Caracterización física del asfalto

Santiago Reyes Guio                   1810932

Diego Andrés Diaz Cadena         1820263

Angie Viviana Rubiano Mora     1311603

Caracterización física del asfalto

Ensayo de penetración de los materiales bituminosos INV E-706-13

Ensayo de punto de ablandamiento de materiales bituminosos INV E-712-13

Ensayo de determinación de la viscosidad del asfalto empleando un viscosímetro rotacional INV E-717-13

Resumen

Cuando se planea mejorar la estructura vial de nuestro país y que estas se mantengan en condiciones óptimas, resulta de gran importancia la utilización de materiales de alta calidad, por esto resulta de importancia realizar un correcto análisis de los materiales a utilizar para que la estructura pueda cumplir de manera idónea su función. El asfalto, que sirve como aglomerante en mezclas asfálticas, necesita cumplir con estándares de calidad los cuales vienen reglamentados por el Instituto Nacional de Vías (INVIAS), y el objetico principal es lograr que el material que se va a utilizar cumpla su función de la mejor manera. Para determinar las características físicas de este material, se procedió a la realización de tres ensayos los cuales tienen como finalidad ayudarnos a identificar las diferentes propiedades físicas que se deben tener en cuenta al momento de establecer si el material que se pretende utilizar cuenta con los requerimientos para ser utilizado. El primero ensayo, tiene como objetivo determinar la consistencia del material asfaltico por medio de un penetrómetro, el segundo, tiene como objetivo la determinación del punto de ablandamiento del producto bituminoso por medio del aparato de anillo y bola sumergido en agua destilada, y el tercero, permite medir la viscosidad aparente del asfalto a elevadas temperaturas usando un viscosímetro rotacional. Con la realización de estos ensayos esperamos poder determinar las características del material siguiendo las pautas y poder identificar si es idóneo para la utilización en una mezcla asfáltica

Metodología

• Ensayo de penetración de los materiales bituminosos INV E-706-13

Primero se comprueba que el vástago soporte de la aguja se encuentre perfectamente limpio y seco, y que se deslice en forma suave y sin rozamiento sobre su guía. Salvo que se especifique otra carga, se coloca el peso de 50 g sobre el vástago, para obtener la masa móvil total de 100 ± 0.1 g. Si se espera que la penetración sea mayor de 350, se usará la aguja larga; en el demás caso se usará la estándar.

Se verifica que el lector digital o la aguja del penetrómetro se encuentren en cero. Se aproxima la aguja del penetrómetro hasta que su punta toque justamente la superficie de la muestra, sin que penetre, lo cual se facilita aproximando la aguja y su imagen reflejada. Se suelta el mecanismo que libera la aguja durante el tiempo especificado (5 seg en este caso). Se deberán realizar al menos tres penetraciones en cada recipiente, sobre diferentes puntos de la superficie separados, como mínimo, 10 mm (3/8") entre sí y de las paredes del recipiente. Finalmente, se lee y anota la distancia, expresada en décimas de milímetro, que haya penetrado la aguja en la muestra. Si el recipiente con la muestra se mueve durante la penetración, se anula el resultado.

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• Ensayo de punto de ablandamiento de materiales bituminosos INV E-712-13

Dependiendo del punto de ablandamiento esperado, se escogen el baño líquido y el termómetro adecuado, Baño con agua destilada recién hervida, para puntos de ablandamiento esperados entre 30 y 80° C (86 y 176° F); se debe usar un termómetro 15 C (o 15 F). La temperatura inicial del baño deberá ser de 5 ± 1° C (41 ± 2° F).

Se hace el montaje de los aparatos en una campana de laboratorio, colocando los anillos con los especímenes, las guías para el centrado de las bolas y los termómetros en posición, y se llena el baño con el líquido apropiado, a la temperatura especificada, hasta una altura de 105 ± 3 mm, con el montaje en su lugar. Usando las pinzas, se colocan las bolas centradas en sus guías correspondientes, sobre cada uno de los anillos del material a ensayar.

Se anota para cada pareja de anillo y bola, la temperatura indicada por el termómetro en el momento en que el producto bituminoso que rodea la bola, toque el fondo de la placa de referencia. No se debe hacer ninguna corrección por la parte del vástago del termómetro que no se encuentre sumergida. Si la diferencia entre las dos temperaturas excede de 2° C (2° F), el ensayo se considera inválido y se deberá repetir.

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• Ensayo de determinación de la viscosidad del asfalto empleando un viscosímetro rotacional INV E-717-13

Se encienden el viscosímetro rotacional y la unidad de control de temperatura. Se precalienta el soporte de las cápsulas para las muestras, junto con la cápsula para la muestra y el vástago seleccionado. Se ajusta la unidad de control de temperatura a la temperatura de ensayo deseada. Se calienta la cantidad requerida de ligante asfáltico. Cuando la unidad de control térmico indique que se ha alcanzado la temperatura de ensayo deseada, se retira de ella el soporte de las cápsulas conteniendo la cápsula para la muestra y se adiciona a ésta la cantidad requerida de asfalto.

Se alinea el contenedor térmico con el viscosímetro. Se retira del horno el vástago seleccionado y se coloca en la parte inferior del viscosímetro, utilizando los elementos de acople que éste tiene para ello. Una vez acoplado el vástago, se baja suavemente de modo que penetre en la muestra asfáltica hasta que el asfalto cubra su parte cónica superior. Este procedimiento puede variar, dependiendo de las recomendaciones del fabricante.

Se permite que la muestra de asfalto se equilibre a la temperatura deseada, por un periodo mínimo de 10 minutos. Durante este período de equilibrio, se pone a rotar el vástago y se va observando la viscosidad. Se espera a que la lectura en la pantalla se estabilice, antes de realizar cualquier medida. Por último, se lee y registra el valor de la viscosidad a intervalos de un minuto por un total de tres minutos.

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Resultados

Muestra 1

Penetración:                        Punto de Ablandamiento:                        Viscosidad Rotacional:

L1: 66                                T1: 52°C                                        T1: 135°C        V=380cP

L2: 63                                T2: 53°C                                        T2: 150°C        V=280cP

L3: 64                                                                                T3: 177°C        V=100Cp

Para esta muestra se realizaron 3 ensayos los cuales nos arrojaron los datos anteriores de estos datos y según las normas podemos deducir lo siguiente:

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