Ensayomarshall

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

1ENSAYO DE Por: Herbert Daniel Flores

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO: PAVIMENTOS

JEFE DE PRÁCTICAS: Bch. Marisol Llamocca

PRÁCTICA “ENSAYO DE MARSHALL”

REFERENCIA:

NOMBRE: Herbert Daniel Flores

Yancachajlla CUI: 20084127

GRUPO: B

DÍA/ HORARIO: Miércoles 11-1 pm

FECHA DE PRÁCTICA: Miércoles, / / / del 2014

FECHA DE ENTREGA: Lunes, 15 de diciembre del

2014 AREQUIPA-PERÚ



MÉTODO MARSHALL PARA DISEÑO DE MEZCLAS

ASFÁLTICAS. NORMAS: AASHTO T-245, ASTM D-1559

I. Introducción

El concepto del método de diseño de mezclas bituminosas fue desarrollado por Bruce Marshall en el Departamento de Carreteras del Estado de Mississippi, en Estados Unidos. En su forma actual, este ensayo surgió de una investigación iniciada por el cuerpo de Ingenieros del ejército de los Estados Unidos en 1943 en la búsqueda de un método de diseño y control de pistas de aeropuertos durante la Segunda Guerra Mundial. El cuerpo de ingenieros decidió adoptar el Método Marshall debido en parte a que utilizaba un equipo de fácil manejo, portátil y que podía utilizarse rápidamente en obra. Se realizaron muchos tramos de prueba haciendo servir un tráfico simulado para determinar el comportamiento de las mezclas variando su composición y para establecer la energía de compactación necesaria al fabricar las probetas con densidad similar a la obtenida en obra.

El propósito del método de dosificación Marshall es determinar el contenido óptimo de betún para una combinación específica de áridos. Se trata de un ensayo mecánico que consiste en romper probetas cilíndricas de 101,6 mm de diámetro por 63,5 mm de altura preparadas como se describe en el anexo 1 y compactadas mediante un martillo de peso y altura de caída normalizados. Posteriormente se calientan a una temperatura de 60ºC y se rompen en la prensa Marshall mediante la aplicación de una carga vertical a través de una mordaza perimetral y una velocidad de deformación constante de 50,8 mm/min para determinar su estabilidad y deformación. Este método establece densidades y contenidos óptimos de huecos que se han de cumplir durante la construcción del pavimento.

Es importante saber que este ensayo es uno de los más conocidos y utilizados tanto para la dosificación de mezclas bituminosas como para su control en planta mediante la verificación de los parámetros de diseño de las muestras tomadas. En España este ensayo se utiliza en la formulación de mezclas bituminosas densas, semi densas y gruesas. No se aplica en mezclas abiertas pues resulta insensible para detectar el efecto que el ligante tiene sobre el comportamiento de la mezcla. Tampoco es adecuado para la caracterización de mezclas de elevado ángulo de rozamiento interno y mástico poco consistente.



II. ENSAYOS PREVIOS

GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS

NTP 400.012

I.- OBJETIVOS

- Determinar la granulometría de los agregados fino y grueso clasificándolos de acuerdo a su tamaño en los diversos tamices.

II.- EQUIPOS Y MATERIALES

- Balanza de precisión.- Tamices NTP 350.001- Agregado fino y agregado grueso- Horno- Bandejas- Brocha

III.- MARCO TEORICO

AGREGADO GRUESO:

Se define como agregado grueso al material retenido en el tamiz 4.75 mm (N°4) proveniente del desintegración natural o mecánica de las rocas y que cumplen con los límites establecidos en la norma ITINTEC 400.037.el agregado grueso puede ser grava, piedra chancada, etc.

En suelos gruesos, el comportamiento mecánico e hidráulico esta principalmente definido por la capacidad de los granos y su orientación, características que destruye, por la misma manera de realizarse, la prueba de granulometría de modo que en sus resultados finales se ha tenido que perder toda huella de aquellas propiedades tan decisivas.

AGREGADO FINO:

Se considera como agregados finos a la arena o piedra natural finamente triturada, de dimensiones reducidas y que pasan el tamiz 9.5 mm (3/8”)y que cumple con los límites establecidos en la norma ITINTEC 400.037.

Las arenas provienen de la desintegración natural de las rocas; y que arrastrados por corrientes aéreas o fluviales se acumulan en lugares determinados. En suelos finos en estado inalterado, las propiedades mecánicas e hidráulicas dependen en tal grado de su



estructuración e historia geológica, que el conocimiento de su granulometría, resulta totalmente inútil.

