Calidad De Concreto Asfalto

MÉTODO MARSHALL PARA DISEÑO DE MEZCLAS DE AGREGADOS CON CEMENTO ASFÁLTICO.

1. OBJETIVOS

1.2. Objetivo General

Determinar la proporción adecuada de cemento asfáltico en la mezcla hecha en el laboratorio.

1.3. Objetivos Específicos

•Medir la estabilidad y flujo de las muestras.

•Determinar la cantidad de asfalto suficiente para recubrircompletamente los agregados.

•Realizar un análisis de densidad–vacíos de la mezcla.

2. EQUIPO PARA EL ENSAYO

•Juego de elementos para ensayo Marshall, que incluye molde de compactación especial de 4 pulgadas de diámetro y 3 de altura con su collar de extensión, martillo de compactación con una zapatacircular de 3 y 7/8 pulgadas de diámetro, peso de 10 libras y alturade caída de 18 pulgadas, pedestal de compactación firmementeanclado al piso, prensa de ensayo y mordazas para ensayo con sus guías.

•Otros elementos tales como calentadores, termómetros, estufa,

Bandejas metálicas, baño María, extractores de muestras, etc.

3. PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA DE LA PRUBA DEL ASFALTO. Se toma una pequeña porción del asfalto y se mete al horno a temperatura a 140 grados.

Espécimen:

75 golpes por cara

Peso volumétrico máximo compacto

Estabilidad

Flujo

Vacíos

Peso volumétrico suelto

Recipiente 3.130

Vol. 2.934

Peso bruto 3.058/2.934 = 1.0422

Procedimiento:

1. Se someten 2 charolas con 50 cm3 de cemento asfáltico al horno. a una temperatura de 120 Co, por un período de 24 hrs.

2. Se prepara una muestra de cemento asfáltico en una cápsula para la prueba de penetración.

3. Finalizando el calentamiento, se saca la cápsula del horno, y una vez enfriada se pasa nuevamente para calcular las pérdidas debidas a la volatización, se calcula de la siguiente forma y se reporta como porcentaje del peso original de la muestra:

W_(c=) W_(i-W_f )/W_i x 100

donde:

Wc = Pérdida por calentamiento del cemento asfáltico, en porcentaje.

Wi = Peso inicial de la muestra, en gramos.

Wf = Peso final de la muestra, en gramos.

4. De las charolas con asfalto que se sometieron a calentamiento, se enfrían y se someten a calentamiento nuevamente a la temperatura de 140 c°, por 15 minutos.

5. proseguimos a sacar las charolas del horno, se vierte el contenido de ambas con ayuda de una espátula, en una cápsula de aluminio para la prueba de penetración. Si el asfalto pierde fluidez podrá calentarse en una placa de calor.

6. Se determina la penetración de residuo así obtenido y la de la muestra original que se preparó en el paso No. 2.

7. La penetración retenida, expresada en porcentaje de la penetración original, mediante la siguiente fórmula:

Pr=P_f/P_i x100

donde:

Pr = Penetración retenida por la muestra de cemento asfáltico, en porcentaje.

Pi = Penetración de la muestra original, en décimos de mm.

Pf= Penetración de la muestra después de haber sido sometida al proceso de calentamiento, en décimos de mm.

Cálculos realizados en la práctica:

Peso de recipiente: 3,130

Volume: 2,934 p.v.=(peso total)/(vol.de recipiente)=3,058/2,934=1,042

Total del peso: 3,058

Peso volumétrico es de:1,1042

PRUEBA MARSHALL

Objetivo:

Diseñar una mezcla asfáltica, obteniendo como resultado una granulometría idónea y el contenido óptimo de asfalto.

Equipo y material que se utiliza:

• Seis moldes metálicos para compactación, con diámetro interior de 101.6 mm y altura de ochenta y siete punto tres (87.3) mm.

• Extensión o collarín y una placa de base.

• Pedestal de compactación consistente en un bloque de madera, con peso especifico relativo aproximado de 0.72, con sección de 20 por 20 cms. y altura de 45 cms., llevando sujeta en su parte superior una placa metálica cuadrada de 2.5 cms. de espesor y 30 cms. por lado, teniendo el pedestal en su parte inferior dispositivos de anclaje para fijarlo en posición vertical sobre una losa rígida de concreto, de tal manera que la placa metálica permanezca en posición horizontal.

• Sujetador metálico para los moldes de compactación.

• Pisón de compactación con superficie circular apisonado de 98.4 mm. de diámetro.

• Máquina prueba Marshall con capacidad de 3,000 kgs. accionada con motor eléctrico.

