Upload
pablo-monleon
View
238
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Tecnología de Materiales de Construcción- Ingeniería Civil Universidad de Sevilla
Citation preview
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 1/59
Escuela Técnica Superior de IngenieríaUniversidad de Sevilla
Departamento deIngeniería de la Construcción
y Proyectos de Ingeniería
Tecnología de Materiales deConstrucción
Tema IV: Mezclas Bituminosas
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 2/59
1
Índice
•
Introducción•
Clasificación de las mezclas bituminosas
•
Hormigones bituminosos en caliente
•
Mezclas bituminosas para capas de rodadura
•
Otras mezclas•
Reología y propiedades generales
•
Especificaciones y dosificación
•
Fabricación de las mezclas bituminosas
•
Puesta en obra
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 3/59
Introducción
•
Definición y características generales: – Áridos + filler + ligante hidrocarbonado
Betún
Áridos
Polvo Mineral o Fíller M.B.C.
Ligante
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 4/59
Introducción
•
Definición y características generales: – Superficie de todas y cada una de las partículasminerales recubiertas de forma homogénea por unapelícula de ligante.
– En el conjunto, después de compactado, los áridos
más gruesos forman un esqueleto mineral, rígido yresistente, cuyos huecos se rellenan por laspartículas más finas.
– El sistema filler-betún, recubriendo las partículas yrellenando los huecos, forma un medio continuo,
viscoso, que mantiene las partículas mineralesunidas, dando cohesión a la mezcla.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 5/59
Introducción
•
Definición y características generales: – Ventajas:• Mayor regularidad superficial que en tratamientos
superficiales.
• Mayor capacidad resistente que los tratamientossuperficiales.
• Se ponen en obra con espesores diversos y con rigidecesdiferentes.
• Se pueden utilizan en todas las capas del firme.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 6/59
Introducción
•
Áridos y filler: – Los áridos se clasifican en fracciones uniformes, a
partir de las que se compone la granulometríaelegida.
– Se considera por separado la fracción de árido que
pasa por el tamiz 63 micras (tamiz 0,063 UNE), quees el polvo mineral o filler.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 7/59
Introducción
•
Importancia del filler: – Condiciona la proporción de ligante porque tiene una
gran superficie específica.
– A mayor cantidad de filler se necesita una mayorcantidad de ligante.
–
Constituye con el ligante el mástico que da cohesión al conjunto.
–
Es un elemento importante en los fenómenos deadhesividad.
–
Influye en el porcentaje de huecos y, por tanto, en laimpermeabilidad y en las características resistentesde la mezcla.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 8/59
Introducción
•
Ligante: – 3-10% sobre el peso de los áridos.
– 8-25% del volumen de los áridos.
– En mezclas en caliente se utilizan betunes depenetración (B 40/50; B 60/70 y B 80/100).
–
En mezclas en frío las emulsiones bituminosas derotura lenta o media.
– Ligantes modificados con polímeros.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 9/59
8
Índice
•
Introducción
•
Clasificación de las mezclas bituminosas
•
Hormigones bituminosos en caliente
•
Mezclas bituminosas para capas de rodadura
•
Otras mezclas•
Reología y propiedades generales
•
Especificaciones y dosificación
•
Fabricación de las mezclas bituminosas
•
Puesta en obra
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 10/59
Clasificación de las mezclas bituminosas
•
Fracción de árido empleada: – Mástico: filler + ligante
– Mortero bituminoso: árido fino + mástico
– Hormigón bituminoso: árido grueso + morterobitumioso
–
Macadam bituminoso: árido grueso + ligante
• Temperatura: – En caliente: con betún de penetración (115-130ºC)
• hormigón bituminoso con granulometría continua
•
autopistas, todo tipo de carreteras primarias y secundarias yaeropuertos
–
En frío: con emulsión bituminosa (Tamb)• Carreteras secundarias
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 11/59
Clasificación de las mezclas bituminosas
•
Huecos en mezcla (%Hm): – Cerradas (3<% Hm<6) ejemplo: densas, semidensas y MAM
• Pequeño % de Hm. Se emplean en capas de rodadura.