Sin embargo, el ingeniero interesado en suelos debe estar suficientemente familiarizado con los criterios técnicos basados en la distribución granulométrica y con los métodos más importantes para su determinación

IV.- PREPARACION DE LA MUESTRA

- Cuarteo de los agregados tanto para el agregado fino como para el agregado grueso

- Para la granulometría del agregado fino debemos pesar como mínimo 500 gr.

V.- PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

- Una vez realizado el cuarteo se revisa los tamices, si hay alguna partícula de agregado mejor dicho limpiar las mallas y luego ordenarlas de manera descendente.

- Ingresar el agregado a una altura no mayor de 5 cm, si echamos a mas altura se pierde el fino en polvo debemos tener cuidado.



- Después, la muestra anterior se hizo pasar por una serie de tamices o mallas dependiendo del tipo de agregado.

- Luego tapamos el tamiz, y empezamos a mover en forma horizontal, y vertical.

- Después lo retenido se va pesando.

PESO ESPECÍFICO Y ABSORCION DE AGREGADO FINO Y AGREGADO GRUESO

NTP 400.022

ASTM C-127, C-128

I.- OBJETIVO

- Determinar el peso específico y la absorción de los agregados fino y agregado grueso a partir del humedecimiento de los agregados en un tiempo determinado.

II.- MARCO TEORICO

CLASIFICACIÓN DE LOS AGREGADOS

Los agregados se clasifican:

a).-Por su procedencia en: Agregados Naturales y Agregados Artificiales.

b).-Por su Gradación o Tamaño en: Agregado Grueso (piedra) y Agregado Fino (arena).



c).-Por su densidad se clasifican en

- Agregados Normales: Cuya gravedad específica es de 2.5 a 2.75.

- Agregados Livianos o Ligeros: Cuya gravedad específica es menor a 2.5.

- Agregados Pesados: Cuya gravedad específica es determinable.

1.- Peso específico

Es un indicador de la calidad del agregado, correspondiendo los valores altos, a los agregados de buena calidad, mientras que los pesos específicos bajos corresponden a agregados porosos y débiles.

Como generalmente las partículas de agregado tienen poros tanto saturables como no saturables, dependiendo de su permeabilidad interna pueden estar vacíos, parcialmente saturados o totalmente llenos de agua se genera una serie de estados de humedad a los que corresponde idéntico número de tipos de peso específico.

a) Peso específico aparente.- Que se define como la relación entre el peso aparente y el volumen aparente de un sólido, este valor es el más alto obtenido para la muestra de sólidos en estudio

b) Peso específico masivo, o Bulk.- Que se define como la relación entre el peso aparente y el volumen masivo

c) Peso específico saturado superficialmente seco.- Que se define como la relación entre el peso masivo y el volumen masivo

Su Importancia

En relación con la importancia del peso específico del agregado, es conveniente

considerar lo siguiente:

- El valor del peso específico puede ser utilizado como una medida indirecta

de la solidez o estabilidad de un agregado, siendo generalmente aceptado

que éstos disminuyen conforme es menor el valor del peso específico.

- Los pesos específicos bajos generalmente indican un material poroso,

absorbente y débil. Los altos generalmente indican buena calidad pero ello,

en ambos casos, siempre no es seguro salvo que se confirme por otros

medios.



- En general, el peso específico del agregado, salvo determinados tipos de

agregados livianos o muy densos, está de límites comparativamente

estrechos, no siendo el valor crítico para usos normales del concreto.

2.- Absorción

Capacidad de absorción del agregado, se determina por el incremento de peso de una muestra secada al horno, luego sumergida 24 horas en agua y secado superficial.

Es la capacidad de los agregados para llenar con agua los poros internos. El fenómeno se

produce por capilaridad, no llegándose a llenar absolutamente los poros pues siempre que

da aire atrapado.

Esta característica es muy importante pues se refleja en el diseño de mezcla de concreto,

pues la absorción reduce el agua de mezcla, con influencia en las propiedades resistentes

y en la trabajabilidad, por lo que es necesaria hacer las correcciones necesarias.

III.- MATERIALES Y EQUIPOS

- Fiola o matraz- Balanza- Cono truncado y pizon- Embudo- Pipeta- Horno- Bandejas- Agregado fino- Agregado grueso

IV.- PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

Una vez identificando la muestra se prosigue con el procedimiento que se menciona a

continuación:

Se procede a cuartear la muestra 4 veces, con la finalidad de

homogenizarla.

Luego se procede a lavar las respectivas muestras (agregado fino y

agregado grueso) hasta que el agua que quede sea totalmente cristalina y lo

más limpia posible.



Luego procedemos a secar una pequeña muestra de este agregado saturado

y luego procedemos a pesarlo (agregado grueso).

Después procedemos a instalar la balanza, graduándola respectivamente,

luego en la parte inferior de esta se instala la canastilla.

