Resumen del ensayo Marshall para Mezcla Modificada

El ensayo Marshall para mezclas bituminosas modificadas tiene la misma proporción de agregados que se muestra en la tabla 30 del Ítem 5.1 Resumen del ensayo Marshall para mezcla convencional. Sin embargo, esta mezcla contiene una incorporación de fibra en estado seco de la mezcla. Este aditivo incorporado es la fibra de polipropileno que se añadió con una proporción de 0.5%, 0.6% y 0.75% de fibra. Estos tres tipos de proporciones de fibra fueron ensayadas y se tomó en cuenta la proporción que tuviese mayor desempeño. Los datos obtenidos del ensayo tuvieron las siguientes características.

En primer lugar, se ensayó las briquetas con contenido de 0.5 % de fibra de polipropileno en la mezcla y sus resultado fueron los siguientes.

Características Muestra 01 Muestra 02 Muestra 03

Nro de golpes por cara 75 75 75

Contenido Óptimo de Cemento

Asfáltico, %* 4.8 5.0 5.2

Peso Específico bulk, g/cm3 2482 2488 2491

Vacíos, % 3.3 2.7 2.3

Vacíos llenos con Cemento Asfáltico,

% 76.8 80.4 83.3

V.M.A., % 14.2 14.1 14.2

Estabilidad, Kg (kN) 1453.7 (14256) 1461.4 (14331) 1454.1 (14259)

Flujo, mm (10E2 pulg) 3.6 (14.1) 3.8 (14.8) 3.9 (15.3)

Absorción de Asfalto, % 0.4

Relación Estabilidad /Flujo, kg/cm

(lb/pulg) 4049 (10.0) 2890 (10.0) 3739 (10.0)

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Figura 20. Grafica Peso Específico vs Cemento Asfaltico con 0.5 % de fibra (Fuente: LDEE)

Figura 21: Grafica de Vacíos vs Cemento Asfaltico con 0.5 % de fibra (Fuente: LDEE)

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Figura 22.Grafica de Vacíos llenos C.A. vs Cemento Asfaltico con 0.5 % de fibra (Fuente: LDEE)

Figura 43: Grafica de VMA vs Cemento Asfaltico con 0.5 % de fibra (Fuente: LDEE)

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Figura 24. Grafica de Fluencia vs Cemento Asfaltico con 0.5 % de fibra (Fuente: LDEE)

Figura 25. Grafica de Estabilidad vs Cemento Asfaltico con 0.5 % de fibra (Fuente: LDEE)

En el resultado del ensayo Marshall para el diseño modificado con 0.5 % de fibra muestra mayor desempeño una estabilidad de 985.4 kg y un flujo de 3.9 mm. Estas características y otras más se pueden apreciar en la siguiente Tabla 35.

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Características Muestra 01 Muestra 02 Muestra 03

Nro de golpes por cara 75 75 75

Contenido Óptimo de Cemento

Asfáltico, %* 5.5 5.7 5.9

Peso Específico bulk, g/cm3 2416 2432 2447

Vacíos, % 4.2 3.4 2.3

Vacíos llenos con Cemento Asfáltico,

% 75.5 80.5 85.7

V.M.A., % 17.1 16.7 16.3

Estabilidad, Kg (kN) 985.9 (9668) 985.4 (9663) 972.9 (9541)

Flujo, mm (10E2 pulg) 3.8 (15.0) 3.9 (15.2) 3.9 (15.4)

Absorción de Asfalto, % 0.1

Relación Estabilidad /Flujo, kg/cm

(lb/pulg) 2583.0 (6.0) 2547.0 (6.0) 2487.0 (6.0)

Temperatura de la Mezcla, °C 140 - 145

Tabla 35 Resumen del Marshall de mezcla modificada con 0.5 % de fibra (Fuente: LDEE)

En segundo lugar, se procedió a ensayar las briquetas de contenido 0.6 % de fibra de polipropileno en la mezcla. A continuación, se aprecia los valores obtenidos en las figuras siguientes.

Figura 26. Grafica Peso Específico vs Cemento Asfaltico con 0.6 % de fibra (Fuente: LDEE)

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Figura 27. Grafica de Vacíos vs Cemento Asfaltico con 0.6 % de fibra (Fuente: LDEE)

Figura 28. Grafica de Vacíos Llenos con C.A. vs Cemento Asfaltico con 0.6 % de fibra (Fuente: LDEE)

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Figura 29. Grafica de VMA vs Cemento Asfaltico con 0.6 % de fibra (Fuente: LDEE)

Figura 30. Grafica de Fluencia vs Cemento Asfaltico con 0.6 % de fibra (Fuente: LDEE)

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Figura 31. Grafica de Estabilidad vs Cemento Asfaltico con 0.6 % de fibra (Fuente: LDEE)

El resultado del ensayo Marshall para el diseño modificado con 0.6 % de fibra muestra una estabilidad de 2029.4 kg y un flujo de 4.1 mm. Las otras características de la Mezcla modificada se muestran en la siguiente Tabla 36.