• Gran impermeabilidad del pavimento.
– Semicerradas (6<% Hm<12) ejemplo: mezclas gruesas
•
Muy parecidas, pero menos impermeables.• Menor % de filler y ligante.
• Menos críticas frente a las deformaciones plásticas.
• Poco impermeables y no muy resistentes al envejecimiento.
– Abiertas (% Hm>12)
•
Árido grueso y betún con bajos % de árido fino.• Estructura mineral que resiste por rozamiento interno.
– Porosas (% Hm>20) ejemplo: mezclas drenantes • Gran permeabilidad.
L o s h u e c o s s o n n e c e s a r i o s p a r a
e v i t a r l a s d e f o r m a c i o n e s p l á s t i c a s
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 12/59
Clasificación de las mezclas bituminosas
•
Según tamaño máximo del árido Dmax
: – Define el espesor de la mezcla a extender en una
determinada calzada (del orden del doble o triple deltamaño máximo).
• Gruesas: Dmax > 10 mm.
•
Finas, morteros o microaglomerados: Dmax < 10 mm.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 13/59
Clasificación de las mezclas bituminosas
•
Según la estructura interna del árido: – Sin esqueleto mineral resistente:
• Másticos y asfaltos fundidos.
• Resistencia debida a la cohesión del mástico.
• El árido es un simple relleno en una masa que prácticamente
carece de esqueleto mineral. – Con esqueleto mineral resistente (gran rozamientointerno):
• Las mezclas normalizadas en España tienen esqueletomineral.
•
Macadán bituminoso, hormigones bituminosos.• A su vez se pueden clasificar de acuerdo a la granulometría: – Continuas, Discontinuas, Porosas, Uniformes
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 14/59
Clasificación de las mezclas bituminosas
•
Según la granulometría: – Continuas:
• Las partículas más finas rellenan los huecos que dejan lasmás gruesas con todas ellas recubiertas por una partículacontinua de ligante.
• Se necesita % mínimo de Hm que garantice espacio para: –
Cambios de volumen del ligante con la temperatura.
– Densificación por poscompactación o por deformacionesplásticas.
–
Discontinuas:• Faltan los tamaños comprendidos entre 2 y 8 mm.
–
Uniformes:• Tienen un tamaño único de árido.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 15/59
Clasificación de las mezclas bituminosas
•
Las mezclas bituminosas en España: – Hormigones bituminosos en caliente:
• Densas (D)
• Semidensas (S)
• Gruesas (G)
•
Mezclas de alto módulo (MAM) – Mezclas drenantes o porosas (PA)
– Microaglomerados:• Mezclas bituminosas discontinuas
en caliente (BBTM)
•
Microaglomerados en frío
– Mezclas en frío• Densas
• Abiertas
“Mezclas bituminosas en caliente
tipo hormigón bituminoso”
“Mezclas bituminosas para
capas de rodadura. Mezclas
drenantes y discontinuas”
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 16/59
Clasificación de las mezclas bituminosas
•
Particularidades de las MAM: – Elevados módulos de elasticidad (superiores a
11.000 MPa a 20 ºC).
– Se utilizan betunes de poca penetración muy duros.
–
Se utilizan betunes modificados.
–
En general tienen una mayor capacidad de absorbertensiones y resistencia a la fatiga.
– Capas intermedia y base.
– Se ahorra espesor en secciones con tráficos
pesados.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 17/59
16
Índice
•
Introducción
•
Clasificación de las mezclas bituminosas
•
Hormigones bituminosos en caliente
•
Mezclas bituminosas para capas de rodadura
•
Otras mezclas•
Reología y propiedades generales
•
Especificaciones y dosificación
•
Fabricación de las mezclas bituminosas
•
Puesta en obra
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 18/59
Hormigones bituminosos en caliente
•
Designación:
densas (D), semidensas (S), gruesas (G) y mezclas dealto módulo (MAM)
Fabricadas con betunes asfálticos de
penetración (3-6% del peso del árido)W
b
W s
!100
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 19/59
Hormigones bituminosos en caliente
•
Usos: Capas de rodadura, intermedia y de base.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 20/59
Hormigones bituminosos en caliente
•
Granulometría según los siguientes husos:
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 21/59
Hormigones bituminosos en caliente
•
Granulometría según los siguientes husos:AC16D
!