Primeramente procedemos a pesar la canastilla, seguidamente la colocamos

en la parte inferior de la balanza una vez graduada introducimos en su interior

el agregado grueso seco, y pesamos.

Procedemos a secar la muestra de agregado grueso poniéndola en una

bandeja y secándola hasta que cambie de color o pierda brillo, en este

estado se considera que el material está saturado superficialmente seca y se

pesa

Luego esta muestra la secamos en el horno, acelerando el tiempo durante 24

horas, y luego se procede a pesar la muestra.



Para el agregado fino, sacamos una pequeña muestra la cual debe dejarse

secar al aire libre,

Seguidamente, tomamos esta muestra y, en un cono pequeño empezamos a

compactar en tres capas propinándole 25 golpes en total, luego procedemos

a quitar el cono, y si forma un pequeño morrito está bien, de lo contrario

tiene que volverse a realizar el mismo procedimiento. En el estado cuando el

agregado fino toma la forma del cono, consideramos que el agregado se

encuentra en estado saturado superficialmente seco, y luego se pesa

Luego una porción se hecha a la fiola y se agrega un poco de agua para sacar

el aire que contiene.

Después de este procedimiento secamos la muestra en la cocina eléctrica

hasta que se seque superficialmente.

Luego dejamos secar la muestra en el horno y después de 24 horas sacamos

la muestra, pesamos y anotamos su peso (peso de la muestra seca).

III. MEMORIA DE CÁLCULO

ENSAYOS PREVIOS

Granulometría

Grava

MUESTRAIWinicial 4147 grAGREGADO GRUESO

TAMIZ Abertura(mm) Wretenido(g) Wcorregido(gr) %Retenido%Pas acum

2'' 50.8 0.00 0.00 0.00 100

10ENSAYO DE Por: Herbert Daniel Y


1 1/2'' 38.1 0.00 0.00 0.00 100.001'' 25.4 0.00 0.00 0.00 100.003/4'' 19 739.00 739.71 17.84 82.161/2'' 12.7 2460.00 2462.38 59.38 22.793/8'' 9.51 617.00 617.60 14.89 7.89Nº 4 4.76 307.00 307.30 7.41 0.48Nº 8 2.36 10.00 10.01 0.24 0.24Fondo 10.00 10.01 0.24 0.00Total 4143 4147.00

MUESTRAIIWinicial 5955 grAGREGADO GRUESO

TAMIZ Abertura(mm) Wretenido(g) Wcorregido(gr) %Retenido%Pas acum

2'' 50.8 0 0.00 0.00 1001 1/2'' 38.1 0 0.00 0.00 100.001'' 25.4 0 0.00 0.00 100.003/4'' 19 1263 1264.06 21.23 78.771/2'' 12.7 3486 3488.93 58.59 20.183/8'' 9.51 735 735.62 12.35 7.83Nº 4 4.76 445 445.37 7.48 0.35Nº 8 2.36 14 14.01 0.24 0.12Fondo 7 7.01 0.12 0.00Total 5950 5955.00

PROMEDIOAGREGADO GRUESO

TAMIZ Abertura(mm) Wretenido(g) %Retenido %Pas acum2'' 50.8 0.00 0.00 1001 1/2'' 38.1 0.00 0.00 100.001'' 25.4 0.00 0.00 100.003/4'' 19 1001.89 19.84 80.161/2'' 12.7 2975.65 58.91 21.253/8'' 9.51 676.61 13.40 7.86Nº 4 4.76 376.34 7.45 0.41Nº 8 2.36 12.01 0.24 0.17Fondo 8.51 0.17 0.00Total 5051 100.00



Agregado fino

MUESTRA IWinicial 895 grAGREGADO FINO

Nº Malla Abertura(mm) Wretenido(g) Wcorregido(gr)%Retenid o %Pas acum

3/8'' 9.51 0.00 0.00 100.00Nº 4 4.76 12 12.03 1.34 98.66Nº 8 2.38 102 102.23 11.42 87.23Nº10 2 34 34.08 3.81 83.43Nº 16 1.19 102 102.23 11.42 72.00Nº20 0.85 69 69.15 7.73 64.28Nº 30 0.595 74 74.17 8.29 55.99Nº 50 0.297 182 182.41 20.38 35.61Nº60 0.25 51 51.11 5.71 29.90Nº80 0.2 81 81.18 9.07 20.83Nº 100 0.149 70 70.16 7.84 12.99Nº 200 0.074 71 71.16 7.95 5.04Fondo 45 45.10 5.04 0.00Total 893 895.00000 100.00

