PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL DEL METODO MARSHALL

• Caracterización de los materiales:- En esta etapa se realizan pruebas a los

agregados pétreos a utilizar. - Las pruebas que se realizan son pruebas de

absorción, densidad especifica y aparente a los agregados pétreos.

Pruebas ResultadosAbsorción(%) 3.01Densidad especifica 2.70Densidad aparente 2.78

ELABORACION DE LA MEZCLA ASFALTICA:

•Determinación de la granulometría:-Después de haber realizado las pruebas correspondientes al agregado pétreo y verificar que cumple con las especificaciones mínimas se procede a separarlos por tamaño siendo el máximo tamaño del agregado de 12.57 mm(1/2 pulg).

•Dosificación de las probetas:-Se decidió utilizar el molde de 10 cm de diámetro debido a que este tipo de probeta es compatible en el método de compactación.-La determinación de las alturas de las probetas va en función del tipo de prueba que se quiera realizar en la mezcla asfáltica:

Altura de 63.5 mm: para determinar la gravedad especificaAltura de 100 mm: para la prueba de inmersión-compresión.

• Preparación de la mezcla asfáltica compactada:

-Para elaborar lo que se conoce como “envuelta de la mezcla” se lleva el asfalto a la temperatura de mezclado y el agregado a una temperatura mayor que la del asfalto(sin exceder de 28 °C).

- Cuando los materiales se encuentran a la temperatura deseada se prepara el agregado haciendo una especie de cráter y se mezcla hasta que todas las partículas de agregado estén cubiertas de asfalto.

-Una vez que la mezcla asfáltica alcanza la temperatura de mezclado se saca el molde del horno y se vacía la mezcla asfáltica, con una espátula caliente se golpea 15 veces el perímetro del molde y 10 veces en el interior después se compacta la muestra con el martillo de Marshall.

Vaciado de la mezcla al molde

• Compactación de la mezcla asfáltica

-Un parámetro que se deben determinar antes de empezar la compactación es el numero de golpes por cara y eso se determina al estimar el transito vehicular y la temperatura del lugar.-Cuando se a determinado el numero de golpes la compactación se realiza utilizando el martillo de Marshall (el martillo previamente debe de ser calentado para que alcance una temperatura próxima a la compactación).

• EXTRACCION DE LA MEZCLA ASFALTICA COMPACTADA:

-Primero se debe dejar enfriar la muestra, debido a que el espesor es muy delgado el tiempo aproximado es de 30 min.

-Para la extraccion de la mezcla asfáltica, después de compactarla se utiliza un gato hidráulico.

Extracción Marshall

SUPERPAVESuperior Performing

Asphalt Pavement

Diseño superpaveEn 1987, el SHRP (strategic Highway Reserch Program) comenzó al desarrollo de un nuevo sistema para especificación de materiales asfaltico. El producto final de programa de investigación sobre asfaltos de SHRP es un nuevo sistema conocido como superpave (Superior Performing Asphalt Pavement). El software de superpave es un programa de computación que auxilia a los ingenieros en la selección de materiales asfalticos y el diseño de la mezcla.

Agregados Minerales Propiedades

Consenso Angularidad del agregado fino

Angularidad del agregado grueso

Partículas alargadas y chatas

Contenido de arcilla

Origen de agregado

Tenacidad

Durabilidad

Materiales deletéreos

Mezclas Asfálticas Compactación •La compactación en el laboratorio se realiza con el compactados giratorio Superpave (Superpave Gyrtory Compactor, SGC).•Si bien este tiene algunas características en común con el compactador giratorio de Texas, es un dispositivo completamente nuevo con nuevas características operativas

Dos nuevos procedimientos de ensayos basados en la performance fueron desarrollados: el Ensayo de Corte Superpave (SST = Superpave Shear Testes) y el ensayo de tracción indirecta (IDT= Indirecte Tensile Tester). Los resultados de estos ensayos son valores de entrada de los modos de predicción de la performance en el Superpave para estimar el desempeño real de los pavimentos.Con el SST se realizan los siguientes 6 ensayos sobre las muestras de HMA:•Ensayo volumétrico.•Ensayo de deformación especifica uniaxial.•Ensayo de corte simple a altura constate.•Ensayo de corte repetido a tensión constante.•Ensayo de barrido de frecuencias a altura constante.•Ensayo de corte repetido a altura constante (opcional).