"!
#!
$!
%!
&!!
&"!
!'!& !'& & &! &!!
Tamaño de lostamices(mm)
C e r n i d o a c u m u l a d o ( % e n
AC16S
!
"!
#!
$!
%!
&!!
&"!
!'!& !'& & &! &!!
Tamaño de los tamices (mm)
C e r n i d o a c u m u l a d o ( % e n
AC32G
!
"!
#!
$!
%!
&!!
&"!
!'!& !'& & &! &!!
Tamaño de los tamices (mm)
C e r n i d o a c u m u l a d o ( % e n
MAM
!
"!
#!
$!
%!
&!!
&"!
!'!& !'& & &! &!!
Tamaño de los tamices (mm)
C e r n i d o a c u m u l a d o ( % e n
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 22/59
Hormigones bituminosos en caliente
•
Granulometría según los siguientes husos:AC16D
!
"!
#!
$!
%!
&!!
&"!
!'!& !'& & &! &!!
Tamaño de lostamices(mm)
C e r n i d o a c u m u l a d o ( % e n
AC16S
!
"!
#!
$!
%!
&!!
&"!
!'!& !'& & &! &!!
Tamaño de los tamices (mm)
C e r n i d o a c u m u l a d o ( % e n
AC32G
!
"!
#!
$!
%!
&!!
&"!
!'!& !'& & &! &!!
Tamaño de los tamices (mm)
C e r n i d o a c u m u l a d o ( % e n
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 23/59
22
Índice
•
Introducción
•
Clasificación de las mezclas bituminosas
•
Hormigones bituminosos en caliente
•
Mezclas bituminosas para capas de rodadura
•
Otras mezclas•
Reología y propiedades generales
•
Especificaciones y dosificación
•
Fabricación de las mezclas bituminosas
•
Puesta en obra
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 24/59
Mezclas bituminosas capas de rodadura
•
Mezclas porosas o drenantes (PA): – Baja proporción de árido fino! huecos "" !
características drenantes.
– Empleadas en capas de rodadura en espesores de 4a 5 cm de espesor.
–
Menor superficie especifica. Ligante envuelve elárido.
• Fabricadas con betunes modificados para tráficos altos(4,5-5% del peso del árido).
• Conducción más cómoda; disminuye el ruido de rodadura; se
ven mejor las marcas viales con superficie húmeda; nohidroplaneo.
– Puede presentar problemas de conservación.
– Problemas en lugares muy fríos.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 25/59
Mezclas bituminosas capas de rodadura
•
Mezclas bit. discontinuas en caliente (BBTM): – Combinación de ligante hidrocarbonado, áridos con
una discontinuidad granulométrica muy acentuada enla arena, polvo mineral y aditivos.
– Tamaño máximo de árido de 8 y 11 mm.
–
Capas de rodadura de 2 a 3 cm. – Vías de alta velocidad de circulación:
• Texturas con elevadas resistencias al deslizamiento
• Buena drenabilidad y disminución del ruido de rodadura
• Buena durabilidad
–
Betunes modificados con polímeros con tráficosintensos para evitar la exudación del betún y mejorarla cohesión.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 26/59
Mezclas bituminosas capas de rodadura
•
Designación:
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 27/59
Mezclas bituminosas capas de rodadura
•
Granulometría según los siguientes husos:
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 28/59
Mezclas bituminosas capas de rodadura
•
Granulometría según los siguientes husos:PA16
!
"!
#!
$!
%!
&!!
&"!
!'!& !'& & &! &!!
Tamaño de los tamices (mm)
C e r n i d o a c u m u l a d o ( % e n
!"
!"#$%&#
BBTM8B
!
"!
#!
$!
%!
&!!
&"!
!'!& !'& & &! &!!
Tamaño de los tamices (mm)
C e r n i d o a c u m u l a d o ( % e n
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 29/59
Mezclas bituminosas capas de rodadura
•
Aplicaciones típicas:
!"#$#%&$
'()*&+*#,$
-$.*
/%*0".
