manual laboratorio transporte ii
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Universidad Católica de Honduras
“Nuestra Señora Reina de la Paz”
Campus Sagrado Corazón de Jesús
Facultad de Ingeniería Civil
Manual de Laboratorio
Ingeniería de Transporte II
Elaborado Por: Ing. José Mario Baca G.
Tegucigalpa, MDC
Laboratorio Ingeniería de Transporte II Universidad Católica de Honduras
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Introducción
Este manual de laboratorio está dirigido a estudiantes de la Facultad de Ingeniería Civil de La Universidad Católica de Honduras “Nuestra Señora Reina de la Paz”, que cursan la asignatura de Ingeniería de Transporte II, materia básica en su formación profesional. Este manual tiene como finalidad organizar y optimizar el trabajo de laboratorio, considerando este método una buena vía para facilitar e incentivar al alumno en el aprendizaje de su vida profesional. Las prácticas de laboratorio que a continuación se presentan se organizaron en conjunto con el programa que se desarrolla en clases teóricas. Así mismo, la elaboración de esta guía de trabajo se hace también con el objetivo de que el alumno demuestre el conocimiento y la habilidad para ejecutar apropiadamente cada una de las pruebas aquí presentadas y que están normalizadas bajo las normas ASTM, American Society forTesting and Materiales. Aprovecho esta ocasión para incentivar al alumno a que realice el mejor y mayor uso de este manual de laboratorio y a la vez agradecer a todas aquellas personas que de una u otra forma contribuyeron a la presentación final de este documento Atentamente, Ing. José Mario Baca Laboratorios – Ingeniería Civil UNICAH – Campus SCJ
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Reglamento Interno de Laboratorio.
1. Asistencia a Laboratorio es obligatoria.
2. Alumno que no se presente a la ejecución de la práctica de laboratorio
automáticamente pierde el derecho a presentar dicho informe.
3. No se permiten cambios de sección, esto con el objetivo de mantener el
cupo límite por sección de laboratorio.
4. No hay Reposición de exámenes (Salvo que el alumno participe en
actividades de pastoral universitaria, retiros espirituales, alguna actividad de
la UNICAH o motivos de fuerza mayor, siempre y cuando cualquiera de las
condiciones anteriores sea comprobable).
5. No hay Examen de Recuperación de Laboratorio.
6. El reporte se entregará INDIVIDUALEMENTE 7 días después de ejecutada
la práctica en hoja de papel bond tamaño carta.
7. Cada Informe tendrá un valor de 100% desglosado así: 20% del examen
rápido (prueba) que se aplicará en los primeros 10 minutos de inicio de la
clase y 80% de la presentación en físico del reporte.
8. Los datos obtenidos de cada práctica serán enviados al alumno por medio
de la plataforma moodle.
9. Solamente se harán dos exámenes parciales, los cuales se realizarán en la
sexta y doceava semana del período académico, respectivamente.
10. La calificación final del laboratorio se verá reflejada en la plataforma a final
del período, la cual estará dada por 60% Exámenes y 40% Reportes, la
cual deberá ser como mínimo 70% y considerar de esta forma como
aprobado el laboratorio.
11. Cualquier daño al equipo de laboratorio por descuido o negligencia del
alumno deberá ser reparado por este.
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RESISTENCIA A LA FLEXION DEL CONCRETO MEDIANTE EL USO
DE UNA VIGA SIMPLEMENTE APOYADA Y CARGADA EN EL
TERCIO MEDIO
Investigación:
1.- Todo lo más relevante sobre la prueba, ventajas, especificaciones, usos
Antecedentes:
Para poder llevar acabo ésta práctica el alumno deberé ejecutar en el menor
tiempo posible las prácticas vistas en Laboratorio de Materiales de Construcción
(Peso Volumétrico, Granulometría, Peso Específico y Diseño de Mezcla de
concreto Hidráulico) para ambos agregados. A continuación se detalla el contenido
de cada una de las prácticas anteriormente mencionadas.
A.- PESO VOLUMETRICO DE LOS AGREGADOS
Objetivos: Conocer los métodos para determinar los diferentes tipos de peso volumétrico tanto de los agregados gruesos como finos, de acuerdo a la Norma C-29 de ASTM. Equipo: Balanzas, palas, cuchara o cucharon, recogedor plano, latitas para humedad, varilla de compactación (es una varilla de acero de 24” de longitud y diámetro de 5/8”, uno de sus extremos termina en una punta semiesférica del mismo diámetro de la varilla y tiene un peso aproximado de 935 grs.), recipientes (cilíndricos metálicos, preferentemente provistos con agarraderas; el fondo y el borde superior deberán ser paralelos; de dimensiones interiores exactas y rígidas para retener su forma bajo uso rudo). Teoría: PESO VOLUMETRICO se define como el cociente de la masa de los agregados que llenan un determinado recipiente por el volumen del mismo.
PV = W/V = Lbs/m³ = kgs/m3 = grs/cm³
USOS Los resultados obtenidos con este método se utilizan en:
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a.- El diseño de mezclas de hormigón. b.-En el cálculo de los vacíos de los agregados. c.- Como índice de calidad para clasificar el agregado como regular, ligero opesado. TIPOS DE PESO VOLUMETRICO: 1.- Peso Volumétrico Suelto 2.- Peso Volumétrico Compactado METODOS: Para PV Suelto: Método de la pala o cuchara Para PV Compactado: Método de la Varilla Método por Asentamiento Preparación de la Muestra:
1. – Tomar una muestra representativa de agregado por medio del método de
cuarteo.
2. – Seque la muestra de agregado a un peso constante, preferiblemente en horno
a 110±5 °C.
3. – Si no se seca al horno, entonces tomar una muestra de agregado en una
latita, y pesarlo, secarlo al horno a peso constante, pesarlo seco, y calcular el
porcentaje de humedad y hacer corrección por humedad.
Procedimiento:
PESO VOLUMETRICO COMPACTADO (METODO DE LA VARILLA) El procedimiento de la varilla es aplicable a agregados que tengan un tamaño máximo de 1½”. 1. – Llene el recipiente hasta un tercio de su altura, nivele la superficie con los
dedos. Introduzca la varilla y golpee la capa de agregado 25 veces con la varilla
compactadora y distribúyalos uniformemente sobre la superficie. Se llena a
continuación hasta 2/3 de la altura, nivelar y aplicar los golpes de la misma forma
en que se aplica arriba. Finalmente llenar hasta rebosar y vuelva a compactar.
Nivele la superficie del agregado con los dedos o con una regla, de manera que
algunas proyecciones leves de las partículas más grandes balanceen
aproximadamente los vacíos formados entre las partículas que quedan en la
superficie. En la compactación de la primera capa, no permita que la varilla golpee
el fondo del recipiente violentamente; en la compactación de la segunda y tercera
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capa, use solamente la fuerza necesaria para que la varilla penetre únicamente la
capa de agregado que está siendo compactada.
B.- ANALISIS GRANULOMETRICO MECANICO
Objetivos:
Determinar la distribución en tamaños de los granos del agregado.
Determinar el tamaño máximo del agregado grueso.
Determinar el módulo de finura del agregado fino.
Evaluar la cantidad del agregado para ser usado en la fabricación de hormigón. Equipo:
Juego de tamices ASTM
Balanzas
Horno
Agitadores mecánicos
Cucharones planos
Brochas Teoría: Los agregados están constituidos por infinidad de partículas con una variedad ilimitada de tamaños y para poder dosificar correctamente el hormigón es necesario, conocer esta distribución por tamaños de los granos del agregado. ANALISIS GRANULOMETRICO MECANICO O POR TAMIZADO: es la determinación de los tamaños de las partículas de una cantidad de muestra seca de agregado, por separación a través de una serie de tamices dispuestos sucesivamente de mayor a menor abertura de malla. TAMIZ: instrumento empleado en la separación del agregado por tamaños, formado por un marco mecánico y alambres que se cruzan ortogonalmente formando aberturas cuadradas. Los tamices del ASTM son designados por medio de pulgadas y números. Por ejemplo, un tamiz 2” es aquel cuya abertura mide 2” por lado; un tamiz # 4 es aquel que tiene cuatro alambres y cuatro aberturas por pulgada lineal. Los resultados del Análisis Granulométrico suelen expresarse de dos formas:
a. – Analítica: mediante tablas que muestran el tamaño de la partícula contra el
porcentaje de agregado menor que este tamaño (porcentaje respecto al peso total
de la muestra).
b. – Grafica: mediante una curva dibujada en papel semilogarítmico a partir de
puntos cuyas abscisas en escala logaritmo es el tamaño del grano y cuya
ordenada en escala natural es el porcentaje de agregado menor que este tamaño
(porcentaje respecto al peso total de la muestra). A esta grafica se le denomina
Curva Granulométrica.
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Estos resultados los comparamos con límites específicos (Tabla No 1) que afectan
las proporciones relativas de agregado y los requerimientos de cemento y agua,
así como la resistencia, economía, porosidad y durabilidad del hormigón. En
general una buena gradación nos produce los resultados más satisfactorios a un
menor costo.
LIMITACIONES DEL ANALISIS GRANULOMETRICO: 1.- No provee información de la forma del grano. 2.- Se miden partículas irregulares con mallas de forma regular. 3.- Las partículas de menor tamaño tienden adherirse a las de mayor tamaño. 4.- El número de tamices es limitado mientras las partículas tienen un número de tamaños limitados. Se denomina tamaño de la partícula al tamaño del agujero cuadrado de la malla del tamiz en el cual la partícula es retenida. Tiene significado solamente cuando se realiza a muestras representativas de agregado. CUARTEO: método para obtener una muestra representativa del tamaño adecuado, a partir de la muestra original del agregado.
Tabla No 1: ESPECIFICACIONES GRANULOMETRICAS
Procedimiento:
AGREGADO GRUESO, Método ASTM C 136: Se toma una muestra representativa del agregado mediante el cuarteo, con un peso seco, preferiblemente al horno, de aproximadamente 1000 – 3000 gramos. Se vierte la muestra sobre los tamices: 2”, 1½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, # 4, # 8 dispuesto sucesivamente de mayor a menor abertura, colocando al final un recipiente denominado fondo. Se procede a tamizar el material colocándolo en los agitadores
Agregado Grueso Agregado Fino
Tamiz % Pasado Tamiz % Pasado
1½" 100 3/8" 100
1" 90 - 100 # 4 90 - 100
½" 25 - 60 # 8 70 - 100
# 4 0 - 20 # 16 40 - 80
# 8 0 - 6 # 30 20 - 60
# 50 5 - 40
# 100 0 - 20
# 200 0 - 2
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mecánicos 15 minutos en el de movimiento vertical y 15 minutos en el de movimiento horizontal. Si no se cuenta con agitadores mecánicos se tamiza manualmente 30 minutos.Se recupera el material retenido en cada tamiz asegurándose manualmente de que las partículas hayan sido retenidas en el tamiz correspondiente. Se procede a pesar el material retenido en cada tamiz lo cual puede hacerse en forma acumulada o individual. El material que se encuentra en el fondo siempre se pesa individualmente. AGREGADO FINO, Método ASTM C 136: Se toma una muestra representativa de agregado fino mediante cuarteo, con peso seco, preferiblemente al horno, de 100 – 500 gramos y se vierte sobre los tamices: 3/8”, # 4, # 8, # 16, # 30, # 50, # 100, # 200 y el fondo, dispuestos sucesivamente de mayor a menor abertura t se procede igual que para la granulometría gruesa. Cuando se determina que la muestra posee un alto contenido de material menor que 0.074 mm se recomienda sacar la muestra al horno y lavarla sobre el tamiz # 200 (ASTM C 117) para que dicho material sea eliminado. El residuo se seca al horno durante 24 horas a 110±5°C, después de lo cual se procede según el método ASTM C 136 siendo el fondo la diferencia de peso entre la muestra seca original y la muestra seca después de lavado. Gráficos: 1.- Curva Granulométrica de la Grava (Papel Semilogarítmico 2 Ciclos) 2.- Curva Granulométrica de la Arena (Papel Semilogarítmico 3 Ciclos)
C.- PESO ESPECÍFICO Y ABSORCION
Objetivos: Determinar el peso específico y la absorción de los agregados gruesos y finos. Equipo:
Agregado Grueso: Balanzas, picnómetro, tela absorbente o papel toalla, horno,
etc.
Agregado Fino: Balanza picnómetro, molde metálico en forma de cono
truncado, apisonador metálico, ventilador, bandeja metálica, horno.
Teoría: PESO ESPECIFICO BULK: Es la relación del peso al aire de un volumen unitario de un material permeable (incluyendo los vacíos permeables impermeables del material) ,a una temperatura establecida, el peso al aire de igual densidad de un volumen igual de agua destilada a una temperatura establecida.
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PESO ESPECIFICO APARENTE: Es la relación del peso al aire de un volumen unitario de un material a una determinada temperatura, al peso al aire de igual densidad de un volumen de agua estilada a una temperatura establecida. Si el material es un sólido, el volumen será el de la porción impermeable. En el sentido más amplio, el peso específico de una sustancia es el peso de esta sustancia, dividido por el peso de un volumen igual de agua destilada en condiciones normales. El peso específico es importante por varias razones, primero, es un índice de calidad que puede utilizarse para separar el material bueno del malo. Las arcillas lamínales, el carbón de piedra y el lignito, se ha reconocido desde hace tiempo como perjudiciales para el concreto y generalmente tienen peso específico bajo. Estos materiales se pueden eliminar mediante un proceso de flotación en el que se utiliza la diferencia de pesos específicos para la separación (ASTM C 123). Segundo, pues indica cuanto espacio ocuparan las partículas de los agregados. Además nos sirven para calcular el porcentaje de huecos presentes en el agregado, así:
% HUECOS = (62.4 x Peso Específico) – Peso Volumétrico Compactado x 100
62.4 x Peso Especifico
La mayor parte de los agregados de peso normal tienen pesos específicos comprendidos entre 2.4 y 2.9. En los cálculos para el concreto generalmente se usan pesos específicos de los agregados saturados y superficialmente secos; es decir, todos los poros de cada partícula del agregado se consideran que están llenos de agua pero sin que tengan agua sobre la superficie de la partícula.
AGUA LIBRE Y ABSORCION: Ante todo trataremos los estados generales del agua en los agregados. El agua o su ausencia pueden producirle a los agregados los siguientes estados:
1. Secados al horno: este estado se define cuando al añadirles más calor ya no disminuye de peso. No contiene agua, son completamente absorbentes. Este estado se puede reproducir. 2. Secados al aire: esta condición depende de la temperatura y humedad locales. No contienen agua superficialmente pero generalmente la contienen en el interior. Son algo absorbentes. 3. Saturados con superficie seca: se llenan todos los poros de las partículas, pero no contienen agua libre en la superficie. No absorben agua ni aumentan el agua de la mezcla. Este estado se puede reproducir. 4. Húmedos: los poros interiores están llenos y contienen agua libre en la superficie.
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AGUA LIBRE: Es la que las partículas tengan en exceso de la correspondiente a los agregados saturados con superficie seca. Influye directamente en la relación agua- cemento (A/C) de la mezcla de concreto.
ABSORCION: O capacidad de absorción de un agregado es la capacidad para admitir y sostener agua en los espacios internos constituidos por los poros.
% AGUA LIBRE = % Humedad total - % Absorción
Nótese que, cuando la humedad total es baja y cuando la absorción es elevada, los agregados pueden extraer una cantidad considerable de agua libre de la mezcla, lo cual disminuye su manejabilidad.
Procedimiento:
AGREGADO FINO:
1. Obténgase aproximadamente 1000 gramos de agregado fino de la muestra, mediante un separador de muestras o cuarteándola.
2. Séquese la muestra en una bandeja, a peso constante y a una temperatura de 110±5 °C. Déjese enfriar la muestra una temperatura razonable, cúbrala con agua y déjesela en reposo por 24±4 horas.
Nota 1: cuando se usen agregados con su humedad natural para la preparación de muestras de concreto, la determinación de los valores de absorción y peso específico que vayan a ser usados, no requerirán el secado de los agregados a peso constante, y si la superficie de las partículas se han conservado humedad, puede también eliminarse al empaparlas en agua durante 24 horas.
3. Decante el exceso de agua con cuidado evitando la perdida de finos, extienda la muestra en una superficie plana no absorbente expuesta a una suave corriente de aire tibio y revuélvala frecuentemente para asegurar un secado uniforme. Continúe esta operación hasta que la muestra este en condición de “ Libre escurrimiento”. Luego colóquese una parte del agregado fino suelto, parcialmente secado, dentro del molde, sosteniéndolo firmemente sobre una superficie lisa, que no sea absorbente, con el diámetro mayor del molde hacia abajo. Golpéese suavemente la superficie 25 veces con al apisonador y luego levante el molde verticalmente. Si la humedad superficial aunestá presente el agregado fino retendrá su forma moldeada. Si esto sucede, continúese secando la muestra, agitándola continuamente, y pruébese a intervalos frecuentes hasta que el agregado fino apisonado se “suelte” cuando se levante el molde. Esto indicara que se ha alcanzado la condición de “saturado con superficie seca”. (si el agregado fino se suelta en la primera prueba quiere decir que ha sido secado másallá de su condición de “saturado con superficie seca”. En este caso, mézclese completamente añadiendo al agregado fino unos pocos milímetros de agua y permita que la muestra quede en reposo, en un envase cubierto, durante 30 minutos. Luego deberá repetirse el proceso de secado y la prueba para la condición de libre escurrimiento). Si se desean pueden emplearse otros medios
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mecánicos para lograr la condición de saturado con superficie seca (revolvedores, agitadores, etc.).
4. Introdúzcase inmediatamente y con cuidado, en el picnómetro, 500 gr (una cantidad distinta de 500 gr, pero no menor de 50 gr podrá ser usada; en este caso, el peso empleado se colocara en lugar de la cifra 500 en las formulas) del agregado fino, preparado como se describe anteriormente, y llénese con agua hasta un 90%, aproximadamente, de su capacidad.
5. Mueva (con ligeros movimientos rotativos), invierta y agite suavemente el picnómetro para eliminar todas las burbujas de aire.
6. Determínese el peso total del picnómetro t muestra t agua.
7. Sáquese el agregado fino del picnómetro, secándolo a peso constante a una temperatura de 110 ±5°C. Enfríesele a temperatura ambiente, de ½ a 1½ horas y luego pésese la muestra.
8. Determínese el peso del picnómetro lleno con agua hasta su marca de calibración.
AGREGADO GRUESO:
1. Seleccione por medio de un separador o cuarteándola aproximadamente 2000 gr del agregado de la muestra que se va a ensayar, desechando todo el material que pase el matiz # 4.