MUESTRA IIWinicial 969 grAGREGADO FINONº Malla Abertura(mm) Wretenido(g) Wcorregido(gr) %Retenido %Pas acum3/8'' 9.51 0.00 0.00 100.00Nº 4 4.76 9 9.00 0.93 99.07Nº 8 2.38 90 90.00 9.29 89.78Nº10 2 32 32.00 3.30 86.48Nº 16 1.19 106 106.00 10.94 75.54Nº20 0.85 72 72.00 7.43 68.11Nº 30 0.595 77 77.00 7.95 60.17Nº 50 0.297 198 198.00 20.43 39.73Nº60 0.25 68 68.00 7.02 32.71Nº80 0.2 109 109.00 11.25 21.47Nº 100 0.149 62 62.00 6.40 15.07Nº 200 0.074 98 98.00 10.11 4.95Fondo 48 48.00 4.95 0.00Total 969 969.00 100.00



PROMEDIO

AGREGADO FINO

Nº Malla Abertura(mm)Wretenido(gr) %Retenido %Pas acum

3/8'' 9.51 0.00 0.00 100.00Nº 4 4.76 10.51 1.13 98.87Nº 8 2.38 96.11 10.31 88.56Nº10 2 33.04 3.54 85.01Nº 16 1.19 104.11 11.17 73.84Nº20 0.85 70.58 7.57 66.27Nº 30 0.595 75.58 8.11 58.16Nº 50 0.297 190.20 20.41 37.75Nº60 0.25 59.56 6.39 31.36Nº80 0.2 95.09 10.20 21.16Nº 100 0.149 66.08 7.09 14.07Nº 200 0.074 84.58 9.08 4.99Fondo 46.55 4.99 0.00Total 932 100.00

COMBINACION GRAVA Y AGREGADO FINO

Combinacion0.48 0.52 MAC-1 Tipo IVC

TAMIZ Abertura(mm) Combinacion LI LS LI LS2'' 50.8 100 --- --- --- --- AGR. GRUESO AGR. FINO

1 1/2'' 38.1 100 --- --- --- --- 48.00% 52.00%1'' 25.4 100 100 100 100 100

3/4'' 19 90.48 80 100 80 1001/2'' 12.7 62.20 67 85 --- ---3/8'' 9.51 55.77 60 77 60 80Nº 4 4.76 51.61 43 54 40 65Nº 8 2.36 46.13 --- --- 35 50Nº10 2 44.21 29 45 --- ---Nº 16 1.19 38.40 --- --- --- ---Nº20 0.85 34.46 --- --- --- ---Nº 30 0.595 30.24 --- --- 18 29Nº 50 0.297 19.63 8 17 13 23Nº60 0.25 16.31 --- --- --- ---Nº80 0.2 11.00 --- --- --- ---

Nº 100 0.149 7.32 --- --- 7 15Nº 200 0.074 2.60 4 8 0 8Fondo

CURVA LOMETRIC A

120

100

CURVA GRANULOMETRICAMAC-1

80

GR ANU

60 LIM. INFLIM. SUP

40

20

0100 10 1 0.1 0.01

120 CURVA GRANULOMETRICATIPO IVC

100

80

60CURVA GRANULOMETRICALIM. INF(IVC) LIM. SUP(IVC)

40

20

0100 10 1 0.1 0.01





COMBINACION CON GRAVA, AGREGADO FINO, Y FILLER

AG. FINO AG. GRUESO FILLER AG. FINO AG. GRUESO FILLER AG. FINO AG. GRUESO filler

TAMIZ ABERTURA (mm) W RET (g) W RET (g) W RET (g) % RET % RET % RET % PAS. ACUM % PAS. ACUM % PAS. ACUM COMBINACION

1 1/2" 38.1 0.000 0.000 0.000 100.000 100.000 100.000 100.001" 25.4 0 0.000 0.000 0.000 100.000 100.000 100.000 100.003/4" 19.05 1001.89 0.000 19.835 0.000 100.000 80.165 100.000 90.481/2" 12.7 2975.65 0.000 58.912 0.000 100.000 21.252 100.000 62.203/8" 9.53 0 676.61 0.000 13.395 0.000 100.000 7.857 100.000 55.77Nº 4 4.75 10.51 376.34 1.128 7.451 0.000 98.872 0.406 100.000 51.64Nº 8 2.38 96.11 12.01 10.313 0.238 0.000 88.559 0.168 100.000 46.47Nº 10 2 33.04 8.51 3.545 0.168 0.000 85.014 0.000 100.000 44.66Nº 16 1.19 104.11 11.171 0.000 73.843 0.000 100.000 39.18Nº 20 0.84 70.58 7.573 0.000 66.271 0.000 100.000 35.47Nº 30 0.6 75.58 8.110 0.000 58.161 0.000 100.000 31.50Nº 50 0.3 190.20 20.408 0.000 37.753 0.000 100.000 21.50Nº 60 0.25 59.56 6.390 0.000 31.363 0.000 100.000 18.37Nº 80 0.18 95.09 10.203 0.000 21.160 0.000 100.000 13.37Nº 100 0.15 66.08 6 7.090 1.242 14.070 0.000 98.758 9.86Nº 200 0.075 84.58 19 9.075 3.934 4.995 0.000 94.824 5.29F 46.55 458 4.995 94.824 0.000 0.000 0.000 0.00