--12 45 6
7 8+9:; 4< =
> 8+9?@ / ;A 41<B C 1<59
?@ / C 2;2
/@ D C 2;2
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 30/59
29
Índice
•
Introducción
•
Clasificación de las mezclas bituminosas
•
Hormigones bituminosos en caliente
•
Mezclas bituminosas para capas de rodadura
•
Otras mezclas•
Reología y propiedades generales
•
Especificaciones y dosificación
•
Fabricación de las mezclas bituminosas
•
Puesta en obra
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 31/59
Otras mezclas
•
Microaglomerados: – Tamaño máximo de árido de 10 mm.
– Se fabrican tanto con granulometría continua comocon discontinua:
• En frío (lechadas más gruesas LB1 y LB2)
•
En caliente (mezclas bituminosas discontinuas en caliente:BBTM).
– Se emplean en renovación superficial y enconstrucción de firmes nuevos.
–
Porcentajes de betún superior al 5% del peso del
árido. – Tienen una gran durabilidad.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 32/59
Otras mezclas
•
Mezclas densas en frío (DF): – Mucho menos utilizadas que las anteriores.
– Se fabrican con emulsiones de rotura lenta sinfluidificante.
–
Menos trabajables.
–
No deben abrirse al tráfico hasta que no alcanzan la“maduración”.
• La maduración consiste en la evaporación del aguaprocedente de la rotura de la emulsión.
• Esto hace que aumente la cohesión de la mezcla.
•
Proceso lento debido a que la granulometría cerrada delárido hace que la mezcla tenga pocos huecos.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 33/59
Otras mezclas
•
Mezclas abiertas en frío ( AF): – Árido grueso y una emulsión bituminosa de rotura
media, con una baja proporción de árido fino.• Porcentaje de betún residual del 2,5-3%.
• Alto porcentaje de huecos.
•
Estructura mineral que resiste por rozamiento interno• Efecto de la cohesión poco importante.
• Muy flexibles. Capa de rodadura de poco espesor (hasta 5cm) sobre materiales granulares.
• Para retrasar su envejecimiento se sellan con lechadasbituminosas.
•
Gran trabajabilidad tras la fabricación (emulsiones de betúnfluidificado), pero endurecimiento rápido después de lapuesta en obra.
• Carreteras de bajo tráfico.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 34/59
33
Índice
•
Introducción
•
Clasificación de las mezclas bituminosas
•
Hormigones bituminosos en caliente
•
Mezclas bituminosas para capas de rodadura
•
Otras mezclas•
Reología y propiedades generales
•
Especificaciones y dosificación
•
Fabricación de las mezclas bituminosas
•
Puesta en obra
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 35/59
Reología y propiedades generales
•
Comportamiento mecánico: –
Función de:• La magnitud de las tensiones soportadas.
• La temperatura a la que se aplican estas tensiones.
• La velocidad de aplicación de las tensiones.
–
Ley constitutiva:• Comportamiento elástico – Tiempo de aplicación de las cargas muy pequeño (0.1 s) y
temperatura baja.
• Comportamiento plástico – Mayor temperatura y tiempo de aplicación de las cargas. El
módulo de rigidez depende del tiempo de aplicación de lascargas y de la temperatura.
• Comportamiento viscoso – Tiempo de aplicación de las cargas elevado y temperaturas
altas.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 36/59
Reología y propiedades generales
•
Propiedades generales: –
Estabilidad: • Las mezclas bituminosas deben soportar las cargas del tráfico
y resistir las tensiones con unas deformaciones tolerables.
• Es una representación empírica de la resistencia del material,combinación del rozamiento interno y la cohesión.
•
Suele evaluarse mediante ensayos de base fundamentalmenteempírica. Los más conocidos son el ensayo Marshall paramezclas gruesas y el Hubbard-Field para mezclas finas. Entodos ellos las probetas se llevan a rotura mediante unasolicitación típica de cada ensayo.
