repblica bolivariana de venezuela200.35.84.131/portal/bases/marc/texto/2301-05-00452.pdf · a...
TRANSCRIPT
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE CIVIL
COMPORTAMIENTO DE LAS MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO TN-12 Y TIPO III A DIFERENTES TEMPERATURAS: 90ºC, 100ºC,
110ºC, 120ºC, DURANTE EL PROCESO DE COMPACTACIÓN
Trabajo Especial de Grado Para Optar al Título de Ingeniero Civil:
Presentado por:
Br. PACHECO PINEDA, Carlos julio.
C.I. 16.355.666.
Br. CAMPISI GARCIA, Ángel Antonio.
C.I. 15.748.100.
Tutor:
Ing. Armando Hernández.
C.I. 1.081.132.
Maracaibo, septiembre de 2005
DERECHOS RESERVADOS
AGRADECIMIENTO
Debemos agradecer a una serie de personas e instituciones que hicieron posible la realización de este trabajo: A nuestro tutor, Ing. Armando Hernández, por su incondicional atención, aportes y conocimientos brindados. A los auxiliares del laboratorio geotecnia por su gran paciencia, disponibilidad de tiempo y aportes prestados a este trabajo. A CONVECA, por habernos suministrado todo el material utilizado. A prof. Jesús Urdaneta por sus conocimientos ofrecidos. A nuestra querida amiga anita por su ayuda incondicional en todo momento. A nuestras familias, por apoyarnos a lo largo de esta etapa.
A todos ustedes muchas gracias
DERECHOS RESERVADOS
RESUMEN
PACHECO PINEDA, Carlos Julio; CAMPISI GARCIA, Ángel Antonio. “COMPORTAMIENTO DE LAS MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO TN-12 Y TIPO III A DIFERENTES TEMPERATURAS DURANTE EL PROCESO DE COMPACTACIÓN”. Trabajo especial de grado para optar al título de Ingeniero Civil. República Bolivariana de Venezuela. Universidad Rafael Urdaneta. Facultad de Ingeniería. Escuela De Ingeniería Civil. Tutor Armando Hernández. Maracaibo 2.005.
Mediante el presente trabajo especial de grado se realizará un estudio del comportamiento de una mezcla de concreto asfáltico TN-12, que corresponde a las nuevas granulométricas establecidas en la norma COVENIN (Comité Venezolano de Normas Industriales) 12-10 creadas en 1997 por el INVEAS ( Instituto Venezolano de Asfalto), y otra mezcla tipo III establecida en la norma COVENIN 2000-87 vigentes. Estas briquetas fueron compactadas a 90ºC, 100ºC, 110ºC, 120ºC. Durante el proceso de elaboración. Antes de obtener las mezclas compactadas a las diferentes temperaturas se efectuaron todos los ensayos para determinar la calidad de los agregados y del cemento asfáltico, así como también los correspondientes al diseño de mezclas por el método Marshall. Las cuales permitieron obtener el porcentaje óptimo de asfalto a utilizar en las mezclas a estudiar. Para realizar el análisis de las mezclas compactadas a las diferentes temperaturas, se procedió a graficar las curvas correspondientes a las propiedades de flujo, densidad real, estabilidad, porcentaje de vacíos de agregado mineral, porcentajes de vacíos llenados con asfalto. Y porcentajes de vacíos totales de la mezcla con las temperaturas de compactación, para después comparar los resultados obtenidos con los valores permisibles por las normas respectivas de cada mezcla y de esta manera determinar cuales son las temperaturas en el que cada mezcla presenta mejores valores en cuanto a los resultados obtenidos.
DERECHOS RESERVADOS
ÍNDICE GENERAL
DEDICATORIAS……………………………………………………………………. v AGRADECIMIENTOS……………………………………………………………… viii RESUMEN…….…………..………………………………………………………… x ÍNDICE GENERAL……….…………………………………………………........... xii INTRODUCCIÓN……………………………………………………………..…….. xviii
CAPÍTULO I: EL PROBLEMA
1. PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA…………… 2 2. OBJETIVO GENERAL…………………………………………………… 3
2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS………………………………………... 3
3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN……… 4 4. DELIMITACIÓN ESPACIAL Y TEMPORAL…………………………… 5
CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO
1 ANTECEDENTES…………………………………………………………… 7
2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA……………………………………....... 12
2.1. MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO EN CALIENTE….. 12
2.2. OBJETIVO DEL DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
ASFÁLTICO…………………………………………....................... 13
2.3. COVENIN………………………………………………………...... 14
2.4. AGREGADOS………………..………………………………………. 15
2.5. DETERMINACIÓN DE LA CALIDAD DE LOS AGREGADOS… 16
2.6. ASFALTO……………………………………………………………. 16
2.7. CEMENTO ASFÁLTICO…………………..…………………...... 16
2.8. DETERMINACIÓN DE LA CALIDAD DEL CEMENTO
ASFÁLTICO………………………………………………………… 17
2.9. MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO EN CALIENTE
TN-12……………………………………………………..………… 17
DERECHOS RESERVADOS
2.10. MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO EN CALIENTE
TIPO III…………………………………………………………….. 18
2.11. MÉTODO MARSHALL PARA MEZCLAS DE CONCRETO
ASFÁLTICO EN CALIENTE…………………………………...... 18
2.11.1. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO MARSHALL………………..... 19
2.11.2. DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS……………………….... 19
3. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS……………………………….... 20
4. SISTEMA DE VARIABLES E INDICADORES…………………………… 24
5. DEFINICIÓN OPERACIONAL DE LAS VARIABLES………………… 25
CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO
1. TIPO DE INVESTIGACIÓN……………………………………………… 27
2. POBLACIÓN Y MUESTRA………………………………………………… 28
3. METODOLOGÍA EMPLEADA PARA LA RECOLECCIÓN DE
INFORMACIÓN……………………………............................................. 28
4. ENSAYO FÍSICO DE LOS AGREGADOS……………………………… 29
4.1. ENSAYO DE GRANULOMETRÍA………………………………… 29
4.1.1. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA (CUARTEO NORMAL)…… 30
4.1.2. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO……………………………...... 30
4.1.3. PREPARACION DE LA CURVA GRANULOMETRICA……… 32
4.2. ENSAYO DEL DESGASTE DE LOS ÁNGELES……………… 33
4.2.1. CARGA ABRASIVA………………………………………............. 34
4.2.2. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO………………………………… 35
4.3. ENSAYO DE ARENA EQUIVALENTE…………………………… 35
4.3.1. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA……………………….. 36
4.3.2. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO……………………………….... 36
4.4. ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO……………………………….... 38
4.4.1. MÉTODO DEL PICNÒMETRO........................................... 39
DERECHOS RESERVADOS
4.4.2. MÉTODO DEL FRASCO CHAPMAN......................................... 40
5. ENSAYOS FÍSICOS DEL CEMENTO ASFÁLTICO………………… 42
5.1. ENSAYO DE GRAVEDAD ESPECÍFICA……………………… 42
5.1.1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO………………………………. 43
5.2. ENSAYO DE PENETRACIÓN……………………………………… 43
5.2.1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO ………………………… 44
5.3. ENSAYO DE PUNTO DE INFLAMACIÓN Y PUNTO DE LLAMA
EN VASO ABIERTO CLEVELAND……………………………… 45
5.3.1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO …………………………… 46
5.4. ENSAYO DE DUCTILIDAD……………………………………………. 47
5.4.1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO …………………………….... 47
5.5. ENSAYO DE PUNTO DE ABLANDAMIENTO………………… 48
5.5.1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO ……………………………… 48
5.6. ENSAYO DE VISCOSIDAD SAYBOLT………………………….... 49
5.6.1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO …………………………........ 50
5.7. ENSAYO DE VISCOSIDAD CINEMÁTICA……………………… 52
5.7.1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO (VISCOSÍMETRO
ZEITFUCHS DE BRAZO CRUZADO)……..…………………… 52
6. COMBINACIÓN DE AGREGADOS……………………………………… 54
7. MÉTODO MARSHALL PARA MEZCLAS DE CONCRETO
ASFÁLTICO EN CALIENTE…………………………………………..... 54
7.1. PREPARACIÓN DE LA MEZCLA………………………………… 54
7.2. COMPACTACIÓN DE LA BRIQUETA…………………….…… 55
7.3. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD-VACIOS Y
ESTABILIDAD-FLUJO……………………… …………………….. 56
7.3.1. ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE
LA BRIQUETA Y ANÁLISIS DE VACIOS……......................... 57
7.3.2. ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUJO……………................. 58
DERECHOS RESERVADOS
CAPÍTULO IV: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS
RESULTADOS 1. ANÁLISIS Y RESULTADOS OBTENIDOS EN LOS ENSAYOS
FÍSICOS DE LOS AGREGADOS……………………………… 60
2. ANÁLISIS Y RESULTADOS OBTENIDOS EN LOS ENSAYOS
FÍSICOS DEL CEMENTO ASFÁLTICO………………………………… 61
3. ANÁLISIS Y RESULTADOS OBTENIDOS DE LA COMBINACIÓN DE
AGREGADOS......................................................................................... 61
4. ANÁLISIS Y RESULTADOS OBTENIDOS DE LOS DISEÑOS DE
MEZCLAS…………………………………………….….............................. 62
5. ANÁLISIS Y RESULTADOS OBTENIDOS DE LA COMPACTACIÓN
DE LAS BRIQUETAS POR EL MÉTODO MARSHALL A LAS
DIFERENTES TEMPERATURAS……………………………………... 63
5.1. EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN EL
PROCESO DE COMPACTACIÓN A LAS DIFERENTES
TEMPERATURAS DE LAS MEZCLAS TN-12 Y TIPO III…………… 64
5.1.1. FLUJO VS TEMPERATURA DE
COMPACTACIÓN….......................................................................... 64
5.1.1.1. MEZCLA DE CONCRETO ASFÁLTICO TIPO III…….............. 64
5.1.1.2. MEZCLA DE CONCRETO ASFÁLTICO TN-12………… 65
5.1.2. DENSIDAD REAL VS TEMPERATURA DE
COMPACTACIÓN............................................................................... 65
5.1.2.1. MEZCLA DE CONCRETO ASFÁLTICO TIPO III……............... 65
5.1.2.2. MEZCLA DE CONCRETO ASFÁLTICO TN-12….... 65
5.1.3. ESTABILIDAD VS TEMPERATURA DE
COMPACTACIÓN……..........................…......................................... 65
DERECHOS RESERVADOS
5.1.3.1. MEZCLA DE CONCRETO ASFÁLTICO TIPO III……........... 65
5.1.3.2. MEZCLA DE CONCRETO ASFÁLTICO TN-12………….. 66
5.1.4. VACÍOS DEL AGREGADO VS TEMPERATURA DE
COMPACTACIÓN……...................................................................... 66
5.1.4.1. MEZCLA DE CONCRETO ASFÁLTICO TIPO III……... 66
5.1.4.2. MEZCLA DE CONCRETO ASFÁLTICO TN-12……. 66
5.1.5. VACÍOS LLENADOS CON ASFALTO VS TEMPERATURA
DE COMPACTACIÓN…………………........ 66
5.1.5.1. MEZCLA DE CONCRETO ASFÁLTICO TIPO III……... 66
5.1.5.2. MEZCLA DE CONCRETO ASFÁLTICO TN-12……. 67
5.1.6. VACÍOS TOTALES DE LA MEZCLA VS TEMPERATURA DE
COMPACTACIÓN………................................... 67
5.1.6.1. MEZCLA DE CONCRETO ASFÁLTICO TIPO III……………….. 67
5.1.6.2. MEZCLA DE CONCRETO ASFÁLTICO TN-12…………….. 68
CONCLUSIONES………………………………………………………………… xx
RECOMENDACIONES……………………………………………………………. xx
BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………….. xx
ANEXOS………………………………………………………………………….. xx
DERECHOS RESERVADOS
DERECHOS RESERVADOS
INTRODUCCIÓN
Debido a la alta demanda que ha tenido la utilización de las mezclas
de concreto asfáltico en caliente en Venezuela, para la pavimentación de
carreteras que constituyen las vías pavimentadas del país, nace la necesidad
de realizar investigaciones que aporten mayor información sobre el
comportamiento, tanto en el diseño como en la construcción de las mezclas
de concreto asfáltico en caliente. En 1997 INVEAS (Instituto Venezolano del
Asfalto) propone unas especificaciones, en donde se establecen nuevas
mezclas, con modificaciones principalmente en la granulometría y en los
módulos de ensayos, con respecto a las mezclas pertenecientes a las
normas vigentes. En la siguiente investigación se hace un análisis del
comportamiento a diferentes temperaturas durante el proceso de
compactación de las mezclas, pertenecientes a las especificaciones
propuestas.