2. Después de lavar completamente, removiendo el polvo y otras sustancias adheridas a la superficie de las partículas, séquese la muestra, a peso constante, a la temperatura de 110 ± 5° C. Enfríese a la temperatura ambiente, de 1 a 3 horas, luego sumérjase el agregado en agua, a la temperatura ambiente, durante 24 ± 4 horas (Remítase a NOTA 1 del procedimiento para agregado fino).
3. Sacar del agua aproximadamente 500 gr de material saturado y hágalo “rodar” en una tela absorbente, suficientemente grande, hasta que todas la partículas de agua visibles sean removidas. Séquese las partículas mas grandes individualmente. Tenga cuidado de evitar la evaporización del agua de los poros del agregado durante la operación de secado.
4. Pese la muestra en su condición de saturada con superficie seca y registre ese peso.
5. Colocar el material en el picnómetro, llenarlo hasta aproximadamente el 50% de su capacidad.
6. Colóquese en la maquina succionadora (15-20 min.) para eliminar las burbujas de aire.
7. Complete con agua hasta la altura de calibración y registre el peso del picnómetro +agua + muestra.
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8. Extraer la muestra y secarla al horno hasta peso constante obtener ese peso seco.
9. Determínese el peso del picnómetro lleno con agua hasta su marca de calibración.
D.- DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO HIDRÁULICO
Objetivos: Aprender a diseñar una mezcla de concreto por peso según la norma del ACI (American Concrete Institute). Aprender a determinar la consistencia del concreto fresco. Aprender a determinar la resistencia del concreto a los 7 días, en cilindros de concreto. Equipo:
Mezcladora
Bandejas
Balanzas
Cono de Abrahms
Varilla para compactación
Moldes para hacer cilindros de 12 pulg de atura y 6 pulg de diámetro
Cucharones
Cuchara de albañil
Baldes
Aceite
Pila de agua
Cuarto húmedo
Equipo para cabeceo
Maquina universal de compresión
Cinta métrica
Materiales:
Grava
Arena
Cemento
Agua
Material para cabeceo (placas porosas)
Teoría: El concreto (piedra artificial construida por el hombre) es una mezcla de cemento, agregado fino, agregado grueso, agua; también puede tener cierta cantidad de aire atrapado y de aire deliberadamente incluido (obtenido mediante el empleo de un aditivo o de inclusor de aire). Es un material temporalmente plástico que puede colarse y moldearse y, más tarde, se convierte en una masa solida por reacción química. La dosificación del concreto implica el equilibrio entre una economía razonable y los requisitos específicos de trabajabilidad (manejabilidad), durabilidad, impermeabilidad, cambio de volumen, resistencia; sin embargo, para que una estructura específica, resulta económico utilizar un concreto que tenga las
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características exactas necesarias, aunque este débil en otras. Por ejemplo, el concreto para la estructura de un edificio debe poseer alta resistencia a la compresión, mientras que un concreto para una cortina de presa debe ser durable y hermético y la resistencia relativa puede ser pequeña. La trabajabilidad es una propiedad importante para muchas aplicaciones del concreto. Aunque la trabajabilidad resulta difícil de evaluar, es esencia, es la facilidad con la que se pueden mezclar los ingredientes y la mezcla resultante manejarse, transportarse y colocarse con poca perdida de homogeneidad (o sea sin que se segregue), y su capacidad para seguir con los detalles del molde. Una característica de la trabajabilidad que los ingenieros tratan de medir es la consistencia y la fluidez. Para este fin, se suele hacer la prueba de revenimiento. En dicha pueba se coloca la muestra de concreto (la cual debe ser representativa de la mezcla total a ser utilizada) en un molde de forma tronconica, de 12 pulg de altura, con un base de 8 pulg y la parte superior de 4 pulg de diámetro. (Norma ASTM C 143). Procedimiento para la determinación del revenimiento: 1. Humedezca el molde y colóquelo sobre una superficie plana no absorbente. El operador deberá sostenerlo firmemente durante su llenado apoyando los pies en las orejas destinadas a ese fin. Llene el cono, con la muestra de concreto en estudio, en tres capas, cada una aproximadamente un tercio del volumen del molde. 2. Compacte cada capa con 25 golpes con la varilla de compactación (varilla de acero con punta redondeada, de 5/8 pulg de diámetro y aproximadamente 24 pulg de longitud). Los golpes se deberán distribuir uniformemente sobre toda la sección de cada capa. Se cuidara de que los golpes no penetren la capa anterior. 3. En el llenado y compactado de la capa superior deberá de rebosar del molde antes de comenzar el compactado. Si en algún momento del compactado el nivel baja, deberá agregarse más concreto para mantener siempre un exceso de concreto arriba del molde. Al finalizar el compactado, enrase el molde utilizando la varilla de compactación. Remueva el molde inmediatamente levantándolo cuidadosamente en dirección vertical. 4. Inmediatamente mida el revenimiento determinando la diferencia entre la altura del molde y la altura de la masa de concreto. Una mezcla bien proporcionada y manejable se revendrá con lentitud y conservara su identidad original. Una mezcla deficiente se desmoronara, segregara y despedazara. El revenimiento de una mezcla dada puede aumentarse añadiendo más agua o incrementando el porcentaje de finos (cemento o agregado), incluyendo aire o incorporando un aditivo que reduzca los requerimientos de agua. No obstante, estos cambios afectan otras propiedades del concreto, a veces en forma inversa. Por lo general, el revenimiento específico debe dar la consistencia deseada con la mínima cantidad de agua y cemento. La durabilidad es otra propiedad importante del concreto. Muchas veces se ha dicho, al referirse al concreto del cemento portland, que es un material de
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construcción permanente. Lo que por desgracia no es automáticamente cierto. Es posible obtener un elevado grado de permanencia pero solamente cuando se emplean los mejores métodos y materiales. El concreto puede desgastarse bajo el efecto abrasivo de las ruedas de los automóviles o del tránsito de los peatones en las intersecciones de las calles, en las paradas de los autobuses, en las banquetas, o en otros puntos de transito concentrado. En servicio norma, sin embargo, la vida del concreto se ve afectada por otros varios efectos desintegradores, el intemperismo por efecto de la congelación y la fusión; el ataque químico. Los agentes químicos, como acido inorgánico, sodio, magnesio, potasio, aluminio y hierro; desintegran o dañan el concreto, se debe proteger el concreto con un revestimiento resistente; para obtener resistencia a los sulfatos se debe usar cemento Portland tipo V. la resistencia al desgaste por lo general, se logra con un concreto denso, de alta resistencia, hecho con agregados duros. La impermeabilidad es una importante propiedad del concreto que puede mejorarse, con frecuencia, reduciendo la cantidad de agua en la mezcla. El exceso de agua deja vacíos y cavidades después de la evaporación y, si están interconectados, el agua puede penetrara y atravesar el concreto. En particular los materiales componentes y las condiciones de curado influyen en la permeabilidad. Para producir un concreto relativamente impermeable se pueden tomar las medidas siguientes: 1. Use la relación a/c mínima (no más de 6 galones por saco). 2. Use agregados impermeables, bien graduados, del tamaño minio. 3. Manténgase la humedad de curado adecuada de manera que el gel formado en la hidratación pueda obstruir el mayor número de poros. 4. En algunos casos, estúdiese la conveniencia de usar aditivos puzolanicos. El cambio de volumen es otra característica del concreto que se debe tener en cuenta. Los cambios de volumen en el concreto se producen por el efecto directo y por la combinación de varios factores. Entre los más importantes están los debidos a los cambios de humedad, cambios de temperatura, por el asentamiento del concreto fresco, por el efecto de los agregados físicamente activos, por la combinación del cemento con el agua, por la variación de las cargas aplicadas, la expansión debida a las reacciones químicas entre los ingredientes del concreto pueden ocasionar grietas. La expansión debido a la reacción álcali-agregados puede evitarse con agregados que no sean reactivos, la expansión puede reducirse o eliminarse añadiendo a la mezcla materiales puzolanicos, como ceniza ligera. La expansión debido al calor de expansión del cemento puede reducirse manteniendo lo más bajo posible el contenido del cemento, con el cemento tipo IV, y enfriando los agregados, agua y cemento en las formas. Las expansiones debido al cambio de temperatura en el ambiente pueden reducirse con la producción del concreto de menor coeficiente de dilatación, por lo general con agregados gruesos de menor coeficiente de dilatación. La contracción al secar puede producirse, casi siempre, disminuyendo agua en la mezcla. Ahora bien, con menor cantidad de
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cemento o con un curado cuidadoso en húmedo, también se reduce la contracción. La resistencia es una propiedad del concreto que, casi siempre, es motivo de preocupación. Por lo general ser determina por la resistencia final de una probeta de compresión; pero en ocasiones por la capacidad de flexión o tensión. Como el concreto suele aumentar su resistencia en un periodo largo, la resistencia a la compresión a los 28 días es la medida más común de esta propiedad. Esta puede calcularse a partir de la resistencia los 7 días con la siguiente formula:
S28= S7+30√S7
Donde: S28=resistencia a la compresión a los 28 días, lbs/pulg2 S7=resistencia a la compresión a los 7 días, lbs/pulg2
Para S28, lbs/pulg2 S7 debe ser, por lo menos lbs/pulg2
4000 2500
3500 2120
3000 1750
2500 1390
2000 1040
La proporción agua-cemento es la que tiene mayor influencia en la resistencia del concreto; cuando mayor sea esta proporción, menor será la resistencia. La resistencia puede aumentarse disminuyendo la proporción agua-cemento, utilizando agregados para producir menor porcentaje de huecos en el concreto, curando el concreto en húmedo después de que haya fraguado, añadiendo una puzolana como ceniza ligera, vibrando el concreto en las cimbas o formas y succionando el exceso de agua del concreto que esta en las formas, con una bomba de vacío. La dosificación de una mezcla para concreto que satisfaga los requisitos de la obra puede ser una operación relativamente sencilla, y el método usado puede resultar de relativa poca importancia en las estructuras sencillas que no quedan expuestas a condiciones de intemperismo excesivo. Para estos trabajos el método ordinario de indicar la mezcla seria usando partes proporcionales, por peso o por volumen, tomando como unidad el cemento. Una mezcla 1:2:4 se puede pedir al fabricante, y contendrá una parte de cemento, 2 artes de agregado fino y cuatro partes de agregado grueso y suficiente agua para satisfacer los requisitos del que va colar el concreto. Dos métodos son de importancia especial para los estudiantes de la tecnología del concreto, por su gran aceptación y aplicabilidad. El primero de ellos es simplemente un método de tanteos, en el que se prueban varias combinaciones hasta obtener una mezcla satisfactoria. El segundo es el aplicado por el American Concrete Institute (ACI 613-54) que se ha adoptado extensamente por lo certero
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del procedimiento, la facilidad para hacer ajustes en el campo, y por qué generalmente da resultados satisfactorios. METODO DE DOSIFICAION ACI: A través de los años se ha reunido un cumulo de datos relativos a todas las facetas de la dosificación de las mezclas, y el método del ACI utiliza estos datos para predecir algunos resultados dentro de una gran variedad de condiciones específicas. Para utilizar este método se debe conocer tanto el peso específico del agregado grueso como el del agregado fino, el peso volumétrico del agregado grueso apisonado, la humedad y absorción de los agregados finos y grueso. También es necesario el peso específico del cemento que generalmente se supone de 3.15. Procedimiento: Es esencial un mezclado completo para la producción de un concreto uniforme. Por lo tanto, el equipo y los métodos empleados deben ser capaces de mezclar eficientemente los materiales de concreto. 1. Pesar todos los materiales. 2. Añadir agua a la mezcladora para saturarla y luego sacarla. 3. En una hormigonera no se introduce primero el cemento porque en sus paredes se adhiere el cemento formando capas. Lo mejor es primero introducir un poco de agua de mezclado. Luego la mitad de la grava, toda la arena y el resto del agua; de esta forma el agregado gruesa raspa las paredes de la hormigonera. 4. El tiempo de mezclado debe basarse en la cantidad y el tipo de hormigonera, por ejemplo: Para hormigonera cuya cuba sea de diámetro igual o menor de 1m:
a. Hormigonera de eje vertical: ½ min b. Hormigonera de eje inclinado: 2 min c. Hormigonera de eje horizontal: 1 min
El tiempo mínimo de mezclado aumenta directamente proporcional con el aumento del diámetro de la hormigonera. Este tipo debe medirse a partir del momento en que todos los ingredientes estén dentro de la mezcladora. 5. Una vez batido o mezclado el hormigón se debe mezclar sobre una plataforma de madera o metálica, se mezcla un poco manualmente por si el material se ha segregado. 6. Determinar el revenimiento. 7. Hacer los cilindros de prueba: los moldes deben de estar aceitados y se llenan en tres capas, compactando cada capa con 25 golpes e insertar una espátula alrededor del cilindro, con la misma enrasar la superficie. Los cilindros deben ser claramente marcados con fecha, lugar y lote del hormigón. Esto puede hacerse por inscripción en el concreto fresco o colocando un papel sobre el concreto. Después de 18 horas, pero antes de 48 horas se deben desmoldar los cilindros de hormigón y colocarlos en un tanque de agua. 8. Determinar la densidad del cilindro.
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9. Determinar la densidad a la compresión de los cilindros. El cilindro debe ser aplastado en la dirección de su longitud axial, pero como la cara superior e inferior de los cilindros no tiene un acabado adecuado para ponerlos directamente en la presa, se debe hacer un revestimiento en los extremos del cilindro con un material especial llamado material de cabeceo (30% de arcilla y 70% de azufre). Este material de cabeceo se calienta hasta fundirlo, luego se coloca una cantidad en un molde especial y enseguida se coloca el cilindro de hormigón verticalmente en el mismo molde. Para obtener resultados confiables se recomiendo revestir ambos lados del cilindro. El cilindro así revestido se coloca en posición centrada en la máquina de compresión universal y se aplica carga hasta que falle.
Conclusión: 1.- Comparar el Módulo de Ruptura obtenido mediante la práctica de laboratorio con los parámetros establecidos por la prueba de la resistencia a la flexión (Métodos del ACI, Mexicano y del PCA). Cumple con las especificaciones, Sí. No y Por qué? Cálculos:
PESO VOLUMETRICO
A.- Porcentaje de Humedad
1.- Peso de la muestra Húmeda (grs) PH.
( )
2.- Peso de la muestra Seca (grs) PS.
( )
3.- Porcentaje de Humedad (% )
4.- Porcentaje de Humedad Promedio. (% )
B.- Peso Volumétrico Compactado (Grava).
1.- Peso del Material. (grs)
( )
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2.- Peso del Material. (lbs.)
( )
3.- Peso Volumétrico Húmedo. ( ⁄ ) PVH
( )
4.- Peso Volumétrico Seco. ( ⁄ )
5.- Peso Volumétrico Seco Promedio ( ⁄ )
PESO ESPECIFICO Y ABSORCION
Arena
A: Peso Arena Seco al horno. B: Peso del Picnómetro + Agua. C: Peso del Picnómetro + Agua + Arena. 1.- Peso Específico Bulk
2.- Peso Específico Bulk Saturado con Superficie Seca
3.- Peso Específico Aparente
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4.- % Absorción
5.- % de Agua Libre
Grava
A: Peso Grava Seco al horno. B: Peso Grava Saturado con Superficie Seco. C: Peso (Picnómetro + Agua + Grava) – Peso (Picnómetro + Agua). 1.- Peso Específico Bulk
2.- Peso Específico Bulk Saturado con Superficie Seca
3.- Peso Específico Aparente
4.- % Absorción
5.- % de Agua Libre
6.- % Huecos
( )
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DOSIFICACION
1.- Relación agua – cemento. ( ⁄ )
Tabla No. 1
2.- Peso del Agua ( ) ⁄
Tabla No. 2
3.- Peso del cemento ( )
⁄
⁄
⁄
4.- Volumen de Grava Seco y Compactado ( )
⁄
V’g = X * Vt Donde X = Tabla No. 3 (Interpolar o Extrapolar si es necesario)
Vt = 27 pie³/yrd³
5.- Peso de la Grava ( ) ⁄
6.- Volumen de Agua ( )
⁄
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7.- Volumen de Cemento. ( )
⁄
⁄
8.- Volumen de Aire ( )
⁄
⁄
X = Tabla No. 2
9.- Volumen de Grava ( )
⁄
⁄
( )
10.- Volumen de Arena ( )
⁄
( )
11.- Peso de Arena ( )
⁄
⁄
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( )
12.- Peso Total. ( )
⁄
Para hacer 1 cilindro y 1 viga necesitamos 150 libras de mezcla de concreto
hidráulico y haciendo uso de regla de tres convertimos todos los pesos a libras
( )( )
13.- Corrección de pesos por humedad.
( )
( )
( )
( )
( ) ( )
( )
( )
14.- Dosificación (C: S: G)
CALCULOS PARA CILINDRO
1.- Carga Máxima (Qmax) Lbs 1 KN = 101.971 kgs 1 Kgs = 2.2 Lbs
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2.- Área (A) pulg² A = πD² / 4 3.- Esfuerzo (σ) PSI σ = Qmax / A
CALCULOS PARA VIGA
1.- Carga Máxima (Qmax) Lbs De KN convertirlo a Lbs 2.- Módulo de Ruptura (MR) PSI Si cae en el Tercio Medio MR = (Qmax * L) / (b*d²) Si NO cae en el Tercio Medio MR = (K * Qmax * a) / (b*d²) Donde, L = 18 pulg K = 3 a = Distancia en pulg del origen de la falla al apoyo más cercano 3.- Valores Mínimos Permisibles según varios reglamentos ACI MR = 0.13 F’c MEXICANO MR = 0.12 F’c PCA MR = De 8*(F’c)½ Hasta 10*(F’c)½
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EVALUACION
1.- Explique mediante esquemas como se clasifican los pavimentos rígidos 2.- Diferencia entre una Junta y una Pasajunta ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3.- Explique brevemente el proceso de llenado de los moldes de la viga y del cilindro ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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VALOR EQUIVALENTE DE ARENA DE SUELOS Y DE
AGREGADOS FINOS
Objetivos:
El propósito de este método es indicar, bajo condiciones estándar, las
proporciones relativas de arcilla o plásticos finos y polvos presentes en suelos
granulares y agregados finos que pasan el tamiz #4. El término “equivalentes de
arena” expresa el concepto de que la mayoría de los suelos y agregados finos son
mezclas de partículas gruesas deseables, arena y generalmente arcilla o finos
plásticos y polvos indeseables.
EQUIPO:
1. Cilindro de plástico transparente graduado en decimas de pulgada hasta 15
pulg. comenzando desde el fondo; tapón plástico que se ajuste a la boca
del cilindro; tubo irrigador; montaje de sifón y apisonador; todo según
especificaciones.
2. Recipiente medidor 2/(1/4) pulg. De diámetro con capacidad de 85+/-5 ml
(3onzas)
3. Tamiz #4
4. Embudo de boca ancha
5. Dos botes de 1 galón para conservar la solución de stock y la solución de
trabajo.
