METODO MARSHALL PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS

METODO MARSHALL PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS

ASTM D-1559

Una mezcla asfáltica en caliente consiste en la combinación uniforme de agregados con cemento asfáltico.

El Concreto Asfáltico es un tipo de mezcla en caliente que cumple con estrictos requisitos de control de calidad, resultando una carpeta de alta calidad, con buena calidad de agregados y bien compactada.

Referencias Históricas

El Método Marshall para el diseño de mezclas fue desarrollado por Bruce Marshall, del Mississipi Highway Department1 alrededor de 1939. El ensayo Marshall, en su forma actual, surgió de una investigación iniciada por The Corps of Engineers Waterways (WES) de los Estados Unidos en 1943.

Este método fue normalizado por la ASTM D-1559, denominado Resistencia al Flujo Plástico de Mezcla Bituminosa usando el equipo Marshall (el método AASHTO T-245 es similar a la Norma ASTM D-1559, excepto en lo referente al martillo operado mecánicamente, en lugar de un martillo operado manualmente), sin embargo, actualmente la norma ASTM D-1559 ha sido reemplazado por otro procedimiento denominado Superpave.

Características de Mezcla

Al realizar el diseño de mezclas asfálticas en caliente, se deben obtener las siguientes características:

Resistencia a la Deformación Permanente

La resistencia a la deformación permanente es crítica al elevarse la temperatura durante los meses de verano cuando la viscosidad del cemento asfáltico baja y la carga del tráfico es soportada por la estructura del agregado en mayor proporción. La resistencia a la deformación

Permanente se controla seleccionando la calidad de agregados con gradación apropiada y seleccionando el contenido asfáltico y vacío adecuado para la mezcla.

Resistencia a la Fatiga

La mezcla no se agrietará por causa de la repetición de las cargas en un período de tiempo (período de diseño)

Resistencia al agrietamiento por bajas temperaturas

Esta propiedad es importante en regiones frías que experimentan bajas temperaturas. Sin embargo, para ello se utilizan aditivos diversos.

Durabilidad

La mezcla contiene suficiente cemento asfáltico asegurando un adecuada espesor de película rodeando las partículas de agregados, así se minimiza el endurecimiento del cemento asfáltico. El curando durante la producción y la puesta en servicio también contribuye a esta característica. Por otro lado, la mezcla compactada no debería tener altos porcentajes de vacíos que aceleren el proceso de curado.

Resistencia a la Humedad

Algunas mezclas expuestas a humedad pierden adhesión entre el agregado y el cemento asfáltico. Las propiedades del agregados son los primeros responsables de este fenómeno, aunque algunos cementos asfálticos son más propensos a separarse que otros.

Resistencia al Patinaje

Este requisito es solamente aplicable a mezclas superficiales que sean diseñados para proporcionar la suficiente resistencia al patinaje.

Trabajabilidad

La mezcla debe ser capaz de ser colocada y compactada con razonable esfuerzo. Los problemas de trabajabilidad se presentan frecuentemente durante los trabajos de pavimentación.

FUNDAMENTO TEÓRICO

El contenido óptimo de asfalto para un material de carpeta es la cantidad de asfalto que forma una membrana alrededor de las partículas, de espesor suficiente para resistir los elementos del intemperismo evitando que el asfalto se oxide con rapidez. Por otro lado, no debe ser tan gruesa como para que la mezcla pierda estabilidad, es decir, deformación excesiva por flujo plástico o resistencia y no soporte las cargas de los vehículos.

OBJETIVO

Determinar el contenido óptimo de asfalto para una mezcla específica de agregados de la avenida la cultura; así como también proporcionar información sobre las características físicas y mecánicas de mezcla asfáltica en caliente, de tal manera que sea posible establecer si cumple en lo referente al establecimiento de densidades y contenidos óptimos de vacío durante la construcción de la capa del pavimento.

El método consiste en ensayar una serie de probetas, cada una preparada con la misma granulometria y con diferentes contenidos de asfalto. El tamaño de las probetas es de 2.5 pulgadas de espesor y 4 pulgadas de diámetro. Dichas probetas se preparan siguiendo un procedimiento específico para calentar el asfalto y los agregados, mezclar y compactar.

Las probetas preparadas con el método se rompen en la prensa Marshall, determinado su estabilidad (resistencia) y deformación. Si se desean conocer los porcentajes de vacíos de las mezclas así fabricadas, se determinarán previamente los pesos específicos de los materiales empleados y de las probetas compactadas, antes del ensayo de rotura.

EQUIPO

EQUIPO MARSHALL

Foto N°5 Mordaza para rotura de especímenes Marshall

Foto Nº4 Martillo de compactación

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