TABLA 18 MATERIALES DISPONIBLES PARA LA ELABORACIÓ N DE LA MEZCLA.

Tamiz

Porcentaje que pasa

Grava Arena gruesa Arena fina _Llenante Gradación IV Gradación deseada 1” 100 100 100 ¾” 90.4 95 – 100 97.5 ½” 58.1 75 – 90 82.5 3/8” 37.5 --- --- No. 4 0.5 100 45 – 60 52.5 No. 10 61.5 35 – 47 41 No. 20 37.6 --- --- No. 40 0 100 23 – 33 28 No. 80 49.7 16 – 24 20 No. 200 10.2 100 6 – 12 9

Cabe aclarar que la gradación deseada está de acuerdo a la norma anteriormente citada para el ejemplo.

Para determinar los porcentajes necesarios según la gradación deseada, se obtienen de la siguiente manera:

%grava= 100 - %pasa tamiz No. 4 %grava= 100 – 52.5 = 47.5%

%arena gruesa= %pasa tamiz No. 4 - %pasa tamiz No. 40 %arena gruesa= 52.5 – 28 =24.5%

%arena fina= %pasa tamiz No. 40 - %pasa tamiz No.200 %arena fina= 28 -9 =19%

%llenante= %pasa tamiz No.200 %llenante= 9%

b. Determinación de las temperaturas de mezcla y compactación.

Para determinar la temperatura a la cual debe calentarse la mezcla para producir la viscosidad Saybolt Furol, se debe tener en cuenta la siguiente curva de calibración:

c. Preparación de mezclas

Se recomienda preparar 1200 gramos de mezcla de agregados y cemento asfaltico, permitiendo así muestras compactadas de 2.5 ± 0.01 pulgada de altura. Para ello se debe realizar una probeta que reúna los agregados y el cemento con ese peso adecuado; para ello se puede tomar por ejemplo 5%, 5.5%, 6% o 7% (según se quiera).

Para este caso se tomara como ejemplo 5% de cemento asfaltico, las cantidades se calculan así:

Como en los 1200 gr habrá un 5% de cemento asfaltico, es obvio que el 95% restante tendrán que comprenderlo los agregados minerales y por tanto de cada fracción se empleara un 95%.

%grava con respecto a la mezcla total 47.5*0.95 = 45.1

%arena gruesa con respecto a la mezcla total 24.5*0.95 = 23.3

%arena fina con respecto a la mezcla total 19.0*0.95 = 18.0

%llenante con respecto a la mezcla total 9.00*0.95 = 8.60

%cemento asfaltico con respecto a la mezcla total 5

Total 100

Una vez se tienen los porcentajes la cantidad de cada material de tiene de la siguiente manera:

Grava 1200*0.451=541.2g

Arena fina 1200*0.180=216.0g

Llenante 1200*0.086=103.2g

Cemento asfaltico 1200*0.050=60.0g

Total 1200g

d. Compactación de las mezclas

o Se deben limpiar el molde y el pistón con gasolina o kerosene, y colocarlos en una estufa a una temperatura de 100 a 150°C por unos 30 minutos.

o Después de los 30 minutos en la estufa, se arma el molde, se coloca su base y collar de extensión y se introduce un papel de filtro en el fondo, para que de una manera rápida se pueda colocar dentro la mezcla de 1200 gramos, la cual se debe emparejar con una espátula caliente, aplicando 15 golpes alrededor del perímetro y 10 en su parte inferior.

o Luego se sujeta el molde con el arco de ajuste que tiene para tal efecto, se coloca en el pedestal de compactación, se apoya sobre la mezcla la zapata del pistón y se aplican 35, 50 o 75 golpes con el martillo compactador.

o Terminada la aplicación de número de golpes, se retira el molde, se le quita la placa de la base y el collar de extensión, se invierte el molde y se vuelve a montar el dispositivo, aplicando el mismo número de golpes a la que ahora es la cara superior de la muestra.

o Se retira el molde del pedestal, se le quita el pedestal, se le quita el collar y la base y se deja enfriar a la temperatura ambiente.