El presente trabajo consta de cuatro capítulos divididos de la
siguiente manera: El primero detalla la fundamentación de la investigación;
en el segundo capítulo se contemplan todas las bases teóricas de la
investigación; en el tercer capítulo se define el tipo de investigación y se
describen los procedimientos a seguir en la realización de todos los
componentes que conforman a la misma; y finalmente en el cuarto capítulo,
se presentan los análisis de los resultados obtenidos, las conclusiones y las
recomendaciones de la investigación.
DERECHOS RESERVADOS
1
DERECHOS RESERVADOS
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
1. PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.
Durante muchos años en Venezuela se ha estado utilizando el
método de diseño para mezclas de concreto asfáltico en caliente según las
especificaciones COVENIN (2000-87), las cuales son muy reconocidas a
nivel nacional por su calidad y precisión en el momento de elaborar las
mezclas, aunque en estos últimos años como consecuencia de los avances
tecnológicos, y siempre buscando innovar dentro del campo de la vialidad,
constantemente se han propuesto modificaciones de los métodos para la
elaboración de mezclas de asfalto en caliente. Desde 1.997 se ha tratado de
introducir en las normas venezolanas una tecnología de elaboración de
mezclas de concreto asfáltico denominada SUPERPAVE (Superior
Performing Paviment), estando basada en la metodología utilizada en los
Estados Unidos de América, el cual es un país que posee un gran desarrollo
en esta rama de la ingeniería.
Algunas de las causas del rápido deterioro de las vialidades en
Venezuela indiferentemente del método utilizado para el diseño de las
mezclas de concreto asfáltico, radica en los procedimientos realizados
durante el proceso de traslado, vaciado, extensión y compactación en
campo de las mezclas asfálticas, y una de las tantas causas que podrían
ocasionar este deterioro es la temperatura a la cual salen las mezclas de las
plantas de elaboración, la cual, debería estar entre los 135 y 165 °C según
las Normas vigentes y adicionalmente a que no siempre se encuentra
dentro de este rango, cuando esta dentro del mismo, puede causar,
2
DERECHOS RESERVADOS
dependiendo de muchos factores (tiempo de traslado del material,
temperatura del lugar en donde sea la obra y la ejecución del extendido del
material) que la mezcla no sea compactada a una temperatura adecuada,
siendo este hecho una de las principales causa del deterioro de las vías en
este país. Por lo tanto, es necesario conocer el comportamiento de las
mezclas de concreto asfáltico a diferentes temperaturas durante el proceso
de compactación.
2. OBJETIVO GENERAL.
Analizar el comportamiento de las mezclas TN-12 y Tipo III, eligiendo
un óptimo para cada una de éstas y ensayarlas a diferentes temperaturas:
90, 100, 110, 120ºC durante el proceso de compactación.
2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
• Comprobar que la calidad de los materiales que componen las
mezclas asfálticas, cumplan con las especificaciones vigentes
correspondientes a cada uno de los mismos.
• Elaborar mezclas de concreto asfáltico en caliente con
especificaciones granulométricas para mezclas TN-12 y Tipo III.
• Ensayar las mezclas de concreto asfáltico TN-12 y Tipo III, por el
método Marshall, para que se determinen los porcentajes óptimos
de las mismas.
3
DERECHOS RESERVADOS
• Elaborar briquetas con la mezcla seleccionada para ensayarlas a
las temperaturas de: 90, 100, 110, 120 ºC durante el proceso de
compactación.
• Analizar los resultados obtenidos a las distintas temperaturas para
que se determine su comportamiento.
3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN.
La importancia de esta investigación esta basada en el
hecho de que hasta el momento no existen bases o información precisa en
cuanto a las temperaturas de compactación de las mezclas de concreto
asfáltico en caliente. La información disponible en la actualidad es la
expresada en las Normas provisionales, las cuales mencionan según la
especificación COVENIN 12-10. Concreto Asfáltico (Norma provisional 1997),
en el parágrafo 12-10.34 “La temperatura de la mezcla una vez concluido el
proceso de mezclado, no debe tener una variación mayor de 8 ºC por exceso
o por defecto de la temperatura adoptada para el material asfáltico, según lo
indicado en el parágrafo 12-10.30, pero en ningún caso dicha temperatura
debe ser menor de 135º C ni mayor de 160 º C”. Y en el parágrafo 12-10.41
Compactación, se menciona que “el proceso de compactación debe
concluirse antes de que la mezcla alcance una temperatura de 85º C”. Con
estos valores de temperatura es posible obtener un rango bastante amplio,
trayendo como consecuencia que las mezclas puedan variar
significativamente, además de que no se sabe como se comportarían las
mezcla si se compactan a una temperatura menor o mayor de la permisible.
Hasta el momento la manera de compactar de forma segura, a una
temperatura adecuada de las mezclas asfálticas, es basándose en la
4
DERECHOS RESERVADOS
experiencia del ingeniero encargado, es aquí en donde se aprecia la
importancia del presente trabajo de grado, ya que, permitirá obtener valores
de laboratorios tangibles y reales, en los cuales se podrá saber cual es el
rango especifico de temperatura en que mejor se comportan las mezclas de
concreto asfálticas en que se cumplan de manera satisfactoria en todas las
especificaciones de la norma vigente y las normas propuestas en la
actualidad.
Este trabajo de grado, es la continuación de la investigación realizada
por los Br. BACARO TORRES, Sebastián Nicolás, Br. GUEDEZ URDANETA,
Carlos Alberto entre los meses de Julio de 2003 y Enero del 2004.
Basándonos en la información obtenida en la realización de este trabajo
donde se realizaron comparaciones de mezclas asfálticas con temperaturas
entre 65, 85, 105, 125, 145 y 165ºC durante el proceso de compactación y
tomando en cuenta las recomendaciones establecidas en dicho trabajo, se
dio inicio a esta investigación donde se sugería realizar nuevos ensayos con
rangos de temperaturas mas estrechos entre: 90, 100, 110, 120ºC para
estudiar el comportamiento de mezclas asfálticas a dichas temperaturas.
4. DELIMITACIÓN ESPACIAL Y TEMPORAL. Los procesos para la elaboración de las mezclas así como también los
ensayos destinados a la obtención de los datos del presente trabajo de
grado para optar al título de ingeniero civil, serán realizados en el laboratorio
de pavimentos de la Empresa GEOTECNIA, en Maracaibo, Estado Zulia. La
misma será realizada en un período comprendido entre mayo del 2.005 y
septiembre del 2.005.
5
DERECHOS RESERVADOS
6
DERECHOS RESERVADOS
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO.
1. ANTECEDENTES.
Trabajo especial de grado para optar al título de ingeniero civil de los
bachilleres egresados de la Universidad del Zulia: Mata M. Alexander A,
Torres D. Yajaira M. Y Vasile G. Antonieta. En el año 2001. Titulada:
“ANÁLISIS COMPARATIVO DE DISEÑOS DE MEZCLAS EN CALIENTE TIPO III, TN-19 Y TN-19S”.
A objeto de presentar conclusiones referidas a este trabajo de
investigación, se examinarán las propiedades originadas a partir del criterio
Nº 1 y Nº 2, debido a que estos criterios son los utilizados en la actualidad
para la obtención del porcentaje óptimo de asfalto.
• Todas las curvas de los diseños de las mezclas de concreto
asfáltico en caliente (Tipo III, TN-19 y TN-19S), se comportan
acorde con las tendencias de la metodología Marshall. Éstas
resultaron bastantes similares, al igual que sus propiedades.
• Se comprobó que las 2 mezclas en estudio, postuladas en la
Norma propuesta 1997 (TN-19 y TN-19S), son satisfactorias, así
como lo es la mezcla Tipo III utilizada tradicionalmente en el país.
7
DERECHOS RESERVADOS
• Se obtuvieron valores de estabilidad superiores a las que
recomiendan las Normas en las 3 mezclas, garantizando mezclas
resistentes al efecto de la repetición de cargas.
• Los valores de flujo alcanzados en las 3 mezclas, se encuentran en
el rango de las especificaciones, lo cual garantiza plasticidad.
• Analizando las propiedades de las mezclas mediante los criterios
Nº 1 y Nº 2, utilizados en este trabajo para la obtención del
porcentaje óptimo de asfalto, se observa que ambos arrojan
valores similares.
• En cuanto al aspecto económico; la mezcla Tipo III resultó más
costosa que la TN-19 y TN-19S.
Los distintos resultados obtenidos en algunas de las propiedades al
momento de comparar los 3 tipos de mezclas, pueden ser a causa de
diversos factores, entre las cuales cabe destacar:
• Las mezclas TN-19 y TN-19S se realizaron bajo el Método
Marshall, ya que no se contaba con el equipo necesario para
elaborarlas mediante la metodología Superpave, donde la
compactación se efectúa por amasado giratorio con el que se
pudiesen obtener resultados más representativos de ellas.
• Las granulometrías propuestas para cada tipo de mezcla en
estudio no poseen diferencias significativas entre sí, motivo por el
cual los valores obtenidos son bastantes similares.
8
DERECHOS RESERVADOS
Trabajo especial de grado para optar al título de ingeniero civil de los
bachilleres egresados de la “Universidad Rafael Urdaneta”: Grafiña
Rodríguez, Jesús Javier y Huerta Borges, David Eduardo. En el año 2.002.
Titulada: “ANÁLISIS COMPARATIVO DE MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO EN CALIENTE TIPO IV, TN-12 Y TN-12S”.
A fin de definir criterios basados en el análisis de los resultados, se
debe realizar el presente capítulo, en el mismo se interpretarán los datos
descritos en el capitulo anterior.
• Los valores de flujo para la mezcla TN-12S son muy superiores a
los valores de las otras dos mezclas, los valores de las mezclas
tipo IV y TN-12 son muy similares para esta propiedad.
• La densidad real es muy similar para las tres mezclas,
presentándose ligeramente mayor para la mezcla TN-12.
• La estabilidad presenta valores muy superiores para la mezcla TN-
12, la mezcla tipo IV y TN-12S presentan cifras semejantes.
• En cuanto a los vacíos del agregado mineral son mayores para la
mezcla tipo IV, la mezcla TN-12 se encuentra en un rango
intermedio y la TN-12S es la que presenta menos vacíos del
agregado mineral.
• Para los vacíos llenados con asfalto los valores de la mezcla TN-
12S son ligeramente superiores a los TN-12 y tipo IV, los cuales
se asemejan en su comportamiento.
9
DERECHOS RESERVADOS
• Los vacíos totales en la mezcla son mayores para el tipo IV, de
rango intermedio para la TN-12 y bastante bajos para la TN-12S.
• En lo referente a los costos la mezcla Tipo IV resultó mas costosa,
seguida por la mezcla TN-12 y siendo la mas económica la TN-
12S, la diferencia entre las tres mezcla radica principalmente en el
contenido óptimo de asfalto.
• Aplicando las normas vigentes, las mezclas tipo IV, TN-12 y TN-
12S cumplen con todas las especificaciones exigidas para
rodamiento, intermedia y base.
• En cuanto a las normas propuestas 12-10 las mezclas tipo IV, TN-
12 y TN-12S cumplen para tráfico bajo y tráfico alto en la condición
de estabilidad.
• Se generaron las curvas de tendencia para cada una de las
propiedades, resultando ecuaciones polinómicas de segundo
grado para flujo, densidad real, porcentaje de vacíos del agregado,
porcentaje de vacíos llenados con asfalto y porcentaje de vacíos
totales. Así mismo se utilizó una ecuación polinómica de tercer
grado para la estabilidad.
Trabajo especial de grado para optar al título de ingeniero civil de los
bachilleres egresados de la “Universidad Rafael Urdaneta”: Díaz G, Rubén D.
Poliszuk Q, Albeniz y Ramírez M, Leonardo A. En el año 1.993. Titulada:
“ESTUDIO COMPARATIVO DEL COMPORTAMIENTO DE LAS MEZCLAS
10
DERECHOS RESERVADOS
DE CONCRETO ASFÁLTICO TIPO II A DIFERENTES TEMPERATURAS DE ELBORACIÓN”.
Una vez concluido el análisis de los resultados obtenidos de los
ensayos y gráficas realizadas, se presentan a continuación las siguientes
conclusiones:
• La propiedad de estabilidad aunque es afectada por la variación de
la temperatura, los valores obtenidos cumplen con la norma
establecida por el Método Marshall para la elaboración de mezclas
de concreto asfáltico (estabilidad > 1200 lbs).
• La propiedad de flujo presenta una marcada tendencia a estar
fuera de norma para la temperatura de 163º C.
• Las propiedades de estabilidad y flujo presentan marcada
sensibilidad a la variación de la temperatura de elaboración de
mezclas de concreto asfáltico, en tanto que las propiedades de
densidad real, vacíos del agregado, vacíos llenados con asfalto y
vacíos totales, no son significativamente afectadas.