6. Bandeja para mezclado.
7. Cronometro, lecturas en minutos y segundos.
8. Mezclador mecánico para equivalente de arena, teniendo un impulso de 8
+/-0.04 pulg. Y operando a 175 +/-2 cpm.
9. Mezclando manual para equivalente de arena (opcional) capaz de producir
un movimiento oscilatorio medio de 100 ciclos completos en 45 +/-5
segundos.
Materiales:
I. Solución de Stock: cloruro anhidro de calcio, glicerina y formaldehido –
Disuelva 453gr. de cloruro de calcio en ½ galón de agua destilada, enfríelo
y fíltrelo en un papel filtro previamente doblado. Añada 2050gr, de glicerina
y 47gr. de formaldehido a la solución ya filtrada, mézclelo bien y complételo
a 1 galón.
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II. Solución de trabajo de cloruro de calcio: prepárela diluyendo una medida
llena (85+/-5ml) de solución de stock a 1 galón con agua destilada o
desmineralizada (agua potable o agua de la llave puede ser utilizada
siempre y cuando se compruebe que la pureza es tal que afecte los
resultado).
Investigación:
1.- Clasificación de los usos de la Agregado fino de acuerdo al Valor Equivalente
de Arena, según Escario y Escario
Teoría:
Un volumen medido de suelo o agregado fino y una pequeña cantidad de la
solución floculante son vaciados dentro de un cilindro plástico y son entonces
agitados para que las cubiertas de arcillas sean desprendidas de las partículas de
arena que se encuentran en el espécimen en estudio. El espécimen es entonces
“irrigado” usando solución floculante adicional forzando al material arcilloso a
mantenerse en suspensión arriba de la arena. Después de un periodo prescrito de
sedimentación, la altura de la arcilla floculante es leída y la altura de arena a la
altura de la arcilla (multiplicada por 100).
Esta prueba da un valor empírico de la cantidad relativa, finura y carácter del
material arcilloso presente en el espécimen de prueba. Un valor mínimo de
equivalente de arena puede ser especificado para limitar la cantidad permisible de
finos arcillosos en un agregado. Esta prueba provee un método de campo rápido
para determinar cambios en la calidad del agregado durante la producción o
colocación.
Procedimiento:
Preparación de la Muestra:
1. Obtenga al menos 1500 gr de material que pase la malla #4. Puede ser
necesario que el tamizado o cuarteado deba realizarse sobre la muestra
húmeda para prevenir la segregación y perdida de polvos, debe tenerse
cuidado al agregar humedad a la muestra, de forma que se mantenga la
condición de libre flujo de materia. Los grumos presentes en la muestra
original deberán desintegrarse para pasar por el tamiz #4. Puede también
encontrarse capas de finos adheridos al material retenido en el tamiz #4.
Estas deberán de removerse secando el material grueso y deshaciéndolo
entre la mano sobre la bandeja. El polvo resultante deberá agregarse a la
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muestra. Seque cada espécimen de prueba a peso constante a 230+/-9 f
(105 +/-5C) y enfríelo a temperatura ambiente antes de la prueba. Cuartee
suficiente material para llenar 4 medidas llenas. (mientras se llena la
medida golpee el fondo de esta en la mesa de trabajo u otro superficie dura
de manera que el material se consolide y quepa más material en la medida.
(llénela hasta el borde o que rebose ligeramente).
2. Prepare el número de especímenes deseados de la manera como sigue:
2a- Manteniendo la condición de libre flujo humedezca el material
suficientemente para evitar la segregación y la perdida de finos.
2b -cuartee 1000 – 1500 gr de material. Mézclelo con un cucharÍn en una
bandeja. El mezclado y remezclado, deberá continuar por al menos 1
minuto para asegurar la uniformidad. Revise el material a que tenga la
condición necesaria de humedad, apretando una pequeña porción del
material previamente mezclado en la palma de la mano. Si lo que se
obtiene es una forma que se pueda ser manejada cuidadosamente sin
romperse, el contenido correcto de humedad ha sido obtenido. Si el
material esta seco, la forma moldeada se desmoronara y será necesario
agregar agua y re mezclar y seguir probando hasta obtener el contenido
correcto de humedad. Si el material muestra agua libre quiere decir que
esta muy húmedo y deberá ser drenado y secado al aire, mezclándolo
frecuentemente para asegurar uniformidad. Si la humedad es la correcta el
material se utilizara de inmediato. Si el contenido de humedad esta fuera de
los límites, la muestra deberá ser colocada en una bandeja, cubierta con un
paño o una toalla húmeda que no se encuentre en contacto con el material,
y permitirle reposar por lo menos 15 minutos.
2c- Después del tiempo de curado mínimo, mézclelo de nuevo por 1 minuto
sin agua. Cuando este bien mezclado forme un cono ayudándose con el
cucharÍn.
2d- Tome la medida en una mano y empuje directamente en la base del
montón mientras se mantiene la otra mano firmemente apretada contra el
montón opuesto a la medida. Mantenga suficiente presión en el llenado.
Preparación del Aparato:
1. Adapte el montaje de sifón a un bote de una galón de la solución de trabajo.
Coloque el bote en un estante de 3 pies +/-1 pulg. Arriba de la superficie de
trabajo.
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2. Ponga a funcionar el sifón soplándolo en la parte superior del bote de la
solución através del pedazo pequeño del tubo, mientras la tenaza de
presión permanece abierta.
3. Cuando se utilice mezcladores mecánicos o manuales, asegure el aparato
a un borde firme y nivelado.
Realización de la Prueba:
1. Sifoneé 4+/-0.1 pulg. de la solución de trabajo dentro del cilindro plástico.
2. Coloque uno de los especímenes de prueba (una medida llena) dentro del
cilindro plástico usando el embudo para evitar derramaciones.
3. Golpee firmemente el fondo del cilindro con la palmada de la mano varias
veces para desalojar las burbujas y ayudar en el humedecimiento de la
muestra.
4. Permita al espécimen humedecido y cilindro estar en reposo por 10+/-1
minuto.
5. Al terminar los 10 minutos de periodo empapado, tape el cilindro, luego
despegue el material del fondo invirtiendo parcialmente y agitando
simultáneamente el cilindro.
6. Después de aflojar el material del fondo del cilindro, agite el cilindro y su
contenido por medio de uno de los tres métodos siguientes:
6a- Método de mezclado mecánico: coloque el cilindro tapado en el
mezclador mecanice de equivalente de arena, fije el tiempo y permita a la
maquina agitar el cilindro y su contenido por 45+/-1 segundo.
6b- Método de mezclado manual: Asegure el cilindro tapado en las tres
pinzas del aparato y coloque el contador en cero. Agítelo 100 veces.
6c- Método a mano: Sostenga el cilindro en posición horizontal y agítelo vigorosamente con movimiento horizontal de extremo a extremo. Agite el cilindro 90 ciclos en aproximadamente 30 segundos, usando un impulso de 9 +/-1 pulg. Un ciclo es definido como un movimiento completo de adelante hacia atrás. Para agitar el cilindro aproximadamente a esa velocidad, será necesario que el operador la haga con los antebrazos solamente, relajando el cuerpo y los hombros. Siguiendo la operación de agitado, coloque el cilindro en posición vertical en la mesa de trabajo remueva el tapón
7. Procedimiento de Irrigación: 7a- Durante esta etapa, mantenga el cilindro vertical y la base en contactó
con la superficie de trabajo. Inserte el tubo irrigador en la parte superior del
cilindro, remueva la pinza de la manguera y lave el material de las paredes
del cilindro al tiempo que el irrigador va descendiendo. Empuje el tubo
irrigador a través del material que se encuentra en el fondo del cilindro
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aplicando una suave presión y rotación mientras la solución de trabajo fluye
del extremo irrigador. Esto lava el material fino que se encuentra dentro de
la suspensión hacia arriba de las partículas más gruesas de arena.
7b.- Continúe aplicando la acción de presión y rotación mientras los finos
son lavados hacia arriba hasta que el llenado alcance la marca de 15
pulgada. Luego levante el tubo irrigador lentamente sin cortar el flujo, de
manera que el nivel del líquido se mantenga a aproximadamente 15
pulgada mientras el tubo irrigador está siendo retirado. Regule el flujo justo
antes de que el tubo irrigador sea totalmente retirado y ajuste el nivel final a
15 pulgada.
7c.- Permita al cilindro y su contenido está en reposo por 20 minutos +/- 15
segundos. Comience el conteo del tiempo inmediatamente después que el
tubo irrigador ha sido retirado completamente.
7d.- Al final de los 20 minutos de periodo de sedimentación, lea y registre el
nivel de la parte superior de la suspensión de arcilla en el cilindro graduado,
esto se llama “Lectura de arcilla”. Si al final de los 20 minutos de periodo de
sedimentación no se ha formado una línea clara de demarcación, deje a la
muestra permanecer en reposo hasta que la lectura de arcilla pueda ser
obtenida, luego inmediatamente lea y registre el nivel de la suspensión de
arcilla y el tiempo total de la sedimentación. Si el tiempo total de
sedimentación excede 30 minutos, repita la prueba utilizando tres muestras
individuales del mismo material: Lea y registre solamente la altura de la
columna de arcilla de la muestra que requiera el periodo más corto de
sedimentación.
7e- Determinación de la Lectura de Arena. Después de que la lectura de
arcilla ha sido tomada, coloque el apisonador sobre el cilindro y suavemente
bájelo hasta que descanse sobre la arena. Evite que el indicador golpee la
boca del cilindro cuando el montaje esta siendo bajado.
7f- cuando el apisonador viene a descansar sobre la arena, voltee el
montaje cerca de las graduaciones del cilindro hasta que el indicador toque
el interior del cilindro. Reste 10 pulg, del nivel indicado por el extremo
superior del indicador y registre este valor como la “Lectura de Arena”.
Nota: Si se utiliza el indicador de lectura de arena y apisonador mostrado en la
figura 1, modifique la determinación de la lectura de arena de la siguiente
forma: mientras el apisonador está siendo bajado, mantenga uno de los
tornillos centrales en contacto con la pared del cilindro cercana a las
graduaciones, de manera que pueda ser vista en cualquier momento. Cuando
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el apisonador ha alcanzado la arena, lea y registre el nivel de la ranura del
tornillo central. Esta lectura es llamada “Lectura de Arena”.
7g- Cuando se está tomando la lectura de arena, tenga cuidado de no
presionar hacia abajo el apisonador puesto que esto podría causar una
lectura errónea.
7h- Si las lecturas de arcilla o arena caen entre las graduaciones de 0.1
pulg, registra el nivel de la graduación superior como lectura por ejemplo:
Un nivel de arcilla de 7.95 se registrara como 8.0 un nivel de arena a 3.22
se registrara como 3.3.
7i- Para vaciar el cilindro, inserte el tapón y apriételo de arriba hacia abajo
en posición invertida hasta que el taco de arena sea desintegrado, entonces
vacie inmediatamente. Lávelo 2 veces con agua.
Cálculos:
1. Calcule el equivalente de arena (SE) a la décima más cercana con la
siguiente fórmula.
2. Cuando el resultado de este cálculo no es un numero entero, el SE será el
numero entero próximo más alto, ejemplo:
3. Para determinar el SE de un material de una serie de pruebas realizadas en
él, se promediara el SE de cada prueba y él Se será ese promedio
aproximándolo al entero más alto si el resultado no es un numero entero,
así:
4. Si los valores de SE son: 42, 44 y 41, entonces:
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Especificaciones:
Tratamos con una cifra de o a 100, valores altos del equivalente de Arena indican
que existen pocos finos. Según Escario y Escario, un SE mayor de 75 indica un
material propio para hormigones o morteros hidráulicos; un SE menor de 25 indica
un suelo plástico peligroso.
Conclusiones:
1.- Con el Valor Equivalente de Arena (SE) obtenido en cada muestra compararla
con la tabla de investigación (Según Escario y Escario) y determinar el uso que se
le puede dar a dicho agregado fino
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PRUEBA A LOS ASFALTOS
Objetivos Generales:
Clasificar el asfalto según sus características y con ello predecir la bondad
del asfalto para una aplicación determinada.
Control de calidad del asfalto basándonos en especificaciones.
Teoría General:
Pavimento: es el acondicionamiento del suelo o del material que sobre la
terracería (terreno de fundación) se coloque para que llenara las siguientes
condiciones:
Formar una superficie uniforme.
Tener resistencia para soportar las cargas.
Tener resistencia al desgaste producido por efecto abrasivo de las llantas.
Tener resistencia al intemperismo todas las partes expuestas.
Tener resistencia a los efectos del agua capilar y de filtración
.
La estructura del pavimento está constituida por diferentes capas: sub-base, base,
capa de rodamiento y sello.
TERRENO DE FUNDACION: Aquel que sirve de fundación al pavimento después
de haber sido terminado el movimiento de tierra y que, una vez compactado, tiene
las secciones transversales y pendiente especificadas en los planos de diseño.
SUPERFICIE SUBRASANTE: La correspondiente al terreno de fundación.
SUB-BASE: La capa de material seleccionado que se coloca encima dela su-
rasante.
BASE: La capa de material pétreo, mezcla de suelo – cemento, mezcla
bituminosa, o piedra triturada, que se coloca encima de la sub- base.
CAPA DE RODAMIENTO: La que se coloca encima de la base y esta formada por
una mezcla bituminosa o de concreto.
CARPETA DE DESGASTE O SELLO: La que se coloca sobre la capa de
rodamiento y está formada por una mezcla bituminosa.
SUPERFICIE RASANTE: La que soporta el tránsito de los vehículo.
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Los pavimentos pueden ser:
RIGIDOS: la capa de rodamiento es de losa de concreto, por lo que también se
llama pavimento de concreto hidráulico.
FLEXIBLES: La capa de rodamiento es una carpeta asfáltica formada sobre varias
capas de materiales seleccionados.
Asfaltos:
Los materiales asfalticos se han conocido y usado en la construcción de caminos
desde tiempo muy remotos. El asfalto usado en la antigüedad era de origen
natural, se encontraba en charcos y lagos de rocas porosas como arsénicas y
calizas. La gilsonita es otra forma de asfalto que ocurre e las grietas de las rocas o
en vetas.
Prácticamente todo el asfalto que se usa en la actualidad se obtiene por la
destilación del petróleo crudo es posible debido a la diferencia de los pesos
moleculares de sus diferentes fracciones. El aceite crudo entra a una torre de
destilación fraccionada, en la que las fracciones más ligeras, el keroseno, la
gasolina, la nafta y otras se desprenden primero. El residuo de la torre se puede
utilizar como aceite combustible pesado o como aceite para caminos. Este último
es el producto asfaltico líquido y se clasifica como del grado de fraguado lento.
TIPOS IMPORTANTES DE ASFALTO:
Cemento asfaltico: son hidrocarburos semisólidos remanentes después que los
aceites lubricantes, así como también los combustibles, han sido extraídos del
petróleo.
Asfalto rebajado o asfalto líquido: resultan del licuado del cemento asfaltico
mediante la adición de un fluidificante destilado de petróleo ligero y volátil. Cuando
se expone a la intemperie se evapora al destilado quedando únicamente el CA.
Hay tres tipos:
De curado rápido (CR)= CA fluidificado con gasolina o nafta.
De curado medio (CM)= CA fluidificado con kerosene.
De curado rápido ()= CA fluidificado con aceite poco volátil.
Emulsiones asfálticas: son líquidos de color chocolate casi tan fluido como el
agua y de la cual contiene entre 40% - 50%, son mezclas en las cuales se
dispersan glóbulos diminutos de asfalto en agua o en una solución acuosa, por
medio de un emulsionador.
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PRUEBAS A LOS ASFALTOS:
Los asfaltos deben ser sometidos a pruebas de laboratorio con el fin de saber sus
características y ver si se encuentra dentro de las especificaciones marcadas por
la fuente de producción. Las pruebas que comúnmente se ejecutan con los
asfaltos empleados en pavimento son los siguientes:
1. Consistencia: en los cementos asfalticos se mide por medio de la prueba
de penetración de los asfaltos líquidos mediante la prueba de viscosidad de
los residuos que resultan después de volatizar los cuerpos ligeros en los
asfaltos líquidos, por medio de la prueba de penetración si el residuo es
semisólido, por el ensayo de flotación si es líquido.
a. Prueba de Penetración:
Objetivo: determinar el (porcentaje) de dureza del residuo de la destilación
de los asfaltos rebajados o del cemento asfaltico.
Equipo: aparato de penetración sin fricción apreciable, aguja de acero con
vástago del peso aproximado de 50 gr, pesas de 50 gr; recipiente de vidrio
de fondo plano donde se prueba la muestra.
Se coloca el (espécimen) al aparato de penetración y se pone la
aguja en contacto con la superficie de asfalto.
Se deja caer la aguja durante 5 seg., al cabo de los cuales se medirá
en la caratula la distancia penetrada.
Se repite el proceso unas tres veces cuidando de limpiar la aguja, ya
que pequeñas irregularidades afectan los resultados. Los puntos de
la muestra en que se realicen las pruebas no deben estar a menos
de 1 cm de la pared del recipiente, ni a menos de 1 cm de distancia
entre sí. La penetración reportada debe ser el promedio vinculado
entre sí. La penetración reportada debe ser en el promedio
vinculado, aproximado a la unidad más cercana.
b. Prueba de Viscosidad:
Objetivo: determinar el grado de fluidez de un asfalto líquido a una
temperatura determinada.
Equipo: un viscosímetro saybolt Standard con orificio furol (3.149 mm) y un
orificio universal (1.765 mm); un matraz aforado de vidrio, para viscosidad,
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de 60 ml de capacidad; un termómetro de inmersión y un baño de aceite
con temperatura controlable.
Procedimiento: se coloca la muestra (150 gr) en el vaso de precipitación
sumergido en el baño procurando que no se formen burbujas y se agita el
termómetro para uniformar la temperatura.
Se espera hasta que la muestra alcance la temperatura de prueba.
Se abre el obturador y se empieza a contar el tiempo en segundos
que tarda el producto en llenar el matraz de 60 ml a través del tubo
furol.
2. Punto de Ignición:
Objetivo: determinar la temperatura critica de una asfalto para eliminar los
peligros de incendios durante el calentamiento y manipulación del mismo al
desprenderse vapores que al mezclarse podrían inflamarse
espontáneamente cuando una pequeña llama se ponga en contacto con
ellos.
Equipo: copa abierta de Cleveland; termómetro; mechero con movimiento
horizontal y fijo.
Procedimiento: se llena la copa hasta la mar5ca interior con el producto
asfaltico previamente calentado.
Una llama se calentara la parte inferior de la copa de tal forma que la
temperatura del asfalto suba a una relación aproximadamente () por min.
