5.5 TRABAJOS DE LABORATORIO
5.5.2 ENSAYOS DE LA CANTERA PARA CARPETA ASFÁLICA
Para verificar la calidad de los materiales para carpeta asfáltica, estos deben ser sometidos a ensayos de suelos, debiendo cumplir con las especificaciones técnicas emitidas por el
Ministerio de Transportes y Comunicaciones EG-2013, los cuales son más exigente que los de la base.
Se utilizará el agregado de la cantera Ccolo-Sibayo el cual debe cumplir con los requerimientos granulométricos de la tabla 5.5, luego tanto el agregado fino como el grueso deben cumplir con los requerimientos de calidad de las tablas 5.6 y 5.8 respectivamente. 5.5.2.1 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO
La gradación de la mezcla asfáltica en caliente (MAC) deberá responder a algunos de los husos granulométricos, especificados en la Tabla 5.5. Alternativamente pueden emplearse las gradaciones especificadas en la ASTM D 3515 e Instituto del Asfalto.
TABLA 5.5 Parámetros granulométricos para mezclas asfálticas en caliente
TAMIZ PORCENTAJE QUE PASA
MAC-1 MAC-2 MAC-3
25.0 mm (1") 100 - - 19.0 mm (3/4") 80-100 100 - 12.5 mm (1/2") 67-85 80-100 - 9.5 mm (3/8") 60-77 70-88 100 4.75 mm (No4) 43-54 51-68 65-87 2.0 mm (Nº10) 29-45 38-52 43-61 425 m (No40) 14-25 17-28 16-29 180 m (No80) 8-17 8-17 9-19 75 m (No200) 4-8 4-8 5-19 FUENTE: EG - 2013
Las granulometrías tanto del agregado fino como del grueso se encuentran detallados en los anexos, asimismo la combinación de los agregados para lograr la gradación “MAC-1” también se muestra en el Anexo III, donde la proporción de los áridos es de:
Ag. Fino = 50% Ag. Grueso (<1”) = 48% Filler (Ca (OH)2) = 2%
FIG 5.12 Diseño de mezcla para MAC-1
FUENTE: Elaboración propia
5.5.2.2 ENSAYOS PROPIOS AL AGREGADO GRUESO
Este material que consiste en piedra o grava de buena calidad triturada (Retenidos en la malla de 4.75 mm), debe cumplir los requisitos generales siguientes, además recordemos que el proyecto está ubicado a más de 3000 msnm:
TABLA 5.6 Requerimientos para agregado grueso en mezcla asfáltica
ENSAYOS NORMA
REQUERIMIENTO ALTITUD (msnm)
≤3.000 >3.000 Durabilidad (al Sulfato de Magnesio) MTC E 209 18% máx. 15% máx. Abrasión Los Ángeles MTC E 207 40% máx. 35% máx.
Adherencia MTC E 517 95 95
Índice de Durabilidad MTC E 214 35% mín. 35% mín. Partículas chatas y alargadas ASTM 4791 10% máx. 10% máx. Caras fracturadas MTC E 210 85/50 90/70 Sales Solubles Totales MTC E 219 0,5% máx. 0,5% máx. Absorción * MTC E 206 1,0% máx. 1,0% máx.
* Excepcionalmente se aceptarán porcentajes mayores solo si se aseguran las propiedades de durabilidad de la mezcla asfáltica.
Fuente: EG - 2013 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 P o rc e n ta je q u e p a s a ( % ) Diámetro abertura (mm) 3" 3/8 " 3 /4 " 1" 1½ " 2" 1/2 100 " 2 ½ " 80 20 8 10 50 1 /4 " 40 4 16 30 60 3 1 /2 "
A- DURABILIDAD AL SULFATO DE MAGNESIO
El porcentaje de pérdida del agregado grueso después de 5 ciclos es de 3.61%, lo que indica que si cumple con la norma.
B- ABRASIÓN POR LA MÁQUINA DE LOS ÁNGELES
El material en estudio da como resultado un 20.47%, dicho resultado cumple con los requerimientos exigidos por la norma.
C- PARTÍCULAS CHATAS Y ALARGADAS
El resultado cumple con las exigencias de la norma, dando el porcentaje de partículas chatas y alargadas = 4.26%.
D- CARAS FRACTURADAS
Los resultados cumplen con los requerimientos para carpeta, pues presentan: 1 Cara Fracturada = 96.32%
2 Caras Fracturadas = 92.61%
E- GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCIÓN
La gravedad específica de un agregado es útil para determinar la relación peso-volumen del agregado compactado y así calcular el contenido de vacíos de las mezclas asfálticas en caliente compactada. Por definición, la gravedad específica de un agregado es la relación del peso por unidad de volumen de un material respecto del mismo volumen de agua a aproximadamente 23°C.