• En virtud de que la propiedad de flujo o deformación es una de las
mas determinantes de la calidad y utilidad del concreto asfáltico y
habiéndose demostrado que la misma es sensible a la variación de
la temperatura, llegando incluso a estar fuera de norma a la
temperatura de 163 ºC, nos da razones para disminuir el límite
superior de 163 ºC establecido por la norma para la temperatura de
elaboración de mezclas en caliente de concreto asfáltico tipo II.
11
DERECHOS RESERVADOS
• Finalmente, de los resultados obtenidos para cada una de las
propiedades de las mezclas de concreto asfáltico, se pudo deducir
la factibilidad de la utilización de las mezclas de concreto asfáltico
tipo II como capa de rodamiento en vías diseñadas para tránsito de
vehículos pesados.
2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA.
2.1. MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO EN CALIENTE.
Las mezclas asfálticas están definidas como la combinación de un
aglomerante con agregados pétreos minerales o artificiales, las cuales
dependiendo de la granulometría del agregado y la temperatura de
mezclado, se clasifican en mezclas en frío y mezclas en caliente.
Una mezcla asfáltica en caliente consiste en una combinación de
agregados uniformemente mezclados, aglutinados por cemento asfáltico,
como para lograr adecuadamente trabajabilidad y mezclado, tanto el
agregado como el cemento asfáltico deben ser calentados antes del
mezclado.
Las mezclas asfálticas en caliente pueden ser producidas para un
amplio rango de combinaciones de agregados, cada uno con sus
características particulares adecuadas a un diseño específico y a su uso en
la vialidad. Paralelamente a la cantidad y tipo de asfalto usado, se
determinan las características de la mezcla por las cantidades relativas de:
agregado grueso, agregado fino y polvo mineral.
12
DERECHOS RESERVADOS
Los agregados y el asfalto son combinados en una Planta de
Mezclado en la cual todos los materiales constituyentes son calentados,
dosificados y mezclados para producir la mezcla de pavimentación asfáltica
deseada. Después de su mezclado, la mezcla es transportada al lugar de la
pavimentación y distribuida por una máquina diseñada para tal fin; mientras
la mezcla está en caliente, el material es compactado por rodillos pesados
accionados a motor para producir una capa lisa y bien compactada.
Las mezclas asfálticas en caliente pueden ser clasificadas en; arena-
asfalto en caliente y concreto asfáltico.
2.2. OBJETIVO DEL DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO.
El objetivo principal en un diseño de mezcla asfáltica en caliente
(concreto asfáltico) es de seleccionar y combinar los agregados, de tal forma,
de obtener una mezcla económica que tenga las propiedades siguientes:
• La mezcla deberá encajar dentro de los límites de las
especificaciones y deberá tener suficiente cemento asfáltico para
cubrir los agregados, impermeabilizarlos y ligarlos entre sí,
asegurando de esta manera la durabilidad del pavimento.
• Estabilidad adecuada para satisfacer los requerimientos de carga y
volumen de tránsito sin que haya deformaciones o desplazamientos
del pavimento.
13
DERECHOS RESERVADOS
• La mezcla compactada debe tener vacíos suficientes para
garantizar espacios que eviten la exudación del asfalto por la
compactación adicional que ocurre durante el tráfico.
• Suficientemente fluida para que permita una fácil trabajabilidad en
la colocación y compactación.
2.3. COVENIN.
Son las siglas de “Comité Venezolano de Normativas Industriales”,
este organismo se encarga de definir las características físicas de los
agregados y el cemento asfáltico mediante controles de calidad basados en
ensayos de laboratorio, así como los pasos para su colocación en sitio.
COVENIN 2000-87 define mezclas de concreto asfáltico en caliente de
los tipo I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX y X. Siendo las mas comunes los tipos
III y IV. Posteriormente fueron publicadas las Normas provisionales
COVENIN 12-10 en el año 1.997, las cuales, son utilizadas como normas de
transición para adoptar la nueva clasificación propuesta en éstas y en las
cuales se definen los siguientes tipos de mezclas: TN-9, TN-12, TN-19 y TN-
25, y tomando una mezcla de orden superior correspondiente a cada una de
las mezclas antes mencionadas TN-9S, TN-12S, TN-19S y TN-25S. Siendo
las mas usadas de este grupos las TN-12 y TN-19. Que son las más
semejantes a las tipos III y IV. En lo referente al cemento asfáltico, en este
país se trabajan con las Normas COVENIN 1670-95, las cuales, definen los
tipos de cementos asfáltico A-40, A-30, A-20, A-10, A-5 y A-2.5. Las mismas
fueron publicadas en la gaceta oficial Nº 4417. (Ver anexos 22, 23 y 24 en
donde se muestran las especificaciones en porcentajes pasantes de los
14
DERECHOS RESERVADOS
agregados pertenecientes a las mezclas de estudio en el presente trabajo
especial de grado y las especificaciones de los distintos tipos de cemento
asfálticos).
2.4. AGREGADOS.
Los agregados se definen como un material inerte y duro con
partículas a fragmentos gradados usados en una mezcla asfáltica. Su
composición incluye piedra partida, grava, arena, escoria y desechos o
polvo de rocas.
En las mezclas asfálticas, los agregados comprenden
aproximadamente el 95% del peso total de la mezcla. Estos son los
principales responsables de la capacidad de soportar las cargas impuestas;
de aquí la importancia que representa hacer un estudio completo de sus
propiedades físicas, para garantizar un buen comportamiento de dichas
mezclas.
Según los tipos de mezclas, que se usan en la elaboración de
concreto asfáltico se conserva determinada granulometría, por medio de
ésta se distribuye por tamaño las partículas de los agregados. Para
conseguir lo antes mencionado, se pasa el material por una serie de
tamices de abertura en orden decreciente pesando la cantidad de material
retenido en cada tamiz con respecto al peso total de la mezcla, permitiendo
así, controlar los agregados y obtener posteriormente un pavimento
conveniente y de buena calidad.
15
DERECHOS RESERVADOS
2.5. DETERMINACIÓN DE LA CALIDAD DE LOS AGREGADOS.
La calidad de los agregados se verifica mediante los ensayos de
Granulometría, Peso Específico, Desgaste de los Ángeles (agregado grueso)
y Equivalente de Arena (Agregado fino).
2.6. ASFALTO.
Es un material aglomerante, impermeable, durable, sólido o semisólido,
de color negro a pardo oscuro, utilizado en las mezclas bituminosas,
actuando como ligante, además es un componente natural que existe en
forma de solución en la mayor parte de los petróleos. En estas mezclas
bituminosas, el asfalto es el que proporciona la flexibilidad, ya que es una
sustancia plástica resistente a la acción de ácidos, álcalis, y sales que
pueden fluidificarse fácilmente con la aplicación del calor, por la
emulsificación o por la acción de disolventes de volatilidad variable, y a pesar
de ser una sustancia sólida o semisólida a temperatura ambiente.
El asfalto se puede obtener de manera artificial, mediante la
destilación fraccionada del petróleo; y de forma natural, cuando el petróleo
aflora por presiones a través de grietas o fisuras y entra en contacto con el
aire.
2.7. CEMENTO ASFÁLTICO.
El cemento asfáltico es un asfalto refinado o una combinación de
asfalto refinado y aceite fluidificante; de consistencia apropiada para la
pavimentación. La consistencia del asfalto es el grado de fluidez y
plasticidad a cualquier temperatura y dicha consistencia varia de acuerdo a
16
DERECHOS RESERVADOS
la temperatura, normalmente se producen cinco (5) tipos de cemento
asfáltico. Los materiales son clasificados como asfaltos de penetración 40-
50, 60-70, 85-100, 120-150 y 200-300. El número indica el grado de
consistencia del material, a mayor penetración más blando es el asfalto. De
todos los tipos de cemento asfálticos, en Venezuela solamente son
fabricados los de dureza 60-70 y 85-100.
En la construcción de pavimentos de concreto asfáltico, se puede
utilizar cemento asfáltico de diferentes penetraciones, tales como: 60-70, 85-
100, 120-150.
2.8. DETERMINACIÓN DE LA CALIDAD DEL CEMENTO ASFÁLTICO.
La calidad del cemento asfáltico se verifica mediante los ensayos de
penetración, ductilidad, peso específico, punto de inflamación, punto de llama
y punto de ablandamiento. (Ver anexo en donde se muestran las
especificaciones que deben cumplir los diferentes tipos de cementos
asfálticos).
2.9. MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO EN CALIENTE TN-12.
Es una mezcla de concreto asfáltico definida en las Normas
provisionales COVENIN 12-10, del año 1.997, dichas mezclas son
ensayadas bajo la metodología Superpave y poseen la particularidad de
tener un tamaño nominal de ½” o 12mm.
17
DERECHOS RESERVADOS
2.10. MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO EN CALIENTE TIPO III.
Son mezclas de concreto asfálticas en caliente que poseen
características específicas definidas en la Norma COVENIN 2000-87, son
ensayadas bajo la metodología Marshall y han sido una de las más utilizadas
en los últimos años en este país.
2.11. MÉTODO MARSHALL PARA MEZCLAS DE CONCRETO
ASFÁLTICO EN CALIENTE. Fue creado por el Ing. Bruce Marshall del Mississippi State Highway
Department. El Army Corps Of Enginnering de los Estados Unidos mejoró y
añadió ciertas características al procedimiento de ensayo Marshall, mediante
investigaciones y estudios, desarrolló por último los criterios para el proyecto
de las mezclas.
El método Marshall, se aplica en las mezclas asfálticas en caliente
para pavimentación que utilizan cementos asfálticos y agregados de
granulometría cerrada, con un tamaño máximo nominal de 25 mm (1
pulgada) o menor.
Se puede usar tanto para diseño de laboratorio como para el control
de la mezcla durante la pavimentación. Los aspectos principales del ensayo
son: el análisis densidad-vacíos y el ensayo estabilidad-flujo, en muestras de
mezclas asfálticas compactadas.
18
DERECHOS RESERVADOS
2.11.1. Descripción del Método Marshall.
En la aplicación del método Marshall, lo principal es la fabricación de
las briquetas de ensayo, y las pautas preliminares en esta operación son las
siguientes:
• Los materiales a utilizar deben cumplir los requerimientos de las
especificaciones.
• Determinar la gravedad específica de los agregados a combinar y
del cemento asfáltico, para su uso en el cálculo de densidad y
análisis de vacíos.
En el método Marshall se usan testigos o briquetas normalizadas de
2,5 pulgadas (6,35 CMS.) de altura y 4 pulgadas (10,16 CMS.) de diámetro.
Las briquetas a usar en un diseño, son preparadas siguiendo procedimientos
especificados como son: gradación, calentamiento, mezclado y
compactación de la mezcla asfalto-agregado. Los dos (2) factores principales
en el método son: análisis densidad-vacíos y el ensayo estabilidad-flujo de
las briquetas compactadas.
2.11.2. Diseño de Mezclas Asfálticas.
Consiste en la obtención del porcentaje óptimo de asfalto necesario
para la elaboración de cualquier mezcla de concreto asfáltico, de manera que
resulte económica y cumpla con las especificaciones requeridas para las
gráficas en el método Marshall.
19
DERECHOS RESERVADOS
3. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS.
Aglomerante: Material capaz de unir fragmentos de una o varias
sustancias y dar cohesión al conjunto, por efectos de tipo exclusivamente
físico.
Aglutinar: Procedimiento en el cual dos o más elementos se unen
para formar un solo elemento.
Agregados: Se definen como cualquier material inerte y duro. Las
mezclas que obtenemos de agregados al combinarse con diferentes tipos de
asfaltos tienen como resultado mezclas asfálticas utilizadas para la
pavimentación.
Álcalis: Sustancia de propiedades análogas a las del óxido de sodio y
hidróxido de potasio.
Amalgamar: Alear el mercurio.
Arcillas: Son partículas sólidas con diámetro menor a 0.005 mm. y
cuya masa tiene la propiedad plástica al ser mezclada con agua. Algunas
entidades consideran como arcillas las partículas menores de 0.002 mm.
Asfalto: Mezcla de hidrocarburos de color oscuro, negro, pardo, etc.,
con aspecto de betún, a veces blando, pero en ocasiones duro y de fractura
concoidea.
Bituminoso: Sustancia que contiene o de la que se puede extraer por
destilación, betunes o breas.
20
DERECHOS RESERVADOS
Briquetas: Es un vocablo con el cual se denomina al molde o probeta
de 4” (10,16 cms.) de diámetro y 2.5” (6.35 cms.) de altura, elaboradas
empleando procedimientos de compactación especificados.
Compactación: Es un proceso mecánico con el cual se logra una
densificación del suelo por expulsión del aire de sus espacios vacíos, para
mejorar ciertas características mecánicas del suelo que va a ser utilizado en
obras de tierra (rellenos, carreteras, pistas, aeropistas, etc.).