Performance

NIVELES DE DISEÑO DE MEZCLAS DEL SUPERPAVE

Nivel 1, diseño volumétrico implica la fabricación de los especímenes de ensayo usando el SGC y la selección del contenido de asfalto basado en los vacios de aire, vacios del agregado, vacios llenados con asfalto y la relación polvo llenante (filer)/ contenido de asfalto efectivo. Las propiedades de consenso y las propiedades de fuente de origen deben ser cumplidas.

El nivel 2 de diseño de mezclas parte del

diseño volumétrico.Una batería de

ensayos SST e IDT es realizada para arribar a

una serie de predicciones de performance “se

acepta / no se acepta”.

El diseño del Nivel 3 es el único protocolo que realiza el ensayo

de SST con muestras confinadas .Debido a que abarca un gran rango de

ensayos y resultados, el diseño del Nivel 3 ofrece un detallado y seguro nivel de predicción de performance. En este trabajo se presenta una aplicación del nivel 1 de Superpave para el

diseño de una mezcla asfáltica.

El Superpave utiliza un sistema completamente nuevo de ensayos,especificaciones, y selección de ligantes asfalticos.

Si bien no se desarrollaron nuevos ensayos para agregados, los métodos de selección y especificaciones para agregados fueron refinados e incorporados en el sistema de diseño de mezclas Superpave. Los requerimientos para mezclas asfálticas del Superpave fueron establecidos a partir de criterios actualmente en

usos.

SELECCIÓN DEL LIGANTE

El grado de Performance (PG)

El primer número 64, es nombre llamado “grado de alta temperatura” (high temperatura grade).

– 22 es llamado frecuentemente “grado de baja temperatura” (low temperatura grade) y significa que el ligante poseería propiedades físicas adecuadas hasta almenos -22˚C. Consideraciones adicionales y la magnitud de la carga (camiones pesados)

PG 64-22.

Otro aspecto clave en la evaluación de ligantes con el sistema Superpave es que las propiedades físicas son medidas sobre que han sido envejecidos en laboratorio para simular las condiciones de envejecimiento en un pavimento real .Algunas mediciones de las propiedades físicas son también medidas sobre ligantes que han sido envejecidos en el horno de película delgada rotativa (RTFO = rolling thin film oven) para simular el endurecimiento por oxidación que ocurre durante el mezclado en calienten y la colocación .Un equipo de envejecimiento a presión (PAV=pessure agingvessel) se usa en el laboratorio para simulas el severo envejecimiento que sufre el ligante después de varios años de servicio en un pavimento.

REONÓMETRO DE CORTE DINÂMICO(dynamic shear rheometer)

VISCOSÍMETRO ROTACIONAL (rotacional viscometer)

REOMETRO DE FLEXION (bending beam rteometer)

ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA (direct tenso test)

Las propiedades físicas de los ligantes son medidas con 4 dispositivos:

MÉTODO DE HVEEM

MÉTODO DE HVEEM• Desarrollados por Francis

N. Hveem• Surgió de investigaciones

por el Departamento de Carreteras de California en 1940.

• El propósito del método de Hveem fue determinar el contenido optimo de asfalto.

Descripción del Método de Hveem Preparación para efectuar los

procedimiento HVEEM

Se determina las cualidades de la mezcla de pavimentación ,y se selecciona un tipo de agregado y de compatibilidad de asfalto que pueda combinarse.

Selección de las muestras de material

Consta de unir muestras de asfalto y del agregado que van a ser usados en la mezcla de pavimentación.

Ambas mezclas deben tener características idénticas

Preparación del agregado

Identificaremos las características del agregado

• Secado del agregado La muestra caliente se

pesa y se registra su valor, esto se debe repetir 2 veces, para ver la cantidad de humedad evaporada en la muestra.

• Análisis Granulométrico por

Vía Húmeda Procedimiento

usado para identificar el tamaño de las partículas en la muestra del agregado.

