíos se encuentre en un

rango de 2% a 4% y deseable que tienda al menor de 2% en zonas por

encima de los 3000 msnm, promoviendo texturas cerradas anteriormente

mencionadas.

La mezcla debe incorporar un filler mineral que actué como espesante,

rellenador de vacíos y sustancialmente como inhibidor de los rayos ultra

violeta; específicamente la cal hidratada puesto que racionaliza y minimiza

la velocidad de volatilización de elementos importantes del ligante como los

asfaltenos, maltenos y aromáticos, cuya presencia en la mezcla asfáltica

incorpora a la misma capacidad de deformación visco elástica con impacto

en la durabilidad de la carpeta, lo cual no se obtiene con cemento portland

ni polvo en roca.

Page 152: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 131

Para preservar la durabilidad de mezclas asfálticas en caliente (MAC) es

importante facilitar diseños que incorporen mayores espesores de película

de cemento asfáltico.

Durante los ensayos Marshall para obtener el diseño óptimo teórico, es

importante que todos los equipos estén calibrados, así mismo tanto los

moldes para elaboración de briquetas como el martillo de compactación de

las mismas deben ser calentadas durante 10 a 15 min a 25°C

(aproximadamente) en equipo de baño maría para no disminuir la

temperatura de mezcla a ser ensayada y afectar resultados, principalmente

por las bajas temperaturas del ambiente.

Antes de pavimentar, se debe tener especial cuidado en el secado de la

superficie que se va a asfaltar. La imprimación asfáltica que es el puente de

adherencia entre la base granular y la carpeta asfáltica debe estar seca, de

no estarlo por razones climatológicas o algún otro agente externo se debe

emplear los dispositivos adecuados para realizar el secado, caso contrario

se producen problemas de adherencia ocasionando en un corto plazo que la

carpeta asfáltica se corrugue.

Para geografías en sierra, que en general son sinuosas y con pendientes, no

se recomienda pavimentar en subida, debido que al detenerse la

pavimentadora se genera un desnivel en el pavimento asfaltado,

ocasionando que el confort termine siendo afectado.

Page 153: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 132

En base a la experiencia en el proyecto rehabilitación y mejoramiento de la

carretera Desvío Imperial – Pampas se concluye que es primordial realizar

un control exhaustivo de variación de la temperatura en función al avance

de la colocación de la carpeta asfáltica para definir intervalos de temperatura

de ingreso de equipos de compactación así como también implementar

formatos o procedimientos para el control de temperatura desde que la

mezcla sale de planta hasta que termina de ser compactada a fin de

establecer un ritmo de trabajo.

Del análisis de los controles realizados a lo largo de la primera y segunda

campaña por día de producción de mezcla asfáltica, se presentaron los

resultados de producción en parámetros Marshall, lo cual permite evaluar el

cumplimiento de la especificación y complementariamente la variabilidad

del parámetro para las producciones medidas en la campaña.

Es así que el porcentaje de cemento asfaltico ha mostrado un

comportamiento constante dentro de un rango de +/- 0.3% con dos picos

opuestos que principalmente es producto de que el material ha tenido un

mayor porcentaje absorción o viceversa. Por otro lado, se ha obtenido

porcentajes de vacíos con tendencia menor a 2%, lo cual es deseable para la

zona en la que radica el proyecto en estudio.

Sin embargo, durante la segunda campaña se ha registrado dos días

producción con comportamiento atípico de 1.3 y 1.15, es decir existe una

desviación de 1.29 comparado con el comportamiento que fluctúa entre 2.4

y 2.6. Dicha situación, también repercute en los parámetros de vacíos de

agregado mineral (VMA), flujo y estabilidad, lo cual probablemente se debe

a la variación de material fino (Arena zarandeada) y por ende en el peso

específico que forma parte del cálculo de los parámetros Marshall

mencionados, los cuales muestran un comportamiento similar al porcentaje

de vacíos.

Page 154: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 133

Con lo mencionado se concluye que dicha situación aporta a la obtención

de un menor índice de rigidez, lo cual es deseable para los climas fríos

puesto que dichas zonas ya aportan rigidez.

Por otro lado, con lo detallado anteriormente, podemos concluir que nos

encontramos frente a una carpeta asfáltica con un bajo contenido de vacíos,

estabilidad satisfactoria e importante contenido de asfalto, lo cual ha

permitido garantizar que la Mezcla Asfáltica en Caliente (MAC) diseñada,

producida y colocada en el proyecto con condiciones climáticas extremas,

cumpla con las especificaciones y asegure de forma satisfactoria adecuadas

propiedades mecánicas a lo largo de la vida útil del proyecto.

Para los controles de la colocación y post colocación se evaluaron los

parámetros técnicos de calidad referidos a la condición estructural,

funcional y superficial; los cuales se encontraron dentro de lo previsto,

otorgando confort, durabilidad y regularidad a la carretera; en otras

palabras, una mejor experiencia de viaje a los usuarios del proyecto.

Page 155: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 134

BIBLIOGRAFÍA

ALMA DEL CID, MÉNDEZ, Rosemary y SANDOVAL, Franco (2007).

Investigación, Fundamentos y Metodología, (1° ed.). México: Pearson

Educación.

ARBAIZA, Lydia (2014). Cómo elaborar una tesis de grado, (1° ed.). Lima:

Universidad Esan.

ASPHALT INSTITUTE (1982). Principios de construcción de pavimentos

de mezcla asfáltica en caliente. Manual N°22 (MS-22). Estados Unidos de

Norteamérica: Asphalt Institute.

ASPHALT INSTITUTE (1983), Asphalt Technology and Construction

Practices. Estados Unidos de Norteamérica: Asphalt Institute.

AUTORES VARIOS (2015), Pavimentos. Selección de Principales

artículos, (4° ed.). Lima: Instituto de la Construcción y Gerencia.

AUTORES VARIOS (2015), Carreteras. Selección de Principales

Artículos, (7° ed.). Lima: Instituto de la Construcción y Gerencia.

CAL, Rafael, REYES, Mayor, CÁRDENAS, James (2007), Ingeniería de

Tránsito, Fundamentos y Aplicaciones, (8° ed.). México: Alfaomega.

CARRASCO, Sergio (2008). Metodología de la Investigación Científica,

(2° ed.). Perú: San Marcos.

COMISIÓN PERMANENTE DEL ASFALTO DE LA REPÚBLICA

ARGENTINA. (1982). Tecnología del Asfalto y prácticas de construcción.

