ENSAYO DE PENETRACION DEL CEMENTO ASFALTICO

MÉTODO DE ENSAYO DE PENETRACIÓN

(ASTM D5 AASHTO T49-97)

1. INTRODUCCIÓN.

La consistencia del asfalto puede medirse con un método antiguo y empírico, como es el ensayo de penetración, en el cual se basó la clasificación de los cementos asfálticos en grados normalizados. Este ensayo consiste en calentar un recipiente con cemento asfáltico hasta la temperatura de referencia, 25ºC (77ºF), en un baño de agua a temperatura controlada. Se apoya una aguja normalizada, de 100 g de peso sobre la superficie del cemento asfáltico durante 5 segundos. La medida de la penetración es la longitud que penetró la aguja en el cemento asfáltico en unidades de 0,1 mm. Ocasionalmente el ensayo de penetración se realiza a distinta temperatura en cuyo caso puede variarse la carga de la aguja, el tiempo de penetración, o ambos.

2. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO.

Teniendo en cuenta la consistencia de los materiales asfálticos sólidos o semisólidos en los cuales el único componente es un asfalto, podemos determinar que situaciones que atentan contra su estructura; la penetración que tienen los materiales asfalticos se usan como una medida de consistencia.

La penetración es la distancia, expresada en décimas de milímetro hasta la cual una aguja normalizada penetra verticalmente en el material en condiciones definidas de carga, tiempo y temperatura.

Ej: a 25° C (77° F) durante un tiempo de 5 segundos y con una carga móvil total, incluida la aguja, de 100 g.

Para determinar la medida de las penetraciones utilizamos el penetrómetro, está constituido por un mecanismo que permita el movimiento vertical sin rozamiento apreciable de un vástago o soporte móvil al cual se pueda fijar firmemente por su parte inferior, la aguja de penetración; y que permita, además, la colocación sobre el mismo, de diferentes cargas suplementarias; el aparato deberá estar calibrado para dar directamente la lectura en unidades de penetración, debe ser capaz de indicar la profundidad de penetración con una aproximación de 0.1 mm.

Masa del vástago: 47.5 ±0.05 g

Masa total del conjunto móvil formado por el vástago juntamente con la aguja, de 50.0 ± 0.05 g.

El penetrómetro deberá estar provisto, además, de una base de apoyo para la colocación del recipiente con la muestra, de forma plana y que forme un ángulo de 90 grados con el sistema móvil, así como de un nivel de burbuja y tornillos de nivelación.

Aguja de penetración

* Aguja de acero inoxidable

* Endurecido y templado, (ASTM Grado 440 C ó similar)

* Dureza Rockwell HRC54 a HRC60

* Longitud 50 mm (2")

* Diámetro entre 1.00 Y 1.02 mm (0.039 a 0.040)

Con uno de sus extremos simétricamente afilado hasta formar un cono de ángulo comprendido entre 8° 40' y 9° 40' en toda su longitud, y cuyo eje sea coaxial con el de la aguja la variación total axial entre las intersecciones de las superficies del cono y del cilindro, medida como proyección sobre el eje de simetría de la aguja, no deberá exceder de 0.02 mm (0.08"). Después se formar un cono truncado, cuya base tenga un diámetro comprendido entre 0.14 y 0.16mm (0.0055 y 0.0063") y esté situado en un plano perpendicular al eje de la aguja, con una tolerancia máxima de 2° y con sus bordes filosos y libres de rebabas.

La textura de la superficie cónica (filo de la superficie de la punta truncada), medida según la norma (American National Standard B-46.1), deberá tener una rugosidad media superficial comprendida entre 0.2 y 0.3 μm (8 a 12 μ"). La aspereza superficial del eje de la aguja debe estar entre 0.025 y 0.125 μm (1 y5μ).

La aguja irá montada rígida y coaxialmente en un casquillo cilíndrico

* Latón o acero inoxidable, de 3.2 ± 0.05 (0.126 ± 0.002")

* Diámetro y 38 ± 1mm (1.5 ± 0. 04")

* Largo, debiendo quedar una longitud libre de aguja entre 40 y 45 mm (1.57 a 1.77").

* Distancia máxima al eje del casquillo, desde cualquier punto de la superficie de la aguja, incluida su punta, no excederá de 1 mm (0.04”).

* La masa total del conjunto casquillo-aguja será de 2.5 ± 0.05 g.

Penetrómetros manuales: Cuando se empleen penetrómetros de este tipo, el tiempo se deberá medir mediante un reloj eléctrico, un cronómetro u otro instrumento cualquiera graduado en 0.1 segundos o menos, y que tenga una exactitud de ±0.1 segundos en un intervalo de 60 segundos. Se puede utilizar un contador sonoro que emita una señal cada 0.5 segundos, y en el que la cuenta de 11 señales equivalga a un tiempo total de 5 ±0.1 segundos.

Penetrómetros automáticos: El dispositivo medidor de tiempo estará calibrado para proporcionar el tiempo con exactitud de ± 0.1 segundos.

Termómetros: Para controlar las temperaturas del baño de agua se dispondrá de termómetros de mercurio con varilla de vidrio, de inmersión total, con subdivisiones y escala máxima de error de 0.1º C o cualquier otro dispositivo que mida temperaturas con igual precisión, exactitud y sensibilidad.

3. PROPÓSITO Y ALCANCE.

Este método describe un procedimiento para determinar la dureza, mediante penetración, de materiales bituminosos sólidos y semisólidos.

El ensaye de penetración se usa como una medida de consistencia; valores altos de penetración indican consistencias más blandas.

4. MARCO TEÓRICO.

a. Punto de Ablandamiento

La penetración es el acto de introducir un elemento dentro de otro elemento, en este caso una aguja normalizada penetra verticalmente en el cemento asfáltico en condiciones definidas de carga, tiempo y temperatura.

b. Asfalto

Material de color café oscuro o negro, constituido por una

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