Decantar: Inclinar suavemente una vasija sobre otra para que caiga
(el líquido contenido en la primera) sin que salga el poso.
Dosificar: Distribuir una cantidad en porciones.
Efusión: Derramamiento de un líquido.
Escoria: Residuo esponjoso que queda tras la combustión del
carbón.
Estabilidad: Capacidad que tienen los pavimentos para resistir la
deformación ante el efecto de las cargas impuestas por los vehículos. En el
laboratorio se calcula como la máxima resistencia en libras en el cual una
briqueta estándar a 60 ºC falla al aplicarle una carga, a una velocidad de 2”
por minuto. Esta falla ocurre cuando la presión medida en el dial del reloj
micrométrico llega al máximo.
Exudación: Capacidad de salir un líquido fuera de sus vasos o de
quien lo contiene.
21
DERECHOS RESERVADOS
Fluidificar: Dar fluidez o mayor fluidez a una sustancia.
Flujo: Es el movimiento o deformación total que se produce en la
mezcla entre el comienzo del ensayo y la carga máxima durante el ensayo
de estabilidad, expresado en centésimas de pulgada.
Frasco Chapman: Es un cilindro graduado con apreciación de 1 ml. ,
con capacidad de 450 ml., utilizado para determinar la gravedad específica
de los suelos con partículas menores a ¾”.
Gradación: Serie de piezas ordenadas gradualmente.
Granulometría: Proceso mediante el cual se separan los diferentes
tamaños de los granos en el suelo.
Grava: Conjunto de cantos rodados de formas y tamaños variados
que se encuentran en depósitos naturales y que pueden contener alguna
proporción de materiales más finos al límite establecido, suele denominarse
así a los tamaños superiores a 25 mm.
Impermeabilizar: Impenetrable al agua o a otro fluido.
Inerte: Que no cambia fácilmente por medios químicos.
Inflamación: Reacción de un tejido al contacto de agentes patógenos,
caracterizada generalmente por enrojecimiento, calor, tumefacción y dolor.
Limos: Lodo.
22
DERECHOS RESERVADOS
Menisco: Vidrio cóncavo por una cara y convexo por la
otra. Superficie libre del líquido contenido en un tubo estrecho; es cóncava o
convexa, según que el líquido moje o no las paredes del tubo.
Mordaza: Aparato de formas variadas usado para apretar.
Parafina: Compuesto químico que se extrae del petróleo y el alquitrán.
Es un hidrocarburo acíclico saturado.
Pavimento: Es una estructura cuya función fundamental es distribuir
suficientemente las cargas concentradas de las ruedas de los vehículos de
manera que el suelo subyacente pueda soportarlas sin fallas o
deformaciones excesivas.
Penetración: Es la distancia a la que penetra una aguja por el
material en una prueba estándar, a una temperatura específica.
Petróleo: Líquido oleoso, más ligero que el agua, de color oscuro y
olor fuerte, que se encuentra nativo, formando a veces grandes manantiales,
en los estratos superiores de la corteza terrestre; es una mezcla de
hidrocarburos, arde con facilidad, y, sometido a una destilación fraccionada,
da una gran cantidad de productos volátiles.
Picnómetro: Aparato de vidrio de forma cónica o cilíndrica con un
tapón de vidrio de 22 a 26 mm. de diámetro, el cual se utiliza para obtener la
gravedad específica de materiales bituminosos.
Probeta: Tubo o vaso de cristal, generalmente, graduado, que se usa
en los laboratorios para medir líquidos o gases.
23
DERECHOS RESERVADOS
Tamaño nominal: Es la abertura en milímetros de la malla superior
que retiene al menos un 10% del agregado, de acuerdo con los resultados
del ensayo de clasificación granulométrica.
Tamiz: Instrumento compuesto de un aro y una red, que sirve para
separar las partes sutiles de las gruesas.
Tamizado: Consiste en la separación de materiales en fracciones de
tamaños diferentes.
Viscosidad: Propiedad de los fluidos debido al frotamiento de sus
moléculas que se gradúa por la velocidad de salida de aquellos a través de
tubos capilares.
Viscosímetro: Equipo utilizado para medir la viscosidad.
Volatilidad: Capacidad de un cuerpo de transformarse de sólido o
líquido a vapor o gas.
4. SISTEMA DE VARIABLES E INDICADORES. * Variable:
- Mezclas de concreto asfáltico.
- Temperaturas de compactación de las mezclas.
* Indicadores:
- Diseño de las mezclas TN-12 y Tipo III.
24
DERECHOS RESERVADOS
- Comportamiento de las mezclas asfálticas a las diferentes
temperaturas de compactación.
5. DEFINICIÓN OPERACIONAL DE LAS VARIABLES.
Mezclas de concreto asfáltico: Según COVENIN 12-10: Es una mezcla
compuesta de agregados y cemento asfáltico mezclados en una planta en
caliente.
25
DERECHOS RESERVADOS
DERECHOS RESERVADOS
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO.
El Marco Metodológico permite especificar las técnicas a utilizar para
el logro de los objetivos señalados.
Implica un cuidado análisis de los métodos de investigación
propuestos. Esta parte comprende todo el plan de investigación. Describe lo
que se ha de hacer, cómo ha de hacerse, qué datos serán necesarios, qué
métodos se emplearán para recoger datos y cómo se deducirán las
conclusiones.
1. TIPO DE INVESTIGACIÓN.
Se afirma que el trabajo especial de grado titulado “Comportamiento
de las mezclas de concreto asfáltico TN-12 y Tipo III a diferentes
temperaturas durante el proceso de compactación”, se encuentra ubicado
dentro del campo descriptivo.
Según Dankhe (1.986) “Los trabajos descriptivos buscan especificar
las propiedades importantes de personas, grupos, comunidades o cualquier
otro fenómeno que sea sometido a análisis”.1
“La investigación descriptiva, requiere considerable conocimiento del
área que se investiga para formular las preguntas específicas que se buscan
responder. No se ocupan de la verificación de hipótesis, sino de la
verificación de hechos a partir de un criterio o modelo teórico previamente
definido. (Carlos A. Sabino, 1.987).2
27
DERECHOS RESERVADOS
Se considera descriptivo el presente trabajo especial de grado, debido
a que, en el mismo se describen los procesos tanto de control o verificación
de los materiales que componen las mezclas asfálticas como los de diseño
de las mezclas y los de las compactaciones a las diferentes temperaturas de
las mismas, todo esto con el fin de verificar cuales son las temperaturas de
compactación en que las mezclas asfálticas TN-12 y Tipo III se comportan de
mejor manera.
2. POBLACIÓN Y MUESTRA.
La población utilizada para el presente trabajo especial de grado,
vienen a ser todas las mezclas de concreto asfáltico, tanto las pertenecientes a las normas propuestas (TN-9, TN-12, TN-19 y TN-25) como las de las normas vigentes (Tipo III, IV, V, VI, VII, VIII, IX y X). Y dentro de este grupo de mezclas asfálticas las muestras están limitadas a las mezclas TN-12 de las normas propuestas y a la Tipo III de las normas vigentes.
3. METODOLOGÍA EMPLEADA PARA LA RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN.
* Libros: - Manual de Asfaltos. Ensayo físico. Diseño y control.
* Tesis de Grado:
- Análisis Comparativo de Mezclas de Concreto Asfáltico en Caliente
tipo IV, TN-12 y TN-12S.
- Evaluación del Comportamiento de Mezclas de Concreto Asfáltico
Tipos III y IV con Adición de FCC.
28
DERECHOS RESERVADOS
- Estudio Comparativo del Comportamiento de las Mezclas de
Concreto Asfáltico Tipo II a Diferentes Temperaturas de
Elaboración.
- Análisis Comparativo de Diseño de Mezclas Asfálticas en Caliente
Tipo III, TN-19 y TN-19S.
- Comportamiento de las mezclas de concreto asfáltico tipo III y TN-
12 a diferentes temperaturas durante el proceso de compactación.
* Normas: - COVENIN 12-10.
- COVENIN 2000-87.
* Personas: - Ing. Armando Hernández.
- Ing. Jesús Urdaneta.
4. ENSAYO FÍSICO DE LOS AGREGADOS.
4.1. ENSAYO DE GRANULOMETRÍA.
“Es un proceso mecánico mediante el cual se separan las partículas
de un suelo en sus diferentes tamaños. Como su nombre lo indica, el
procedimiento para determinar el tamaño de las partículas se lleva a cabo
utilizando tamices de aberturas especificadas, y es usado para fines de
clasificación de los suelos.”
29
DERECHOS RESERVADOS
4.1.1. Preparación de la Muestra (Cuarteo Normal).
• La muestra se extendió en un patio y se secó a temperatura
ambiente.
• La muestra se mezcló bien hasta formar una pila, simulando un
cono; se removió nuevamente y se formó de nuevo una pila, se
realizó entonces el cuarteo que consistió en dividir la muestra en
cuatro (4) porciones iguales a lo largo de dos (2) diámetros
perpendiculares.
• Se observó si las porciones son uniformes y se eligieron dos
porciones opuestas. La muestra elegida se siguió mezclando y
cuarteando hasta obtener la cantidad suficiente para los ensayos
de: granulometría, equivalente de arena, desgaste de los Ángeles y
peso específico.
• La muestra, una vez seleccionada se dividió en dos porciones, una
que contiene únicamente las partículas retenidas hasta el tamiz #
4, llamándose fracción granular gruesa y la otra que contiene a las
partículas que pasan por el tamiz # 4, se denominará fracción
granular fina.
4.1.2. Procedimiento a seguir para la Realización Del Ensayo.
• Se pesó la fracción granular gruesa en la balanza de 20 kgs. de
capacidad y 1gr. de sensibilidad, y se anotó en la hoja de registro
como peso retenido acumulado en el Tamiz # 4 (A).
30
DERECHOS RESERVADOS
• Pesado el material, se llevó a cabo el tamizado para separar las
diferentes partículas.
• Se pesó cada fracción retenida en los distintos tamices y se
anotaron en la hoja de registro.
• Para el procedimiento de la fracción granular fina, se pesó todo el
material pasante del tamiz # 4 y se anotó en la hoja de registro
(como peso Ba).
• Debido a que la fracción que pasó el tamiz # 4 era muy grande, se
tomó una muestra representativa (menor de 200 grs.), mediante la
realización de un cuarteo con la ayuda de la cuarteadora mecánica,
y se pesó en la balanza de 0,01 gr. de sensibilidad y se anotó en la
hoja de registro (como peso Bb)
• Se colocó el material fino en el tamiz # 200, teniendo cuidado de no
perder material.
• Se procedió a lavar la muestra, con la finalidad de eliminar las
partículas inferiores al tamiz # 200 (Limos, arcillas y coloides), para
lo cual se utilizó el flujo de agua proveniente del grifo de lavado.
• Todo el material retenido se colocó en un recipiente adecuado,
mediante la utilización de un frasco lavador.
• Se decantó el agua del recipiente y se introdujo el mismo dentro del
horno a una temperatura de 105 ± 5ºC por un tiempo de 36 horas.
31
DERECHOS RESERVADOS
• Secada la muestra, se dejó enfriar y luego se separó en una serie
de fracciones correspondientes a cada tamiz.
• Las fracciones retenidas en cada uno de los tamices se pesaron en
la balanza de 0,01 gr. de sensibilidad y se éstos se anotaron en la
hoja de registro.
4.1.3. Preparación de la Curva Granulométrica.
• Con los porcentajes de los pesos retenidos en cada tamiz anotados
en la hoja de registro, se calcularon los porcentajes pasantes de
cada tamiz mediante la resta sucesiva del 100% menos cada
porcentaje retenido parcial.
• En un papel semilogarítmico, se colocó en el eje de las abcisas los
porcentajes pasantes y en el eje de las ordenadas los tamices
respectivos, se plotearon los datos de la hoja de registro
traduciéndose en forma de puntos que se unen en línea recta para
formar la curva granulométrica.
• La curva granulométrica también es útil para la determinación de
los Coeficientes de Uniformidad (Cu) y Curvatura (Cc) valores
numéricos que permiten definir la gradación del suelo. Estos
coeficientes se pueden calcular mediante las siguientes
expresiones.
1060
DDCu = y
1060)30( 2
xDDDCc =
32
DERECHOS RESERVADOS
Donde:
D60: Diámetro correspondiente al 60% pasante, obtenido de la
curva granulométrica.
D30: Diámetro correspondiente al 30% pasante, obtenido de la
curva granulométrica.
D10: Diámetro correspondiente al 10% pasante, obtenido de la
curva granulométrica y es denominado también tamaño efectivo.