Argentina.

COSAPI S.A. (2015). Expediente técnico del diseño teórico de la mezcla

asfáltica en caliente (MAC) con cemento asfaltico PEN 85-100 y agregados

de cantera de roca, Km 17+800 L.I. Huancavelica.

COSAPI S.A. (2015). Conformación de carpeta asfáltica de gran espesor.

Peru

Page 156: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 135

CRONEY D. (1991). The desing and performance of road pavements, (2°

ed.). London: McGraw-Hill

DE SOLMINIHAC HERNÁN. (2001). Gestión de Infraestructura Vial, (2°

ed.). Chile: Universidad Católica de Chile

DE SENCO WALSTERMILLER. (2001). Manual de Técnicas de

Pavimentação. Vol. 2. Sao Paulo: PINI.

GONZALES, Roberto, CURIEL, Lilian (2003). Metodología de la

Investigación Científica para las Ciencias Técnicas. Cuba: Universidad de

Matanzas.

MENÉNDEZ, José. (2013). Ingeniería de pavimentos, materiales y

variables de diseño, (4° ed.). Lima: Instituto de la Construcción y Gerencia.

MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES. (2013).

Manual de Carreteras, Especificaciones Técnicas Generales para

Construcción EG-2013. Lima: MTC.

MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES. (2014).

Manual de Carreteras, Mantenimiento o Conservación vial. Lima: MTC.

MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES. (2015).

Manual de Carreteras, Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos. Lima:

MTC.

MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES. (2014).

Manual de Ensayos de Materiales EM-2000. Lima: MTC.

MONTEJO, Alfonso. (2002). Ingeniería de pavimentos para carreteras,

(segunda reimpresión 2° ed.). Bogotá: Universidad Católica de Colombia.

SANTOS, Fernando. (2002). Ingeniería de Proyectos, (2° ed.). España:

Universidad de Navarra-EUNSA

IV CONGRESO NACIONAL DE ASFALTO. (2000). Libro de ponencias.

Asociación Peruana de Caminos. Lima.

V CONGRESO NACIONAL DE ASFALTO. (2001). Libro de ponencias.

Asociación Peruana de Caminos. Lima.

Page 157: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 136

IX CONGRESO NACIONAL DEL ASFALTO. (2006). Libro de

ponencias. Asociación Peruana de Caminos. Lima.

I CONGRESO NACIONAL DE VIALIDAD. (2007). Ponencias.

Asociación peruana de caminos. Lima.

ANEXOS

Page 158: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 137

ANEXO 1. Ensayos requeridos para los agregados gruesos

Fuente: Manual de Carreteras EG-2013

Page 159: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 138

ANEXO 2. Ensayos requeridos para los agregados finos

Fuente: Manual de Carreteras EG-2013

Page 160: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 139

ANEXO 3. Gradación para la mezcla asfáltica en caliente

Fuente: Manual de Carreteras EG-2013

Page 161: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 140

ANEXO 4. Selección del tipo de cemento asfáltico según características climáticas

de la región

Fuente: Manual de Carreteras EG-2013

Page 162: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 141

ANEXO 5. Especificaciones del Cemento Asfáltico clasificado por Penetración

Fuente: Manual de Carreteras EG-2013

Page 163: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 142

ANEXO 6. Requerimientos para la cal hidratada según AASHTO

Fuente: AASHTO M - 303

Fuente: AASHTO T - 219

Page 164: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

Msc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 143

Page 165: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 144

ANEXO 7. Cuadro resumen de los Ensayos realizados al agregado fino chancado

Fuente: Cosapi

Page 166: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 145

Page 167: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 146

ANEXO 8. Cuadro Resumen de los ensayos realizados al agregado fino zarandeado

Page 168: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 147

Fuente: Cosapi

Page 169: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 148

ANEXO 9. Cuadro Resumen de los ensayos realizados al agregado grueso de 1/2”

Page 170: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 149

Fuente: Cosapi

Page 171: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 150

ANEXO 10. Cuadro Resumen de los ensayos realizados al agregado grueso de 3/4”

Page 172: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 151

Fuente: Cosapi

ANEXO 11. Cuadro Resumen de los ensayos realizados a la mezcla de los agregados finos

Fuente: Cosapi

Page 173: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 152

ANEXO 12. Cuadro Resumen de los ensayos realizados a la mezcla de los agregados gruesos

Page 174: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 153

Fuente: Cosapi

ANEXO 13. Cuadro Resumen de los ensayos realizados a la Cal Hidratada

Page 175: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 154

Fuente: Cosapi

Page 176: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 155

ANEXO 14. Informe de ensayo del asfalto sólido 85/100 PEN

Fuente: PetroPerú

Page 177: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 156

ANEXO 15. Carta de Viscosidad 85/100 PEN

Fuente: PetroPerú

Page 178: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 157

ANEXO 16. Certificados de Calidad del Aditivo Mejorador de Adherencia –

Morlife 2200

Page 179: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 158

ANEXO 17. Gráficos del Ensayo Marshall para el diseño teórico en la Obra Dv.

Imperial - Pampas

0

% ASFALTO P.U

grs/cc

5.5 2.318

6.0 2.333

6.5 2.346

7.0 2.354

7.5 2.356

PESO UNITARIO 2.348

(gr/cc)

GRÁFICOS DEL ENSAYO MARSHALL

%CEMENTO ASFALTICO

6.6y = -0.0032x3 + 0.0539x2 - 0.2745x + 2.7286

R² = 0.9997

2.280

2.300

2.320

2.340

2.360

2.380

5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0

PES

O U

NIT

AR

IO (

gr/

cc)

%CEMENTO ASFÁLTICO

PESO UNITARIO (grs/cc) vs %CEMENTO ASFÁLTICO

0

ASFALTO VACÌOS

(%) (%)

5.5 5.8

6.0 4.5

6.5 3.2

7.0 2.1

7.5 1.3

%PORCENTAJE DE VACÌOS

3.0y = 0.2041x3 - 3.6341x2 + 18.951x - 22.49

R² = 1

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5

% V

AC

ÍOS

% CEMENTO ASFÁLTICO

%CEMENTO ASFÁLTICO vs %VACÍOS

Page 180: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 159

0

ASFALTO FLUJO

(%) (mm)