932 5051 483

%AG.GRUESO %AG.FINO %FILLER48 49 3COMBINACION FINAL

% PASANTE MAC-1 Tipo IVC

TAMIZ ABERTURA (mm) COMBINACION LI LS LI LS1 1/2" 38.1 100.00 --- --- --- ---1" 25.4 100.00 --- --- --- ---3/4" 19.05 90.48 100 100 100 1001/2" 12.7 62.20 80 100 80 1003/8" 9.53 55.77 67 85 --- ---Nº 4 4.75 51.64 60 77 60 80Nº 8 2.38 46.47 43 54 40 65Nº 10 2 44.66 --- --- 35 50Nº 16 1.19 39.18 29 45 --- ---Nº 20 0.84 35.47 --- --- --- ---Nº 30 0.6 31.50 --- --- --- ---Nº 50 0.3 21.50 --- --- 18 29Nº 60 0.25 18.37 8 17 13 23Nº 80 0.18 13.37 --- --- --- ---Nº 100 0.15 9.86 --- --- --- ---Nº 200 0.075 5.29 --- --- 7 15F 0.00 4 8 0 8

NULOME

TIM SUP

120.00 CURVA GRANULOMETRICAMAC-1

100.00

80.00

60.00GRARIAL

40.00

20.00

0.00100 10 ABERTU1RA (mm) 0.1 0.01

F

P

A ULO METRIC

120 CURVA GRANULOMETRICATIPO IVC

100

80

60LIM. INLIM. SUCU RV GRAN

A

40

20

0100 10 ABERTU1RA (mm) 0.1 0.01



%

%



GRAVEDAD ESPECÍFICA

DETERMINACION DE LOS PESOS ESPECIFICOS

GRAVA

DATOS DE LABORATORIO :

MUESTRA 1 MUESTRA 2 A= Wsss F1= 2856W sss (gr) 2882 3151 E= Vmasa + V vacios F2= 3135W sumerg + W canastilla (gr) 2740 2900 F= Wseco Wb1= 1840W canastilla (gr) 900 G= Vmasa Wb2= 2000

MUESTRA 1

MUESTRA 2

g SSS=Wsss

*g W g SSS=Wsss

*g WWsss-Wb Wsss-Wb

g SSS= 2.766 gr/cm3 g SSS= 2.738 gr/cm3

Ws Wsg bulk=

Wsss-Wb*g W

g bulk=Wsss-Wb

*g W

g bulk= 2.741 gr/cm3 g bulk= 2.724 gr/cm3

g s=Ws

*g W g s=Ws

*g WWs-Wb Ws-Wb

g s= 2.811 gr/cm3 g s= 2.762 gr/cm3

ABS=Wsss-Ws

*100% ABS=Wsss-Ws

*100%Ws Ws

ABS= 0.910 % ABS= 0.510 %



PESO ESPECIFICO SSSS

prom= 2.77+2.74 = 2.75 gr/cm32

PESO ESPECIFICO BULK

prom= 2.74+2.73 = 2.73 gr/cm32

PESO ESPECIFICO APARENTE

prom= 2.81+2.76 = 2.79 gr/cm32

ABSORCION

% ABSprom= 0.91+0.51 = 0.71 %2

ARENA



Agr. Fino MUESTRA 1 MUESTRA 2 nominal=F

A= Wsss E

B= Wf+aguaC= WF+agua+wss SSS=

AD= WF+agua+wss despues de 24 hrs EE= Vmasa-Vvacios C-DF= Wseco aperente= FG= Vmas E-(A-F) G

MUESTRA 1 MUESTRA 2Wfiola+agua 1265 gr Wfiola+agua 1247 grWsss 500 gr Wsss 500 grWfla+ag+ar 1578 gr Wfla+ag+ar 1558 grWseco 496 gr Wseco 496 gr

MUESTRA 1 MUESTRA 2A 500 500B 1265 1247C 1765 1747D 1578 1558E 187 189F 496 496G 183 185

PROMEDIOnominal= 2.652 2.624 gr/cm3 2.638 gr/cm3

SSS= 2.674 2.646 gr/cm3 2.660 gr/cm3

aperente= 2.710 2.681 gr/cm3 2.696 gr/cm3

IV. MÉTODO MARSHALL PARA DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS.



NORMAS: AASHTO T-245, ASTM D-1559

MARCO TEORICO

Muchas agencias usan actualmente el Método Marshall para el diseño de mezclas. Es desde hace mucho tiempo, el procedimiento más usado para el diseño de Mezclas Asfálticas en Caliente en el mundo. Esta técnica finalmente fue normalizada como ASTM D 1559, “Resistencia a la fluencia plástica de mezclas bituminosas usando el Aparato de Marshall”.