• Extensómetro para medir la deformación vertical o flujo del espécimen.

• Dispositivo para extraer los especimenes del molde.

• Mezclador mecánico, con tazones de dos (2) litros de capacidad como mínimo y agitadores de espátula.

• Baño de agua o tanque de saturación con control termostático que mantenga una temperatura entre 20-80 grados centígrados.

• Acondicionador ambiental para mantener la temperatura 25 grados centígrados.

• Horno con temperatura controlable hasta 200 grados centígrados.

• Parrilla eléctrica con capacidad para calentar las muestras de agregados hasta 150 Co, con control termostático.

• Balanza de 2 kgs. de capacidad y de 0.1) gramos de sensibilidad.

• Balanza de 20 kgs. de capacidad y sensibilidad de 1 gramo.

• Termómetro con cubierta de metal para registrar temperaturas de 10 a 200 Co.

• Termómetro para el baño de agua que registre temperaturas de 20 a 70 Co.

• Calibrador tipo máuser, con aproximación de 0.1 mm.

• Equipo de uso general como charolas rectangulares, charolas redondas, cucharas de albañil, cucharones, espátulas, pinzas para vasos, guantes de hule y guantes de asbesto.

• Estearato de zinc, parafina, crayones.

• Papel filtro de forma circular con diámetro ligeramente menor que el molde de compactación.

Procedimiento:

1. Previamente a la preparación de las mezclas se determina el peso específico relativo aparente por inmersión en cemento asfáltico, del material pétreo seleccionado, así como, del cemento asfáltico.

2. La preparación de las mezclas de prueba para fines de diseño, se lleva acabo con la cantidad necesaria de material pétreo para que el espécimen tenga un espesor aproximado de 6.63 mm; 1,300 gr. de material pétreo generalmente pueden resultar adecuados. Las proporciones de cemento asfáltico que se deben utilizar para elaborar estas mezclas se definen con base al contenido óptimo aproximado.

3. Las mezclas se preparan por triplicado cada una para elaborar el espécimen, con los siguientes contenidos de cemento asfáltico:

Contenido óptimo aproximado, -1.0%

Contenido optimo aproximado, -0.5%

Contenido óptimo aproximado, +0.5%

Contenido óptimo aproximado, +1.0%

Contenido óptimo aproximado, +1.5%

Contenido óptimo aproximado, +2.0%

4. Al terminar la operación de mezclado se tendrá en la mezcla la temperatura de compactación, pudiendo, para lograrlo aplicar calor mediante el mezclado, y además, en el caso de rebajados, se tendrá una relación solvente de cemento asfáltico (K) de cero punto cero ocho (0.08) para rebajados de fraguado rápido y de cero punto doce (0.12) para rebajados de fraguado medio. Cuando se trate de mezclas elaboradas con emulsiones, se mezclaran lo suficiente para homogenizarlas, verificando frecuentemente el peso de la mezcla, a fin de lograr que por decantación y evaporación sucesiva se elimine el ochenta por ciento (80%), aproximadamente, del agua y solventes que originalmente tenia la emulsión agregada. La humedad que conserve la mezcla será cercana a la óptima de compactación y se precisará elaborando la respectiva curva peso volumétrico de la mezcla – humedad.

5. Se limpian la placa de compactación del pisón y los moldes de compactación y junto con el collarín, la espátula y placa de base respectivos, se calientan a 140 Co utilizando para ello un recipiente con agua calentada a dicha temperatura.

6. A continuación se coloca el molde con su base y collarín montados, conteniendo la mezcla de prueba sobre el pedestal de compactación y se ajusta el dispositivo de este que sostiene el molde; se aplican con la pesa deslizante del pisón de compactación 50 golpes, o bien, 75 golpes, dependiendo de lo que especifique el proyecto para el tipo de tránsito considerado. La altura de caída de la pesa será de 457 mm., debiendo mantenerse el eje del pisón en posición normal a la base del molde.

7. Una vez aplicando el número de golpes de compactación establecido se libera el molde de la sujeción y se remueve el collarín, se invierte el molde conteniendo el espécimen y se ajusta sobre la placa de base, se vuelven a colocar el collarín y el dispositivo que sostiene el molde y enseguida se aplica la otra cara del espécimen el mismo número de golpes que en la cara primeramente mencionada.

8. Se determina con el calibrador la altura del espécimen dentro del molde, y se anota esta en milímetros en la columna de la hoja del registro, si dicha altura no es de 6.30 mm., la cantidad de mezcla empleada en la elaboración

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