• De acuerdo con las Normas, para que un suelo pueda ser
considerado bien gradado debe cumplir que: 31
4≤≤
>Cc
Cu
4.2. ENSAYO DEL DESGASTE DE LOS ÁNGELES.
Este método describe un procedimiento para ensayar agregados
gruesos de tamaños menores de 1 ½ pulgadas (38,1 milímetros) por
resistencia al desgaste (abrasión) usando la Máquina de los Ángeles.
Para el ensayo de Desgaste de los Ángeles debe cumplirse con las
siguientes normativas:
33
DERECHOS RESERVADOS
Granulometría de la muestra de ensayo:
Tamaño de los tamices
(Aberturas cuadradas)
Pasa Retenido A B C D
1 ½ “(38,1 mm) 1” (25,4 mm) 1250± 25 - - -
1”(25,4 mm) ¾“ (19,0mm) 1250± 25 - - -
¾“ (19,0mm) ½” (12,7mm) 1250± 25 2500± 10 - -
½” (12,7mm) 3/8”(9,51mm) 1250± 25 2500± 10 - -
3/8”(9,51mm) 1/4”(6,35mm) - - 2500± 10 -
1/4”(6,35mm) Nº4 (4,76mm) - - 2500± 10 -
Nº4 (4,76mm) Nº8 (2,38mm) - - - 5000± 10
4.2.1. Carga Abrasiva.
Consiste en esferas de acero, de aproximadamente 4,7 cms de
diámetro (1 7/8 pulgadas de diámetro) y cada una con un peso entre 390 y
445 gramos. De acuerdo con la gradación de la muestra de ensayo, la carga
abrasiva será como sigue:
Gradación Número de esferas Peso de Carga
A 12 5000 ± 25
B 11 4584 ± 25
C 8 3330 ± 25
D 6 2500 ± 25
34
DERECHOS RESERVADOS
4.2.2 Procedimiento a seguir para la realización del ensayo.
• Se colocó la muestra de ensayo y la carga abrasiva dentro del
tambor de la Máquina de los Ángeles y se encendió la máquina
para que dicho tambor rotara a una velocidad de 30 a 33
revoluciones por minuto (rpm) durante 500 revoluciones.
• Se descargó el material y se tamizó por el cedazo Nº 12.
• Se calculó el porcentaje de Desgaste con la siguiente fórmula:
100*%1
21
PPPD −
=
Donde:
%D = Porcentaje de Desgaste.
P1 = Peso inicial de la muestra (5000 gramos).
P2 = Peso retenido en el tamiz # 12.
4.3. ENSAYO DE ARENA EQUIVALENTE.
Este ensayo tiene por objeto, determinar la proporción relativa del
contenido de polvo fino o material arcilloso perjudicial que contienen los
suelos o agregados.
Mediante el equivalente de arena se verifica si un agregado se puede
o no utilizar para la elaboración del concreto asfáltico. Este ensayo viene
expresado en porcentaje, y el mismo tiene que ser mayor de 45% para que
el agregado sea aceptable.
35
DERECHOS RESERVADOS
4.3.1. Preparación de la Muestra.
• La muestra para el ensayo del equivalente de arena, se preparó de
la porción de material que pasa por el tamiz # 4.
• La misma fue previamente secada al horno a una temperatura de
105 ± 5ºC por un periodo de 24 horas, debido a que este ensayo
con materiales húmedos, generalmente arroja valores bajos de
equivalente de arena.
• Para determinar la cantidad de material usada en el cuarteo, se
pesó y se determinó el volumen de una porción de material igual a
cuatro (4) porciones de muestra con capacidad de 3 onzas o de 88
ml. Se redujo por cuarteo la cantidad de material a un volumen
menor a cuatro (4) porciones de muestra con capacidad de 3 onzas
o 88 ml., aproximadamente 450 grs. de material de peso específico
promedio.
• Determinado el peso o el volumen de la cantidad indicada de
material se vuelve a agregar a la muestra y se procede luego con el
cuarteo.
4.3.2 Procedimiento a seguir para la realización del Ensayo.
• Se vertió la solución de ensayo Cloruro de Calcio (CaCl2) a una
probeta graduada, con un sifón hasta leer la marca de 4 pulgadas
± 0,1 pulgadas.
36
DERECHOS RESERVADOS
• Con la ayudad de un embudo se colocó la muestra dentro de la
probeta graduada, se golpeó varias veces el fondo de la probeta
contra la palma de la mano para eliminar el aire atrapado dentro de
la muestra y se dejó en reposo durante 10 minutos ± 1 minuto.
• Se tapó la probeta con su tapón de goma y se colocó en posición
horizontal dentro de un agitador mecánico, se encendió el
mecanismo del aparato que produce un movimiento lineal
horizontal (90 ciclos en 30 segundos); cada ciclo constituye un
movimiento de vaivén con un desplazamiento de 20 a 25 cms.,
dicho aparato se apagó automáticamente al cumplir el ciclo.
• Se sacó la probeta fuera del agitador mecánico, se colocó en
posición vertical y se le quitó el tapón de goma.
• Se introdujo el tubo irrigador en la probeta y se lavó con la solución
de ensayo todo el material adherido en sus paredes, aplicando
suaves punzadas y torsiones, el tubo irrigador se penetró a través
del material hasta alcanzar el fondo de la probeta, al mismo tiempo
que la solución de ensayo iba fluyendo por la punta del irrigador.
• Se continuó con esta operación hasta que el contenido de la
probeta alcanzó la marca de 15 pulgadas.
• Se dejó reposar la probeta y su contenido durante 20 minutos de
sedimentación.
37
DERECHOS RESERVADOS
• Se leyó y se anotó el valor de la lectura al nivel superior de la arcilla
de suspensión este valor se denomina “lectura de arcilla”.
• Se colocó dentro de la probeta el conjunto del disco, la varilla y el
sobrepeso, se bajó suavemente el conjunto hasta que llegó a
posarse sobre la arena, se leyó el nivel del tornillo de centraje y se
anotó esta lectura, este valor se denomina “lectura de arena”.
• Se procedió a realizar el cálculo del porcentaje de arena
equivalente con la siguiente fórmula:
100xrcillaLecturadearenaLecturadeaEa =
Donde:
Ea = Porcentaje equivalente de arena.
• El procedimiento se repitió tres (3) veces, de manera de obtener el
porcentaje de arena equivalente promedio de los tres (3) ensayos.
4.4. ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO.
La gravedad específica de la fase sólida del suelo, puede definirse
como la relación que existe entre el peso específico de las partículas sólidas
de dicho suelo, y el peso específico del agua, a una temperatura de
referencia especificada.
La determinación del peso unitario o específico de los sólidos o de las
partículas del suelo, se hace mediante la relación entre el peso de las
partículas secas y el volumen que ellas desalojan.
38
DERECHOS RESERVADOS
Para la determinación de la gravedad específica de un suelo, se
usaron dos métodos de ensayo: el Método del Picnómetro y el Método del
Frasco Chapman.
4.4.1. Método del Picnómetro.
Este método se fundamenta, como su nombre lo indica, en la
utilización de un picnómetro, frasco de vidrio graduado, cuyo volumen es
conocido, en el cual puede determinarse, fácilmente, mediante ecuaciones
establecidas, el volumen de agua desplazado o desalojado por las partículas
de suelo colocadas en él.
Una vez preparada la muestra (siguiendo el mismo procedimiento que
para el ensayo de granulometría), se toman de 25 a 50 grs. de suelo,
pasante del tamiz #10 (fracción granular fina), previamente secada al horno;
se pesa el picnómetro, seco y limpio de grasa, en la balanza de 0.01 grs. de
precisión, anotando dicho peso en la hoja de registro como (Wp). Se coloca
la muestra seleccionada, mediante un embudo dentro del picnómetro, y se
pesa, anotando dicho peso como peso del picnómetro más suelo, (Wps), en
la hoja de registro, luego se añade agua destilada hasta completar ¼ partes
de la capacidad del picnómetro, dejándose reposar por espacio de 16 horas,
como mínimo.
El aire atrapado en el suelo se hace expulsar calentando
cuidadosamente el picnómetro en una plancha de calentamiento, hasta llegar
al punto de ebullición del agua. Se deja enfriar las muestras a temperatura
ambiente, luego se agrega agua hasta alcanzar la marca de aforo del
39
DERECHOS RESERVADOS
picnómetro. Se pesa el conjunto, anotándose dicho peso como peso del
picnómetro + agua + suelo, (Wpws).
Se introduce el termómetro hasta el centro del picnómetro y se mide la
temperatura del agua con apreciación de 0.1º C, y se anota ésta en la hoja
de registro como la temperatura de ensayo (Tx).
Se determina y se anota en la hoja de registro el peso de los sólidos,
mediante la expresión:
Ws = Wps – Wp
De la curva de calibración del picnómetro, se obtiene el peso del
mismo con agua destilada (Wpt) hasta la marca de aforo y a la temperatura
Tx del ensayo.
Se calcula y anota en la hoja de registro la Gravedad Específica (Gs),
mediante la ecuación siguiente:
wWpwsWptWs
WsGs γ*−+
=
Donde:
Ws = peso de los sólidos en gramos.
Wpt = peso del picnómetro + agua a la temperatura Tx.
Wpws= peso del picnómetro + agua + suelo a la temperatura Tx.
γw = peso específico del agua a la temperatura Tx.
4.4.2. Método del Frasco Chapman
Este método se fundamenta, como su nombre lo indica, en la
utilización de un Frasco Chapman, que al igual que el picnómetro, es un
40
DERECHOS RESERVADOS
frasco de vidrio graduado, cuyo volumen es conocido, en el cual puede
determinarse, fácilmente, mediante ecuaciones establecidas, el volumen de
agua desplazado o desalojado por las partículas de suelo colocadas en él.
Una vez preparada la muestra (siguiendo el mismo procedimiento que
para el ensayo de granulometría), se toman 100 grs. de suelo (fracción
granular gruesa), previamente secada al horno. Se anota este peso en la
hoja de registro como peso de suelo seco (Ws).
El frasco Chapman se llena con kerosene, benceno o tolueno, hasta la
marca de 375 ml. anotándose en la hoja de registro como volumen inicial
(Vo); luego se coloca la muestra dentro del frasco Chapman, ladeando el
frasco para evitar pérdida de kerosene.
Una vez colocada la muestra dentro del envase, se remueve éste en
forma de molinillo, hasta que todo el aire del suelo sea eliminado y ocupado
sus vacíos por el kerosene; se deja reposar el conjunto de frasco/muestra y
kerosene, durante unos 5 minutos, y se repite nuevamente la operación
anterior, hasta observar que todos los vacíos han sido ocupados por el
kerosene. Esto se nota cuando dejan de salir burbujas.
Se lee el valor de volumen alcanzado por el kerosene, producto de
desplazamiento del mismo por la muestra, y se anota como volumen final
(Vf), en la hoja de registro. El volumen ocupado por la muestra en el frasco
es igual al volumen de kerosene desplazado en la parte graduada del frasco.
Se calcula y anota en la hoja de registro la Gravedad Específica (Gs),
mediante la ecuación siguiente:
41
DERECHOS RESERVADOS
( ) wVoVfWsGs
γ*−=
Donde:
Ws = peso de los sólidos en gramos.
Vf = volumen final.
Vo = volumen inicial.
γw = peso específico del agua.
5. ENSAYOS FÍSICOS DEL CEMENTO ASFÁLTICO.
En este punto se describen los procedimientos de los ensayos
necesarios para comprobar que el cemento asfáltico cumple con las
especificaciones establecidas para la elaboración de concreto asfáltico, tales
como: gravedad específica, penetración, punto de inflamación y de llama,
ductilidad, punto de ablandamiento, viscosidad Saybolt y viscosidad
cinemática.
5.1. ENSAYO DE GRAVEDAD ESPECÍFICA.
La gravedad específica de los materiales no es más que la relación
existente entre el peso del material y el peso del agua a 25ºC.
Este ensayo permite identificar y comprobar la uniformidad de los
productos asfálticos, así como las determinaciones de peso y volumen. La
gravedad específica de productos bituminosos será expresada como la razón
del peso de un determinado volumen de material a una temperatura de 25º C
ya antes mencionado, al peso de un igual volumen de agua a la misma
temperatura y será expresada así: Gravedad específica 25/25º C.
42
DERECHOS RESERVADOS
5.1.1. Procedimiento a seguir para la realización del Ensayo.
El procedimiento para determinar la gravedad específica fue el
siguiente: Se pesó el picnómetro seco y limpio con el tapón puesto, y se
llamó peso A. Luego, se llenó el picnómetro con agua destilada a 25 º C y se
colocó el tapón, se secó este conjunto y se peso denominándolo peso B, se
vació el contenido de agua que había en el picnómetro y en su lugar se
colocó el asfalto fluidificado hasta la mitad de su capacidad, se le colocó el
tapón denominándolo peso C. Se completo con agua destilada al conjunto
compuesto por el picnómetro mas el asfalto y se le colocó el tapón, se
sumergió el conjunto en un Baño de María durante 30 minutos; se sacó del
Baño de María, se secó y se pesó, denominándolo peso D.