5.5 3.2

6.0 3.2

6.5 3.5

7.0 3.7

7.5 4.1

%FLUJO

3.5

y = -0.1711x3 + 3.0662x2 - 17.647x + 35.481R2 = 0.8976

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0

FL

UJO

(m

m)

%CEMENTO ASFÁLTICO

% CEMENTO ASFÁLTICO vs FLUJO

0

ASFALTO ESTABILIDAD

(%) (kgs)

5.5 1092.8

6.0 1082.1

6.5 1126.6

7.0 1139.9

7.5 1142.2

1133

ESTABILIDAD (kgs)

800

850

900

950

1000

1050

1100

1150

1200

1250

1300

1350

1400

5 5.2 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 6.6 6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8

ES

TA

BIL

IDA

D (

kg

s)

% CEMENTO ASFÁLTICO

CEMENTO ASFÁLTICO vs ESTABILIDAD

Page 181: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 160

0

ASFALTO INDICE DE RIGIDEZ

(%) (kgs/cm)

5.5 3457.8

6.0 3332.2

6.5 3221.0

7.0 3115.1

7.5 2798.6

0

ASFALTO VMA

(%) (%)

5.5 17.2

6.0 17.1

6.5 17.1

7.0 17.3

7.5 17.6

0

ASFALTO VFA

(%) (%)

5.5 66.4

6.0 73.8

6.5 81.2

7.0 87.7

7.5 92.4

82.5

3220

%VMA

17.1

%VFA

INDICE DE RIGIDEZ (kgs/cm)

y = -149.97x3 + 2816.9x2 - 17790x + 41049R² = 0.9976

1900

2100

2300

2500

2700

2900

3100

3300

3500

3700

3900

5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0

ÍND

ICE D

E R

IGID

EZ

% CEMENTO ASFÁLTICO

% CEMENTO ASFÁLTICO vs INDICE DE RIGIDEZ

y = 0.2992x2 - 3.6853x + 28.421R² = 0.9831

15.0

16.0

17.0

18.0

19.0

20.0

5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0

% V

MA

% CEMENTO ASFÁLTICO

% CEMENTO ASFÁLTICO vs VMA

y = 0.2279x4 - 7.173x3 + 80.015x2 - 367.12x + 650.02R² = 1

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0

%V

FA

% CEMENTO ASFÁLTICO

% CEMENTO ASFÁLTICO vs VFA

Page 182: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 161

Fuente: Cosapi

0

ASFALTO VFA

(%) (%)

5.5 66.4

6.0 73.8

6.5 81.2

7.0 87.7

7.5 92.4

82.5

%VFA

y = 0.2279x4 - 7.173x3 + 80.015x2 - 367.12x + 650.02R² = 1

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0

%V

FA

% CEMENTO ASFÁLTICO

% CEMENTO ASFÁLTICO vs VFA

Page 183: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 162

ANEXO 18. Resultados de Ensayos Marshall – Diseño Teórico del Laboratorio de

la UNI

Fuente: Propia

N° BRIQUETA 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

% C.A. EN PESO DE LA MEZCLA 5.0 5 5 5,5 5,5 5,5 6 6 6 6,5 6,5 6,5 7 7 7

%G.GRUESO < 1" EN PESSO DE LA MEZCLA 37 37 37 36,9 36,9 36,9 36,7 36,7 36,7 36,5 36,5 36,5 36,3 36,3 36,3

% ARENA GRUESA EN PESO DE LA MEZCLA 57 57 57 56.7 56.7 56.7 56.4 56.4 56.4 56.1 56.1 56.1 55.8 55.8 55.8

%AG. FILLER (minimo 65% pasa N 200) EN PESO DE LA

MEZCLA0,95 0,95 0,95 0,945 0,945 0,945 0,94 0,94 0,94 0,935 0,935 0,935 0,93 0,93 0,93

PESO ESPECIFICO DEL C.A. APARENTE 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

PESO ESPECIFICO DEL AGREGADO GRUESO-BULK (MENOR 1")2,644 2,644 2,644 2,644 2,644 2,644 2,644 2,644 2,644 2,644 2,644 2,644 2,644 2,644 2,644

PESO ESPECIFICO DE ARENA GRUESA - BULK 2,621 2,621 2,621 2,621 2,621 2,621 2,621 2,621 2,621 2,621 2,621 2,621 2,621 2,621 2,621

PESO ESPECIFICO DEL FILLER - APARENTE 2,751 2,751 2,751 2,751 2,751 2,751 2,751 2,751 2,751 2,751 2,751 2,751 2,751 2,751 2,751

ALTURA PROMEDIO DE LA BRIQUETA (cm) 5,7 5,6 5,75 5,65 5,4 5,7 5,6 5,8 5,7 5,4 5 5,5 5,7 5,53 5,7

PESO DE LA BRIQUETA EN AIRE (g) 1085 1082 1078 1076 1069 1112 1084 1087 1090 1060 971,9 1080 1083 1057 1075

PESO DE LA BRIQUETA SSS EN AIRE (g) 1086 1084 1081 1077 1069 1113 1084 1088 1091 1061 972,6 1081 1083 1058 1075

PESO DE LA BRIQUETA SSS EN AGUA (g) 632,5 629 621,6 620,4 618,5 647 627,5 621,8 636 611 558 621 609,9 606,9 613,8

VOLUMEN DE BRIQUETA (g) 453,5 454,9 458,9 456,7 450,9 466 456,6 465,7 455,3 449,6 414,6 459,6 472,9 451 461,2

PESO ESPECIFICO BULK DE LA BRIQUETA (g/cm3)2,392 2,378 2,349 2,355 2,37 2,387 2,373 2,334 2,394 2,357 2,344 2,35 2,289 2,345 2,33

PESO ESPECIFICO BULK PROMEDIO DE LA BRIQUETA

(g/cm3)

PESO ESPECIFICO MAXIMO - ASTM D2041 (RICE) 2,499 2,499 2,499 2,477 2,477 2,477 2,458 2,458 2,458 2,45 2,45 2,45 2,442 2,442 2,442

%VACIOS (VMT) 4,3 4,8 6 4,9 4,3 3,6 3,5 5 2,6 3,8 4,3 4,1 6,3 4 4,6

%VACIOS (VMT) PROMEDIO

PESO ESPECIFICO APARENTE DEL AGREGADO TOTAL 2,656 2,656 2,656 2,656 2,656 2,656 2,656 2,656 2,656 2,656 2,656 2,656 2,656 2,656 2,656