Se agitara el asfalto con el termómetro para informar la temperatura.
A intervalos de cada grado centígrado se separar una pequeña flama
horizontal por los bordes de la copa y se observara si se produce pequeñas
chispas entonces se anota la temperatura que marca el termómetro, que
será el punto de significación del producto.
3. Ductilidad:
Objetivo: determinar que tanto puede estilizarse el asfalto sin romperse
para prevenir que la carpeta no se agriete a presentarse algún
desplazamiento.
Equipo: molde para fabricar una briqueta de asfalto; glicerina y arcilla de
china para prevenir que la briqueta de adhiera al molde, aparato de prueba
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donde se sumerja la muestra en un baño de agua a 25 °c con una velocidad
de 5 cm/min.
Procedimiento: Se amalgama el molde de latón para formar la briqueta de
prueba para evitar que se adhiera el asfalto. La amalgama se forma con
glicerina y arcilla de china. Se coloca el molde en posición horizontal y se
vaciara el asfalto que ha sido previamente fundido con la temperatura más
baja posible hasta alcanzar un nivel ligeramente mayor al enrase. Se deja
enfriar a temperatura ambiente durante 40 min, después de lo cual se
sumergirá la briqueta y el molde en un baño de agua de 25c y se
mantendrá durante una hora y media después de la cual desmolda la
briqueta y se coloca en el aparato de prueba debiendo quemar la briqueta a
no menos de 2.5 cm. De la superficie (sumergida). Se pondrá en marcha el
aparato y se mide la distancia que desaloja la mordaza hasta que se rompa
la briqueta esta distancia en cms. Expresará la ductilidad del asfalto.
4. Destilación:
Objetivo: determinar la cantidad de disolvente que contiene el producto
asfaltico y conocer sus características en no referente a volatilización.
Equipo: termómetro, matraz de destilación de 500 ml con tubo
condensador; probeta.
Procedimiento: se coloca en el matraz de destilación 200 gr de asfalto y se
anota su peso, calculando luego el volumen a partir de la velocidad del
asfalto. Se ajusta el termómetro en el matraz de destilación de modo que el
bulbo quede retirado del fondo del matraz uno 7 mm. Se hace calcular agua
fría por el condensador conectando la entrada de agua. Se elabora la
temperatura del asfalto en el matriz y se seguirá calentando gradualmente
para que los disolventes volátiles se desprendan, condensen y caigan en la
probeta graduada. Se anota los volúmenes destinados a diferentes
temperaturas: 190 °c, 225 °c, 260 °c, 315 °c y 360 °c (374°f, 437 °f, 500 °f y
680 °f). Se retirara la fuente de calor, se desconectara el matraz de
destilación del condensador. Calcular los porcentaje destilado a cada una
de las temperaturas anteriores, dividiendo los volúmenes destinados
correspondiente entre el volumen total destinado a 360 °c y multiplicando
por 100 el resultado: %D= (DVT/DVT) x100
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5. Solubilidad: el cemento asfaltico puro es completamente soluble en
bisulfuro de carbono y en tetra cloruro de carbono. Como las sustancia
minerales y otros productos extraños son insolubles de estos solvente,
pueden por lo tanto usarse para desteñir la presencia de la misma la
razones de seguridad y comodidad, es solvente preferido es el tetra cloruro
de carbono (por no se inflamable)
Procedimiento: trata una muestra de peso conocido con el solvente filtrar la
solución, para conocer cualquier cuerpo insoluble que pudiera encontrarse
cerca y pesar el material insoluble. Se calculó el procedimiento insoluble y
este valor, sustraído de 100 % da el porcentaje soluble en disulfuro de
carbono o tetra cloruro de carbono.
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AGREGADOS MINERALES
Lección 1
AGREGADOS PARA MEZCLAS ASFALTICAS
INTRODUCCION
La cantidad de agregado mineral en las mezclas asfálticas para pavimentación es
generalmente del 90 a 95% en peso y del 75 a 85% en volumen. Los agregados
minerales son los principales responsables de la capacidad de carga del
pavimento. Además el agregado influye notablemente en el comportamiento del
pavimento.
Los agregados minerales han sido definidos como cualquier material inerte y duro
con partículas o fragmentos graduados usado en la mezcla. Ello incluye arena,
grava, piedra partida, escoria, desechos o polvos de rocas.
Existen otras definiciones del agregado mineral que generalmente reflejan el
propósito para el cual el material es usado. Por ejemplo, la designación ASTM D 8
define el agregado como un ¨un material granular de composición mineral tal
como la arena, ripio, conchilla, escoria, o piedra partida, usado con un medio
cementante para formar morteros o concretos o solos como capas de bases
balastos de ferrocarriles, etc.
ORIGEN DE LAS ROCAS
No es propósito de esta lección describir en detalle el origen de las rocas, de las
cuales proceden los materiales denominados agregados. Sin embargo es
indispensable un breve comentario ya que el conocimiento de su origen es
importante para entender la producción de agregados minerales.
Las rocas están clasificadas en tres grupos generales: sedimentarias, ígneas y
metamórficas. Esta clasificación indica el origen o la formación de las rocas.
Rocas Sedimentarias
Las rocas sedimentarias se han formado por la acumulación de sedimentos en el
agua o depósitos por el viento. El sedimento puede estar constituido por rocas y
fragmentos o partículas minerales de varios tamaños (conglomerado, arenisca,
pizarra); de restos o de productos animales o plantas(ciertas piedras calizas y
hulla); del producto de la acción química o de la evaporación( sal, yeso); o de
mezclas de estos materiales. Algunos depósitos sedimentarios están constituidos
por partículas despedidas por volcanes y depositadas en la tierra o en el agua. Un
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51
aspecto característico de depósitos sedimentarios es el de tener una estructura
en capas. Esta estratificación es el resultado directo del sistema de formación, la
deposición del material en el lecho del mar o un lago.
Rocas Ígneas
Las ígneas están formadas por el enfriamiento y solidificación del material caliente
fundido (magma) despedido por erupción desde el interior de la corteza terrestre o
que ha quedado atrapado dentro de ella. Se dividen en rocas extrusivas e
intrusivas. Las primeras fueron formadas por la eclosión y posterior deposición de
materiales sobre la superficie de la tierra, tales como la producida por la acción
volcánica, y se distinguen en general, por su estructura vidriosa (riolita, andesita,
basalto, etc.) las segundas fueron formadas por el enfriamiento y solidificación a
grandes profundidades dentro de la corteza terrestre. Son de textura totalmente
cristalina (granito, diorita, gabro, etc.). Aunque originalmente fueron formadas
dentro de la corteza terrestre, están en el presente frecuentemente expuestas a
movimientos terrestres y a erosión.
Rocas Metamórficas
Las metamórficas están por lo general formadas por la modificación de rocas
sedimentarias e ígneas como resultado de presiones intensas debidas a
movimientos terrestres y por el calor excesivo o disoluciones. Los factores que
causan tal modificación son complejos y la forma original de la roca alterada es
difícil de determinar. Un aspecto distinto de las rocas metamórficas es el de tener
sus caras paralelas en las cuales de disponen los minerales que forman las rocas.
Esta disposición se denomina exfoliación. Estos planos constituyen zonas de
debilidad a lo largo de las cuales las rocas pueden ser partidas mucho más
fácilmente que en otras direcciones. Los ejemplos de rocas exfoliadas son la
gneiss y los esquistos (material ígneo alterado) y la pizarra ( procedente de la lutita
alterada). El mármol (piedra caliza alterada) y la cuarcita (procedente de la
arenisca) son de tipos comunes de rocas metamórficas de textura masiva, por lo
común sin exfoliación.
FUENTES DE AGREGADOS
Los agregados para pavimentación asfáltica son generalmente clasificados de
acuerdo a la fuente o medios de obtención. Incluyen los agregados procedentes
de minas o de los agregados procesados y los agregados sintéticos o artificiales.
Agregados procedentes de las minas o de canteras
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El ripio y la arena son agregados naturales; materiales típicos que pueden
obtenerse directamente en minas o bancos. El ripio se define como un agregado
de partículas de 75mm (3¨) a 4.75 mm (N 4). La arena esta constituida por
partículas de 4.75 mm(N 4) a 75 m (N200). Los tamaños menores de 75 m
(N200) incluyen las fracciones limosas.
Las rocas expuestas son desgastadas y degradadas por muchos procesos de la
naturaleza tanto físicos como químicos. Los productos de los procesos de la
degradación son generalmente trasportados por el viento, agua o hielos
deslizantes y depositados como material del suelo en diversas formas.
Los ripios están distribuidos extensamente pero sus depósitos raramente se
encuentran sin alguna proporción de arena y posiblemente limo. Las arenas de
mar, alguna de las cuales se han extendido a gran distancia tierra adentro, son
materiales de tamaño uniforme y las arenas de rio casi siempre contienen
grandes cantidades de ripio, limo y arcilla.
Los agentes naturales de transporte influyen además en la forma de las partículas.
Los cantos redondeados de los guijarros de los depósitos en áreas son un
ejemplo. Otro es el del ripio redondeado y pulido y las partículas de arena en
corrientes acuosas. Los depósitos de grava y arena son tamizados generalmente
en tamaños apropiados y lavados para remover partículas extrañas, antes de ser
utilizados en pavimentos asfalticos.
Agregados Procesados
Los agregados procesados incluyen al ripio natural o rocas que han sido trituradas
y tamizadas. El ripio natural a veces triturado para hacerlo mas apropiado para su
uso en mezclas asfálticas para pavimentación. La calidad puede ser mejorada por
medio de la trituración, al cambiar las texturas superficiales de las partículas
redondeadas en partículas angulosas con mejoras además en la distribución o
rangos de tamaño de las partículas.
La piedra partida proviene de la trituración de los fragmentos extraídos de los
yacimientos o de grandes piedras, teniendo todas las partículas sus caras
fracturadas. En la producción de la piedra triturada se rompen solidos escalones
de la roca sana de una cantera mediante un dinamitado y posteriormente se los
reduce a trituradoras de piedra. El producto triturado puede ser tamizado para
obtener el tamaño del agregado deseado. Algunas veces, por razones de
economía, el material triturado es usado tal como se lo produce con un ligero
tamizado o sin él. Este agregado se le denomina agregado ¨triturado sin tribar¨, y
en muchas oportunidades puede ser usado en la construcción de pavimentos
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53
asfalticos, especialmente si la graduación de los tamaños de las partículas es
razonablemente bueno.
En la trituración de la piedra caliza, el polvo de roca producido en la operación es
separado generalmente del material de 6mm (1/4¨), o mayor. Este material puede
ser usado como arena triturada o procesarla aún más hasta llegar a un tamaño
máximo nominal de 0.6mm (0.025¨) para su uso como relleno mineral (¨filler¨) en
mezclas para pavimentación.
Agregados Sintéticos o Artificiales
Los agregados resultantes de la modificación o cambios tanto físicos como
químicos de algunos materiales son llamados comúnmente agregados sintéticos o
artificiales. Estos pueden tomar la forma de ¨subproductos¨ cómo los obtenidos en
el refinamiento de minerales, o ser especialmente producidos o procesados a
partir de materiales en crudo, para ser usados finalmente como agregados.
Las escorias de altos hornos son los agregados artificiales más comúnmente
usados, son un sub-producto de la fusión del mineral del hierro en altos hornos.
Nos es material metálico y flota en el hierro derretido. Se lo extrae a intervalos y
se lo reduce de tamaño tanto por enfriamiento como por inmersión en agua o por
medio de trituración después que ha sido enfriado al aire.
Los agregados artificiales son relativamente nuevos en la pavimentación asfáltica.
Por lo común son livianos y tiene una resistencia extraordinaria al desgaste.
Frecuentemente son preferidos en la pavimentación de las cubiertas de puentes y
en las capas superficiales de pavimentos asfalticos donde se requiere un alto
grado de resistencia al deslizamiento. Otros agregados son producidos mediante
procesos de cocción o fusión y proceden de las arcillas, pizarras, lutitas, tierras de
diatomeas, etc. Son cenizas volcánicas, arcillas expandidas y materiales similares.
Se producen y se venden bajo una variedad de nombres comerciales.
EVALUACION DE LOS AGREGADOS
La selección de los agregados para su uso en la pavimentación depende de la
disponibilidad, costo y calidad del material, tanto como del tipo de construcción
proyectada. La conveniencia de una agregado se determina por medio de
evaluación en términos de:
1. Tamaño y granulometría
2. Limpieza
3. Resistencia al desgaste
4. Textura superficial
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5. Forma de las partículas
6. Absorción
7. Afinidad con el asfalto
Tamaño y Granulometría
El tamaño máximo de un agregado es el tamiz más reducido a través del cual
el 100% del material. El tamaño máximo nominal es el del tamiz de mayor
abertura que retiene alguna partícula del material.
El tamaño máximo y la granulometría de los agregados son invariablemente
controlados por especificaciones, las cuales prescriben la distribución por
tamaño de partículas que deberá cumplir un agregado en particular. La Figura
1 muestra una especificación típica que controla el tamaño y granulometría del
agregado de una capa superficial de concreto asfaltico. Los agregados son
descritos a veces en base a su granulometría. Algunos ejemplos son (a)
granulometría cerrada, (b) granulometría abierta, (c) tamaño uniforme, (d)
granulometría gruesa, (e) granulometría fina y (f) granulometría discontinua.
Limpieza
Algunos agregados contienen ciertas sustancias extrañas o deletéreas que los
hacen inadecuados para mezclas asfálticas de pavimentación, a menos que la
cantidad de materias extrañas sea reducida. Las especificaciones para tales
agregados normalmente contienen una sección en la cual se indica el material
deletéreo y se lo limita a cantidades permitidas en el agregado. Los materiales
típicos objetables son, sustancias orgánicas, esquistos, partículas livianas,
terrones de arcilla y arcilla recubriendo las partículas de agregado grueso.
La limpieza del agregado frecuentemente puede ser determinado por
inspección visual, pero un tamizado por vía húmeda generalmente da un valor
al respecto. El ensayo de Equivalente de Arena desarrollado por la California
Division of Highways y descripto en la AASHTO T 176, es un método de
determinación de la producción relativa de polvo fino no conveniente o de
materiales similares a la arcilla, en la porción que pasa el tamiz de 4.75mm
(N4). El ensayo de Equivalente de Arena se realiza de la siguiente manera:
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55
1. Se coloca una muestra de material en una probeta transparente y
graduada, que contiene una solución acuosa de cloruro calcio, glicerina y
formaldehido.
2. La muestra con la solución se sacuden de una manera prescripta.
3. La misma solución pasada a través de un tubo irrigador, actuando bajo
presión, se usa para lavar la materia arcillosa, en sentido ascendente y por
fuera de la muestra a medida de que cilindro es llenado gradualmente.
4. Después de un periodo de asentamiento de 20 minutos, se lee el nivel
superior de la suspensión arcillosa.
5. Se hace descender dentro del cilindro una base de metal con peso
determinado y se le deja reposar en la cara superior de la arena limpia.
6. Se lee el nivel del extremo inferior de la base.
7. El equivalente de arena es el cociente, multiplicando por 100, de la lectura
del nivel superior de arena, dividida por la lectura del nivel superior de
arcilla.
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Resistencia al Desgaste
El agregado pétreo está sujeto a una rotura adicional y aun desgaste por abrasión
durante la elaboración, colocación y compactación de la mezcla asfáltica para
pavimentación. El agregado sufre además la abrasión debido a las cargas del
tránsito. Deben tener por lo tanto, en cierto grado, capacidad de resistir la
trituración, degradación y desintegración. El agregado de la superficie del
pavimento o cerca de ella requiere una dureza mayor que el agregado de las
capas inferiores donde las caras resultan disipadas o no son tan concentras.
El ensayo de abrasión o desgaste ¨Los Ángeles¨ mide la resistencia al uso o
abrasión del agregado mineral. El equipo y procedimiento para este ensayo se
detalla en AASHTO T96 y ASTM C 131. Seguidamente se da una breve
descripción del método:
1. El tambor de la máquina de desgaste (Figura 2) es cargado con un peso
determinado de partículas de agregado grueso con una graduación
prefijada que se asemeja a la del material propuesto para ser usado.
2. Se coloca además el tambor un peso normalizado de esferas de acero
como carga abrasiva.
3. Se hace girar el tambor 500 vueltas y luego se retira el material.
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57
4. Se realiza una separación preliminar de la muestra, por una malla de
tamaño mayor que 1.70mm (N 12). La porción fina es pasada por el tamiz
de 1.7mm (N12) y el peso total del material retenido por dicho tamiz
constituye el peso final.
5. Se calcula la diferencia entre el peso original y el peso final de la muestra,
como un porcentaje del peso original del material. Este valor se registra
como el porcentaje de desgaste.
Una resistencia relativamente alta al desgaste, indica por una bajo porcentaje
de perdida por abrasión, es una característica deseable para los agregados a
utilizar en capas superficiales de pavimentos asfalticos. Los agregados que
tienen mayores pérdidas pro abrasión, dentro de ciertos límites generalmente
pueden ser usados en capas inferiores de pavimentos, donde no serán objeto
de las altas tensiones causadas por el tránsito.
Textura Superficial
Al igual que la forma de las partículas, la textura superficial influye en la
trabajabilidad y resistencia de las mezclas asfálticas para pavimentación. La
textura superficial ha sido frecuentemente considerada más importante que la
forma de las partículas de agregado. Una textura superficial rugosa, similar a la
del papel de lija, opuesta a una superficie lisa, tiende a incrementar a
resistencia de la mezcla y requiere un porcentaje adicional de asfalto para
compensar la pérdida de trabajabilidad. Los vacíos en el agregado mineral
compactado son además casi siempre mayores, lo cual provee un espacio
extra para el aumento necesario de asfalto.
Las gravas naturales, tales como las de rio, generalmente tienen una textura
superficial, lisa y partículas de formas redondeadas. La trituración, sin
embargo, produce frecuentemente una textura superficial rugosa
(especialmente a lo largo de una cara fracturada) y cambia la forma de las
partículas. Los agregados de superficie lisa pueden ser fácilmente recubiertos
con una película de asfalto per la película se adherirá de modo mas efectivo a
las superficies rugosas.
No existe un método establecido para la medición de la textura pero, al igual
que la forma de las partículas esta característica se refleja en ensayos de
resistencia y en la trabajabilidad de muchas mezclas asfálticas.
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58
Forma de la Partícula
La forma de las partículas altera la trabajabilidad de la mezcla para
pavimentación como así el esfuerzo necesario de compactación para obtener
la densidad requerida. La forma de las partículas influye en la resistencia de la
mezcla. Las partículas irregulares o angulosas, tales como la piedra partida y
algunas gravas y arenas naturales, tienden a trabarse cuando son
compactadas y a resistir el desplazamiento. Generalmente se obtiene una
mejor trabazón con partículas de forma cubica y aristas angulosas; dicha
trabazón es mínima con partículas redondeadas.