El método Marshall es un experimento de laboratorio dirigido al diseño de una adecuada mezcla asfáltica por medio del análisis de su estabilidad/fluencia y densidad/vacíos.

Una de las virtudes del método Marshall es la importancia que asigna a las propiedades densidad/vacíos del material asfáltico.

Este análisis garantiza que las proporciones volumétricas de los componentes de la mezcla, están dentro de rangos adecuados para asegurar una Mezcla Asfáltica en Caliente durable. Otra ventaja del método es que el equipamiento requerido no es caro y es de fácil manejo, por lo que, se presta a operaciones de control de calidad a distancia. Desafortunadamente, muchos ingenieros creen que el método de compactación de laboratorio por impacto usado en el método Marshall no simula la densificación de la mezcla que ocurre bajo tránsito en un pavimento real. Más aún, el parámetro de resistencia usado en éste enfoque, estabilidad Marshall no estima en forma adecuada la resistencia al corte de la Mezcla Asfáltica en Caliente. Estas dos situaciones pueden resultar en mezclas asfálticas propensas al ahuellamiento. En consecuencia, se puede concluir que el método Marshall ha sobrevivido más allá de su utilidad como moderno método de diseño de mezclas asfálticas.

Este método tradicionalmente se aplica a mezclas asfálticas en caliente, donde el asfalto ha sido clasificado por penetración o viscosidad, y que contiene agregados con tamaños máximos de 25.0 mm (1 pulgada o menos). El Método Marshall es una serie de ensayos que utilizan muestras normalizadas de prueba (probetas) de 64 mm (2.5 pulgadas) de espesor por 102 mm (4 pulgadas) de diámetroUna serie de probetas, cada una con la misma combinación de agregados pero con diferentes contenidos de asfalto, es preparada usando un procedimiento específico para calentar, mezclar y compactar mezclas asfálticas de agregado. Los dos datos más importantes del diseño de mezclas del Método Marshall son:

Análisis de la relación de vacíos-densidad, Prueba de estabilidad-flujo de las muestras compactadas.

Ensayo Marshall

Existen tres procedimientos en el método del ensayo Marshall, estos son:

a) Determinación del peso específico total,b) Medición de la estabilidad y la fluencia Marshall, y



c) Análisis de la densidad y el contenido de vacíos.

a) Determinación del Peso Específico Total

El peso específico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recién compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente. Esta medición de peso específico es esencial para un análisis preciso de densidad-vacíos.b) Ensayos de estabilidad y fluencia

El ensayo de estabilidad está dirigido a medir la resistencia a la deformación de la mezcla. La fluencia mide la deformación, bajo carga, que ocurre en la mezcla Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado frágiles y rígidas para un pavimento en servicio. Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plásticas y tienen tendencia a deformarse fácilmente bajo las cargas del tránsito

Análisis de Densidad y Vacíos

El propósito del análisis es el de determinar el porcentaje de vacíos en la mezcla compactada. Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia, se procede a efectuar un análisis de densidad y vacíos para cada serie de probetas de prueba.

Análisis de Vacíos

Se calcula a partir de los pesos específicos del asfalto y el agregado de la mezcla, con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado; o directamente mediante un ensayo normalizado efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar. El peso específico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua. La tabla proporciona valores límite de porcentaje de vacíos según intensidad de tránsito.

Análisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso específico total de la mezcla por la densidad del agua 1000 kg/m3Análisis de Vacíos en el Agregado Mineral (VMA)

El VMA es calculado con base en el peso específico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada. Por lo tanto, el VMA puede ser calculado al restar el volumen del agregado (determinado mediante el peso específico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

Análisis de Vacíos Llenos de Asfalto (VFA)

El VFA, es el porcentaje de vacíos ínter granulares entre las partículas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto. El VMA abarca asfalto y aire, y por lo tanto, el VFA se



calcula al restar los vacíos de aire del VMA, y luego dividiendo por el VMA, y expresando el valor final como un porcentaje.Proporciona valores límites de VFA en función de la intensidad de tránsito para el cual de diseñará la carpeta.

HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

Materiales: Filler, Arena, Grava, Cemento asfaltico, parafina, espátula, franelas, balanza, tapa boca, guantes de cuero, termómetro, cucharon, bandejas



Equipo para sacar las briquetas de los moldes Martillo Marshall



Molde Base

Cocina Equipo (baño maría)

Probeta Marshall Equipo de compactación

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

El primer paso en el método de diseño, es seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir las cualidades que se están



buscando para la carpeta (estabilidad, durabilidad, trabajabilidad. resistencia al deslizamiento, etcétera).La relación viscosidad-temperatura del cemento asfáltico que va a ser usado debe ser ya conocida para poder establecer las temperaturas de mezclado y compactación en el laboratorio.

1.- pesamos la arena, grava, filler y cemento asfaltico, previamente se tuvo q determinar los porcentajes de todos los componente (grava, arena, filler, cemento asfaltico), este se repite para cada porcentaje de cemento asfaltico que en nuestro caso empezó de 5.5%

2.-Procedemos a mezclar todos los componentes hasta obtener una mezcla homogénea, primero se coloca el agregados fino y grueso en una bandeja está a la vez se coloca en una cocina para simular lo ocurrido en obra luego se echa el filler, estos componentes se mezclan de tal forma que todas estén revestidas. Paralelamente se va preparando el cemento asfaltico, cuando los componentes hayan alcanzado una temperatura de 140°C

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN FACULTAD DE INGENIERÍA

Por: Herbert ENSAYO DE MARSHALL

(la temperatura lo medimos con un termómetro), estos se mezclan conjuntamente hasta que la mezcla este homogénea

3.- Las mezclas asfálticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall, como preparación para la compactación, en donde se usa el martillo Marshall de compactación, el cual también es calentado para que no enfríe la superficie de la mezcla al golpearla. Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactación. El número de golpes del martillo (35, 50 o 75) depende de la cantidad de tránsito para la cual la mezcla esta siendo

25 aniel FloresY.



Colocamos papel filtro en la base del molde

4.- Luego extraemos las briquetas de los moldes, y dejamos enfriarlas. Al día siguiente (ejemplo), procedemos a determinar el peso específico de los especímenes compactados, para luego determinar su gravedad específica

DETERMINACION DE LOS PESOS ESPECIFICOS DE LOS ESPECIMENES COMPACTADOS

5.-Bañamos con parafina las muestras hasta que no quede vacíos en el espécimen

6.- Pesamos la muestra al aire de todos los especímenes, y luego pesamos las mismas muestras sumergidas



7.- colocamos en baño maría a todas la muestra por un lapsode media hora



DETERMINACION DE LA ESTABILIDAD- FLUJO

8.-Ahora procedemos a determinar la estabilidad y el flujo de nuestros especímenes, para lo cual colocamos el espécimen en la probeta Marshall, y seguidamente lo colocamos en el equipo compactador, para luego iniciar el ensayo, anotando el flujo y la estabilidad

MEMORIA DE CALCULOCALCULO DE LA DENSIDAD DE LAS BRIQUETAS

C.A(%) 5.5 6 6.5 7 7.5Wbriq(gr) 1160.000 1180.000 1160.000 1160.000 1180.000Wbriq+par(gr) 1180.000 1220.000 1220.000 1220.000 1220.000Wbriq+par+agu(gr) 520.000 560.000 540.000 540.000 560.000Vbriq+par(cm3) 660.000 660.000 680.000 680.000 660.000Wpar(gr) 20.000 40.000 60.000 60.000 40.000Den par(gr/cm3) 0.870 0.870 0.870 0.870 0.870Vparafina(cm3) 22.989 45.977 68.966 68.966 45.977Vbriq(cm3) 637.011 614.023 611.034 611.034 614.023Den briq(gr/cm3) 1.821 1.922 1.898 1.898 1.922

C.A(%) 5.5 6 7.5Den briq(gr/cm3) 1.821 1.922 1.922

Eliminamos los porcentajes de 6.5% y 7% ya que esos puntos son errados

1800.000 GRAFICO 2

1700.000

1600.000

1500.000

1400.000ESTABILIDADESTABILIDAD CORREGIDA

1300.000

1200.000

1100.000

1000.000

900.0005 5.5 6 6.5 7 7.5 C.A(%) 8

C

2.0001.9801.9601.9401.9201.9001.8801.8601.8401.8201.800

GRAFICO 1

URVA REALCURVA CORREGIDA

55.566.577.5 C.A(%) 8



ESTABILIDAD

corrección 0.76C.A(%) 5.5 6.5 7 7.5Lectura(Lb) 1200.000 1442.000 1678.000 1482.000Estabilidad 1200.000 1442.000 1678.000 1482.000Estab(corr) 912 1095.92 1275.28 1126.32