V.M.A (%) 14,5 15 16 16,2 15,6 15 16 17,4 15,2 17 17,5 17,3 19,8 17,9 18,4

V.M.A. PROMEDIO

& DE VACIOS LLENADOS CON C.A (VFA) 70,4 67,8 62,6 69,6 72,4 75,8 78,4 70,9 83 77,7 75,3 76,3 68,4 77,7 75

& DE VACIOS LLENADOS CON C.A PROMEDIO(VFA)

PESO ESPECIFICO EFECTIVO DEL AGREGADO TOTAL 2,712 2,712 2,712 2,711 2,711 2,711 2,711 2,711 2,711 2,726 2,726 2,726 2,74 2,74 2,74

ASFALTO ABSORVIDO PARA EL AGREGADO TOTAL0,77 0,77 0,77 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,96 0,96 0,96 1,15 1,15 1,15

%ASFALTO EFECTIVO 4,02 4,02 4,02 4,48 4,48 4,48 4,92 4,92 4,92 5,18 5,18 5,18 5,44 5,44 5,44

FLUJO (mm) 2,9 2,5 2,6 2,6 2,7 2,8 2,8 2,5 3 2,9 2,9 3 2,8 3,8 3,4

FLUJO PROMEDIO (mm)

ESTABILIDAD (lectura de carga) 251 312 321 265 308 369 305 315 321 317 215 300 114 265 208

ESTABILIDAD SIN CORREGIR (Kg) 852 1055 1085 898 1042 1246 1032 1065 1085 1072 732 1015 394 898 708

FACTOR ESTABILIDAD 0,93 0,95 0,95 0,95 0,96 0,93 0,93 0,95 0,96 0,96 0,95 0,92 0,95 0,97 1,01

ESTABILIDAD CORREGIDA (kg) 792 1003 1031 854 990 1159 960 1012 1042 1029 695 934 375 872 715

ESTABILIDAD CORREGIDA PROMEDIO (kg)

1 2 3 4 5

5,04 4,29 3,70 4,07 4,95

2,373 2,371 2,367 2,350 2,321

66,9 72,6 77,4 76,4 73,7

15,2 15,6 16,2 17,3 18,7

942 1001 1005 886 654

2,67 2,70 2,77 2,93 3,33

Page 184: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 163

Page 185: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 164

ANEXO 19. Resultados de Ensayos Marshall en Laboratorio MAC en Obra – Primera Campaña de Producción

Fuente: COSAPI

RESUMEN ESTADISTICO DE MEZCLA ASFALTICA EN PLANTA - CAPA DE RODADURA

MEZCLA ASFALTICA EN PLANTA - CAPA DE RODADURA DISEÑO CONCRETO ASFALTICO TIPO: PEN 85/100 ASTM D 3515

PROGRESIVA Análisis Granulométrico - % que Pasa TamizPROM.

% DENS. DENS.

KM KM 3/4" 1/2" 3/8" No 4 N° 8 N

o 10 N

o 40 N° 50 N

o 80 N

o 200 C.A RICE BRIQ.

100,0 90,4 81,6 60,7 40,2 36,3 13,9 10,8 8,0 5,4 6,47

100,0 91,6 82,2 61,5 42,1 38,2 14,1 11,2 8,7 6,1 6,72

100,0 91,9 83,8 62,7 43,9 40,0 14,4 11,4 8,6 6,0 6,70 2,355 3,4 16,9 3,67 1150 -- -- 3139

100,0 91,9 80,2 59,6 41,7 38,0 13,4 10,8 8,4 6,2 6,54 2,355 3,4 16,8 3,58 1109 -- -- 3097

100,0 91,6 82,4 60,9 41,4 37,8 13,7 11,0 8,5 6,1 6,75 2,362 2,9 16,5 3,67 1155 96,6 7,8 3153

100,0 89,6 78,6 59,1 40,3 36,9 14,0 11,3 8,8 6,5 6,50 2,365 2,8 16,6 3,67 1138 3107

100,0 92,1 83,3 60,6 40,1 36,3 13,2 10,6 8,2 5,9 6,86 2,383 2,1 16,1 3,83 1164 -- -- 3040

100,0 92,6 82,2 59,2 39,3 35,7 13,0 10,4 8,1 5,8 6,66 2,382 2,1 16,0 3,83 1115 -- -- 2919

100,0 93,5 84,6 61,8 41,7 38,1 13,4 10,6 8,2 6,0 6,68 2,382 2,3 16,0 3,67 1120 -- -- 3052

100,0 90,8 80,7 60,5 40,1 36,2 12,5 10,2 8,0 5,8 6,69 2,382 2,3 16,0 3,67 1101 -- -- 3000

100,0 91,3 81,5 57,1 38,9 35,2 12,9 10,4 8,1 5,8 6,43 2,376 2,5 16,0 3,75 1144 92,8 6,4 3052

100,0 90,9 81,8 60,7 41,3 37,0 13,1 10,3 7,9 5,5 6,67 2,377 2,4 16,2 3,67 1107 -- -- 3022

100,0 90,0 78,7 57,9 40,1 36,2 13,0 10,3 7,9 5,6 6,41 2,378 2,5 15,9 3,58 1129 -- -- 3151

100,0 93,0 83,1 61,1 41,5 37,3 13,0 10,2 7,8 5,5 6,69 2,378 2,5 16,1 3,67 1101 -- -- 3006

100,0 93,7 79,9 59,0 39,6 35,7 12,3 9,7 7,5 5,4 6,52 2,373 2,6 16,2 3,75 1092 -- -- 2912

100,0 92,9 82,0 59,0 39,8 35,9 12,6 10,1 7,8 5,7 6,60 2,376 2,5 16,1 3,75 1058 -- -- 2822

100,0 92,3 82,5 60,7 41,5 37,3 13,0 10,1 7,7 5,6 6,59 2,377 2,4 16,1 3,75 1139 -- -- 3047

100,0 92,1 82,1 59,2 40,0 36,1 12,6 9,9 7,8 5,5 6,65 2,377 2,4 16,1 3,67 1142 -- -- 3120

100,0 92,8 86,1 62,7 42,9 39,1 13,9 11,1 8,5 6,2 6,68 2,378 2,3 16,1 3,67 1052 -- -- 2869

100,0 92,3 83,3 60,9 42,6 38,6 13,8 10,9 8,1 5,7 6,69 2,379 2,3 16,1 3,67 1081 -- -- 2952