Además, existen tres diferentes gravedades específicas relacionadas al diseño de mezclas asfálticas en caliente que definen el volumen de las partículas de agregados:
- Gravedad Específica Seca Aparente.
- Gravedad Específica Seca Bulk (Base Seca).
Se debe calcular también la absorción del agregado.
Luego de realizar los ensayos se registra como resultado lo siguiente:
TABLA 5.7 Gravedad específica y absorción del agregado grueso
AGREGADO GRUESO
Gravedad Específica Seca Aparente 2.68
Gravedad Específica Seca Bulk 2.58
Gravedad Específica SSS Bulk 2.61
Absorción (%) 1.49
FUENTE: Elaboración propia
5.5.2.3 ENSAYOS PROPIOS AL AGREGADO FINO
Los agregados finos deberán cumplir con los siguientes requerimientos basados en las normas ASTM publicadas en el Manual de Especificaciones Técnicas Generales para la Construcción de carreteras EG-2013.
TABLA 5.8 Requerimientos para los agregados finos para carpeta asfáltica
ENSAYOS NORMA
REQUERIMIENTO ALTITUD (m.s.n.m.)
≤ 3.000 > 3.000
Equivalente de Arena MTC E 114 60 70
Angularidad del agregado fino MTC E 222 30 40 Azul de metileno AASTHO TP 57 8 máx. 8 máx. Índice de Plasticidad (malla N.° 40) MTC E 111 NP NP Durabilidad (al Sulfato de Magnesio) MTC E 209 - 18% máx. Índice de Durabilidad MTC E 214 35 mín. 35 mín. Índice de Plasticidad (malla N.° 200) MTC E 111 4 máx. NP Sales Solubles Totales MTC E 219 0,5% máx. 0,5% máx. Absorción* * MTC E 205 0,5% máx. 0,5% máx.
** Excepcionalmente se aceptarán porcentajes mayores solo si se aseguran las propiedades de durabilidad de la mezcla asfáltica.
FUENTE: EG - 2013
A- EQUIVALENTE DE ARENA
aproxima bastante al 70% que nos exige la norma. B- INDICE DE PLASTICIDAD
El resultado de Índice de plasticidad del pasante de la malla Nº 40 y N° 200 para la cantera Ccolo-Sibayo no presenta, entonces cumple con los requerimientos para mezcla asfáltica.
C- DURABILIDAD AL SULFATO DE MAGNESIO
El porcentaje de pérdida del agregado fino después de 5 ciclos de inmersión y secado es de 15.37 %, lo cual indica que cumple con un 18% máximo que exige la norma.
D- GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCIÓN
Luego de realizar los ensayos se registra como resultado lo siguiente:
TABLA 5.9 Gravedad específica y absorción del agregado fino
AGREGADO FINO
Gravedad Específica Seca Aparente 2.74
Gravedad Específica Seca Bulk 2.41
Gravedad Específica SSS Bulk 2.53
Absorción (%) 5.03
CAPÍTULO VI
DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE
6.1 INTRODUCCIÓN
El uso moderno del asfalto para carreteras y construcción de calles comenzó a finales del siglo pasado y creció con el surgimiento de la industria automotriz. Desde entonces, la tecnología del asfalto ha dado grandes pasos. Hoy en día, los equipos y los procedimientos usados para construir estructuras de pavimento asfálticos son bastantes sofisticados.
Una regla que no ha cambiado a través de una larga historia del asfalto en la construcción, es la siguiente: un pavimento es tan bueno como los materiales, el diseño de mezclas y la calidad del proceso constructivo, ningún equipo sofisticado puede compensar el uso de materiales y técnicas constructivas deficientes.
El diseño de mezclas asfálticas en caliente consiste, en gran parte, en seleccionar y proporcionar materiales para obtener las propiedades deseadas en el pavimento terminado. El objetivo general del procedimiento de diseño consiste en determinar una combinación y graduación económica de agregados (dentro de los límites de las especificaciones del proyecto) y asfalto que produzca una mezcla con suficiente asfalto para garantizar un pavimento durable, adecuada estabilidad, un contenido de vacíos adecuado y suficiente trabajabilidad para permitir una colocación eficiente sin segregación.
El diseño de mezcla seleccionado es, usualmente, el más económico y el que cumple satisfactoriamente con todos los criterios establecidos. El diseño de mezclas es una herramienta usada en el control. Es utilizada en la aceptación de materiales, en el control de la mezcla de obra, y en la compactación final del pavimento.