ESTA

BILI

DA

D(l

DEN

SID

AD(g

r/

4.300 GRAFICO 3

4.200

4.100

4.000

3.900

3.800FLUJO

3.700

3.600

3.500

3.4005 5.5 6 6.5 7 7.5 C.A(%)8



FLUJO

C.A.(%) 5.5 6.5 7 7.5Lectura(Plg) 0.140 0.160 0.165 0.165Flujo(mm) 3.556 4.064 4.191 4.191

FLU

JO(m



DETERMINACION DE PESO ESPECIFICO MAXIMO TEORICO

PESO ESPECIFICO MAXIMO TEORICO O GRAVEDAD ESPECIFICA MAXIMA TEORICA(G)

%Piedra 45

%arena 52%filler 3piedra

base saturada= 2.75 gr/cm3

aparente= 2.73 gr/cm3

bulk= 2.79 gr/cm3

arena

bulk= 2.638 gr/cm3

SSS= 2.660 gr/cm3

aperente= 2.696 gr/cm3

parafina= 0.870 gr/cm3

filler apar= 2.860 gr/cm3

cement. asfalr= 1.070 gr/cm3

COMBINACION DEL MATERIAL EN LA MEZCLA

C.A(%) 5.5 6 6.5 7 7.5Piedra(%) 42.525 42.3 42.075 41.85 41.625Arena(%) 49.14 48.88 48.62 48.36 48.1Filler(%) 2.835 2.82 2.805 2.79 2.775

100 100 100 100 100

C.A(%) 5.5 6 6.5 7 7.5G 2.5018 2.4842 2.4669 2.4498 2.4329

28.0000 GRAFICO 4

27.0000

26.0000

25.0000

24.0000

23.0000

% VACIOS

22.0000

21.0000

20.0000

19.0000 5 5.5 6 %6C.5.A 7 7.5 8



DETERMINACION DEL PORCENTAJE DE VACIOS

C.A(%) 5.5 6 6.5 7 7.5Den briq(gr/cm3) 1.821 1.922 1.898 1.898 1.922

% VACIOS 27.2134 22.6425 23.0445 22.5072 21.0109

%V DE VACIOS DEL AGREGADO MINERAL

C.A(%) 5.5 6 6.5 7 7.5%V.M.A 36.4887 33.3295 34.4893 34.8396 34.3934

%

39.0000 GRAFICO 5

37.0000

35.0000

33.0000

31.0000%V.M.A% V.M.A

29.0000

27.0000

25.0000

5 5.5 6 6.5 7 7.5 %C.A8

45.0000 GRAFICO 6

40.0000

35.0000

30.0000%V.LL.C.C.A

25.0000

20.0000

15.0000

5 5.5 6 6.5 7 7.5%C.A8



% V.LL.C.C.A

C.A(%) 5.5 6 6.5 7 7.5% V.LL.C.C.A 25.4197 32.0647 33.1837 35.3977 38.9100

%V.

M%

V.LL

ND.RIG

7800 GRAFICO 7

7600

7400

7200

I7000

6800

6600

64005 5.5 6 % C.A 6.5 7 7.5



IND. RIG

C.A(%) 5.5 6 6.5 7Estab(corr) 912 1095.92 1275.28 1126.32Lectura(Plg) 0.140 0.160 0.165 0.165

IND. RIG(Lb/pulg) 6514.28571 6849.5 7728.9697 6826.18182

V). CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

IND

.



Los usos granulométricos que mejor se ajustan a nuestra curva son: el MAC-1 y el tipo IVC, sin embargo la curva granulométrica no encaja en su totalidad a los límites establecidos por los usos, por ende se recomienda aumentar más agregado fino para optimizar nuestro agregado

La gravedad especifica obtenida se encuentra en el rango de los valores comunes para los agregados, sin embargo se recomienda realizar el ensayo del peso superficialmente seco del agregado fino, de forma cuidadosa ya que este parámetro es muy difícil de hallar, por ejemplo secar la muestra en sombra para determinar tal parámetro y no en sol

Los resultados de pesos unitarios de las briquetas no son tan confiables, ya que nos sale porcentajes de vacíos muy elevados, por lo cual sería incorrecto colocar este asfalto en una carretera

También es posible que nuestra gravedad máxima teórica nos haya botado resultados incorrectos, por lo q el % de vacíos es muy elevado

Para la realización del ensayo de Marshall compactar bien las briquetas, para obtener resultados idóneos

Nuestro asfalto no cumple con el parámetro de estabilidad Según nuestro grafico de pesos unitarios nuestro porcentaje de asfalto es de

6.5%





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