•
La carga de rotura es lo que sedenomina estabilidad de la mezcla.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 37/59
Reología y propiedades generales
•
Propiedades generales: –
Resistencia a las deformaciones plásticas:• El paso de lo vehículos a bajas velocidades y altas
temperaturas, produce deformaciones plásticas. – Tipos:
» Roderas: deformaciones plásticas longitudinales producidas en
las zonas de rodadas de vehículos.
» Arrollamientos o resaltos transversales: deformaciones plásticasproducidas en zonas donde los esfuerzos tangenciales son muyfuertes.
J+.&0)
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 38/59
Reología y propiedades generales
•
Propiedades generales: –
Resistencia a las deformaciones plásticas: Locations of shoving Runway 06R-24L and rapid exits
“Shoving” at holdline position and locations of heavy braking
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 39/59
Reología y propiedades generales
•
Propiedades generales: –
Resistencia a la fatiga:• Aunque la velocidad de las cargas sean elevadas y las
temperaturas no sean altas, se produce un agrietamientoprogresivo por fatiga del material.
• Material tiene comportamiento elástico inferior a la rotura.
•
Este agrietamiento se traduce en un incremento de lasdeflexiones (deformaciones elásticas en superficie) yagotamiento generalizado del firme.
• Se produce “piel de cocodrilo”.
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 40/59
Reología y propiedades generales
•
Propiedades generales: –
Flexibilidad:• La mezcla bituminosa es un material flexible.
• Para una velocidad de aplicación de 70km/h, los módulos deelasticidad de los hormigones bituminosos :
• Han de tener la suficiente flexibilidad para que no se rompano fatiguen con rapidez. TIPO DE MEZCLA E (MPa) nu
Densas y semidensas 6000 0.33
Gruesas 5000 0.33Drenantes y abiertas 4000 0.35
Discontinua en capa fina 4000 0.35
De alto módulo 12000 0.3
Abiertas en frío 1500 0.35
Grava-emulsión 4000 0.35
Periodo E (MPa)
Invierno 10000-12500
Primavera-Otoño 5000-7500
Verano 1000-2500
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 41/59
40
Índice
•
Introducción
•
Clasificación de las mezclas bituminosas
•
Hormigones bituminosos en caliente
•
Mezclas bituminosas para capas de rodadura
•
Otras mezclas•
Reología y propiedades generales
•
Especificaciones y dosificación
•
Fabricación de las mezclas bituminosas
•
Puesta en obra
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 42/59
Especificaciones y dosificación
•
Categoría de tráfico pesado:
41
IMDpIntensidad
media diariade vehículos
pesados
ACCIÓN PRINCIPALSOBRE EL FIRME
TABLA 1.A. CATEGORÍAS DE TRÁFICO PESADO T00 A T2
CATEGORÍA DE TRÁFICO PESADO T00 T0 T1 T2
IMDp < 4 000 < 2 000 < 800
(vehículos pesados/día) ≥ 4 000 ≥ 2 000 ≥ 800 ≥ 200
TABLA 1.B. CATEGORÍAS DE TRÁFICO PESADO T3 Y T4
CATEGORÍA DE TRÁFICO PESADO T31 T32 T41 T42
IMDp < 200 < 100 < 50< 25
(vehículos pesados/día) ≥ 100 ≥ 50 ≥ 25
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 43/59
Especificaciones y dosificación
•
Mezclas bituminosas en caliente tipo hormigónbituminoso (D, S, G y MAM): –
Selección de los materiales adecuados para lamezcla escogida: áridos, ligante y polvo mineral.
– Granulometría según PG-3: encajar dentro de huso
granulométrico. – Elección de la dotación de ligante cumpliendo
requisitos PG-3.