o Luego se coloca el collar de extensión al molde y con el extractor se saca la muestra compactada.

o Se pesa la probeta y se mide su espesor.

o Para finalizar la muestra, ya marcada, se coloca sobre una superficie lisa y bien ventilada durante la noche.

o Cabe aclarar que este procedimiento se debe ejecutar sobre todas las muestras que se elaboren con los distintos porcentajes de cemento asfaltico.

e. Cuando se tienen las muestras compactadas, se procede a realizar los siguientes ensayos en el siguiente orden:

a. Determinación del peso específico “Bulk” b. Ensayo de estabilidad y flujo.

c. Análisis de la densidad y vacíos.

i. Determinación del peso específico “Bulk”

o Si la probeta tiene una textura densa e impermeable en su superficie, el peso específico “bulk” se determina así:

Dónde:

Wa = peso de la probeta seca en el aire. Ww = peso de la probeta en el agua.

o Si la textura es abierta y permeable en su superficie, su volumen se determina por la diferencia entre su peso en el aire y su peso en el agua estando plastificada y el peso específico “bulk” se determina así:

Dónde:

Wa = peso en el aire de la probeta sin plastificar Wap = peso en el aire de la probeta plastificada Wwp = peso en el agua de la probeta parafinada Gp = peso específico de la parafina

ii. Ensayo de estabilidad y flujo

El procedimiento se indica a continuación:

o Dado caso que la probeta haya sido parafinada, se deberá raspar la parafina.

o Se lleva la probeta a un baño de agua a 60°C durante 30 a 40 minutos.

o Se limpia cuidadosamente la superficie inferior de la mordaza de prueba y se lubrican las barras guías con una delegada película, para que de esta manera el segmento superior del anillo deslice libremente.

o Cuando el aparato de carga Marshall esté listo se saca la probeta del agua y se seca rápida y cuidadosamente su superficie.

o Se coloca la probeta en la mordaza inferior de prueba y se centra. Luego se ajusta el anillo superior en posición y se centra el conjunto en el mecanismo de carga.

o Luego se coloca el medidor de flujo sobre la barra – guía marcada y se lleva su aguja a cero.

o Se aplica la carga a la probeta a una velocidad de 2 pulgadas/minuto hasta que ocurra la falla. El valor de la carga a la que ocurre la falla, se anota como ESTABILIDAD MARSHALL.

o Cuando ocurra la falla se toma la lectura del medidor de flujo, que debe estar firmemente en posición sobre la barra guía, dicho valor se denomina como FLUJO y se expresa en centésimas de pulgada.

iii. Análisis de densidad y vacíos

o Se promedian los pesos específicos “bulk” de todas las probetas elaboradas con el mismo porcentaje de asfalto. Si se quiere expresar el valor en unidades del sistema inglés (Lb/Ft) se multiplica ese promedio por 62.4.

o Se calcula el peso específico promedio del agregado total, mediante la siguiente expresión.

Dónde:

P1, P2, P3… = porcentajes en peso de cada una de las fracciones de material que intervienen n el total del agregado (numeral 4.1).

G1, G2, G3… = pesos específicos de los materiales a los que corresponden las fracciones anteriormente mencionadas.

o Se calcula el peso máximo específico teórico de la muestra para cada porcentaje 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. Dicho valor se calcula asi:

o Luego se calcula el porcentaje en volumen que ocupa el agregado con respecto al volumen total de la probeta. (Proceso que se repite para cada probeta con distintos %de C.A.)

o Posteriormente se calcula el porcentaje de vacíos con aire con respecto al volumen total de la probeta. (Proceso que se repite para cada probeta con distintos %de C.A.)

(

)

o Se calcula el volumen de asfalto efectivo como porcentaje del volumen total de la probeta.

5.

B

IN F O RM E NO. 14 TI T UL O _____________________________________________________________________________________ OB J E T I VO S _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ TA B L A DE RE S UL T A DO S Resultados

Gb Gagr Gmt Vagr Vv Vae

AN Á L I SI S DE RE S UL T A DO S _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________

CO N C L USI O N E S _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________