100,0 90,5 83,6 60,1 40,6 36,8 13,1 10,3 7,9 5,7 6,60 2,378 2,5 16,1 3,67 1106 92,7 6,7 3016

100,0 91,8 82,9 60,6 42,4 37,6 13,6 10,4 7,9 5,5 6,66 2,378 2,5 16,1 3,67 1120 -- -- 3060

100,0 90,9 81,1 58,7 39,9 36,4 13,0 10,3 7,9 5,8 6,71 2,377 2,5 16,2 3,67 1092 -- -- 2973

100,0 91,2 81,3 59,1 40,3 38,2 13,7 10,7 8,2 5,8 6,69 2,377 2,5 16,2 3,67 1154 -- -- 3149

100,0 93,2 84,4 62,6 42,2 38,2 14,0 11,3 9,0 6,9 6,73 2,376 2,5 16,2 3,75 1129 -- -- 3011

100,0 91,5 81,4 59,8 40,1 36,4 12,7 10,0 7,7 5,5 6,65 2,376 2,5 16,2 3,75 1096 -- -- 2924

100,0 92,1 83,2 60,4 40,5 36,5 13,1 10,5 8,2 6,0 6,54 2,377 2,5 16,0 3,67 1121 93,3 7,0 3060

100,0 93,9 85,1 59,9 39,5 35,6 12,6 10,1 7,9 6,1 6,56 2,377 2,5 16,0 3,67 1096 -- -- 2986

n 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 14 14 27 14 27 27 27 27 5 5 27

S 2.800,00 2.572,40 2.303,60 1.686,10 1.144,50 1.037,60 371,60 294,90 227,30 163,60 185,64 92,820 33,935 64,096 33,221 69,5 437,9 99,7 30.061,0 94,8 7,8 81503

ESPECIFICACIÓN (*) 100,00 90 - 100 - 44 - 74 28 - 58 - - 5 - 21 - 2 - 10 - - 2 - 4 >14% 2 - 4 >815 >70% >5 1700 - 4000

Xp 100,00 91,87 82,27 60,22 40,88 37,06 13,27 10,53 8,12 5,84 6,63 6,63 2,424 2,374 2,373 2,6 16,2 3,7 1113 94,0 7,1 3019

MIN 100,00 89,60 78,60 57,10 38,90 35,20 12,30 9,70 7,50 5,40 6,41 2,346 2,345 2,1 15,9 3,6 1.050,0 92,7 6,4 2822

MAX 100,00 93,90 86,10 62,70 43,90 40,00 14,40 11,40 9,00 6,90 6,86 2,439 2,383 3,8 17,1 3,8 1164 97 8 3153

DESV. ESTÁNDAR 0,00 1,10 1,76 1,37 1,23 1,18 0,56 0,46 0,36 0,35 0,10 0,03 0,01 0,39 0,30 0,06 30,87 1,66 0,64 92,32

VARIANZA 0,00 1,22 3,11 1,87 1,52 1,39 0,31 0,21 0,13 0,12 0,01 0,00 0,00 0,15 0,09 0,00 953,09 2,75 0,41 8.522,47

COEF. DE VARIACIÓN 0,00 1,20 2,14 2,27 3,01 3,18 4,21 4,35 4,47 5,94 1,56 1,35 0,39 15,11 1,84 1,61 2,77 1,76 8,95 3,06

12 26-08-15 11+100 09+720 IZQ.Capa

Rodadura6,70 2,439 2,377

11 25-08-15 11+200 10+015 DER.Capa

Rodadura6,63 2,438 2,378

13 27-08-15 10+015 08+620 DER.Capa

Rodadura6,69 2,438 2,376

10 24-08-15 14+525 15+403 DER.Capa

Rodadura6,69 2,435 2,379

9 22-08-15 14+200 15+370

2,345

6 17-08-15 2,377

3 14-08-15Capa

Rodadura6,63 2,434 2,364

Capa

Rodadura

11+375 11+570 DER.

11+610 12+815

8 19-08-15 12+815 14+200

IZQ.

6,76

6,69 2,348 2,382

6,55 2,436

6,55 2,437IZQ.

IZQ.Capa

Rodadura6,62 2,435 2,377

IZQ.Capa

Rodadura6,56 2,346 2,375

6,62 2,439

2,377

2,434 2,383

2,355

2,378

FECHA%

C.A.CARRIL TIPO

EST./FL

UJO.

(Kg/cm)

ESTAB

. RET.

FLUJO

(mm)

DE

PROD

%

V.M.A

PROM.

DENS.

BRIQ.

ESTABI

L. (Kg)

INDICE

COMP.

%

VACIO

S

14 28-08-15Capa

Rodadura

2 12-08-15Capa

Rodadura

4 15-08-15Capa

Rodadura

Capa

Rodadura11+570 12+420 DER.

09+720

5 16-08-15

11+100 11+350 IZQ.

11+350 11+610 IZQ.

08+945

7 18-08-15 12+420 13+325 DER.Capa

Rodadura6,55 2,439

28647,811+200 11+375 DER.1Capa

Rodadura10-08-15 94,817,1 3,67 10503,82,3452,4376,60

Page 186: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 165

ANEXO 20. Resultados de Ensayos Marshall en Laboratorio MAC en Obra – Segunda Campaña de Producción

RESUMEN ESTADISTICO DE MEZCLA ASFALTICA EN PLANTA - CAPA DE RODADURA

MEZCLA ASFALTICA EN PLANTA - CAPA DE RODADURA DISEÑO CONCRETO ASFALTICO TIPO: PEN 85/100 ASTM D 3515

PROGRESIVA Análisis Granulométrico - % que Pasa TamizPROM.% DENS. DENS.

KM KM 3/4" 1/2" 3/8" No 4 N° 8 N

o 10 N

o 40 N° 50 N

o 80 N

o 200 C.A RICE BRIQ.