42
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 44/59
Especificaciones y dosificación
•
Mezclas bituminosas en caliente tipo hormigónbituminoso (D, S, G y MAM): –
Dotación mínima de ligante
43
W b
W !100
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 45/59
Especificaciones y dosificación
•
Mezclas bituminosas en caliente tipo hormigónbituminoso (D, S, G y MAM): –
Relación filler-betún• Óptima para correcto comportamiento del mástico
44
W f
W b
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 46/59
Especificaciones y dosificación
•
Mezclas bituminosas en caliente tipo hormigónbituminoso (D, S, G y MAM): –
Contenido de huecos en mezcla
45
V a
V !100
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 47/59
Especificaciones y dosificación
•
Mezclas bituminosas para capas de rodadura.Mezclas drenantes y discontinuas (PA, BBTM): –
Dotación mínima de ligante
– Relación ponderal recomendable filler-ligante
46
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 48/59
Especificaciones y dosificación
•
Mezclas bituminosas para capas de rodadura.Mezclas drenantes y discontinuas (PA, BBTM): –
Contenido de huecos en mezcla
47
V a
V !100
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 49/59
Escuela Técnica Superior de IngenieríaUniversidad de Sevilla
Departamento deIngeniería de la Construcción
y Proyectos de Ingeniería
Tecnología de Materiales deConstrucción
Tema IV: Dosificación de mezclasbituminosas
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 50/59
Introducción
•
Obtención de la fórmula de trabajo: –
Métodos de superficie específica.• En función de la granulometría del árido se obtiene la
superficie mineral a “mojar” con ligante.
• Método CKE (Centrifuge Kerosene Equivalent).
• La superficie específica de los áridos se obtiene por unos
coeficientes aplicados a las fracciones retenidas en lostamices de una serie.
• Método rápido y sencillo pero impreciso.
– Métodos basados en ensayos mecánicos.• Ensayo de Marshall ! El método de mayor difusión.
–
Seleccionado una granulometría de árido y tipo de betún sefabrican varias probetas con distintos contenidos de ligante (%sobre árido).
– Se realiza el ensayo con cada probeta y se determina elcontenido óptimo de ligante. 49
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 51/59
El ensayo Marshall
•
Descripción: –
NLT-159/86 – «Resistencia a la deformación
plástica de mezclas bituminosasempleando el aparato Marshall»
– Desarrollado durante la 2ªGuerra Mundial por el USACE
(US Army Corps of Engineers)
50http://www.youtube.com/watch?v=65m7CFvCjZw http://www.youtube.com/watch?v=JqoGodLBLNk
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 52/59
El ensayo Marshall
•
Resumen: –
Probeta cilíndrica D = 4’’ (101,6 mm) ; H = 2 "’’ (63,5 mm). – 4 probetas mínimo con distintos contenidos de ligante:
Wb/Ws = 3,5 - 4 - 4,5 -5 - 5,5 %
– Compactación con 75 golpes por cara.
– Velocidad de deformación constante v = 2’’/min (50,8 mm/min).
–
Obtención densidad aparente en «balanza hidrostática».
– Obtención de % huecos en mezcla y % huecos en árido.
– Rotura de probetas en aparato de Marshall (estabilidad ydeformación).
– Sirve tanto para proyecto de mezclas en laboratorio como
posterior control en obra.
51
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 53/59
El ensayo Marshall
•
Resultados del ensayo:
CONTENIDO ÓPTIMODE LIGANTE
+DENSIDAD MARSHALL(Densidad Patrón)
DensidadEstabilidadDeformación% huecos en mezcla
% huecos en áridos
W b
W s
!100
V a
V !100
V a +V
b
V !100
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 54/59
El ensayo Marshall
•
Criterios de deformación: –
En la actual versión vigente del art. 542 del PG-3 yano aparece este cuadro y no se habla del ensayoMarshall como método para la dosificación de MBC.No obstante, se sigue empleando.
53
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 55/59
El ensayo Marshall
•
Ejemplo:En el siguiente gráfico se presentan losresultados de un ensayo de Marshall parauna mezcla S20 a emplear en capa derodadura de una carretera con tráficopesado T1.
