ENSAYO DE CONSISTENCIA DEL ASFALTO

ENSAYOS DE CONSISTENCIA DEL ASFALTO

INV 706-13 / INV 712-07

Tecnología de Asfalto

Fecha: marzo 1 del 2022

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1. Resumen.

Esta práctica se realizó como una guía para caracterizar y clasificar el material bituminoso sin ser  modificado para así brindar las especificaciones mínimas requeridas, para ser utilizadas en la rehabilitación, reconstrucción y construcción de carreteras. En los materiales bituminosos un comportamiento como el ablandamiento no ocurre a una temperatura definida sino que a medida  que  la  temperatura  aumenta,  el  material  cambia  gradual  e  imperceptiblemente,  de  un estado quebradizo o excesivamente espeso y de poca fluidez, a líquidos blandos y menos viscosos.

Por esta razón, la determinación del ensayo del punto de ablandamiento y de penetración debe efectuarse mediante un método arbitrario, pero bien definido, de manera de comparar resultados, es importante reconocer que lo que fue realizado en esta práctica para estudiar los comportamientos del material, identificar en qué zonas se puede trabajar con el material, tener en cuenta los puntos críticos donde varía el comportamiento del material.

1. Introducción.

Los productos bituminosos son materiales visco-elásticos y no cambian del estado sólido al estado líquido a una temperatura definida, sino que se tornan gradualmente más blandos y menos viscosos a medida que se eleva la temperatura. Por esta razón, el punto de ablandamiento se debe determinar por medio de un método arbitrario pero muy definido, que produzca resultados reproducibles y comparables. 

(Instituto Nacional de Vías. Norma INVIAS E-712-13.2013).  

Existen diferentes métodos por los cuales se pueden clasificar y conocer las características físicas de los materiales bituminoso, estas son medidas a través de diversos ensayos para así conocer si su calidad es adecuada para su uso vial, uno de esos es el ensayo de penetración y el de punto de ablandamiento que son esenciales para determinar la dureza y consistencia del cemento asfáltico el cual es de mucha importancia ya que conociendo estos valores presentados después de haber realizado la prueba se puede prevenir el agrietamiento del asfalto y por tanto obtener un mejor diseño del cemento asfáltico.

Esto es un indicador de los diferentes comportamientos a fluir el material cuando está sometido a altas temperaturas a lo largo de su vida de servicio, por otro lado el ensayo de penetración permite determinar la dureza o consistencia relativa de los cementos asfálticos, midiendo la distancia en décimas de milímetros que una aguja normalizada penetra verticalmente en una muestra de asfalto, en unas condiciones especificadas de temperatura, carga y tiempo.

1. Objetivo del ensayo.

1. Objetivo general.

Determinar la consistencia del asfalto para identificar el tipo y uso adecuado de este.

1. Objetivos específicos.

• Identificar el grado de penetración del material bituminoso.
• Determinar la temperatura donde el asfalto no puede soportar una carga y fluye.

1. Marco teórico.

1. Conceptos básicos.

1. Penetración.

Consistencia de un material bituminoso, expresada por la distancia, en décimas de milímetro, hasta la cual penetra verticalmente una aguja normalizada en el material en condiciones definidas de carga, tiempo y temperatura. Normalmente, el ensayo se realiza a 25°C durante un tiempo de 5 segundos y con una carga móvil total, incluida la aguja, de 100 g; aunque se pueden emplear otras condiciones definidas; también, es utilizada como guía y para caracterizar asfaltos por grado de penetración. En general, asfalto blandos tendrán penetraciones mayores que los más rígidos.

1. Caracterización por grado de penetración.

La tabla No. 1 muestra las especificaciones para cementos asfálticos clasificados por grado de penetración a 25°C

Tabla 1. Clasificación por su grado de penetración

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Tabla 2. Equivalencias entre grado de penetración y grado de viscosidad.

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1. Punto de ablandamiento.

Dos muestras fundidas en dos anillos, la cual se calienta en un baño de líquido a una temperatura controlada (cuando alcanza T=20°c, la muestra tiene que aumentar su temperatura 5°c por minuto), sobre las muestras se encuentran las esferas de acero (9.5 mm de diámetro, g=3.05 de masa), los bitúmenes no cambian de estado sólido-líquido en una temperatura definida, sino que se vuelve más blando y menos viscoso a medida que su temperatura aumenta , por lo cual las esferas  caerán mediante la muestra aumente su temperatura. El ensayo consiste en encontrar la temperatura del punto de ablandamiento, la cual ronda entre 30°C-157°C (86°f-315°f), lo cual nos permite predecir o conocer la tendencia del material al fluir cuando está en temperaturas elevadas durante su periodo de servicio.

1. Equipos experimentales.

Descripción del equipo y herramientas.

1. Penetración a 25°C

1. Penetrómetro (Ilustración 1)

Consiste en un mecanismo que permite el movimiento vertical sin rozamiento apreciable de un vástago o soporte móvil al cual se puede fijar firmemente por su parte inferior, la aguja de penetración. El dispositivo indicador de la penetración de la aguja dentro de la muestra deberá permitir una lectura con aproximación a 0.1 mm.

1. Aguja de penetración (Ilustración 2).

La aguja de penetración debe ser de acero inoxidable endurecido y templado. La aguja estándar tiene unos 50 mm de longitud, mientras la larga tiene unos 60 mm de longitud. El diámetro de estas agujas debe ser de 1.00 y 1.2 mm.

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