DISEÑO DE MEZCLAS MÉTODO MARSHALL
- 1. ASTM D 1559 AASHTO T 225 DISEÑO DE MEZCLAS MÉTODO MARSHALL E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 2. ALCANCE Esta norma describe el procedimiento que debe seguirse para determinar la densidad Bulk y el porcentaje de vacios para cada serie de muestras asfálticas, mediante el cálculo y análisis de los diferentes pesos y volúmenes. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 3. EQUIPO EQUIPO MARSHALL Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 4. PROCEDIMIENTO Se promedian los pesos específicos “bulk” de todas las probetas elaboradas con el mismo porcentaje de asfalto, descartando las que se alejen demasiado del promedio. Se calcula la gravedad específica bulk promedio de agregados, mediante la expresión. Donde: P1 , P2 , P3 … = Porcentaje en peso de cada una de las fracciones de material que intervienen en el total del agregado. G1 , G2, G3….. = Pesos específicos de los materiales a los que corresponden las fracciones anteriormente mencionadas. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 5. PROCEDIMIENTO Se calcula la gravedad específica máxima teórica de la muestra para cada porcentaje de asfalto, el cual corresponde al que teóricamente se obtendría si fuera posible comprimir la muestra hasta obtener una masa de asfalto y agregados carente de vacíos con aire. Este valor se calcula así: Donde: %agregados = 100 - % asfalto Gagr = gravedad especifica promedio de agregados Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 6. PROCEDIMIENTO Se determina el volumen mediante la siguiente expresión: Volumen = Peso aire SSS – Peso agua SSS Donde: Peso aire SSS = Peso de la muestra en aire en estado SSS Peso agua SSS = Peso de la muestra en el agua en estado SSS. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 7. PROCEDIMIENTO Se determina la densidad Bulk de cada una de las muestras de ensayo con la expresión: Donde: Peso aire seco = Peso en el aire de la menestra seca. Peso aire SSS = Peso en aire de la muestra en estado SSS Peso agua SSS = Peso en agua de la muestra en estado SSS Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 8. PROCEDIMIENTO Se calcula el peso especifico de la mezcla asfáltica suelta RICE, mediante la expresión: Donde: A = peso de la muestra D = peso del envase (matraz + agua) E = peso del envase (matraz + agua+muestra) Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 9. PROCEDIMIENTO Se calcula el porcentaje en volumen de los agregados, para cada porcentaje de cemento asfáltico utilizado, mediante la fórmula: Donde: Gmb = Bulk promedio de las 3 briquetas Gsb = gravedad especifica bulk del agregado Ps = % agregados = % total - % asfalto utilizado Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 10. PROCEDIMIENTO Se determina el porcentaje total de vacíos con respecto al volumen total de la probeta mediante la expresión: Donde: Gmm = Rice Gmb = Bulk promedio de las 3 briquetas Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 11. PROCEDIMIENTO Se calcula el volumen de asfalto como porcentaje del volumen total de la probeta. Donde: %Vagregados = % volumen de agregados Pa = % total de vacíos con respecto al volumen total de la probeta Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 12. PROCEDIMIENTO Se determina el porcentaje de vacíos en los agregados minerales en la mezcla compactada. Donde: %Vagr = % volumen de agregados Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 13. PROCEDIMIENTO Se determina el volumen efectivo de asfalto en la mezcla compactada con la expresión: Donde: Va = Volumen de asfalto Vam = % vacíos en agregados minerales Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 14. PROCEDIMIENTO Se determina el contenido de asfalto efectivo con respecto al peso de la mezcla. Donde: Pba = asfalto absorbido por el agregado Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas Pmm = sumatoria de los porcentajes de mezcla (100%) Pb = % de asfalto al que queremos calcular Gmm = peso específico de la mezcla asfáltica rice Gb = peso específico del asfalto (1,011) Gse = gravedad específica efectiva del agregado Gsb = gravedad específica bulk del agregado Gb = peso específico del asfalto