Las partículas redondeadas, tales como las gravas y arenas naturales
precedentes de los lechos de corrientes de agua, son usadas con éxito en
mezclas asfálticas para pavimentación, especialmente las de granulometría
cerrada. De cualquier modo, ya que es posible una densidad más alta con
partículas de agregado redondeadas, la cantidad de asfalto es el factor crítico
de las mezclas de granulometría cerrada.
Muchas mezclas asfálticas contienen partículas de agregado angulares y
redondeadas. La fracción de agregado grueso es usualmente ripio o piedra
triturada y el agregado fino es generalmente arena natural( partículas
redondeadas). Tales mezclas usualmente confían la resistencia principalmente
al agregado triturado y la trabajabilidad y compactibilidad a las partículas
redondeadas de arena.
Absorción
La porosidad de una agregado se indica comúnmente por la cantidad de
líquido que absorbe Cuando se lo embebe en agua. Un agregado poroso
absorberá asfalto, lo cual hace que una mezcla asfáltica sea seca o menos
cohesiva. En esas mezclas debe ser incorporada una cantidad extra de asfalto
para satisfacer la absorción del agregado. Los agregados muy porosos tienden
a requerir una cantidad significativa de asfalto extra para compensar el alto
tenor de absorción. Los agregados altamente porosos no son normalmente
usados, a menos que posean otras cualidades que los hagan ventajosos a
pesar de su mayor absorción. La escoria de altos hornos y muchos agregados
sintéticos o manufacturados son materiales livianos y altamente porosos. Pero
su escaso peso y sus propiedades de resistencia preponderan sobre la
consideración de su alta absorción para ser usados en la construcción de
pavimentos.
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59
Afinidad con el asfalto
El descubrimiento- separación de la película de asfalto del agregado por acción
del agua puede hacer que un material no sea conveniente para ser usado en
mezclas asfálticas de pavimentación. Tales materiales se denominan hidrofilicos
(afinidad de agua). Los agregados silíceos tales como la cuartica y algunos
granitos son ejemplos de agregados que pueden requerir atención desde el punto
de vista del descubrimiento.
Los agregados que exhiben un alto grado de resistencia al descubrimiento de la
película asfáltica en presencia de agua, son usualmente los más convenientes en
las mezclas para pavimentos. Tales agregados se denominan hidrófobos (rechazo
al agua). Las piedras calizas, dolomitas y basalto son usualmente de alta
resistencia al descubrimiento de la película de asfalto.
El porqué los agregados hidrófobos e hidrofilicos se comportan como lo hacen no
está entendiendo completamente. La explicación no es tan importante como la
capacidad de detectar las propiedades y evitar el uso de agregados que conducen
al descubrimiento del asfalto.
Un método de ensayo para la determinación del recubrimiento y descubrimiento
del asfalto agregados en las mezclas se describe en ASTM D 1664. La mezcla sin
compactar se sumerge en agua y se evalúa visualmente las partículas recubiertas.
Otro ensayo, comúnmente conocido como ensayo de inmersión-compresión, se
detalla en ASTM D1075 y AASTHO T 165. Se compara la resistencia de la
mezcla asfáltica para pavimentación compactada, después de haber sido
embebida en agua, con la resistencia de una probeta idéntica que no ha sido
embebida. La reducción en resistencia es un índice de la calidad del agregado
desde el punto de vista de su resistencia al descubrimiento por el agua.
Cuando se deban usar agregados no convenientes o cuestionables,
frecuentemente se los puede emplear en forma satisfactoria si se alcanza una
relación densidad-vacio deseable, mediante el ajuste de la graduación y el
contenido de asfalto. La granulometría del material cuestionable puede ser
ajustada mediante la combinación con otros agregados. La selección del
contenido de asfalto apropiado para la reducción de los vacios, dará al pavimento
compactado mayor impermeabilidad. Tales pavimentos serán resistentes a los
efectos perjudiciales del agua. Informaciónadicionalpuedeserencontrada en Cause
and Prevention of Stripping in Asphalt Pavements, ES-10, The Asphalt Institute.
Lección 2
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60
CALCULOS EN LOS AGREGADOS
ANALISIS GRANULOMETRICO
La granulometría del agregado es la distribución por tamaño de partículas, expresadas en porcentaje del peso total. La granulometría se determina a través de una serie de tamices apilados, con aberturas que se hacen progresivamente más pequeñas, y la pesada del material retenido en cada tamiz. Los tamaños de tamices más frecuentemente usados para la granulometría de agregados para una mezcla asfáltica para pavimentación, figura en tabla 1.
Tabla 1
DIMENSIONES NOMINALES
TAMICES U.S ESTÁNDAR
Designación del tamiz Abertura del tamiz
estándar Alternativo mm. plg.
38.1 mm 1 1/2 in 38.1 mm 1.5
25.0 mm 1 in 25.0 mm 1
19.0 mm 3/4 in 19.0 mm 0.75
12.5 mm 1/2 in 12.5 mm 0.5
9.5 mm 3/8 in 9.5 mm 0.375
4.75 mm N◦4 4.75 mm 0.187
2.36 mm N◦8 2.36 mm 0.0937
1.18 mm N◦16 1.18 mm 0.0469
600 ᶬm N◦30 0.6 0.0234
300 ᶬm N◦50 0.3 0.0117
150 ᶬm N◦150 0.015 0.0059
75 ᶬm N◦200 0.075 0.0029
Las especificaciones sobre granulometría del agregado han sido desarrolladas a raíz de la necesidad de (a) controlar los materiales de construcción y obtener posteriormente un pavimento conveniente y de calidad, (b) utilización optima de materiales locales disponibles, y (c) reducir costos a través de la normalización de tamaños. Las especificaciones de granulometrías son cuidadosamente establecidas por organismos nacionales, estatales o locales y por asociaciones industriales.
Términos Descriptivos
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La granulometría de un agregado puede ser expresada como:
1. Porcentaje que pasa total. 2. Porcentaje retenido total, y 3. Porcentaje que pasa un tamiz y es retenido por el siguiente menor.
Los tamaños de los tamices que se usan están normalizados por especificaciones oficiales. La tabla 2 muestra la determinación de los porcentajes en peso obtenidos al realizar un análisis de tamizado. Las granulometrías son comúnmente expresadas en base al porcentaje total que pasa, lo cual indica el porcentaje total en peso del agregado que pasa cada tamiz de un dado tamaño. El porcentaje total retenido es exactamente el opuesto del porcentaje total en peso retenido en el respectivo tamiz. El porcentaje que pasa menos el retenido en dos tamices sucesivos, o porcentaje individual en cada tamiz, indica el porcentaje en peso retenido en cada tamiz del análisis.Algunos términos usados con referencia a la granulometría del agregado son:
(a) Agregado grueso, todo material retenido en el tamiz de 2.36mm(No8) (b) Agregado fino, todo material que pasa por el tamiz de 2.36mm(No8) (c) Polvo, la porción de agregado fino que pasa el tamiz de 75mm (No200) (d) Filler mineral, producto a incorporar finamente dividido que pasa, al menos
su 70%, por el tamiz de 75mm (No2009.
Tabla 2
DATOS DEL ANALISIS DE TAMIZADO
TRADUCIDOS A GRADUACION DEL AGREGADO
mm tamaño del tamiz
retenido en
c/tamiz (grs)
pasa en c/tamiz
(grs)
porcentaje total
pasante
porcentaje total
retenido
porcentaje pasante - retenido *
19 3/4 in 0 1135 100 0 5
12.5 1/2 in 56 1079 95 5 15
9.5 3/8 in 171 908 80 20 23
4.75 N◦4 262 646 57 43 18
2.36 N◦8 203 443 39 61 16
600 ᶬm N◦30 182 261 23 77 6
300 ᶬm N◦50 68 193 17 83 5
150 ᶬm N◦100 57 136 12 88 4.5
75 ᶬm N◦200 51 85 7.5 92.5 7.5
Pan Pan 85
total= 1135
(*) Pasa determinado tamiz retenido en tamiz más pequeño siguiente.
Muestreo
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Los resultados del análisis granulométrico de un agregado deberán reflejar por supuesto, las características de tamaño de todo el material del cual se obtuvo la muestra. El examen o ensayo se refiere solo a la muestra en sí y no a la partida o pila de almacenamiento a menos que la muestra sea representativa del total del material. La precisión en el muestreo es tan importante como la precisión en el ensayo.
Se debe tener un gran cuidado para obtener muestras totalmente representativas de una pila de almacenamiento de arena o de ripio. La segregación generalmente ocurre cuando el material es apilado, con partículas más gruesas que ruedan generalmente hacia la base de la pila. Se deben tomar muestras separadas a distintos niveles y localizaciones en la pila. Si se desea tomar muestras de una pila de arena normalmente es necesario remover la capa seca donde ocurre la segregación y tomarla del material húmedo interior a dicha capa.
Las muestras de agregado grueso de las pilas deben ser tomadas de la cima, de la base, o cerca de ellas, y en algunos puntos intermedios. Se debe introducir una tablilla dentro de la pila, por debajo de la zona de muestreo para prevenir una mayor segregación mientras se realiza la operación. Las muestras de agregado fino de las pilas pueden ser tomadas con un tubo de muestreo de 30mm de diámetro y 2m (6pies) de longitud. Los procedimientos para el muestreo están descriptos en ASTM Designación D 75 y AASTHO Designación T 2.
Tamizado por Vía Seca
Los tamizados por vía seca y vía húmeda son dos métodos para la determinación de las proporciones relativas de varios tamaños de partículas de un agregado mineral. Los procedimientos normales para la ejecución del tamizado por vía seca son dados en AASTHO C136. Dicho procedimiento se sintetiza de la siguiente manera:
1. Se preparan las muestras para el análisis mediante métodos de cuarteo o
mediante un aparato reducidor de muestras. Lasa muestras de agregado fino reducidas por cuarteo son mezcladas primero en condición húmeda.
2. Los agregados que contienen material fino y grueso son separados en dos tamaños mediante el tamiz de 4.75mm (No4).
3. Las muestras se secan hasta obtener peso uniforme. 4. Se tamizan separadamente las muestras, usando un procedimiento
normalizado. 5. Se pesa cada fracción tamizada y se determina el porcentaje de cada una
de ellas, el total constituye la granulometría de la muestra. En casos donde son procesadas fracciones finas y gruesas y ellas representan una única muestra, las dos granulometrías son combinadas en base al porcentaje que pasa el tamiz de 4.75mm (No4). El procedimiento se explica en detalle más adelante.
Tamizado por Vía Húmeda
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El tamizado por vía seca es por si solo satisfactorio para un ensayo de rutina, de agregados normalmente graduados. Cuando el agregado contiene arcilla o polvo extremadamente fino, que puede quedar adherido a las partículas de agregado grueso, se debe realizar un ensayo por vía húmeda. Este procedimiento esta detallado en AASHTO T 11 y ASTM C117. Las muestras se preparan de la misma manera que para el tamizado por vía seca, pero antes del cribado se realizan los siguientes pasos:
1. Se determina el peso de la muestra después de su secado hasta peso
constante. 2. Se coloca la muestra en un recipiente y se lo recubre con agua que
contenga un agente humectante. 3. El contenido del recipiente es agitado vigorosamente, y vierte el agua de
lavado sobre los tamices apilados. 4. La operación se repite hasta que el agua de lavado sea clara. 5. El material retenido en los tamices se reintegra al recipiente con la muestra
lavada y el total se seca hasta peso constante. 6. Se pesa este material y la diferencia con el peso original es el material
perdido, más fino que el tamiz de 75um( No200). 7. La muestra lavada es tamizada con el mismo procedimiento utilizado por
vía seca. 8. Los pesos son convertidos en porcentajes, teniendo presente que el peso
seco original, antes de ser lavado, es el peso a considerar como 100%.
Peso especifico
Definiciones
El peso específico de un agregado es el cociente entre el peso de un volumen unitario de material y el peso de igual volumen de agua a temperatura entre 20 y 25ᵒC (68 y 77ᵒF). Existen tres tipos aceptados de pesos específicos de los agregados, los que dependen de la definición de volumen de la partícula:
1. Peso específico aparente. 2. Peso específico bruto, y 3. Peso específico efectivo.
Refiriéndonos a la figura 1, el peso específico aparente considera al volumen del agregado como el volumen total excluyendo el volumen de poros o capilares que pueden llenarse de agua en 24hs. De embebimiento. El peso específico bruto considera el volumen total de las partículas del agregado, incluyendo los poros que puedan ser llenados con agua en 24hs. de embebimiento. El peso específico efectivo considera el volumen total del agregado excluyendo al volumen de poros que absorbe asfalto.Los vacíos en la capa de pavimento asfaltico compactada
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64
aparece en la muestra como pequeñas cavidades de aire entre las partículas de agregado recubiertas por asfalto. La elección del peso específico de un agregado usado en los cálculos de una mezcla asfáltica podría tener un efecto sustancial sobre la cantidad calculada de vacíos en el pavimento compactado. El peso específico del agregado en la mezcla depende del grado en que el mismo absorbe asfalto. Cuando se usa el peso específico aparente se asume que el asfalto será absorbido por los poros permeables al agua. Excepto en algunos casos, ninguno de los dos es correcto. El concepto de peso específico efectivo se aproxima más al valor verdadero para la determinación de los vacíos de la mezcla asfáltica compactada. El peso específico bruto puede ser usado, sin embargo, si se considera una tolerancia por asfalto absorbido por el agregado.
Para una combinación de agregados, los porcentajes de componentes del agregado total deberán requerir un ajuste por la diferencia de pesos específicos de cada uno de ellos. Cuando esto es necesario, los pesos específicos brutos son los que usualmente se emplean en los cálculos.
Determinaciones en el Agregado Grueso
El equipo y los procedimientos para la determinación del peso específico de los agregados gruesos se detallan en AASHTO T 85 y ASTM C 127. El método se describe brevemente como sigue:
1. Se retiene en el tamiz de 4.75mm (No4) alrededor de 5kg de agregado enteramente lavado y se lo seca en estufa hasta peso constante.
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65
Pes especifico aparente Gsa=
( )
Peso especifico bruto, Gsb=
( )
Peso especifico efectivo, Gse=
( )
Figura 1. Relación entre los diferentes pesos específicos de una partícula de agregado.
2. La muestra seca se satura en agua durante 24hs. 3. Se extrae el agregado del agua y se seca su superficie hasta que no se
observe película de agua visible pero la superficie debe aparecer húmeda. 4. Se obtiene el peso de la muestra saturada de superficie seca. 5. La muestra saturada de superficie seca se coloca en un balde de malla
metálica y se determina su peso sumergido en agua. 6. Se seca la muestra en estufa hasta peso constante y se registra su peso. 7. Admitiendo que:
A= peso del agregado secado en estufa, en grs. B= peso del agregado saturado con superficie seca, en grs, y C= peso del agregado sumergido en agua, en grs. Entonces,
Peso especifico aparente, Gsa =
(1)
Peso especifico bruto, Gsb =
(2)
Absorción = ( )
(3)
Determinaciones en el agregado fino
El equipo y los procedimientos para la determinación de los pesos específicos de los agregados finos se establecen en AASHTO T 84 y ASTM C 128. El procedimiento se describe brevemente a continuación:
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1. Se seca en estufa alrededor de 1000grs. De agregado fino hasta peso constante.
2. El material es sumergido en agua durante 24hs. 3. Se extiende la muestra en una superficie plana y se la expone a una
suave corriente de aire tibio. 4. Se alcanza la condición saturada de superficie seca cuando una
muestra de material colocado dentro de un cono invertido, al retirar este la muestra queda conformada.
5. Se coloca en un matraz de 500grs. La muestra en condición saturada con superficie seca, se llena luego el matraz con agua, usando un procedimiento normalizado, y pesa.
6. Se saca el agregado fino del matraz, se seca en estufa hasta peso constante y se pesa.
7. Admitiendo que: A= Peso de la muestra secada en estufa, en grs. V= Volumen en ml del matraz, y W= Peso o volumen de agua, en ml, añadida al matraz con el agregado Entonces,
Peso especifico aparente, Gsa =
( ) ( ) (4)
Peso especifico bruto, Gsb =
(5)
Absorción = ( )
(6)
Peso especifico efectivo El procedimiento para la determinación del peso especifico efectivo no está normalizado por AASHTO o ASTM no obstante, los valores obtenidos para la determinación del peso especifico máximo de las mezclas asfálticas (ASTM D 2041) pueden ser usados en la realización de los cálculos. La tarea comprende la mezcla de una cantidad conocida de agregado y de asfalto, usando procedimientos aceptados de mezclado. Después que la mezcla se ha enfriado se determina el volumen absoluto del material mediante el peso de la mezcla primero en aire, luego sumergida y el posterior registro de su diferencia. Se descuenta el volumen de asfalto y el valor que resulta constituye el volumen de los agregados. Básicamente la formula es:
Gse=
(7)
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67
Donde
Gse = Peso especifico efectivo. Wmm = Peso de la muestra suelta Vmm= Volumen de la mezcla suelta Wb = Peso del asfalto en la mezcla, y Vb = Volumen del asfalto en la mezcla.
Procedimiento esta tratado con mayor detalle en los cálculos para el diseño de mezclas asfáltica. Área superficial Cuando se proyecta una mezcla asfáltica para pavimentación usando el método Hveem para estacar el contenido de asfalto se encuentra un punto de partida mediante la determinación del área superficial. La teoría del área superficial puede ser expresada como:
% asfalto = A*t*𝜸b Donde A=área superficial del agregado, en m²/kg(pies²/lb) t= espesor de la película de asfalto, en m (pies), y
𝜸b= peso unitario del asfalto, en kg/mᵌ (lb/pieᵌ) Cálculos El método Hveem para diseño de laboratorio de mezclas asfálticas para pavimentación (despto en sección D) usa la teoría del área superficial para seleccionar el contenido de asfalto como punto de partida de una seria de ensayos. El área superficial se determina multiplicando los porcentajes de material que pasan por una serie de tamices establecidos, por una serie de factores de aéreas superficiales y sumando los productos. La figura 2 muestra como se determina la aérea superficial de un agregado dado cuando su granulometría es conocida. Es importante destacar que todos tamaños de los tamices indicados deben ser usados en este método.