La gravedad específica se determinará de la siguiente manera:
)()( CDAB
ACGE−−−
−=
Donde:
GE = gravedad específica.
A = peso del picnómetro.
B = peso del picnómetro + agua.
C = peso del picnómetro + asfalto.
D = peso del picnómetro + agua + asfalto.
5.2. ENSAYO DE PENETRACIÓN.
Con este ensayo se determina la consistencia de los asfaltos semi-
sólidos o sólidos, es también utilizado para los efectos de clasificación de los
43
DERECHOS RESERVADOS
cementos asfálticos. Dicha consistencia viene expresada como la distancia
que una aguja Standard penetra verticalmente en una muestra bajo
condiciones determinadas de carga, tiempo y temperatura. Las condiciones
normales en las cuales se realiza el ensayo de penetración son: temperatura
igual a 25º C, peso igual a 100 gramos y tiempo igual a 5 segundos.
5.2.1 Procedimiento a seguir para la realización Del Ensayo.
Se calentó el asfalto a la menor temperatura posible hasta que se
encontró suficiente fluido y se vertió en un recipiente metálico con capacidad
de 30 onzas aproximadamente, se dejó reposar a temperatura ambiente
durante una hora y media aproximadamente, pasado este tiempo se colocó
la muestra en agua a 25º C de temperatura en un tiempo similar a la anterior.
Para realizar el ensayo se colocó la muestra en una taza de transferencia
(recipiente de vidrio), esta taza se llenó con agua a temperatura de 25º C, la
taza de transferencia se colocó en el penetrometro, el cual es un aparato que
permite colocar la aguja de penetración sin fricción apreciable, la aguja ya
cargada con carga normal, se ajustó de manera que hiciera contacto con la
superficie de la muestra, luego se descargó la aguja durante un tiempo
específico (5 segundos) y se ajustó la máquina por medio del tope del
penetrómetro, para así tomar la lectura de penetración. Se realizaron tres
lecturas en cada una de las muestras de diversos puntos de su superficie y a
no menos de un centímetro de separación entre ellos, después de cada
penetración el conjunto taza de transferencia –muestra- se regresó al Baño
de María, mientras se limpiaba la aguja y se colocaba el dial en cero, para
poder mantener la temperatura deseada.
La penetración reportada deberá ser el prometido (calculado de la
unidad más próxima) de al menos tres (3) lecturas, cuyos valores no difieran
44
DERECHOS RESERVADOS
del promedio más que la tolerancia calculada a la unidad entera más
próxima.
La penetración se determina de la siguiente manera:
3321 PPPPp ++
=
Donde:
Pp = promedio de las tres lecturas
La tolerancia se calcula como sigue:
1100
+=PpT
Donde:
T = tolerancia
Si se cumple que:
TPPp ≤− 1
TPPp ≤− 2
TPPp ≤− 3
Entonces Pp es definitivo.
5.3. ENSAYO DE PUNTO DE INFLAMACIÓN Y PUNTO DE LLAMA EN VASO ABIERTO CLEVELAND.
El objetivo de este ensayo es medir la temperatura a la cual un
material asfáltico alcanza un determinado estado de fluidez
45
DERECHOS RESERVADOS
Este ensayo se realiza a los materiales como el petróleo y sus
derivados, exceptuando los aceites, combustibles, para saber la temperatura
máxima (punto de inflamación y punto de llama) a la que se pueden calentar
sin riesgo a que produzcan incendios.
Punto de inflamación: será la temperatura que se lee en el
termómetro cuando una llama aparezca en cualquier punto de la superficie
del material. El verdadero encendido no deberá confundirse con un halo de
luz en torno a la llama de prueba.
Punto de llama: después de determinar el punto de inflamación se
continuara el calentamiento a 5 a 6.1ºC por minuto, con repeticiones de
aplicación de la llama, hasta cuando aparezca ignición del material durante 5
segundos. Esta temperatura será considerada temperatura de llama o fuego.
El método de aplicación de la llama de prueba será similar en los
procedimientos.
5.3.1. Procedimiento a seguir para la realizacion del Ensayo
Equipos utilizados: 1 taza abierta de cleveland, vaso abierto de tag,
taza de pensky – martens, plato de calentamiento y un termómetro.
1. El termómetro será suspendido convenientemente en forma vertical.
El fondo del bulbo estará a ¼” (0.635 CMS) del fondo de la taza, y en un
punto medio entre el centro y el borde de ella.
2. La taza se llenara con la muestra a ensayar, de tal forma que el
elemento del material este a nivel y a temperatura ambiente. Cuando se han
46
DERECHOS RESERVADOS
de gravar cementos asfálticos estos deberán calentarse previamente a una
temperatura de 3000f (148ºC) pero sin exceder los350f ( 176.7ºC), a fin de
que se adquiera fluidez. El procedimiento subsiguiente será igual para el
asfalto o aceites. La superficie deberá estar libre de burbujas, y no deberá
haber material sobre la marca del nivel o fuera del aparato.
3. La llama deberá ser 5/32” mas o menos 1/32” en diámetro.
4. La llama de prueba deberá aplicarse para lectura de 5f sucesivos de
aumento de temperatura (2.8ºC), la llama pasara sobre la superficie de la
taza en posición horizontal sobre el centro de ella y en una circunferencia de
6” de radio. La llama deberá estar en el mismo planote la superficie de la
taza en su borde superior. El tiempo de paso de la llama será de un segundo
aproximadamente.
5. El material deberá calentarse a razón de 30 f por minuto máximo,
hasta 100 f por debajo del punto de inflamación del material.
5.4. ENSAYO DE DUCTILIDAD
Este ensayo permite verificar que un material sea dúctil, es decir, que
se estire cuando se somete a tensión. Debido a esta propiedad (ductilidad),
la superficie de un pavimento asfáltico se deformará antes de que se agriete,
bajo los efectos de las cargas o asentamientos.
5.4.1. Procedimiento a seguir para la realización del Ensayo.
Se prepararon tres moldes llenándolos de talco y amalgama, con la
finalidad de que las muestras de ensayo no se pegaran a los mismos,
47
DERECHOS RESERVADOS
posteriormente se colocó el asfalto en forma fluida en los moldes. Luego de
llenar los moldes, se dejaron en reposo durante un tiempo aproximado de 30
a 40 minutos a temperatura ambiente (25 ºC), luego se colocaron las
muestras en baño de agua a una temperatura de 25 ºC por un tiempo similar
para que el asfalto se endureciera.
Se preparó el agua del ductilómetro (que es un aparato que permite el
alargamiento de las briquetas o testigos de prueba a una velocidad constante
de 5 CMS por minuto y sin vibraciones). Se le añadió sal al agua de manera
que las muestras de asfalto flotaran en estado intermedio. Se sacaron las
muestras del baño de agua, se le quitaron los dos extremos y la placa de
fondo del molde, se llevaron las muestras con los sujetadores al ductilómetro
y se hizo funcionar el aparato, separando los dos extremos de la briqueta o
testigo de prueba hasta llegar a despegar un extremo del otro, momento en
el que se leyó la lectura registrada en el aparato, siendo este valor el
correspondiente a la ductilidad del material
5.5. ENSAYO DE PUNTO DE ABLANDAMIENTO
A medida que aumenta la temperatura, los materiales bituminosos
cambian gradualmente e imperceptiblemente de un estado duro a un estado
pegajoso hasta fluir a un estado blando y menos viscoso casi líquido.
5.5.1 Procedimiento a seguir para la realización del Ensayo.
La muestra previamente fluidificada, se vertió en el interior de un anillo
de bronce de forma tal que quedara en un exceso al enfriarse. Este anillo
mientras fue llenado permaneció sobre una plancha de bronce, la cual fue
amalgamada con anterioridad. Se dejó enfriar la muestra durante una hora y
48
DERECHOS RESERVADOS
el material en exceso fue cortado con una espátula ligeramente calentada.
Se llenó un recipiente (vaso de vidrio) a una profundidad entre 3,25 pulgadas
a 4,25 pulgadas con agua fresca destilada por ebullición, a 5 ºC. Se
suspendieron los anillos que contienen la muestra en el agua, de tal forma
que la superficie inferior de los anillos se encontrara exactamente a 1
pulgada sobre el fondo del vaso.
Se colocaron las bolas de acero en el agua pero no sobre las
muestras, se suspendió el termómetro de manera que el fondo del bulbo
estuviera a nivel con el fondo de los anillos, pero sin tocarlos, se mantuvo la
temperatura del agua a 5 ºC durante 15 minutos. Con unas pinzas se
colocaron las bolas en el centro de la superficie superior de la muestra, se
aplicó calor aumentando la temperatura del líquido a una velocidad de 5 ºC
por minuto, Se denomina punto de ablandamiento a la temperatura en la
cual la muestra suspendida en el anillo fue forzada hacia abajo una pulgada
bajo el peso de la bola de acero.
5.6. ENSAYO DE VISCOSIDAD SAYBOLT.
Indica el tiempo que transcurre para fluir 60 c.c. de aceite por un
orificio calibrado. Este resultado se indica como Segundo Saybolt
Universales (ssu).
Si se opera con aceites de muy alta viscosidad se sustituye el orificio
calibrado por otro que tiene un diámetro diez veces mayor. En este caso el
resultado se indica como segundos saybolt furol (ssf).
49
DERECHOS RESERVADOS
Viscosidad Saybolt-Universal: Es el tiempo de efusión en segundos de
60 ml de la muestra fluyendo por un orificio universal bajo condiciones
específicas.
Viscosímetro Saybolt – Furol: Es el tiempo de efusión en segundos
de60 ml de la muestra fluyendo por un orificio calibrado. Furol bajo
condiciones especificadas es aproximadamente igual a 1/10 de la Universal.
5.6.1 Procedimiento a seguir para la realización Del Ensayo
1. Calibrar el viscosímetro, midiendo el tiempo de efusión a 37.8ºC de
una muestra de viscosidad conocida.
2. Luego se enciende el viscosímetro para que vaya tomando una
temperatura de 60ºC si es asfalto líquido y mayor 100ºC si es cemento
asfáltico.
3. Se calienta un poco la muestra a una temperatura de 17ºC (si es
asfalto liquido) sobre la temperatura de ensayo, para disminuir la viscosidad y
hacerla mas fluida para una mejor trabajabilidad. No se recomienda calentar
la muestra a temperaturas mayores porque se originaria la perdida de
volátiles. Lo cual alteraría su composición. En caso de ser cemento asfáltico
la muestra l debe de ser calentada a una temperatura mayor de 100ºC.
4. Luego la muestra es filtrada (en un recipiente de vidrio),
tamizándola por el tamiz nº 100 para eliminar las impurezas que pudiera
tener el material y tapando el orificio universal.
50
DERECHOS RESERVADOS
5. Una vez filtrada se procede a tapar inmediatamente el recipiente de
vidrio para evitar que la muestra sea contaminada con los vapores o el polvo
durante el ensayo.
6. Se coloca el tuvo separador dentro del viscosímetro.
7. Posteriormente con la llave se coloca el orificio a utilizar, que en
nuestro caso como es asfalto liquido utilizamos el orificio universal; en la
parte inferior de la cámara de aire de viscosímetro.
8. Luego se inserta el tapón de corcho en la parte inferior ajustándolo
bien para evitar el escape de aire; el tapón tiene una cadena para que en al
momento de realizar el ensayo pueda quitarse con mayor facilidad.
9. Después se procede a colocar la muestra en el en el separador,
para luego taparla.
10. Revolver la mezcla hasta que la temperatura se mantenga
constante entre mas o menos 0.005ºf de la temperatura de ensayo durante
un minuto.
11. Se toma el vaso receptor con 60 ml de capacidad se coloca debajo
del tapón de corcho, de tal forma que el flujo de la muestra apenas toque su
cuello, debe quedar de 10 a 13cm. Del fondo del tuvo del viscosímetro.
12. Luego se procede a realizar el ensayo, retirando el tapón de
corcho y dejando caer la muestra en las paredes del frasco; al momento de
retirar el corcho se acciona el cronometro para tomar el tiempo que tarda la
muestra en llegar a la marca de aforo del frasco receptor.
51
DERECHOS RESERVADOS
13. Ese tiempo de efusión medido en segundos corresponde a la
viscosidad Saybolt Universal.
5.7. ENSAYO DE VISCOSIDAD CINEMÁTICA
En este caso el tiempo será medido para que un volumen fijo de fluido
fluya a través de un tubo capilar calibrado (viscosímetro). Bajo una carga
exacta y reproducible, a una temperatura controlada cuidadosamente.
Magnitud de la viscosidad cinemática:
-Centímetro cuadrado por segundo (cm /s). Equivalente al STOKE.