100,0 91,2 79,3 56,7 37,8 34,2 12,6 10,3 8,1 6,0 6,47 2,376 2,5 16,0 3,67 1131 -- -- 3085

100,0 90,3 80,5 59,9 38,3 34,5 13,0 10,4 8,0 6,1 6,63 2,376 2,6 16,2 3,67 1078 -- -- 2941

100,0 91,9 82,0 59,4 39,0 35,3 12,7 10,2 7,9 5,9 6,61 2,376 2,5 16,1 3,67 1044 -- -- 2847

100,0 92,2 82,4 60,2 39,4 36,8 12,9 10,2 7,7 5,7 6,64 2,373 2,7 16,3 3,67 1050 -- -- 2863

100,0 93,0 84,4 62,2 40,9 36,5 12,8 10,3 8,2 6,0 6,67 2,375 2,6 16,2 3,75 1050 90,4 6,1 2799

100,0 91,7 80,7 58,0 38,7 35,0 12,5 10,1 7,9 6,1 6,59 2,375 2,6 16,2 3,67 1057 -- -- 2884

100,0 91,1 81,4 58,0 39,4 35,8 13,4 10,9 8,5 6,2 6,55 2,379 2,5 16,0 3,58 985 -- -- 2755

100,0 92,1 83,3 61,8 40,9 37,0 13,4 10,8 8,4 6,0 6,74 2,384 2,3 16,0 3,83 1053 -- -- 2744

100,0 91,3 82,1 58,6 40,3 36,5 13,2 10,6 8,3 6,2 6,62 2,377 2,5 16,1 3,75 1040 -- -- 2773

100,0 92,2 83,3 59,9 40,9 37,1 13,3 10,5 8,0 6,0 6,58 2,379 2,4 16,0 3,67 1092 -- -- 2979

100,0 93,5 85,5 60,5 40,5 36,6 12,8 10,1 7,8 5,8 6,65 2,376 2,6 16,2 3,75 1027 91,4 6,1 2746

100,0 93,3 84,4 59,4 39,9 36,2 13,3 10,7 8,3 6,1 6,63 2,381 2,3 16,0 3,67 1043 -- -- 2845

100,0 94,2 86,8 61,5 41,4 37,5 13,3 10,5 8,2 5,9 6,50 2,375 2,6 16,0 3,92 1108 -- -- 2831

100,0 92,9 83,8 60,1 41,3 37,6 13,6 10,7 8,2 6,1 6,62 2,375 2,6 16,2 3,83 1056 -- -- 2753

100,0 94,7 85,7 61,7 41,5 37,6 13,5 10,7 8,5 6,2 6,63 2,376 2,5 16,1 3,67 1040 91,7 6,4 2843

100,0 92,8 83,6 59,7 40,8 37,0 13,1 10,3 8,1 6,0 6,58 2,376 2,5 16,1 3,67 1076 -- -- 2940

100,0 90,8 80,9 56,8 40,2 36,2 12,8 10,3 8,0 5,9 6,51 2,381 2,5 15,9 3,75 1155 -- -- 3080

100,0 93,0 83,1 60,4 40,6 36,6 13,2 10,5 8,2 6,1 6,40 2,383 2,5 15,7 3,75 1123 -- -- 2994

100,0 91,4 83,8 59,5 40,8 36,9 13,2 10,6 8,3 6,2 6,62 2,379 2,5 16,0 3,67 1112 93,6 6,3 3036

100,0 93,4 83,2 58,9 40,2 36,6 13,2 10,6 8,3 6,3 6,47 2,378 2,5 15,9 3,58 1122 -- -- 3132

100,0 91,1 80,3 59,1 39,3 35,4 12,2 9,8 7,8 6,3 6,69 2,376 2,6 16,3 3,67 1073 -- -- 2928

100,0 92,2 83,1 59,2 40,6 36,5 13,3 10,7 8,4 6,3 6,60 2,374 2,6 16,2 3,67 1077 -- -- 2937

100,0 93,2 84,1 57,8 39,9 36,4 13,5 10,8 8,4 6,2 6,51 2,380 2,4 15,9 3,75 1047 -- -- 2792

100,0 94,2 84,7 60,5 41,6 37,8 13,9 11,1 8,6 6,3 6,60 2,381 2,3 16,0 3,75 1063 -- -- 2835

100,0 92,5 83,9 61,0 41,4 37,4 13,4 10,7 8,3 6,0 6,60 2,383 2,3 15,9 3,75 1138 91,2 6,5 3035

100,0 91,5 82,1 59,1 40,3 36,4 13,1 10,5 8,0 5,9 6,55 2,382 2,3 15,9 3,75 1118 -- -- 2981

100,0 94,5 86,1 61,9 42,5 38,3 14,1 11,2 8,7 6,1 6,60 2,381 2,4 15,9 3,75 1095 -- -- 2919

100,0 93,2 82,2 58,7 41,1 37,1 13,1 10,5 8,2 5,7 6,69 2,381 2,4 16,0 3,75 1123 -- -- 2994

n 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 16 16 30 16 30 30 30 30 5 5 30

S 3.000,00 2.772,30 2.491,60 1.790,30 1.209,10 1.094,80 393,70 314,90 245,20 181,50 197,69 105,415 39,016 71,326 38,032 75,2 482,0 111,2 32.350,0 0,0 0,0 87358

ESPECIFICACIÓN (*) 100,00 90 - 100 - 44 - 74 28 - 58 - - 5 - 21 - 2 - 10 - - 2 - 4 >14% 2 - 4 >815 >70% >5 1700 - 4000

Xp 100,00 92,41 83,05 59,68 40,30 36,49 13,12 10,50 8,17 6,05 6,59 6,59 2,439 2,378 2,377 2,5 16,1 3,7 1078 91,7 6,3 2912

MIN 100,00 90,30 79,30 56,70 37,80 34,20 12,00 9,60 7,60 5,70 6,40 2,435 2,363 2,3 15,7 3,5 985,0 90,4 6,1 2744

MAX 100,00 94,70 86,80 62,20 42,50 38,30 14,10 11,20 8,70 6,30 6,74 2,443 2,384 3,0 16,6 3,9 1155 94 7 3132

DESV. ESTÁNDAR 0,00 1,17 1,79 1,42 1,08 0,99 0,45 0,34 0,27 0,17 0,07 0,00 0,00 0,15 0,17 0,08 39,98 1,19 0,18 113,87

VARIANZA 0,00 1,38 3,19 2,02 1,17 0,98 0,20 0,12 0,07 0,03 0,01 0,00 0,00 0,02 0,03 0,01 1.598,78 1,41 0,03 12.965,44

COEF. DE VARIACIÓN 0,00 1,27 2,15 2,38 2,68 2,71 3,41 3,28 3,24 2,77 1,11 0,07 0,17 5,83 1,06 2,18 3,71 1,29 2,85 3,91

ACEPTABILIDAD A C EP T . A C EP T . A C EP T . A C EP T . A C EP T . A C EP T . A C EP T . A C EP T . - - A C EP T . C UM P LE A C EP T . C UM P LE C UM P LE C UM P LE A C EP T .