- 15. CORRECCION DE LOS VALORES DE ESTABILIDAD Fuente: Norma ASTM D 1559 Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas Volumen de la briqueta cm 3 Espesor aproximado de la briqueta en cm Factor de corrección 200-213 2.54 5.56 214-225 2.70 5.00 226-237 2.86 4.55 238-250 3.02 4.17 251-264 3.17 3.85 2.65-276 3.33 3.57 277-289 3.49 3.33 290-301 3.65 3.03 302-316 3.81 2.78 317-328 3.97 2.50 329-340 4.13 2.27 341-353 4.29 2.08 354-367 4.44 1.92 368-379 4.60 1.79 390-392 4.76 1.67 393-405 4.92 1.56 Volumen de la briqueta cm 3 Espesor aproximado de la briqueta en cm Factor de corrección 406-420 5.08 1.47 421-431 5.24 1.39 432-443 5.40 1.32 444-456 5.56 1.25 457-470 5.71 1.19 471-482 5.87 1.14 483-495 6.03 1.09 496-508 6.19 1.04 509-522 6.35 1.00 523-535 6.51 0.96 536-546 6.67 0.93 547-559 6.82 0.89 560-573 6.98 0.86 574-585 7.14 0.83 586-598 7.30 0.81 599-610 7.46 0.78 611-625 7.62 0.76
- 16. CORRECCION DE LOS VALORES DE ESTABILIDAD En base al volumen de la briqueta se calcula la estabilidad corregida de acuerdo a la tabla dada, mediante la expresión : Donde: Conste anillo = 51.621+10.003*Dial Los valores obtenidos para aquellas muestras que no tengan exactamente la altura 2.5” deben corregirse, aplicando factores de corrección ya ante mencionados en la tablas dadas. Ec = Dial* Factor de corrección * Constante del anillo Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 17. CORRECCION DE LOS VALORES DE ESTABILIDAD Los valores de Estabilidad corregida para grupo de muestras elaboradas con el mismo contenido de asfalto, se promedian, tomándose dicho promedio como valor de estabilidad par ese contenido de asfalto. Debe excluirse del promedio aquel valor que se encuentre notoriamente alejado de los demás. Los valores de flujo obtenidos para todas las muestras elaboradas con determinado contenido de cemento asfáltico, se promedian, deberá también descartarse aquel valor que difiera notablemente del promedio si lo hay. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 18. CORRECCION DE LOS VALORES DE ESTABILIDAD Se dibujan gráficos que establezcan las siguientes relaciones: Densidad Vs % de cemento asfáltico Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 19. CORRECCION DE LOS VALORES DE ESTABILIDAD Estabilidad Vs % de cemento asfáltico Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 20. Flujo Vs % cemento asfáltico CORRECCION DE LOS VALORES DE ESTABILIDAD Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 21. %de vacíos con aire en la mezcla total Vs % cemento asfáltico CORRECCION DE LOS VALORES DE ESTABILIDAD Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 22. % de vacíos en los agregados minerales Vs % de cemento asfáltico CORRECCION DE LOS VALORES DE ESTABILIDAD Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 23. La densidad aumenta con el contenido de asfalto hasta un máximo después del cual comienza a decrecer. La curva de Estabilidad es similar al de la densidad, salvo que la máxima estabilidad ocurre normalmente (no siempre) a un contenido de asfalto ligeramente inferior al de la máxima densidad. Los valores de flujo aumentan con los incrementos en el contenido de asfalto. INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 24. El % de vacíos con el aire en la mezcla total disminuye al incrementar el contenido de asfalto, tendiendo hacia un mínimo. El % de vacíos en los agregados minerales disminuye al incrementarse el contenido de asfalto, hasta alcanzar un mínimo a partir del cual comienza a aumentar. INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas
- 25. CONSIDERACIONES GENERALES No se debe exagerar en el tiempo del calentado de la mezcla asfáltica, porque esta se hace quebradiza. Es recomendable calentarla de 3 a 5 minutos. La temperatura mínima a la cual la mezcla debe llegar al sitio de la obra debe ser de 120°C, caso contrario se corre el riesgo de al ser compactada adquiera una superficie porosa, esto aumenta la posibilidad de oxidación y envejecimiento prematura del concreto asfáltico. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mezclas Asfálticas