- Milímetro cuadrado por segundo (Mm./s), equivalente al
CENTISTOKE.
5.7.1. Procedimiento a seguir para la realización del Ensayo (Viscosímetro Zeitfuchs de Brazo Cruzado).
1. Límpiese el viscosímetro usando solventes apropiados, y séquese
con un chorro de aire filtrado seco a través del instrumento para
remover el resto de los solventes. periódicamente, trazas de
deposito orgánico deben ser removidas con acido crómico.
2. Si hay una posibilidad de hilacha, sucio o cualquier otro material
solidó en la muestra liquida, fíltrese la muestra a través de un filtro
de vidrio o malla fina.
3. Móntese el viscosímetro en una posición vertical en un baño a
temperaturas constantes. Se apoya en los sujetadores de metal
52
DERECHOS RESERVADOS
redondos que están adaptados al viscosímetro, mientras que el
baño se coloca a una temperatura constante.
4. Pipeteese o vierta la muestra en el tuvo A del viscosímetro limpio y
seco hasta que el borde del menisco fluya a través del brazo
cruzado hasta la marca B o mas. Después que el equilibrio de
temperatura ha sido establecido, ajuste el nivel del menisco a B
agregando o removiendo unas pocas gotas de la muestra a través
del tubo A.
5. Déjese aproximadamente 10minutos para que la muestra llegue a
la temperatura del baño, dejando que el sistema alcance la
temperatura de equilibrio.
6. Para medir el tiempo de flujo aplíquese una ligera succión al tuvo E
(o ligera presión al tubo A) para que empiece el flujo sobre el sifón
a través del capilar D. El asfalto fluirá hacia abajo en la sección
vertical del tubo capilar debido a la gravedad. Mida el tiempo para
que el borde principal del menisco pase de la marca H a la F.
7. Un chequeo puede ser hecho repitiendo los pasos 1 al 6.
8. Calcúlese la viscosidad de la muestra multiplicando el tiempo
empleado, por la constante de viscosímetro.
VISCOSIDAD CINEMÁTICA = TIEMPO DE FLUJO X CONSTANTE (C.S.) = (SEG…) X (C.S./seg.)
53
DERECHOS RESERVADOS
6. COMBINACIÓN DE AGREGADOS
Una vez realizados los ensayos granulométricos a los agregados, será
necesario combinarlos con la finalidad de que la mezcla resultante cumpla
con los límites granulométricos indicados en las especificaciones para
mezclas TN-12 y Tipo III.
Se deben combinar los agregados ya que la granulometría de un solo
agregado no es suficiente para cumplir con las especificaciones de la norma,
además por ser las mezclas de concreto asfáltico elaboradas con
granulometrías controladas y bien gradadas, se hace necesario producir 2 ó
3 tipos de tamaños de agregados para que de su proporcionamiento se
pueda obtener una granulometría dentro de los límites exigidos.
7. MÉTODO MARSHALL PARA MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO EN CALIENTE.
7.1. PREPARACIÓN DE LA MEZCLA.
Se separaron los agregados en fracciones según su tamaño ó
abertura de tamices a utilizar. Se determinaron los valores medios de los
porcentajes pasantes de agregados de las especificaciones según el tipo de
mezcla. Se pesó y mezcló en tazas, separadas para cada briqueta, la
cantidad de cada agregado correspondiente al porcentaje de cemento
asfáltico a utilizar.
Los porcentajes de agregados y cementos asfálticos fueron calculados
en base a un peso total de la muestra de aproximadamente 1200 grs.
54
DERECHOS RESERVADOS
Se calentaron los agregados en el horno a una temperatura de 135 ºC
– 163 ºC y el cemento asfáltico 120 ºC – 140 ºC, una vez obtenidas las
temperaturas deseadas de los agregados y del cemento asfáltico, se
colocaron los agregados en el recipiente de mezclado y éste se colocó sobre
una balanza, se formó un cráter en la mezcla de los agregados y se añadió la
cantidad de cemento asfáltico requerida según el diseño específico.
Se colocó el recipiente que contiene los agregados y el cemento
asfáltico en una hornilla eléctrica para mantener la temperatura, con una
cuchara calentada previamente, se realizó la operación de mezclado por un
tiempo aproximado de 8 minutos; esta operación de mezclado terminó
cuando se observó que los agregados estaban totalmente cubiertos por el
cemento asfáltico.
7.2. COMPACTACIÓN DE LA BRIQUETA.
Ya al tener el material listo, previamente mezclado y calentado a la
temperatura correspondiente, dicha material fue vertido en un
molde metálico de forma cilíndrica utilizado para darle forma al
material o briqueta. Este fue previamente calentado al igual que la
espátula (elemento utilizado para acomodar el material dentro del
molde)
Luego de tener el material colocado en la maquina compactadora o
martillo marshall se procedió a la aplicación de 75 golpes, los que
corresponden para un trafico pesado, dichos golpes fueron
aplicados de esta manera: cada 25 golpes se le daba medio giro al
molde esto se hacia tres veces hasta sumar los 75 golpes y
55
DERECHOS RESERVADOS
después se invertía el molde para realizarle el mismo procedimiento
del otro lado.
Finalizada la compactación, se removió la base y se colocó la
briqueta junto con el molde dentro de una bolsa plástica, se
sumergió este conjunto en agua por un tiempo no menor de dos (2)
minutos. Una vez enfriada la briqueta, se retiró del molde utilizando
un gato de expulsión, se colocó cuidadosamente la briqueta sobre
un mesón plano y liso y se identificó de acuerdo al porcentaje de
asfalto.
Se preparó una briqueta de prueba, con el fin de determinar el peso
de la mezcla a utilizar, de manera que la altura de la briqueta
estuviera dentro de los límites especificados, la altura deseada de
la briqueta era 6,35 ± 0,32 cms.; en caso de que la briqueta
estuviera fuera de ellos, la cantidad de mezcla se ajustaría de la
siguiente manera:
6,35 * Peso de la mezcla usado
Peso ajustado = -------------------------------------------------
Altura de la briqueta de prueba
7.3. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD-VACIOS Y
ESTABILIDAD-FLUJO.
A continuación, se describen los ensayos realizados a las briquetas,
destinados a determinar todas las propiedades de las mismas.
56
DERECHOS RESERVADOS
7.3.1. Ensayo para la determinación de la Densidad de la Briqueta y Análisis de Vacíos.
• Una vez elaboradas las briquetas, se midió su altura con el vernier
en tres partes para sacar un promedio de dicha altura y hacerle la
correspondiente corrección en la estabilidad.
• Se pesó al aire y se anotó como peso de la briqueta al aire.
• Cada briqueta fue pasada por talco para rellenar todos los agujeros
o espacios vacíos
• Se calentó la parafina a una temperatura de 40 ºC y se cubrió cada
una de las briquetas con una capa de ésta.
• Una vez que las briquetas parafinadas se enfriaron, se pesaron
nuevamente y se anotó como peso al aire + parafina.
• Se pesaron las briquetas parafinadas en la balanza hidrostática y
se anotó como peso en agua + parafina.
Obtenidos estos datos, se calculó la densidad real de la briqueta,
según la siguiente fórmula:
Wa
DR = --------------------------------------------
Wap - Wa
Wap – Wwp - -------------
Pep
57
DERECHOS RESERVADOS
Donde:
DR = Densidad Real de la briqueta (grs./cm3)
Wa = Peso de la briqueta al aire (grs.).
Wap = Peso de la briqueta + parafina al aire.
Wwp = Peso de la briqueta + parafina en agua.
Pep = Peso especifico de la parafina (0,89).
7.3.2. Ensayo de Estabilidad y Flujo.
Determinada la densidad real de las briquetas, se realizaron los
ensayos de estabilidad y flujo de la siguiente forma:
Se quitó la parafina y el talco a las briquetas para sumergirlas en un
baño térmico a 60 ºC ± 0,5 ºC, durante un tiempo no inferior a 30 minutos, ni
mayor de 40 minutos. Se limpió la superficie interior de la mordaza y se
lubricaron las varillas guías con aceite, de tal forma que la mordaza superior
deslizara suavemente sin pegarse. Se sacó cada briqueta del baño térmico y
se secaron. Se colocó la briqueta entre las mordazas y se centró el conjunto
en la prensa Marshall. El medidor de flujo se colocó sobre la varilla guía
marcada para mantener la posición adecuada durante el proceso de ensayo.
Se le aplicó carga a la briqueta hasta que se produjo una deformación a
velocidad constante de 2 pulgadas por minuto hasta el momento que falló.
Mientras se realizó el ensayo de estabilidad, se mantuvo firmemente el
medidor de flujo en posición sobre la varilla guía marcada y se quitó cuando
se obtuvo la carga máxima, se leyó y se anotó esta lectura como el valor del
flujo de la briqueta.(*)
58
DERECHOS RESERVADOS
59
DERECHOS RESERVADOS
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS.
A continuación en este capítulo presentamos todos los análisis y
resultados obtenidos en los materiales que corresponden a las mezclas
asfálticas (Agregados y cementos asfálticos), como los obtenidos del diseño
de mezclas.
1. RESULTADOS ALCANZADOS DURANTE LOS ENSAYOS FÍSICOS DE LOS AGREGADOS.
Para la realización de los ensayos se utilizaron tres tipos de
agregados provenientes de la planta CONTRUCA, dos agregados finos
denominados arena y polvillo, y un agregado grueso denominado frijolito.
Los ensayos realizados a estos materiales son los siguientes;
granulometría, el desgaste de los Ángeles, peso específico, porcentaje de
humedad, porcentaje de absorción, todos y cada uno de estos ensayos los
podemos apreciar de una mejor forma en los anexos. Según los datos
obtenidos se puede apreciar que los agregados cumplen con las
especificaciones establecidas para el diseño de mezclas asfálticas.
60
DERECHOS RESERVADOS
2. RESULTADOS ALCANZADOS DURANTE LOS ENSAYOS FÍSICOS DEL CEMENTO ASFÁLTICO.
El cemento asfáltico que se utilizó fue un C.A 60-70, el cual fue
suministrado por la planta de asfalto CONVECA. En los resultados obtenidos
de los ensayos realizados en el laboratorio de control de calidad del
COMPLEJO BAJO GRANDE, se puede apreciar que es un buen material con
el cual se puede trabajar ya que cumple con las especificaciones para los
ensayos de Peso Específico a 25°C, Penetración a 25°C, 100g, 5s, Punto de
Inflamación, Ductilidad A 25°C, punto de Ablandamiento, Viscosidad
Absoluta y Viscosidad Cinemática. (Ver anexo) tabla comparativa.
3. ANÁLISIS Y RESULTADOS OBTENIDOS DE LA COMBINACIÓN DE AGREGADOS.
Durante el desarrollo de este trabajo no se realizó la combinación de
los agregados, debido a que se quiso trabajar con una granulometría ideal
que cumpliera exactamente con los valores de las especificaciones
propuestas para la mezcla TN-12 y de las especificaciones vigentes para la
mezcla Tipo III. La combinación se realizó, separando a los agregados
mediante los distintos cedazos (tamices), para luego dosificarlo según las
especificaciones respectivas.
Los agregados fueron dosificados de la siguiente forma, de la porción
comprendida entre el pasa ¾” y la retenida en el tamiz # 4 se utilizó el frijolito
de río y para el material pasante del tamiz # 4 se empleó la arena (Ver
anexo), en donde se muestran las granulometrías de la mezclas utilizadas en
el presente trabajo, a la que con la finalidad de realizar un chequeo, se le
61
DERECHOS RESERVADOS
efectuó el ensayo de equivalente de arena (Ver anexo), según la
granulometría optada para el diseño de mezclas TN-12 y Tipo III.
4. ANÁLISIS Y RESULTADOS OBTENIDOS DE LOS DISEÑOS DE MEZCLAS.
Para la combinación de los agregados con el cemento asfáltico de las
mezclas TN-12 y Tipo III se elaboraron briquetas con contenidos de asfalto
de 4, 4.5, 5, 5.5 y 6% (2 briquetas para cada porcentaje de asfalto) del peso
total de la mezcla. Las mismas fueron realizadas de acuerdo con un tipo de
tráfico pesado, es decir, que en la compactación, a las muestras se le
aplicaron 75 golpes por cada lado con el martillo de compactación.
Ambas mezclas fueron ensayadas siguiendo la metodología del
criterio Marshall, lo que no es correcto para el tipo de mezclas TN-12, ya que
éstas deberían ser ensayadas según la metodología SUPERPAVE, lo cual se
hizo imposible, debido principalmente a la ausencia en el laboratorio de
pavimentos de la Empresa GEOTECNIA, de los equipos necesarios para
realizar estos ensayos. A continuación se presentan los valores (Ver
anexos) y las curvas (Ver anexos) obtenidas de los resultados en los
ensayos de flujo, densidad real, estabilidad, porcentajes de vacíos del
agregado mineral, porcentaje de vacíos llenados con asfalto y porcentajes
de vacíos totales de la mezcla.