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porcentaje
que pasa
factor de
area
superficial
m³/kg(pie³
/lb)
area
superficial
m³/kg(pie³
/lb)
19.0 mm 3/4 in 100
12.5 mm 1/2 in 95 .41(2.09
9.5 mm 3/8 in 80
4.75 mm N◦4 57 .41(2) 23(1.1)
2.36 mm N◦8 39 .82(4) .32(1.6)
1.18 mm N◦16 31 1.64(8) .51(2.5)
600 ᶬm N◦30 23 2.87(14) .66(3.2)
300 ᶬm N◦50 17 6.14(30) 1.04(5.1)
150 ᶬm N◦150 12 12.29(60) 1.47(7.2)
75 ᶬm N◦200 7.5 32.77(160) 2.46(12.0)
total= 7.1(34.7)
figura 2. calculo del arera superficial
area superficial del agregado que supera 4.75 mm (n 4)= 0.41(20)
abertura del tamiz
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DEFINICION DE MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE
Mezclas asfálticas en caliente consisten en una combinación de agregados
uniformemente mezclados y cubierto con cemento asfáltico. Para obtener una
adecuada fluidez del cemente asfáltico y un mezclado adecuado con los
agregados, y lograr así la trabajabilidad deseada tanto de los agregados como el
asfalto deben estar calientes, de ahí viene el termino de mezclas en
caliente.Después de que el mezclado en planta ha sido completado, la mezcla es
transportada al sitio de pavimentación y es esparcida y luego compactada con
máquinas de rodillos vibratorios y de llantas neumáticas para producir una tersa y
bien consolidada capa de pavimento.
PROPIEDADES REQUERIDAS DE MEZLCAS ASFALTICAS EN CALIENTE
Mezclas asfálticas en caliente pueden lograrse de una amplia combinación de
agregados y cada una tiene sus características particulares. Además del grado y
cantidad de asfalto usado, las principales características de la mezcla son
determinadas por la cantidad relativa de:
a) Agregado Grueso (retenido en el tamiz #8)
b) Agregado Fino (pase tamiz #8 y retenido en el tamiz #200).
c) Relleno Mineral (pase tamiz #200)
Concreto asfáltico es un tipo de mezcla en caliente de cemento asfáltico,
generalmente de una Penetración entre 85 y 100 decimas de milímetro, y
agregados de buena graduación y de alta calidad, debidamente compactados.
Cada una de las partes que lo forman tienen una función especial en la mezcla
asfáltica, y la dosificación o proyecto de la mezcla es el proceso por el que se
asegura que no se descuide ninguna de estas funciones.
Tenemos que considerar también cuales son las características que hacen que un
pavimento sea un éxito o un fracaso, y estas son:
a. Estabilidad.
b. Durabilidad.
c. Flexibilidad.
d. Resistencia a la fatiga.
e. Resistencia al Deslizamiento.
f. Impermeabilidad.
g. Trabajabilidad.
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a. Estabilidad
Resistencia a las deformaciones permanentes bajo el efecto de las cargas. La
estabilidad depende de la fricción interna y de la cohesión de la partícula. La
fricción interna depende de la textura superficial de las partículas, de la
granulometría, de la forma de los agregados y de la densidad de la mezcla. La
resistencia debida a la fricción aumenta con la rugosidad de la superficie y
angulosidad de los agregados, así como también al incrementarse el área de
contacto entre las partículas.
Al aumentar la densidad de la mezcla compactada, aumenta la sensibilidad. La
cohesión es la fuerza de atracción inherente en una mezcla de concreto asfáltica.
La cohesión aumenta al incrementarse el contenido de asfalto hasta llegar a un
punto óptimo, luego disminuye la cohesión al seguir aumentando el contenido de
asfalto.
b. Durabilidad.
Es la propiedad de concreto asfáltica por medio de la cual resiste los efectos del
aire, agua, temperatura y tráfico.La durabilidad está relacionada con altos
contenidos de asfalto, granulometrías densas y mezclas bien compactadas. Una
justificación para aumentar el contenido de asfalto es el resultado de una capa
gruesa de asfalto cubriendo las partículas de agregados. Recubrimientos más
gruesos son más resistentes al endurecimiento por el tiempo (edad). Se requiere
un mayor periodo de tiempo para que una película de asfalto gruesa se vuelva
quebradiza, que el tiempo que se requiere para una película fina.
Con contenidos más altos de asfalto se reduce el tamaño de los poros de los
huecos que se interconectan o los sella, haciendo así más difícil el paso del aire y
del agua a través de la mezcla.
Para resistir la acción del agua también se requiere agregados de granulometría
densa y una buena compactación. Los agregados también tienen que retener la
cubierta de asfalto en presencia del agua. Si los agregados son de naturaleza
hidrófila (amantes del agua) puede ser necesario incorporar un aditivo
antideslizante al cemento asfáltico.También la cantidad de asfalto debe ser
adecuada para resistir los efectos abrasivos de tráfico. Puede ocurrir abrasión si el
asfalto se vuelve quebradizo. Cuando una mezcla tiene un alto contenido de
asfalto, con los vacíos completamente llenos de asfalto puede tener muy buena
durabilidad pero no tener muy buena estabilidad. La estabilidad máxima se
alcanza hasta que la cantidad de asfalto que cubre las partículas alcanza un valor
máximo, asfalto adicional actúa como lubricante excesivo más que un ligante,
reduciendo así la estabilidad. Es adecuado mantener el asfalto tan alto como sea
posible, sin afectar la estabilidad.
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c. Flexibilidad.
Es la habilidad de una mezcla asfáltica para pavimentos de doblarse ligeramente
sin romperse y acomodarse gradualmente a los movimientos de la base y capas
inferiores.
La flexibilidad de la mezcla asfáltica mejora con un alto contenido de asfalto y
agregado de granulometría abierta.
d. Resistencia a la Fatiga.
Es la habilidad del pavimento asfáltico de resistir deformaciones repetidas
causadas por la carga de los vehículos.
La cantidad de asfalto juega un papel muy importante en la resistencia a la fatiga
de una mezcla asfáltica para pavimento.
A mayor contenido de asfalto, mayor resistencia a la fatiga. Mezclas de graduación
densa tienen mayor resistencia a la fatiga que las mezclas de graduación abierta.
e. Resistencia al Deslizamiento.
Es la capacidad de la superficie de la mezcla asfáltica de proveer la suficiente
fricción para que podamos maniobrar adecuada y seguramente un vehículo a
pesar de las condiciones climáticas adversas, como ser lluvia, nieve.
La resistencia al deslizamiento aumenta con un contenido adecuado de asfalto y
agregados de textura rugosa.
Mezclas ricas en asfalto, de tal forma que no queden suficientes vacíos para un
aumento en la compactación por el paso de los vehículos, resultaran en llorado de
asfalto en la superficie. Este asfalto no es deseado y puede causar una superficie
resbaladiza cuando el pavimento este húmedo.
f. Impermeabilidad.
Es la resistencia que tiene un pavimento asfáltico al paso del aire y del agua a
través de él. Mientras que el contenido de huecos puede ser un indicativo de la
susceptibilidad del paso del agua o de aire en una mezcla para pavimentos
compactada, es más significativa la interacción de los huecos y su acceso a la
superficie.
Impermeabilidad al aire y al agua es de suma importancia para la durabilidad de
las mezclas asfálticas para pavimentos.
g. Trabajabilidad.
Es la facilidad con la que una mezcla para pavimento asfáltico pueda ser colocada
y compactada. Teniendo cuidado en un diseño de mezcla adecuado y con el uso
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de máquinadispensadora, la trabajabilidad no es un problema. Las propiedades de
los agregados que promueven una alta estabilidad, hacen que la mezcla asfáltica
sea difícil de esparcir y compactar.
La trabajabilidad es una propiedad que se descubre más frecuentemente durante
el proceso de pavimentación y es en este punto que se hacen ajustes lo más
rápido posible para hacer que el proceso continúe lo más eficientemente posible.
COMPONENTES DE LAS MEZCLAS ASFALTICAS
Previo al diseño es necesario conocer las características de los materiales que
intervienen para verificar que cumplan con las características y especificaciones
del proyecto. Es así como a los agregados se les somete a pruebas determinadas
su limpieza, dureza, peso volumétrico, gravedad específica y granulometría,
mientras que la cemento asfáltico se le prueba su consistencia, punto de ignición,
gravedad específica, solubilidad, etc.
En el caso de los agregados, es difícil o imposible encontrar una fuente natural o
artificial que pueda proporcionar la granulometría requerida, por lo que se hace
necesario la combinación de varios agregados adecuadamente, Grava, Arena,
relleno mineral (Filler).
Agregado Grueso (retenido en el tamiz #8): El Agregado Grueso es la parte
principal que sirve para poder tener un esqueleto mineral que sea lo
suficientemente estable a fin de poder transmitir las cargas aplicadas por los
vehículos. Este material se pide que tenga una forma cúbica o tetraédrica
preferiblemente, ya que así presenta una mejor trabazón y es más resistente a
evitar la deformación de la capa de rodadura por la aplicación de la carga.
Las gravas de forma redonda o con pocas fracturas son mas fácilmente
desplazadas por la aplicación de la carga, afectando de manera directa la
Estabilidad, el Flujo, los Vacíos Llenos de Aire y los Vacíos en el Agregado
Mineral.
El manual de Carreteras de la SOPTRAVI requiere además que el agregado
grueso cumpla lo siguiente: “703.05 Agregados para concreto asfáltico. (A)
Agregado grueso deberá estar constituido por piedra triturada, escoria de
alto horno triturada o gravas trituradas o naturales”. Cuando se utilice grava
triturada, deberá registrar un mínimo de 75% de sus partículas con dos o mas
caras fracturadas y el 25% restante por lo menos presentará una cara fracturada,
los % se refieren al peso de las partículas retenidas en el tamiz #4.
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Agregado fino (pase tamiz #8 y retenido en el tamiz #200). Este material ejerce
gran influencia en el comportamiento que pueda tener el pavimento a la aplicación
de la carga.
Entre otros requerimientos El Manual de Carreteras de la SOPTRAVI establece
que el agregado fino debe consistir en arena natural, cerniduras de piedras o de
escorias de alto horno o grava, o una combinación de ambas. Sus partículas serán
duras, sanas, libres de arcilla y/o sustancias perjudiciales.
Se considera como agregado fino el material que pasa el tamiz #8; su graduación
debe ser tal, que al ser combinado con otras fracciones de agregados en
proporciones adecuadas, la mezcla resultante satisfaga la graduación exigida. La
diferencia en módulos de finura en muestras representativas deber ser <0.25.
El I.P. (índice de plasticidad) de la fracción pasante por el tamiz #40 debe ser
<4.0, recomendándose efectuar también los limites de consistencia sobre la
fracción que pasa por el tamiz #200 (vía Húmeda), debiendo obtener un I.P. menor
a 4.0.
El equivalente de arena deberá ser superior al 50% en el ensayo efectuado sobre
los agregados antes de ingresar a la planta.
Relleno Mineral (pase tamiz #200): el Relleno Mineral se considera que es un
material poco entendido en cuanto a las funciones que hace en la mezcla, ya que
normalmente se considera que sirve para rellenar o llenar los vacíos dejados, por
las arenas; sin embargo, la función y/o el comportamiento de este material es
mucho más que lo dicho anteriormente ya que la cantidad que pase el tamiz #200
incrementa la trabajabilidad, hasta cierto punto. Si se incrementa la cantidad de
Filler mas allá del valor adecuado, la rigidez de la mezcla será mayor.
Inicialmente la incorporación de Filler llena los vacíos entre las partículas de arena
y hace por consiguiente tener una mezcla granulométrica más uniforme, esto
tiende a disminuir los vacíos, en el agregado mineral (VMA).
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ESPECIFICACIONES PARA PRUEBAS A LOS AGREGADOS Y AL CEMENTO
ASFALTICOS
El procedimiento a seguir para determinar las características de los agregados y
del cemento asfáltico las podemos encontrar en las siguientes designaciones
(especificaciones):
PROGRAMA DE MUESTRAS Y PRUEBAS
Antes de la prueba de diseño de mezclas, es necesario determinar si las muestras
representativas de agregados y asfaltos son suficientes para satisfacer el número
de pruebas requeridas. Se sugieren las siguientes cantidades:
a. 1 Galón de Cemento asfáltico.
b. 23 Kilogramos de Agregado Grueso.
c. 23 Kilogramos de Agregado Fino.
d. 9 Kilogramos de Agregado Mineral.
Cemento Asfáltico Designación AASHTO Designación ASTM
Penetración T 49 D 5
Viscosidad Absoluta T 202 D 2171
Viscosidad Cinemática T 201 D 2170
Punto de Destello T 48 D 92
Ductilidad T 51 D 113
Solubilidad T 44 D 2042
Gravedad Especifica T 228 D 70
Agregado Mineral Designación AASHTO Designación ASTM
Peso Volumétrico T 19 C 29
Análisis Granulométrico T 27 C 136
(agregado grueso y fino)
Análisis Granulométrico (Filler) T 37 D 546
Gravedad Especifica (agregado grueso)
T 85 C127
Gravedad Especifica (agregado fino)
T84 C128
Gravedad Especifica (filler) T100 a T 133 D 54 o C 188
Desgaste D 131, C 535
Valor equivalente de arena D 2419
Afinidad agregado - Asfalto D 3625
Caras Fracturadas D5821
Resistencia a los Sulfatos C 88
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Cantidades adicionales de agregados pueden ser necesarias si en estas
cantidades resulta un desperdicio apreciable en la combinación de los materiales
para el diseño de la gradación de los agregados, o si son investigadas varias
combinaciones de agregados grueso y fino. Las muestras de Cemento Asfáltico
deben de estar en pequeños recipientes metálicos, limpios con tapaderas
metálicas para evitar recalentar todo el contenido cada vez que se realice un
ensayo. Se debe realizar un calendario de los ensayos que se van a realizar y en
una secuencia lógica.
Es importante que todas las otras pruebas especificadas deban de ser
completadas antes de que las pruebas de diseño de mezclas comiencen. De esta
forma los agregados no adecuados son eliminados de los estudios de diseño.
PRINCIPALES METODOS DE DISEÑO DE MEZCLAS ASFALTICAS
Diseñar mezclas asfálticas, así como otros diseños de materiales para ingeniería,
consiste en seleccionar y proporcionar los componentes para obtener las
cualidades y propiedades deseadas en la construcción terminada. El objetivo es
determinar un mezcla económica. Con agregados que tengan una granulometría
que este entre los límites de las especificaciones y un adecuado contenido de
asfalto que permitan que la mezcle contenga:
a. Asfalto suficiente para asegurar un pavimento durable.
b. Estabilidad (resistencia) suficiente de la mezcla para satisfacer las
demandas sin distorcionamiento o desplazamiento.
c. Vacíos suficientes en la mezcla total compactada para permitir una
pequeña cantidad de compactación adicional bajo la carga de trafico sin
desborde “llorado” y perdida de estabilidad aun pequeña, suficiente para
sacar el aire dañino y la humedad.
d. Manejabilidad suficiente para permitir una colocación eficiente de la mezcla.
Si mejoramos una sola de las características deseables de la mezcla olvidándonos
de las demás, la mezcla resultante podría perder otras propiedades. Los
diferentes métodos de diseño de mezclas procuran armonizar cada uno de esos
factores, de modo que se obtengan bien cada una de las propiedades de la
mezcla con el menor deterioro de las propiedades complementarias. Los métodos
de dosificación se han desarrollado para obtener un procedimiento lógico y
reproducible para preparar y probar las muestras de concreto asfáltico y después
de muchas observaciones y correlaciones, establecer un criterio sobre su
comportamiento en el campo.
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Entre estos métodos de diseño tenemos:
a. El Método Hveen.
b. El Método Hubbard-Field.
c. El Método de Diseño Superpave.
d. El Método Marshall.
a. El Método Hveen:
Es el resultado de los trabajos de investigación y perfeccionamiento de una
dependencia oficial de la división de Carreteras del Estado de California y
especialmente de Francis H. Hvenn, ingeniero investigador y de materiales de
esa organización.
Este método es muy aplicable porque se puede utilizar para los cementos
asfálticos o los asfaltos líquidos, para las mezclas en frio y en caliente y para
agregados de tamaño máximo de 1 pulgada.
Las probetas son de una altura de 2 ½ pulgadas y de 4 pulgadas de diámetro y
se preparan calentando, mezclando y compactando la mezcla de asfalto
agregado en una manera prescrita. El método Hveen utiliza el Equivalente
Centrifugo de Keroseno (ECK) para determinar el asfalto necesario, seguido de
una prueba con el estabilometro, una prueba con el cohesimetro, una prueba
de aumento de volumen y una para determinar la densidad y los huecos.
Las pruebas para estabilidad y la cohesión se hacen a 140 °F, mientras que el
aumento de volumen se determina a la temperatura ambiente.
b. El MetodoHubbard – Field:
Este método elaborado en el Instituto de Asfalto, para las carpetas asfálticas,
después se modifico para el proyecto general de las mezclas asfálticas. La
forma modificada se aplica para el proyecto de mezclas en el laboratorio en las
que se utilizan asfaltos de los grados de penetración, que contienen mas del
35% de agregado grueso con un tamaño máximo de ¾” o menor.
Las probetas para el Método de Hubbard-Field modificado son de 6 pulgadas
de diámetro y con una altura de 2 ¾ de pulgada a 3 pulgadas y se preparan
calentando, mezclando y compactando la mezcla de agregado – asfalto. Las
probetas se sujetan a los análisis para la determinación de la densidad –
huecos y se determina su Estabilidad. La medida de la Estabilidad es la carga
máxima vertical en las condiciones de la prueba.
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c. El Método Superpave.
El programa estratégico de investigación de carreteras, conocido por sus siglas
en inglés como SHRP (StrategicHighwayResearchProgram), comenzó en 1987
a desarrollar un nuevo sistema para especificación de materiales. El producto
final de estas investigaciones es conocido como SUPERPAVE (superior
performingasphaltpavements).SUPERPAVE es un sistema que incluye
software de computadoras que asiste a los ingenieros en la selección de
materiales y en el diseño de mezclas asfálticas. En otras palabras, es un
sistema mejorado para la especificación de los análisis y diseño y la predicción
del comportamiento del pavimento. Incluye:
a. Especificaciones para ligantes asfálticos.
b. Sistema para el análisis y diseño de mezclas asfálticas en caliente.
c. Sistema computarizado (software) de soporte.
d. Equipos y procedimientos de ensayo.
e. Criterios de diseño.
El análisis de una mezcla asfáltica en SUPERPAVE es complejo, la extensión
de su uso, según los investigadores del SHRP, depende del nivel de tráfico y
de su función en el pavimento. SUPERPAVE está compuesto por 3 niveles:
Primer nivel: requiere el Diseño Volumétrico de la mezcla. Esto involucra:
a. Selección del tipo de asfalto.
b. Selección de las propiedades de los agregados.
c. La fabricación de especímenes de ensayo.
d. La selección del contenido de asfalto.
Esta actividad está basada en la estimación del contenido de vacios en la
mezcla, vacios en el agregado mineral (VMA), vacios llenos de asfalto (VFA),
relación polvo/asfalto y su contenido efectivo de asfalto.