Características Muestra 01 Muestra 02 Muestra 03

Nro de golpes por cara 75 75 75

Contenido Óptimo de Cemento

Asfáltico, %* 5.1 5.3 5.5

Peso Específico bulk, g/cm3 2453 2443 2456

Vacíos, % 3.3 2.9 2.5

Vacíos llenos con Cemento Asfáltico,

% 78.9 81.5 83.8

V.M.A., % 15.4 15.5 15.7

Estabilidad, Kg (kN) 2029.8 (19906) 2029.4 (19901) 1989.1 (19506)

Flujo, mm (10E2 pulg) 3.9 (15.3) 4.1 (16.1) 4.3 (17.0)

Absorción de Asfalto, % 0.1

Relación Estabilidad /Flujo, kg/cm

(lb/pulg) 5235.0 (13.0) 4953.0 (12.0) 4612.0 (11.0)

Temperatura de la Mezcla, °C 140 - 145

Tabla 36 Resumen del Marshall de mezcla modificada con 0.6 % de fibra (Fuente: LDEE)

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Por último, se procedió a ensayar las briquetas de contenido 0.75 % de fibra de polipropileno en la mezcla. A continuación, se aprecia los valores obtenidos en las figuras siguientes.

Figura 32. Grafica de Peso Específico vs Cemento Asfaltico con 0.75 % de fibra (Fuente: LDEE)

Figura 33. Grafica de Vacíos vs Cemento Asfaltico con 0.75 % de fibra (Fuente: LDEE)

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Figura 34: Grafica de Vacíos llenos con C.A. vs Cemento Asfaltico con 0.75 % de fibra (Fuente: LDEE)

Figura 35. Grafica de VMA vs Cemento Asfaltico con 0.75 % de fibra (Fuente: LDEE)

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Figura 36. Grafica de Fluencia vs Cemento Asfaltico con 0.75 % de fibra (Fuente: LDEE)

Figura 37. Grafica de Estabilidad vs Cemento Asfaltico con 0.75 % de fibra (Fuente: LDEE)

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El resultado del ensayo Marshall para el diseño modificado con 0.75 % de fibra muestra una estabilidad de 1371.4 kg y un flujo de 4.1 mm. Las otras características de la Mezcla modificada se muestran en la siguiente Tabla 37.

Características Muestra 01 Muestra 02 Muestra 03

Nro de golpes por cara 75 75 75

Contenido Óptimo de Cemento

Asfáltico, %* 5.9 6.1 6.3

Peso Específico bulk, g/cm3 2408 2416 2423

Vacíos, % 3.9 3.2 2.6

Vacíos llenos con Cemento Asfáltico 78.1 81.5 85.0

V.M.A., % 17.7 17.6 17.5

Estabilidad, Kg (kN) 1380.4 (13537) 1371.4 (13448) 1343.4 (13174)

Flujo, mm (10E2 pulg) 3.7 (14.7) 4.1 (15.9) 4.4 (17.3)

Absorción de Asfalto, % 0.1

Relación Estabilidad /Flujo, kg/cm

(lb/pulg) 3687.0 (9.0) 3386.0 (8.0) 3056.0 (8.0)

Temperatura de la Mezcla, °C 140 - 145

Tabla 37 Resumen del Marshall de mezcla modificada con 0.75 % de fibra (Fuente: LDEE)

Finalmente, el resumen los datos obtenidos por el ensayo Marshall están representados a través de un cuadro comparativo de los dos tipos de mezclas asfálticas. No obstante, se debe tener en cuenta que en la mezcla asfáltica convencional se usó un aditivo de adherencia en cemento asfaltico a una proporción de 0.5 %. Por otro lado, en la mezcla asfáltica modificada solo se incorporó el aditivo de fibra de polipropileno a una proporción de 0.6 %, ya que representa la mayor respuesta estructural de estabilidad y fluencia. No obstante, las proporciones de 0.5 % y 0.75 % no muestra valores óptimos para el diseño de mezcla. A continuación, se observa en la Tabla 38 la diferencia de los dos tipos de mezclas asfálticas.

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Tabla 38. Cuadro comparativo del ensayo Marshall para los dos tipos de mezclas (Fuente: Propia)