Para determinar el valor del porcentaje óptimo de asfalto de cada
mezcla, se utilizó el programa “Microsoft Excel”, en donde se determinaron
las ecuaciones correspondientes a cada curva, para luego determinar el
62
DERECHOS RESERVADOS
porcentaje óptimo de asfalto de cada mezcla según el criterio expuesto en
las especificaciones respectivas a cada una de las mismas. Para el caso de
la TN-12, el óptimo se determinó según las especificaciones propuestas, en
donde al cortar la curva de los vacíos totales de la mezcla en el 4% se
obtuvo un porcentaje óptimo de asfalto del 5.5%.
En cuanto a la mezcla Tipo III el óptimo de asfalto se determinó según
las especificaciones vigentes, para lo cual se calcularon los porcentajes de
asfalto correspondientes a la máxima estabilidad, máxima densidad real, el
valor medio de los límites para el porcentaje de vacíos totales de la mezcla y
el valor medio de los límites para el porcentaje de vacíos llenados con
asfaltos, para posteriormente promediarlos y obtener de esta manera un
valor óptimo de asfalto del 5.2%.
5. ANÁLISIS Y RESULTADOS OBTENIDOS DE LA COMPACTACIÓN DE
LAS BRIQUETAS POR EL MÉTODO MARSHALL A LAS DIFERENTES
TEMPERATURAS.
Establecidas las temperaturas de 90, 100, 110, 120 ºC para la
compactación, se elaboraron tres briquetas por mezcla para cada
temperatura, con la finalidad de obtener mayor precisión en los resultados,
las mismas se realizaron con el porcentaje óptimo de asfalto correspondiente
a cada diseño, y de manera que la única variante durante el proceso de
elaboración fuera la temperatura de compactación, ya que éstas fueron
hechas con el mismo peso de mezclas, mismo porcentaje de asfalto (óptimo
de cada diseño) y elaboradas bajo las mismas condiciones. (Ver anexos en
donde se muestran los valores obtenidos de los resultados).
63
DERECHOS RESERVADOS
5.1. EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PROCESO DE COMPACTACIÓN A LAS DIFERENTES TEMPERATURAS DE LAS MEZCLAS TN-12 Y TIPO III.
El análisis de los valores obtenidos de los resultados de la
compactación a las diferentes temperaturas de las briquetas
correspondientes a cada diseño (TN-12 y Tipo III), se realizó graficando las
propiedades de flujo (Ver anexos), densidad real (Ver anexos), estabilidad
(Ver anexos), porcentaje de vacíos del agregado mineral (Ver anexos),
porcentaje de vacíos llenado con asfalto (Ver anexos) y porcentaje de vacíos
totales de la mezcla (Ver anexos) con las diferentes temperaturas de
compactación, con la finalidad de observar el comportamiento de las mezclas
a medida que se incrementa dicha temperatura, y de esta forma poder
compararlos con las especificaciones vigentes (Ver anexo), en donde se
encuentran los valores permisibles de las propiedades de las mezclas para
las especificaciones vigentes.
5.1.1. Flujo Vs Temperatura de Compactación.
5.1.1.1. Mezclas de Concreto Asfáltico Tipo-III. Mediante los resultados alcanzados podemos apreciar que para la mezcla Tipo-III el flujo solo cumple con la temperatura 120°C ya que este valor se encuentra dentro del rango establecido por la norma (8 -16) y para las temperaturas 90°C, 100°C y 110°C, los valores obtenidos son más altos del rango establecido, por lo tanto no cumplen con ellas.
5.1.1.2. Mezcla de Concreto Asfáltico TN-12. Para los resultados de flujo podemos apreciar que a las temperaturas de compactación 90°C, 100°C, 120°C, entran en las especificaciones propuestas para tráfico bajo (8-16), y solo la temperatura de 110°C, sale ligeramente de la misma.
64
DERECHOS RESERVADOS
5.1.2. Densidad Real Vs Temperatura de Compactación.
5.1.2.1. Mezclas de Concreto Asfáltico Tipo III En la mezcla Tipo-III los valores de densidades se mantienen casi estables en todas las temperaturas, con una mínima variación, se puede decir que estos valores entran en los parámetros utilizados normalmente en la vida cotidiana o campo laboral.
5.1.2.2. Mezclas de Concreto Asfáltico TN-12
Para la grafica de TN-12 los valores de densidad reales entran en un rango normal de trabajo al igual que la mezcla Tipo III.
5.1.3. Estabilidad Vs Temperatura de Compactación.
5.1.3.1. Mezclas de Concreto Asfáltico Tipo III
Para la estabilidad, la norma nos dice que los valores deben ser mayores o iguales a 1200 lbs, tomando en cuenta los valores de estabilidad obtenidos podemos observar que a las temperaturas 110°C y 120°C cumplen con las especificaciones, ya que presentan valores mayores a 1200 lbs. Con respecto a las temperaturas 90°C y 100°C estos valores de estabilidad por ser inferiores no cumplen con las mismas. En la temperatura 110°C se pudo apreciar que además de cumplir con la norma es un valor que da igual al óptimo, ésto nos garantiza un valor satisfactorio.
5.1.3.2. Mezclas de Concreto Asfáltico TN-12 En esta grafica podemos observar que ninguno de los valores obtenidos de estabilidad cumplen con las especificaciones propuestas.
65
DERECHOS RESERVADOS
5.1.4. Vacíos del Agregado Vs Temperatura de Compactación. 5.1.4.1. Mezclas De Concreto Asfáltico Tipo III Podemos observar que los valores de vacíos de los agregados en las temperaturas 90°C, 100°C, 110°C y 120°C, se encuentran en un rango satisfactorio de trabajo actualmente y haciendo referencia a las especificaciones propuestas podemos ver que todos los valores cumplen por ser mayor a 14%, esto nos garantiza que son de gran confiabilidad.
5.1.4.2. Mezclas de Concreto Asfáltico TN-12
En la siguiente grafica para los vacíos del agregado podemos ver que los porcentajes de vacíos del agregado mineral son mayores a 14%, que es el valor mínimo permisible en las especificaciones propuestas, esto nos da una mayor confiabilidad en los resultados.
5.1.5. Vacíos llenados con Asfalto Vs Temperatura de
Compactación.
5.1.5.1. Mezcla de Concreto Asfáltico Tipo III En los resultados de los vacíos llenados para la mezcla Tipo-III podemos observar que la norma nos exige que los valores estén en un rango comprendido entre (75-85) para capa de rodamiento. Con esto podemos decir que solo las temperaturas 110°C y 120°C están cumpliendo con las especificaciones determinadas por la misma.
5.1.5.2. Mezcla de Concreto Asfáltico TN-12
Los resultados obtenidos para los vacíos llenados con asfalto, comparando con las especificaciones propuestas, podemos observar lo siguiente: para tráfico bajo (65-85), cumplen los valores para todas las temperaturas de compactación y para tráfico alto y medio (65-75), cumplen los valores para las temperaturas (90°C, 100°C y 110°C).
66
DERECHOS RESERVADOS
5.1.6. Vacíos Totales de la Mezcla Vs Temperatura de Compactación.
5.1.6.1. Mezcla de Concreto Asfáltico Tipo III Mediante los resultados obtenidos de los vacíos totales para la mezcla Tipo-III podemos observar que dichos valores se cumplen para las temperaturas 110°C y 120°C ya que se encuentran dentro del rango (3-5).
5.1.6.2. Mezcla de Concreto Asfáltico TN-12
Como podemos apreciar en esta grafica, los valores de vacíos totales de la mezcla a las temperaturas de compactación de 100°C y 120°C, cumplen con las especificaciones propuestas ya que están entre el rango de (3-5), y a las temperaturas 90°C y 110°C, salen ligeramente del valor propuesto por las especificaciones.
67
DERECHOS RESERVADOS
68
DERECHOS RESERVADOS
CONCLUSIONES
Luego de haber culminado con todos y cada uno de los ensayos previstos
para el desarrollo de este trabajo especial de grado, hemos llegado a las
siguientes conclusiones:
• En ambas mezclas de concreto asfáltico, los resultados obtenidos se
comportaron de acuerdo con las tendencias de la metodología Marshall, a
pesar de que para la mezcla TN-12, los ensayos se deben realizar con un
método de ensayo (SUPERPAVE) diferente al Marshall.
• Para la mezcla Tipo-III se pudo observar que al variar la temperatura de
compactación en las densidades reales, las mismas no sufren una
considerable variación.
• Con relación a la estabilidad de la mezcla Tipo-III se pudo concluir que el
valor mas adecuado corresponde a la temperatura de 110°C.
• En cuanto a los vacíos totales de la mezcla Tipo-III se puede concluir
que los valores mas adecuados corresponden a las temperaturas de
compactación de 110°C y 120°C.
69
DERECHOS RESERVADOS
• Con relación a la estabilidad de la mezcla TN-12 se pudo concluir que el
valor mas adecuado corresponde a la temperatura de 120°C.
• Con respecto a los vacíos totales para la mezcla TN-12 se pudo concluir
que el valor más favorable corresponde a la temperatura de 120°C.
• Como conclusión final se pudo deducir que la temperatura de
compactación de las briquetas en que las propiedades de las mezclas
presentaron mejores valores, es entre el rango de compactación de
110ºC y 120°C, para la mezcla tipo-III y para la mezcla TN-12 es de
120°C.
DERECHOS RESERVADOS
71
DERECHOS RESERVADOS
RECOMENDACIONES
Tomando en cuenta todo lo anteriormente expuesto se puede llegar a
las siguientes recomendaciones:
• Se recomienda utilizar un rango de temperatura de compactación entre
110ºC y 120°C, para tener una mayor rigurosidad de resultados que permitan
definir mejor los rangos de temperatura de compactación.
• Se pudo observar que la mejor estabilidad para la mezcla Tipo-III
corresponde a una temperatura de compactación de 110°C, por lo que se
podría sugerir la posibilidad de investigar valores de estabilidad para
temperaturas cercanas a 110°C.
• Se recomienda a los organismos competentes suministrar el equipo para
la realización del método (SUPERPAVE), para poder realizar los ensayos
correctamente que exigen las normas propuestas.
• Realizar investigaciones destinadas a determinar las variaciones de
temperatura que presentan las mezclas durante el proceso de traslado del
material desde la planta hasta la obra que se este ejecutando.
72
DERECHOS RESERVADOS
73
DERECHOS RESERVADOS
BIBLIOGRAFÍA
- Hernández, Armando; Oviedo, Gustavo. “MANUAL DE ASFALTO. ENSAYOS FÍSICOS. DISEÑO Y CONTROL”. Universidad del Zulia. Facultad de ingeniería. 2ª, Edición. Maracaibo. Venezuela. 1977.
- Mata M. Alexander A, Torres D. Yajaira M. Y Vasile G. Antonieta.
“ANÁLISIS COMPARATIVO DE DISEÑOS DE MEZCLAS EN CALIENTE TIPO III, TN-19 Y TN-19S”. Tesis de grado. Universidad del Zulia. Facultad de ineniería. Maracaibo. Venezuela. 2001
- Grafiña Rodríguez, Jesús Javier y Huerta Borges, David Eduardo. “ANÁLISIS COMPARATIVO DE MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO EN CALIENTE TIPO IV, TN-12 Y TN-12S”. Tesis de grado. Universidad Rafael Urdaneta. Facultad de ingeniería Maracaibo. Venezuela. Marzo 2002.
- Díaz G, Rubén D. Poliszuk Q, Albeniz y Ramírez M, Leonardo A. “ESTUDIO COMPARATIVO DEL COMPORTAMIENTO DE LAS MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO TIPO II A DIFERENTES TEMPERATURAS DE ELBORACIÓN”. Tesis de grado. Universidad del Zulia. Facultad de ingeniería Maracaibo. Venezuela. Octubre 1993.
- BACARO TORRES, Sebastián Nicolas, GUEDEZ URDANETA, Carlos
Alberto. COMPORTAMIENTO DE LAS MEZCLAS DE CONCRETO ASFALTICO TN-12 Y TIPO III A DIFERENTES TEMPERATURAS DURANTE EL PROCESO DE COMPACTACION. Tesis de grado. Universidad Rafael Urdaneta. Facultad de ingeniería Maracaibo. Venezuela. Enero 2004.
- Especificaciones COVENIN 12-10. Concreto Asfáltico. Normas
Provisionales 1997. - Normas COVENIN 2000-87. Pavimentos. Caracas, 26 de Mayo de
1980.
74
DERECHOS RESERVADOS
Preparación de las mezclas
75
DERECHOS RESERVADOS
Proceso de compactación
76
DERECHOS RESERVADOS
Briquetas compactadas
77
DERECHOS RESERVADOS