Nivel intermedio: utiliza como punto de partida los análisis volumétricos del
primer nivel, por lo cual este juega un papel clave en el sistema de análisis y
diseño SUPERPAVE. Los ensayos establecidos para el nivel intermedio son:
a. Ensayos de Corte (superpaveshear test, SST).
b. Ensayos de Tensión Indirecta (Indirecttensile test, IDT).
Nivel Avanzado: comprende la totalidad de los pasos del análisis intermedio.
En este nivel se realizan pruebas adicionales SST y IDT a una amplia variedad
de temperaturas. El análisis completo de una mezcla utiliza especímenes
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confinados SST y ofrece un mayor y más confiable nivel de predicción del
comportamiento de la misma.
De todos los métodos mencionados anteriormente, el que se utiliza en la
actualidad dentro del laboratorio de Ingeniería de Transporte II de la
Universidad Católica de Honduras es el Método Marshall, y es el que se
explicara con detalle.
METODO MARSHALL PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS
ASFALTICAS
Desarrollo y Aplicación
Los conceptos del Método Marshall para diseño de mezcla asfáltica para
pavimentos fueron formulados por Bruce Marshall, Ingeniero del departamento de
carreteras del estado de Mississippi alrededor del año 1939. El cuerpo de
Ingenieros de los Estados Unidos a través de extensas investigaciones, mejoró y
agregó algunas características al procedimiento de la Prueba Marshall.
El Método Marshall fue desarrollado para solucionar problemas específicos de
diseño de mezclas asfálticas durante la Segunda Guerra Mundial. Por eso la
prueba fue desarrollada de una forma simple, ligera y rápida de acuerdo al peso
vehicular de ese tiempo. Desde entonces ha sido modificada y complementada
para responder a las actuales exigencias, pero el aparato de prueba básico y el
criterio de selección es el mismo.
La mayor diferencia se encuentra en el martillo de compactación y en el aparato
de estabilidad y flujo. El procedimiento de la Prueba de Marshall ha sido
estandarizado por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM D
6926-04, ASTM D 6927).
El Método Marshall tal como es presentado aquí es aplicable solamente a mezclas
asfálticas calientes, usando Cemento Asfáltico de un cierto grado de viscosidad y
penetración y conteniendo agregados de Tamaño Máximo de 1 pulgada o menos.
El concreto asfáltico mezclado en caliente consiste en una combinación de
agregados mezclados uniformemente y revestidos de Cemento Asfáltico. Para
secar los agregados y obtener suficiente fluidez del cemento asfáltico para un
mezclado y manejabilidad conveniente, ambos, el cemento asfáltico y los
agregados deben calentarse antes de mezclarse, de ahí el término mezclado en
caliente.
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Bosquejo del Método
El procedimiento para el Método Marshall comienza con la preparación de
especímenes. Preliminar a esta operación es requerido lo siguiente:
a) Que los materiales propuestos para ser utilizados cumplan con los
requisitos fijados para las especificaciones.
b) Que la combinación de agregados cumpla con los requisitos de
granulometría.
c) Que se disponga de suficiente volumen de agregados previamente secados
y divididos por grupos, según su tamaño.
d) Se debe determinar la gravedad específica Bulk de todos los agregados
usado en la mezcla y la gravedad especifica del cemento asfáltico para ser
utilizados en el análisis de densidad y vacíos.
Estos requisitos son asunto de pruebas rutinarias, especificación y técnicas de
laboratorio que deben ser consideradas, pero no son únicas o exclusivas para un
método en particular de diseño de mezcla. El Método Marshall usa especímenes
de prueba cilíndricos de 64mm (2 ½ pulgadas) de altura de 102mm (4 pulgadas)
de diámetro. Estos especímenes son preparados usando un procedimiento
especificado para calentamiento usando un procedimiento especificado para
calentamiento mezclado y compactado de las mezclas de agregados y asfalto.
Las dos principales características del Método Marshall son análisis de
densidades y vacíos y prueba de estabilidad y flujo de los especímenes
compactados.
La estabilidad de los especímenes de prueba es la resistencia a la carga máxima
en libras (lb), que los especímenes de prueba desarrollaran a 60 °C (140 °F).
El valor del flujo es el movimiento toral o deformación en unidades de 0.25 mm
(1/100 pulgadas) que le corresponde a la carga máxima durante la prueba de
estabilidad.
Equipo:
Bandejas metálicas: de fondo plano, para calentar los agregados. De 20 cm x 12
cm en planta y 7cm de profundidad.
Horno y Estufa de Plato: para calentar agregados, asfalto, moldes, martillo tal
como es requerido.
Cuchara metálica: para mezclar los agregados con el asfalto.
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Recipiente: metálico, adecuado para calentar el asfalto, de unos 4 litros de
capacidad.
Termómetros: de 10°c a 232°c (50°f a 450°f), para determinar la temperatura de
los agregados y del asfalto.
Balanzas: capacidad de 5 Kg., sensibilidad de 1 gr. Para pesar agregados y el
asfalto. Balanza de capacidad de 2 Kg. con sensibilidad de 0.1 gr. Para pesar los
especímenes compactados.
Pala: para el manejo de los agregados.
Espátula: para el reacomodo de la mezcla asfáltica.
Fuente Mezcladora Metálica: aproximadamente de 4 litros de capacidad, para el
mezclado de los agregados con el asfalto. Que se utilizan con las mezcladoras
metálicas.
Mezcladora Metálica (opcional): batidora comercial de 4 litros o más grande.
Baño de Agua Hirviendo (Baño a María): controlado manual o
termostáticamente para una temperatura de 60 °c ± 0.5 °c, de dimensiones
interiores aproximadas de 32x42x12cm ó mayores y con un fondo falso para que
las briquetas queden al menos 5 cm por encima del fondo de baño.
Pedestal de Compactación: consiste en un trozo de madera de 8x8x18
pulgadas, cubierto en la parte superior con una placa metálica de 12x12x1
pulgadas. El trozo de madera puede ser de roble, pino amarillo u otra madera,
teniendo un peso seco de 673 a 769 kg/m³. Este pedestal debe estar asegurado
por 4 ángulos de soporte a una superficie sólida de concreto. La cubierta de metal
debe de estar firmemente asegurada al pedestal.
Moldes de Compactación: cada molde tiene una base metálica, y un collarín. El
molde tiene un diámetro interno de 101.6mm (4pulgadas) y una altura
aproximadamente 75mm (3pulgadas). La base y el collarín están diseñados de
forma que puedan ser intercambiables en los extremos del molde.
Martillo de Compactación: tiene una base para compactar que es circular, plana
de aproximadamente 98.4mm (3 7/8 pulgadas) de diámetro y el martillo tiene un
peso de 10 lb y una altura de caída de 18 pulgadas.
Sujetador del Molde: Diseñado para sostener firmemente el molde en el pedestal
durante la compactación.
Gata Hidráulica: para extraer del molde los especímenes compactados.
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Guantes para sostener equipo caliente.
Guantes de hule: para sacar los especímenes del baño de agua.
Tiza de marcar: para identificar los especímenes de prueba.
Procedimiento:
Generalidades
En la determinación del contenido óptimo de asfalto para una mezcla en particular
de una determinada gradación de agregados por el Método Marshall, se preparan
una serie de especímenes de prueba (Briquetas), para un rango de diferentes
contenidos de asfalto de tal manera que las curvas con los datos de prueba
muestren un bien definido valor “optimo” de asfalto. Las pruebas deben
programarse incrementándose 0.5% de contenido de asfalto, por lo menos dos
contenidos arriba del optimo y dos abajo.
Para proveer una adecuada información es necesario la preparación de 3
especímenes de prueba como mínimo para cada contenido de asfalto utilizado. De
tal manera que el estudio del diseño de una mezcla en caliente usando 5
contenidos diferentes de asfalto, generalmente requerirá de por lo menos 15
especímenes de prueba. Cada espécimen de prueba generalmente requerirá
aproximadamente 1.5 Kg (2 ¼ lb) de agregados. Por eso la cantidad mínima de
agregados requerida para una serie de especímenes de prueba será
aproximadamente 23 Kg (50lb), 4 litros (1 galón) aproximadamente de cemento
asfáltico.
El porcentaje de asfalto con el que se trabajara se podrá obtener de la tabla 3.6
del manual de asfalto (asphalthandbook), a la que se entrara con el tamaño
máximo nominal de los agregados.
Preparación de los Agregados
Se requiere que los agregados tengan una buena granulometría que nos asegure
una correcta presencia de huecos y un porcentaje adecuado de asfalto para que
ocupe los huecos. Una manera de lograr la granulometría adecuada a partir de
diferentes agregados es mediante prueba y error, tomando porcentaje del peso
total para la grava de fábrica, arena de rio y arena de tope de curvas
granulométricas conocidas. Se suman horizontalmente estos porcentajes y se
comparan con las especificaciones. La combinación de agregados puede hacerse
de 2 o más agregados. Las siguientes son consideraciones a tomar en cuenta
para realizar los tanteos y posterior mezcla de agregados.
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a. Para poder realizar los tanteos primero secar al horno a temperatura
constante de (105 °C – 110 °C) cada agregado.
b. Determinar la granulometría de cada materia por separado. Hacer
los cálculos respectivos hasta encontrar los porcentajes pasados de
cada agregado.
c. Realizar los tanteos necesarios utilizando porcentajes adecuados
para cada agregado de tal manera que al sumarse horizontalmente
para cada tamiz sus respectivos porcentajes pasados, el valor de
esta sumatoria este entre las especificaciones
d. Esta granulometría resultante con la que se preparan los 1000 a
1200 gramos de material para casa pastilla. Para esta habrá que
combinar los diferentes agregados a. fino b. filler c. en la proporción
determinada. Por ejemplo 42% del agregado a 48% del agregado b
y 10% del agregado c.
e. Estos son porcentajes del total del material que se necesitara para
hacer cada pastilla.
f. Ya teniendo pesados el total del agregado A, B Y C se mezclan bien
y se procede a tamizar toda la muestra a través de todos los tamices
seleccionados, tamizar en la maquina y luego tamizar manualmente
tamiz por tamiz hasta que ya no pase material a través del tamiz.
g. El retenido de cada tamiz, colocarlo en un recipiente debidamente
rotulado con el numero del tamiz que le corresponde. Repetir este
procedimiento las veces que sea necesario hasta ajustar la cantidad
de agregado que se necesita de cada tamiz, para elaborar un total
de pastillas. Al final del tamizado en cada recipiente se tendrá el
peso seleccionado para cada pastilla (1000 a 1200 gr).
Teniendo el tanteo final, o sea el seleccionado, calculamos los porcentajes
retenidos individuales, luego calculamos los pesos individuales, la suma de todos
estos pesos individuales debe dar 1100 gramos.
Determinación de los pesos de agregado para cada tamiz necesarios para la
elaboración de una pastilla
Luego calcular los pesos de cada tamiz para el total de pesadas, calculando
primero con qué cantidad de pesados trabajemos.
Ejemplo
% Ri ½ = 100 -86.7322 = 13.2678%
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= 145.9458 gramos
Numero de pasados recomendados para una prueba completa.
a. 5 contenidos de asfalto y 3 pastillas compactadas por cada contenido.
b. 5 contenidos de asfalto y 1 mezcla suelta por cada contenido.
c. 3 pesados para determinar las gravedades específicas de los agregados
(grava, arena, filler).
d. Se deja un pesadoadicional por algún posible error en el cálculo de
gravedades.
Entonces tendríamos (5*3)+ (5*1) + 3 + 1 = 24 pesadas
Determinación de los pesos de cada tamiz necesarios para la fabricación de las 24
pesadas.
Wtotal ½” = 24 * 145.9458 = 3502.70 gramos
Selección del Tamaño de los Agregados
Todas las especificaciones para mezcla en caliente para pavimentos asfalticos
requieren que las partículas de agregados estén en cierto rango de tamaños y
cada tamaño debe estar presente en cierta proporción. Para determinar si la
granulometría resultante de la combinación de agregados es adecuada se tiene
que comparar con especificaciones establecidas en este caso por el instituto del
asfalto.
Para seleccionar el grupo de especificaciones adecuadas se puede utilizar la tabla
3.6 del manual del instituto del asfalto. Utilizando para ello el tamaño nominal del
agregado. En esta tabla también se recomienda los porcentajes de asfalto a
utilizar para la elaboración de las mezclas.
Tamaño máximo nominal: corresponde al tamaño del matiz más grande que
retenga 10% o menos y se determina en la granulometría gruesa. Es el primer
tamiz donde se retenga agregado retiene más del 19% entonces se toma como
tamaño máximo nominan el tamaño del tamiz anterior.
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Determinación de la Temperatura de Mezclado de Compactación
La temperatura a la cual el asfalto debe ser calentado para producir viscosidades
de 170±20 centistokes (0.17±0.02 pa-s) y 280 ±30 (0.28±0.03 pa-s-) deben
establecerse como la temperatura de mezclado y de compactación
respectivamente. Para establecer la temperatura de mezclado y compactación es
necesario desarrollar una gráfica de temperatura Vrs. Viscosidad. Esto se puede
hacer determinando la viscosidad a dos diferentes temperaturas, generalmente
135°C y 165°C. Estas dos viscosidades son planteadas en la gráfica de
temperatura de mezclado y compactación (Mixing and CompactionTemperatures,
ver anexo) y trazar una línea de los dos puntos.
El rango de viscosidad deseada para mezclado esta entre 0.17±0.02 Pa-s (0.15 a
0.19 Pa-s) y 0.28 ± 0.03 Pa-s (0.25 a 0.3) para compactación. Las temperaturas
de mezclado y de compactación adecuadas son las que proporcionan las
viscosidades requeridas.
Preparación del Molde y del Martillo
Se limpian cuidadosamente los moldes y la cara del martillo de compactación y
deben calentarse en el baño a María o en la estufa de plato a una temperatura
entre 93 °C (200°F) y 149 °C (300°F). Colocar un pedazo de papel encerado o de
papel filtro cortado al tamaño apropiado de la base del molde antes de colocar la
mezcla en el molde.
Preparación de las Mezclas
Pesar en recipientes separados para cada espécimen de prueba la cantidad de
agregado de cada fracción requerida (o sea de cada pase de tamiz), para producir
una mezcla que resulte en una briqueta compactada de 63.5 ± 1.3mm (2.5 ± 0.05
pulgadas) de altura. Generalmente se requerirá aproximadamente 1.2 Kg (1200
gr). Por lo usual se recomienda hacer una briqueta antes de comenzar el ensayo.
Si el tamaño de la briqueta de prueba cae fuera de los límites indicados, la
cantidad de agregados necesarios se ajusta de la siguiente forma:
( )
Se colocan en palanganas con los agregados en el horno o en la estufa de plato a
una temperatura de aproximadamente 28 °C (50 °C) arriba de la temperatura de
mezclado (mencionada en el apartado “c”). Cada palangana contiene 1200 gr de
agregado. Colocar los agregados calientes y secos al horno, en la fuente
mezcladora y revolverlos bien. Formar un cráter en el centro de la mezcla de
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agregados y pesar la cantidad requerida de cemento asfáltico en la mezcla de
agregados según los datos del cálculo de pesos acumulados. En este momento la
temperatura de los agregados y del asfalto debe estar de acuerdo a la
mencionada en el inciso “c”. El asfalto no debe mantenerse a la temperatura de
mezclado por más de una hora antes de ser usado. Mezclar el asfalto y agregado
preferiblemente con una mezcladora mecánica o a mano con una cuchar metálica,
tan rápido y uniformemente como sea posible, de tal manera de distribuir el asfalto
uniformemente a todo el agregado.
Compactación de los Especímenes
Se coloca el molde caliente en una mesa y se sitúa en el fondo el papel encerado
o papel filtro. Se vierte toda la mezcla en el molde, esparcirla uniformemente,
insertar una espátula caliente 15 veces alrededor y 10 veces en el centro, se quita
el collarín y se alisa la superficie de la mezcla hasta darle una forma ligeramente
redondeada. Se coloca nuevamente el collarín. La temperatura de la mezcla
inmediatamente antes de la compactación debe estar entre los límites de la
temperatura de compactación establecidos en el numeral “e”, si no es así se
tendrá que descartar. En ningún caso la mezcla puede recalentarse.
Se coloca el molde de mezcla en el pedestal de compactación debidamente
sujetado. Aplicar 35, 50 o 75 golpes, tal como esta especificado de acuerdo a la
categoría de diseño de tráfico (liviano, medio y pesado), con el martillo de
compactación usando una caída libre de 18 pulgadas. Sostener el eje del martillo
o la base del molde. Quitar la base y el collarín y se invierte el molde con la
briqueta sobre la placa base y colocar de nuevo el collarín. Aplicar el mismo
número de golpes al lado contrario de la briqueta.
Después de terminar la compactación, quitar la base y dejar enfriar el molde con la
briqueta hasta que no se produzca deformación cuando se extraiga la briqueta del
molde. Cuando se desea que se enfríe rápidamente se puede utilizar un ventilador
pero nunca utilizar agua o menos que la briqueta se coloque en una bolsa
resistente al calor. Para extraer la briqueta del molde, utilizar una gata hidráulica u
otro aparato de compresión, luego colocar las briquetas en una superficie uniforme
hasta que se realice el ensayo. Generalmente las briquetas se dejan enfriando
toda la noche.
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Procedimiento para la Pruebade Pastillas Compactadas y Mezclas Sueltas
En el Método Marshall a cada espécimen compactado se le realizan los siguientes
ensayos:
a. Determinación del Peso Específico “Bulk”.
b. Ensayo de Estabilidad y Flujo.
c. A las mezclas sueltas debe realizarse el ensayo de Gravedad Especifica.
a. Determinación de la Densidad Real (Peso Unitario PV) y Peso
Específico “Bulk” de las Pastillas (Gmb)
El ensayo de Gravedad Especifica debe realizarse tan pronto como las briquetas
compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente. Esta prueba se realiza
de acuerdo a la designación ASTM D1188. Gravedad Especifica Bulk de Mezclas
Bituminosas Compactadas Usando Especímenes Cubiertos con Parafina, o ASTM
D2726, Gravedad Especifica Bulk de Mezclas Bituminosas Compactadas Usando
Especímenes Saturados con Superficie Seca. La porosidad y la textura de la
superficie indican el método que debe usarse. El método ASTM D1188 es
conveniente para las texturas superficiales abiertas, permeables. En una forma
resumida el procedimiento es el siguiente:
a. Determinar 3 alturas a cada espécimen.
b. Pesar los especímenes al aire.
c. Cubrir los especímenes con parafina y dejarlos enfriar por 30 minutos.
d. Pesar los especímenes parafinados.
e. Pesar una canasta sumergida en agua.
f. Pesar los especímenes parafinados sumergidos en agua utilizando la
canasta.