30 15-09-15 00+970 00+000 IZQ.Capa

Rodadura6,58 2,439 2,383

22 07-09-15 05+545 04+095 DER.Capa

Rodadura6,56 2,439

08+945 07+580 IZQ.16Capa

Rodadura29-08-15 2,4386,55

6,63 2,438

6,60 2,438

% VACIOS

31 16-09-15Capa

Rodadura

17 31-08-15Capa

Rodadura

19 02-09-15Capa

Rodadura

Capa

Rodadura05+920 04+560 IZQ.

00+665

20 03-09-15

08+620 07+120 DER.

07+580 06+795 IZQ.

00+000 2,381

2,440 2,382

2,375

2,375

FECHA % C.A.CARRIL TIPOEST./FLUJO.

(Kg/cm)

ESTAB.

RET.

FLUJO

(mm)

Nº DE

PRODU

C

%

V.M.A

PROM.

DENS.

BRIQ.

ESTABIL.

(Kg)

INDICE

COMP.

IZQ.

6,65

2,378

6,64 2,438

6,65 2,439DER.

DER.Capa

Rodadura6,54 2,438 2,375

DER.Capa

Rodadura6,46 2,443 2,382

6,546,08,310,713,337,140,860,6

25 10-09-15 04+020 02+345

24 09-09-15 04+095 04+020

2,376

21 04-09-15 2,379

18 01-09-15Capa

Rodadura6,63 2,439 2,375

Capa

Rodadura

07+120 05+545 DER.

06+795 05+920

23 08-09-15 04+560 03+210 IZQ.Capa

Rodadura6,61 2,438 2,376

26 11-09-15 03+210 02+250 IZQ.Capa

Rodadura6,55 2,439 2,379

29 14-09-15 02+185 00+665 DER.Capa

Rodadura6,56 2,438 2,381

27 12-09-15 02+345 02+185 DER.Capa

Rodadura6,60 2,435 2,363100,0 92,1 59,2 38,883,0 34,9 12,0 9,6 7,6 5,9 6,60 2,363

28 13-09-15 02+250 00+970 IZQ.Capa

Rodadura6,65 2,437 2,375

100,0 2,375 2,6 16,1 3,67 1125 3071-- --

3,0 16,6 3,50 1049 -- -- 2996

81,990,8

Page 187: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 166

ANEXO 21. Resultados del Ensayo del Péndulo Inglés

Fuente: Cosapi

Fuente: Cosapi

Page 188: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 167

ANEXO 22. Controles de Compactación

Fuente: Cosapi

FECHA DE ENSAYO 27/11/2016 27/11/2016 27/11/2016 27/11/2016 27/11/2016 27/11/2016 27/11/2016 27/11/2016 27/11/2016 27/11/2016 27/11/2016

REGISTRO 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

CAPA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA

PROGRESIVA ( Km.) 17+800 18+000 18+200 18+400 18+600 18+800 19+000 19+200 19+400 19+600 19+800

Carril (Lado) C.DER./ L.DER. C.IZQ./ L.IZQ IZQ./ DER. C.DER./L.DER. C.IZQ./ L.IZQ.. C.DER./ L.IZQ. C.DER./ L.DER. C.IZQ./ L.IZQ. C.IZQ./ L.DER. C.DER./L.DER C.IZQ./L.IZQ.

Altura promedio de la probeta (cm.) 9,18 9,00 9,15 9,50 10,10 9,53 9,45 9,50 8,98 9,00 8,96

Peso de la probeta al aire (gr.) 1776,7 1784,8 1817,9 1881,9 1998,3 1898,4 1846,6 1880,3 1728,9 1725,4 1757,0

Peso de la probeta saturada a 12 min. (gr.) 1777,5 1785,6 1818,6 1882,8 1998,9 1899,2 1847,6 1881,0 1730,0 1726,6 1757,9

Peso de la probeta en el agua (gr.) 1009,7 1029,4 1040,2 1083,9 1149,7 1089,2 1050,0 1075,9 983,3 979,5 1004,7

Volumen de la probeta (c.c.) 767,8 756,2 778,4 798,9 849,2 810,0 797,6 805,1 746,7 747,1 753,2

Peso específico bulk de la probeta 2,314 2,360 2,335 2,356 2,353 2,344 2,315 2,335 2,315 2,309 2,333

Peso específico (MARSHALL) 2,379 2,380 2,378 2,381 2,375 2,381 2,381 2,375 2,375 2,375 2,375

% de compactación 97,3 99,2 98,2 99,0 99,1 98,5 97,2 98,3 97,5 97,2 98,2

Peso específico Máximo (RICE) 2,442 2,444 2,436 2,438 2,438 2,438 2,438 2,438 2,438 2,439 2,438

% de vacíos 5,2 3,4 4,2 3,4 3,5 3,9 5,1 4,2 5,1 5,3 4,3

Adherencia (Buena, Regular, Mala) Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena

CONTROL DE COMPACTACION EN CAPA DE RODADURA NORMAS TÉCNICAS: MTC E 509 - METODO ASTM D-5361

Page 189: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 168

Fuente: Cosapi

Fuente: Cosapi

FECHA DE ENSAYO 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016

REGISTRO 34 35 36 37 38 39 40 41 42

CAPA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA

PROGRESIVA ( Km.) 22+200 22+400 22+600 22+800 23+000 23+200 23+400 23+600 23+800

Carril (Lado) C.IZQ./ L.IZQ. C.DER./ L.IZQ. C.DER./ L.DER. C.IZQ./L.IZQ. C.IZQ./ L.DER. C.DER./ L.DER. C.IZQ./ L.IZQ. C.DER./ L.IZQ. C.DER./ L.DER.