• Determinación del Peso Especifico

El peso especifico de una muestra de agregado se determina al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua, a la misma temperatura.

• Determinación del Área Superficial del Agregado Es importante ya

que el área superficial de un agregado es el

parámetro usado para aproximar el

contenido de asfalto en la mezcla

• Determinación de la capacidad superficial de agregados

• Esto se refiere a la capacidad para retener una capa de asfalto.

• Ensayo Equivalente Centrifugo de Kerosene (CKE), suministra un índice “K” que indica rugosidad, porosidad, etc.

• Preparado muestra (Probetas) de ensayo

Se preparan probetas de la mezcla de pavimentación, y

cada una contiene cantidades diferentes de

asfalto. Los contenidos de asfalto usados son los

contenidos sugeridos por los datos de los ensayos de

área superficial y capacidad superficial

Procedimientos del Ensayo de Hveem

• Existen 3 procedimientos para en ensayo de Hveem:

a) Un ensayo de estabilómetrob) Una determinación de densidadc) Un ensayo de expansión

ENSAYO ESTABILOMETRO

• La finalidad de este ensayo es la de medir la estabilidad de una mezcla bajo esfuerzos específicos.

• La metodología de la prueba es la siguiente:• Se coloca la probeta compactada dentro del

estabilómetro en donde es rodeada por una membrana de caucho.

ENSAYO DE EXPANSION

• El agua es el enemigo de todas las estructuras de pavimento.

• El diseño de la mezcla debe proporcionara adecuada resistencia al agua para garantizar su durabilidad .

• Este ensayo mide la cantidad de agua que se filtra dentro o a través de una probeta , y la cantidad de expansión que el agua causa.

• También mide su permeabilidad.

APLICACIONES DE MEZCLAS ASFALTICAS EN CALIENTE

TRATAMIENTOS SUPERFICIALESTipos de Tratamientos

Tratamiento Superficial Simple

Es una aplicación de asfaltosrecubierta con agregadogeneralmente de tamañonominal 10 a 25 mm. Tambiénpuede ser arena de granouniforme. Este tipo detratamiento no aporta estructuraal pavimento y sólo lo protege,otorgándole gran resistencia ala acción abrasiva del tránsito,a la vez que lo impermeabiliza

Tratamiento Superficial Doble o Múltiple

Consiste en dos o más aplicaciones de emulsión asfáltica alternadas con aplicaciones de agregados pétreos de diferentes tamaños, alcanzando hasta 25 mm de espesor total. Son económicos, fáciles de construir y de larga duración. Pueden efectuarse sobre pavimentos asfálticos existentes o sobre una base granular estabilizada en caso de pavimentos nuevos. El agregado pétreo para cada aplicación debe ser granulométricamente lo Más uniforme posible y el tamaño máximo de cada aplicación sucesiva debe estar En proporción 2:1 respectivamente

Tratamiento Superficial SimpleTratamiento Superficial Doble o Múltiple

ESQUEMA DE CAMIÓN ESPARCIDOR DE LECHADA ASFÁLTICA

Recomendaciones Generales:• . Aplicar preferentemente con buen tiempo, sin

amenaza de lluvia.• Llevar a cabo la dosificación en un laboratorio

equipado para obtener resultados óptimos.• Controlar adecuadamente la ejecución y

dosificación de los materiales en el camión esparcidor.

• Mantener cerrada al tránsito la vía por el tiempo especificado, hasta que la mezcla esté totalmente curada, evitándose así daños prematuros a la superficie.

• Confeccionar un tramo de prueba, previo al inicio de la faena para ajustar los distintos parámetros

1. Tolva de áridos2. Alimentador de filler3. Compuerta de flujo de áridos4. Correa transportadora de áridos5. Inyector de emulsión6. Inyector de agua7. Correa sinfin-mezclador8. Caja esparcidora9. Lechada Asfáltica

La elaboración de mezclas asfálticas en caliente y como ligante en la reparación de grietas y sello

de juntas, tratamientos superficiales, y construcción de membranas retardantes de fisuras.