54
Ligante 4,20%–4,75%
!"" !" !# !$ !% !&
'( *+ ,-./+0 /-1 2313
405367.7*3* 831093.. :;'< !"# $%"&
=+>-1?327@A 831093.. :??< &'(%)'(
BC+2-0 +A ?+D2.3 :E<
*+,+ ./ 01.+.20+
*+,+ 345/06/.3+
*+,+ ./ 7+8/ ( % 9
BC+2-0 +A F17*-0 :E<
:/;<=+8 >$
:/;<=+8 >"& ? @"&
:/;<=+8 >&#' @&# ? A&#
:/;<=+8 @&( ? A&(
=GHIJIKLKIM' =4 84NKOLH PI!Q8I'GHLH 4' KLOI4'!4
H4RS' 4O 8T!G=G 8LUHBLOO
KLULK!4UVH!IKLHKL!4RGUVL =4 !UWJIKG X4HL=G
B(
C "D
!"( !"&'(
&%) &%)'(
C ")
E % D ) % (
E % D ( % $ E % $
( % $ D % 9
C "(
C "E
S e c u m p
l e
(2)
(1)
Impone rango a wb /ws
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 56/59
!"#$%& ( )*%$& +*),#&%&
-.%&%/-& !"#$ !"!$
$0+*-)*%$& !"!$ !"$$
1&2* !"$$ $"%$
-*#&!$30*2 ,.0%*-&#*2 4$##*-51*+60 -*!.)*0%&%&2
,&-& )*7!#&2 +$,. %8 2 ( 9 :+;<=>?@ ABCDE@ +F8 +G ( +HI
!&,&7.0& +J-)$!& *2+$K&#
El ensayo Marshall
•
Ejemplo:En el siguiente gráfico se presentan losresultados de un ensayo de Marshall parauna mezcla S20 a emplear en capa derodadura de una carretera con tráficopesado T1.
55
Ligante 4,20%–4,75%
15 KN
wf /wb = 1,2Para S20 wf /ws= 3% – 7% tomamos 5.5%
wf /ws= 5.5%! wb/ws= 5.5/1.2 = 4.6%
C u m p l e r
a n g o
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 57/59
!"#$%& ( )*%$& +*),#&%&
-.%&%/-& !"#$ !"!$
$0+*-)*%$& !"!$ !"$$
1&2* !"$$ $"%$
-*#&!$30*2 ,.0%*-&#*2 4$##*-51*+60 -*!.)*0%&%&2
,&-& )*7!#&2 +$,. %8 2 ( 9 :+;<=>?@ ABCDE@ +F8 +G ( +HI
!&,&7.0& +J-)$!& *2+$K&#
El ensayo Marshall
•
Ejemplo:En el siguiente gráfico se presentan losresultados de un ensayo de Marshall parauna mezcla S20 a emplear en capa derodadura de una carretera con tráficopesado T1.
56
Ligante 4,6%
OK2,4
wf /wb = 1,2Para S20 wf /ws= 3% – 7% tomamos 5.5%
wf /ws= 5.5%! wb/ws= 5.5/1.2 = 4.6%
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 58/59
El ensayo Marshall
•
Ejemplo:En el siguiente gráfico se presentan losresultados de un ensayo de Marshall parauna mezcla S20 a emplear en capa derodadura de una carretera con tráficopesado T1.
COMPROBAR Wb/W>4% (PG3):
DENSIDAD PATRÓN EN OBRA:
• 97-98% D. MARSHALL (T0, T1 y T2)
• 95% D. MARSHALL (T3-T4)
T1! 0,98 x 2,49 = 2,44g/cm3
57
2,49
Ligante 4,6%
W b
W =
W b
W s +W
b
=
W b
W s
1+W
b
W s
! 0.44%
7/21/2019 Tema 4- Mezclas Bituminosas
http://slidepdf.com/reader/full/tema-4-mezclas-bituminosas 59/59
Bibliografía
– Pavimentos aeroportuarios:
•
http://www.faa.gov – Carreteras:
• Ingeniería de Carreteras Vol.II. Carlos Kraemer et al.McGraw Hill.
• Pliego de prescripciones técnicas generales para obras de
carreteras y puentes (PG-3)• Normas del Laboratorio de Transportes (NLT).
– NLT-159/86 «Resistencia a la deformación plástica de mezclasbituminosas empleando el aparato Marshall».
– NLT-168/90 «Densidad y huecos en mezclas bituminosascompactadas»
•
Art. 542. Mezclas bituminosas en caliente tipo hormigónbituminoso. (O.C. 24/08 última versión).
• Instrucción para el diseño de firmes de la red de carreterasde Andalucía. 58