Nota: si los especímenes van a ser utilizados para pruebas posteriores como:
Estabilidad y Flujo para la cual se requiere remover la capa de parafina, los
especímenes que tienen una superficie densa y cerrada. Utilizar el procedimiento
detallado en ASTM 2726. Este procedimiento puede ser para especímenes que
contienen humedad y para especímenes secos.
a. Para especímenes que contienen humedad: b. Determinar 3 alturas a cada espécimen. c. Peso de los especímenes en agua a cada 25˚C (77˚F) por 3 a 5 minutos y
después pesarlos sumergidos en agua utilizando para ello una canasta. Este pero se designa como C.
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d. Pesar al aire los especímenes saturados con superficie seca. Secar rápidamente la superficie de los especímenes utilizando una toalla húmeda y luego pesarlos al aire. Designar este peso como B.
e. Pesar los especímenes secos al horno. Secar los especímenes en el horno a una temperatura constante de aproximadamente 110˚C (230˚F) de 15 a 24 horas. Dejar enfriar y pesar al aire. Designar este peso como A.
f. Calcular la Gravedad Especifica Bulk de los especímenes como sigue:
A GSB= ---------------- (B-C) Donde: A= Peso al aire del espécimen seco. B= Peso al aire del espécimen saturado con superficie seca. C= Peso del espécimen en agua. Para especímenes secos: a. Determinar el peso de las pastillas al aire. (Wp) b. Pesar la canasta sumergida en agua. (Wcs) c. Sumergir la pastilla en agua a 25˚C (77˚F) por 3 a 5 minutos. Colocarlo en
la canasta y pesarlo sumergido (Wpcs) d. Pesar al aire los especímenes saturados con superficie seca para la cual se
saca la pastilla del agua y se seca la superficie rápidamente con una toalla húmeda, luego pesar. (Wpsss)
e. Calcular el Peso Específico Bulk de la pastilla (Gmb) ɣp Wp / Vp Wp Wp Gmb = ----------- = ------------------------ = -------------- = -------------- ɣw ɣw Vp ɣw Vp ɣ w = 1gr/ cm³ Para el cálculo de Vp aplicando el principio de Arquímedes: Empuje: W agua desplazada = W psss – Wps Donde: Wps = Wpcs - Wcs Ww ɣw = ---------- Vw Wp
Gmb = -------------- Dr = Densidad re al de la pastilla (PV) = Gmb × ɣw → Gmb
Vp ɣw = 1gr/cm³
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b. Prueba de Estabilidad y Flujo
Después de que se ha determinado la Gravedad Especifica Bulk, las briquetas se
someten a compresión para determinar la estabilidad y el flujo. El equipo requerido
para la prueba de briquetas de 4 pulgadas de diámetro y de 2½ pulgadas de altura
consiste en una máquina de compresión especial y un Baño maría. La máquina de
compresión puede ser cualquier maquina mecánica o hidráulica equipada con
diales adecuados para leer carga y deformación con la sensibilidad requerida de
acuerdo a ASTM D1559.
El Baño de Agua (Baño de María) debe de tener por lo menos 6 pulgadas de
profundidad y tener un termostato para mantener la temperatura a 60˚C ± 1˚C
(140˚F ± 1.8˚F). En el fondo del recipiente deberá de contar con una parrilla para
suspender la briquetas por lo menos 2 pulgadas arriba del fondo.
Los siguientes pasos son aplicables a la prueba de compresión:
a. Primero se fija en cero la lectura del medidor de deformaciones (flujo) para
cual se coloca provisionalmente un cilindro metálico de exactamente 4 pulgadas
de diámetro en las mordazas de carga.
→Nota: Este ajuste debe hacerse en la varilla de guía marcada con un cero y con
el lado del elemento superior de las mordazas señalado con un cero en el mismo
lado que la varilla de guía marcado d este modo. En el ensayo de las briquetas
debe emplearse un montaje idéntico. Las briquetas deben de ser 10 ± 0.025 cm
(4.00 ± 0.01pulgadas), en caso contrario, es necesario una lectura inicial y final del
medidor de deformaciones para determinar el flujo.
b. Antes de le ensayo de sumergir la briqueta en Baño de María a 60˚C ± 1˚C
(140˚F ± 1.8˚F) por 30 a 40 minutos. Esto se hace para representar las
condiciones más críticas en las que se podría encontrar un pavimento.
c. Se limpia perfectamente las superficies interiores de las mordazas. La
temperatura de las mismas se debe mantener entre 21˚C y 38˚C (70˚F Y 100˚F)
usando un Baño de María. Se lubrica las varillas de guía con una película delgada
de aceite de tal forma que la mordaza superior deslice fácilmente sin pegarse. Se
debe verificar previamente a la aplicación de la carga que el indicador del dial del
anillo de carga se encuentra en la posición correspondiente a cero.
d. Cuando el aparato está listo, se saca la briqueta del agua y se seca
cuidadosamente la superficie. Colocar el espécimen bien centrado en la mordaza
inferior. A continuación se pone en posición la mordaza superior y se centra el
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conjunto en el aparato de carga. El medidor de flujo se coloca sobre la varilla de
guía marcada.
e. Aplicar la carga de prueba de manera que se produzca una deformación a
velocidad constante de 2 pulgadas por minuto, hasta que se produzca la rotura
(hasta que falle). El punto de rotura o de falla se define por la carga máxima
obtenida. El número total de libras necesarias para producir de la briqueta a 60˚C
(140˚F) se anota como un valor de Estabilidad Marshall.
f. Mientras la prueba de Estabilidad se está realizando, sostener el medidor
de deformación firmemente en posición sobre la varilla guía y quitarlo cuando se
obtiene la carga máxima y antes de que comience a decrecer. Se lee y se anota
esta lectura, que él es valor de Flujo de la briqueta, expresado en centésimas de
pulgadas (1/1000pulgadas). El valor de flujo representa la deformación de la
briqueta en el momento de la carga máxima. La aguja del medidor de Flujo sigue
aumentando si no se detiene la aplicación de la carga.
g. El procedimiento completo, tanto de la prueba de Estabilidad como de flujo,
comenzando desde que se sacan las briquetas del Baño de María, debe de
completarse en un periodo de 30 segundos.
c. Determinación de la Gravedad Especifica de las mezclas Sueltas
(Gmm)
Este método cubre la determinación de la máxima gravedad especifica teórica de
mezclas bituminosas sueltas (no compactadas) para pavimentos según la norma
ASTM D2041.
Equipo:
a. Balanza. b. Picnómetro. Puede ser de metal o de vidrio con una capacidad de 1000 ml.
Provisto con un tapón metálico y su respectivo empaque. c. Bomba de vacios, para extraer el aire atrapado en el picnómetro.
La muestra debe ser obtenida de acuerdo con el método de Muestreo de Mezclas
Bituminosas para Pavimentos AASHO T168. El tamaño de la muestra será de
acuerdo a los siguientes requisitos: Si las muestras son más grandes que la
capacidad del recipiente, deberán ser probados una porción a la vez.
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Tamaño de la partícula más grande
(pulgadas) Tamaño de la mezcla (gramos)
1 2500
¾ 2000
½ 1500
⅜ 1000
4 500
Procedimiento:
a. Separar las partículas de las muestra teniendo cuidado de no fracturar las
partículas, de tal forma que las partículas de la porción del agregado fino no sean
más grande de ¼ de pulgada. Si la mezcla no está lo suficientemente suave para
ser separada manualmente colocarla en un recipiente plano y calentarla en el
horno hasta que sus partículas se puedan separar.
b. Enfriar la muestra a temperatura ambiente, pesar la muestra al aire,
designar este peso como A. Agregar agua a una temperatura aproximada de 25˚C
(77˚) hasta cubrir la muestra.
c. Extraer el aire atrapado conectando el picnómetro a una bomba de vacios
(a una presión menor de 3cm de mercurio) por 15 ± 2 minuto. Agitar el picnómetro
y su contenido constantemente en una forma Vigorosa por 2 minutos.
d. Terminar de llenar con agua hasta la altura de calibración y pesar, este será
el peso E. Se procura que este peso se haga a una temperatura de ± 25˚C (77˚F).
e. Sacar el contenido del picnómetro, limpiarlo, llenarlo con agua hasta la
altura de calibración y pesar, registrar este peso como D.
Calculo
A Gravedad Especifica = --------------------- A + D – E Donde:
• A = Peso del aire de la muestra, en gramos.
• B = Peso del picnómetro lleno con agua hasta la altura de calibración en
gramos.
• E = Peso del picnómetro más muestra más agua hasta la altura de
calibración, en gramos.
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Interpretación de los Resultados y Determinación del Contenido Optimo de
Asfalto
Análisis de Densidad y Vacíos
Después de que se han completado los ensayos de Estabilidad y Flujo, se podrá
hacer el análisis de Densidad y Vacios para cada serie de briquetas:
a. Se calcula el promedio de los valores de Peso Específico para todas las
briquetas con el mismo contenido de asfalto, no deben incluirse en este
promedio los valores evidentemente erróneos.
b. Calcular el promedio de la Densidad Real(Peso Unitario) para cada punto
de asfalto, multiplicando el promedio del valor del peso específico de cada
serie 62.4 lb/pie³ o 1gr/cm³.
c. Plotear estos valores de peso unitario con su respectivo contenido de
asfalto. Dibujar una curva uniforme que se ajuste lo mejor posible a todos
los valores representados.
d. Cuando algunos puntos graficados y la curva no coinciden, el Peso Unitario
para cada contenido de asfalto se determina directamente a partir de la
curva. Estos valores son los que se emplearan en los cálculos posteriores
de:
• Peso de Cemento Asfaltico Absorbido por los Agregados Secos (Pba).
• Porcentaje de Vacios en mezclas total (Pa).
• Porcentaje de Vacios del Agregado Mineral (VMA)
Elaboración de las Gráficas
Se elaboraran 5 graficas en papel milimetrado las cuales muestran las siguientes
relaciones:
a. Estabilidad (libras) vrs Contenido de Asfalto b. Flujo (centésimas de pulgadas) vrs Contenido de Asfalto c. Peso Unitario (Lb/pie³) vrs Contenido de Asfalto d. Porcentaje de Vacios en la Mezcla (Pa) (porcentaje) vrs Contenido de Asfalto. e. Porcentaje de Vacios del Agregado Mineral (VMA) (porcentaje) vrs Contenido de Asfalto. En la escala de las ¨x¨ se graficara el Contenido de Asfalto con el que se elaboraran las pastillas. En la escala de las ¨y¨ se graficara: la Estabilidad, Flujo, Peso Unitario, Pa, VMA. Las graficas se trazaran con una curva flexible que se ajuste lo mejor posible a todos los valores representados.
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a. Para el trazo de la gráfica de Estabilidad se tendrá que usar los valores
medios. Antes de calcular este promedio, se tendrá que revisar que las briquetas
tengan la altura de 2½ pulgadas. Los valores de Estabilidad de briquetas que
tengan alturas distintas a 2½ pulgadas, tendrán que corregirse empleando un
factor de corrección que se puede obtener de la tabla 4.3 (AsphantHandbook).
b. Estos factores se pueden obtener con los volúmenes de las briquetas (los
cálculos a partir de Gravedad Especifica Bulk de las Mezclas Compactadas).
También se pueden usar las alturas de las briquetas. Siendo más exacto los
volúmenes.
c. Una vez corregidos los Valores de Estabilidad se calcula el promedio
descartando os valores que defieran mucho.
d. Para elaborar las gráficas de Flujo y Peso Unitario se tiene que obtener los
valores medios descartando los valores evidentemente erróneos.
Tendencia de las Gráficas
El comportamiento de las gráficas que representan las propiedades de las
mezclas asfálticas es el siguiente:
a. La Estabilidad crece a medida que aumenta el contenido de asfalto hasta un máximo, después aunque el contenido de asfalto aumente la Estabilidad disminuye. b. El Flujo aumenta con el incremento de asfalto. c. La curva correspondiente al Peso Unitario tiene un comportamiento similar a la de Estabilidad. d. El porcentaje de vacios en la mezcla total disminuye con el incremento de asfalto, aproximándose finalmente a un mínimo. e. El porcentaje de vacios en el agregado mineral (VMA) decrece a medida que el porcentaje de asfalto aumenta. Determinación del Contenido de Asfalto
Una vez que se han trazado las gráficas, el porcentaje óptimo de asfalto se calcula
tomando en cuenta 3 graficas: Estabilidad, Peso Volumétrico, Porcentaje de
vacios de aire (Pa).
a. De la gráfica de Estabilidad se obtiene el porcentaje de asfalto que corresponde a la máxima Estabilidad. b. De la gráfica de Peso Volumétrico se obtiene el porcentaje de asfalto que corresponde al máximo Peso Volumétrico. c. De la gráfica de Porcentaje de vacios de Aire (Pa), se obtiene el porcentaje de asfalto que el corresponde al valor medio de los limites dados en las
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especificaciones para Pa. Se entra a la gráfica con 4% que es el punto medio de la especificación que va de 3% a 5% (ver tabla 4.4 Asphat Handbook). El Porcentaje Optimo de Asfalto será el promedio de los 3 porcentajes de asfalto calculados anteriormente. Habiendo calculado el Porcentaje Optimo de asfalto, se revisaran las gráficas de la siguiente manera: a. Con el Porcentaje Optimo de Asfalto entrar a la curva de Estabilidad y obtener el valor de Estabilidad que le corresponde. b. Con el Porcentaje Optimo de Asfalto entra a la curva de de Flujo y obtener el valor de Flujo correspondiente. c. Con el porcentaje Óptimo de Asfalto entrar a la curva de VMA y obtener el valor correspondiente. d. Con el porcentaje Óptimo de Asfalto entrar a la curva de Porcentaje de Huecos de aire y obtener el valor correspondiente. Todos los valores obtenidos deben cumplir los valores estipulados en la tabla 4.4 y
la figura 4.11 del libro ¨ Manual del Asfalto¨, correspondiente a cada tipo de trafico:
liviano, medio y pesado. Si no se cumplen estos requerimientos se tendrá que
hacer ajustes a la mezcla. Cuando esta primera mezcla no reúne los requisitos se
tendrá que modificar o en algunos casos, rediseñar. Hay que tener cuidado con la
mezcla que den valores muy altos de Estabilidad ya que se pueden obtener
valores bajos de durabilidad o viceversa. La granulometría de los agregados y el
contenido de asfalto juegan un papel muy importante en el balance que debe
existir entre Estabilidad y Durabilidad. La mezcla seleccionada debe de ser la más
económica pero que cumpla con todos los criterios establecidos. En algunos casos
cuando no es posible por razones económicas o por otros motivos, cumplir con
todos los criterios de diseño, se puede permitir una tolerancia de 1% en los huecos
de aire. Pero bajo ninguna circunstancia podemos permitir un flujo más alto o una
estabilidad más baja que la requerida.
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PROBLEMAS QUE PUEDEN OCURRIR Y POSIBLES SOLUCIONES
a. Vacios Bajos y Estabilidad Baja
Los huecos pueden aumentarse de diferentes formas: En forma general para
obtener mayor cantidad de huecos en el agregado mineral (y por consiguiente
proveer suficientes espacios vacios para una adecuada cantidad de asfalto y
huecos llenos de aire). La granulometría de los agregados debe ser ajustada
agregando más agregado grueso.
Si el contenido de asfalto es muy alto que el normal y el exceso no se requiere
para reemplazar el absorbido por los agregados, el contenido de asfalto debe
reducirse para así incrementar los huecos. Sin embargo hay que recordar que al
bajar el contenido de asfalto se reduce el grosor de la película de asfalto que
cubre a los agregados y esto baja la durabilidad del pavimento. Reducir mucho
esta película también aumenta la fragilidad, permeabilidad y acelera al oxidarse.
Si este ajuste no da como resultado una mezcla estable, el agregado debe
cambiarse. Usualmente es posible mejorar la estabilidad y aumentar la cantidad
de huecos de la mezcla aumentando la cantidad de agregados triturados. Algunas
veces las caras fracturadas de los agregados don muy lisas por lo que esto no es
una solución para aumentar la Estabilidad. Esto es lo que generalmente ocurre
con el cuarzo y rocas similares.
b. Pocos Vacios y Estabilidad Satisfactoria
Un bajo contenido de huecos puede repercutir en la Estabilidad o en el Flujo
después de que el pavimento ha sido expuesto al tráfico un determinado tiempo
debido a la reorientación de las partículas y la compactación adicional, también
puede resultar insuficientes espacios vacios para la cantidad de asfalto requerida
para la alta durabilidad aun cuando la Estabilidad sea satisfactoria. El desgaste de
los agregados debido a la acción del tráfico puede repercutir en la Estabilidad y el
Flujo si el contenido de huecos de la mezcla no es suficiente. Debido a esto
mezclas con pocos vacios pueden ser ajustadas por uno de los métodos dados
anteriormente aunque la Estabilidad perezca satisfactoria.
c. Vacios Satisfactorios y Baja Estabilidad
Una baja Estabilidad es cuando los huecos y la gradación de los agregados son
satisfactorios, pueden indicar algunas deficiencias en el agregado.
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d. Muchos Huecos y Estabilidad Satisfactoria
Muchos huecos frecuentemente son asociados con una alta permeabilidad. Una
alta permeabilidad por permitir circulación de aire y agua a través del pavimento,
puede causar endurecimiento prematuro del asfalto. Aunque la Estabilidad es
satisfactoria, se tendrá que hacer ajustes para reducir los huecos. Esto
generalmente se logra aumentando el contenido de filler o relleno mineral de la
mezcla. En algunos caso, sin embargo, puede ser necesario seleccionar o
combinar agregados de tal forma que tenga una granulometría lo más cercana
posible a la curva granulométrica de mayor densidad.
e. Muchos Huecos y Estabilidad Baja
Los huecos o vacios se pueden reducir de la manera recomendada en el inciso
anterior. Al reducir los vacios, mejorara la Estabilidad.
Cálculos:
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EVALUACION
1.- ¿Cómo se obtiene el asfalto? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.- Mencione las fuentes para la obtención del asfalto ____________________________________________________________________________________________________________________________________ 3.- ¿Cómo se clasifican las fuentes naturales del asfalto? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.- Menciones los tres usos principales que se le da al asfalto ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5.- ¿Cómo se clasifican los asfaltos para pavimentación? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6.- ¿Cómo se clasifican los asfaltos líquidos rebajados? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.- Menciones los cuatro sistemas en que se clasifican los cementos asfálticos ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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B I B L I O G R A F I A
Especificaciones o Normas de Referencia de la ASTM (American Society for Testing and Materials – Sociedad Americana para Pruebas y Materiales) y de la AASHTO (American Association of State and Highway Transportation Officials - Asociación Americana de Oficiales de Autopista Estatal y Transportación).