Altura promedio de la probeta (cm.) 10,00 10,38 9,28 9,78 9,05 9,38 9,80 9,00 9,23

Peso de la probeta al aire (gr.) 1999,3 2074,9 1858,0 1938,7 1733,3 1857,3 1950,0 1726,0 1852,2

Peso de la probeta saturada a 12 min. (gr.) 2000,6 2076,4 1858,7 1939,4 1734,7 1857,8 1950,6 1727,3 1852,7

Peso de la probeta en el agua (gr.) 1143,3 1190,6 1074,7 1103,1 987,0 1063,1 1120,9 983,0 1070,0

Volumen de la probeta (c.c.) 857,3 885,8 784,0 836,3 747,7 794,7 829,7 744,3 782,7

Peso específico bulk de la probeta 2,332 2,342 2,370 2,318 2,318 2,337 2,350 2,319 2,366

Peso específico (MARSHALL) 2,380 2,380 2,379 2,380 2,380 2,379 2,380 2,379 2,379

% de compactación 98,0 98,4 99,6 97,4 97,4 98,2 98,7 97,5 99,5

Peso específico Máximo (RICE) 2,440 2,445 2,444 2,443 2,443 2,444 2,443 2,444 2,444

% de vacíos 4,4 4,2 3,0 5,1 5,1 4,4 3,8 5,1 3,2

Adherencia (Buena, Regular, Mala) Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena

CONTROL DE COMPACTACION EN CAPA DE RODADURA NORMAS TÉCNICAS: MTC E 509 - METODO ASTM D-5361

FECHA DE ENSAYO 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016 27/01/2016

REGISTRO 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

CAPA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA

PROGRESIVA ( Km.) 20+000 20+200 20+400 20+600 20+800 21+000 21+200 21+400 21+600 21+800 22+000

Carril (Lado) C.DER./ L.IZQ. C.DER./ L.DER. C.IZQ./ L.IZQ. C.IZQ./ L. DER. C.DER./ L.DER. C.IZQ./ L.IZQ. C.DER./ L.IZQ. C.DER./ L.DER. C.IZQ./ L.IZQ. C.IZQ./ L.DER. C.DER./L.DER.

Altura promedio de la probeta (cm.) 8,95 9,40 9,25 9,30 8,96 9,68 9,75 8,95 9,23 9,15 9,30

Peso de la probeta al aire (gr.) 1630,0 1861,5 1882,1 1803,3 1735,8 1908,4 1939,4 1783,7 1843,3 1834,6 1856,8

Peso de la probeta saturada a 12 min. (gr.) 1631,7 1862,4 1882,8 1804,2 1737,0 1909,1 1940,2 1784,4 1843,7 1835,3 1857,4

Peso de la probeta en el agua (gr.) 931,8 1064,7 1069,5 1022,7 989,0 1091,7 1109,1 1027,9 1066,9 1056,4 1070,1

Volumen de la probeta (c.c.) 699,9 797,7 813,3 781,5 748,0 817,4 831,1 756,5 776,8 778,9 787,3

Peso específico bulk de la probeta 2,329 2,334 2,314 2,307 2,321 2,335 2,334 2,358 2,373 2,355 2,358

Peso específico (MARSHALL) 2,375 2,375 2,379 2,375 2,381 2,380 2,381 2,381 2,380 2,380 2,380

% de compactación 98,1 98,3 97,3 97,1 97,5 98,1 98,0 99,0 99,7 99,0 99,1

Peso específico Máximo (RICE) 2,439 2,439 2,439 2,439 2,439 2,440 2,439 2,439 2,440 2,440 2,445

% de vacíos 4,5 4,3 5,1 5,4 4,8 4,3 4,3 3,3 2,8 3,5 3,6

Adherencia (Buena, Regular, Mala) Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena

CONTROL DE COMPACTACION EN CAPA DE RODADURA NORMAS TÉCNICAS: MTC E 509 - METODO ASTM D-5361

Page 190: Importancia de la evaluación a las propiedades mecánicas

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) - ING. CIVIL

Nombre del Asesor: Nombre de Tesistas:

MSc. Guillermo Lazo Lázaro Arellano Loayza, Lady Laura

Caceres Candia, Claudia Stephanie

Página 169

Fuente: Cosapi

FECHA DE ENSAYO 29/01/2016 29/01/2016 29/01/2016 29/01/2016 29/01/2016 29/01/2016 29/01/2016 29/01/2016 29/01/2016 29/01/2016 29/01/2016

REGISTRO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

CAPA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA RODADURA

PROGRESIVA ( Km.) 24+000 24+200 24+400 24+600 24+800 25+000 25+200 25+400 25+600 25+800 26+000

Carril (Lado) C.IZQ./ L.IZQ. C.IZQ./ L.DER C.DER./ L.DER. C.IZQ./ L.IZQ. C.DER./L.IZQ. C.DER./ L.DER. C.IZQ./ L.IZQ. C.IZQ./ L.DER. C.DER./ L.DER. C.IZQ./ L.IZQ. C.DER./L.IZQ

Altura promedio de la probeta (cm.) 8,82 9,03 10,91 9,54 10,27 9,17 9,33 8,94 9,92 8,78 8,70

Peso de la probeta al aire (gr.) 1701,6 1780,3 2102,0 1921,7 2060,4 1793,5 1844,5 1744,3 1968,6 1699,4 1677,2

Peso de la probeta saturada a 12 min. (gr.) 1702,2 1780,4 2102,9 1922,2 2060,6 1793,7 1844,6 1744,5 1968,7 1700,4 1677,8

Peso de la probeta en el agua (gr.) 970,8 1023,1 1204,9 1119,4 1196,6 1033,3 1063,4 995,1 1127,1 971,3 961,6

Volumen de la probeta (c.c.) 731,4 757,3 898,0 802,8 864,0 760,4 781,2 749,4 841,6 729,1 716,2

Peso específico bulk de la probeta 2,326 2,351 2,341 2,394 2,385 2,359 2,361 2,328 2,339 2,331 2,342

Peso específico (MARSHALL) 2,381 2,381 2,381 2,381 2,381 2,381 2,381 2,381 2,381 2,377 2,381

% de compactación 97,7 98,7 98,3 100,6 100,2 99,1 99,2 97,8 98,2 98,1 98,4

Peso específico Máximo (RICE) 2,443 2,443 2,446 2,443 2,444 2,443 2,444 2,444 2,443 2,440 2,443

% de vacíos 4,8 3,8 4,3 2,0 2,4 3,4 3,4 4,8 4,3 4,5 4,1

Adherencia (Buena, Regular, Mala) Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena Buena

CONTROL DE COMPACTACION EN CAPA DE RODADURA NORMAS TÉCNICAS: MTC E 509 - METODO ASTM D-5361

(MTC E 509 - METODO ASTM D-5361)