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 CAPITULO IV DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS 4.1.- DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE ( * ) 4.1.1.-INTRODUCCION En una mezcla asfáltica en caliente de pavimentación, el asfalto y el agregado son combin ado s en pro por ciones exactas: Las pro por ciones rel ativ as de estos mate rial es determinan las propiedades físicas de la mezcla y, eventualmente, el desempeño de la misma como pavimento terminado. Existen dos mtodos de diseño com!nmente utilizados  para determinar las proporciones apropiadas de asfalto y agregado en una mezcla. Ellos son el mtodo "ars#all y el "todo $veem. En el presente estudio sólo trataremos el mtodo "ars#all. %mbos mtodos de diseño son ampliamente usados en el diseño de mezclas asfálticas de  pavimentación. La selección y uso de cual&uiera de estos mtodos de diseño de mezclas es,  principalmente, asuntos de gustos en ingeniería, debido a &ue cada mtodo contiene cara cte ríst icas y venta'a s singul ares. (ua l&u ier mt odo pud e ser usa do con resu lta dos satisfactorios. 4.1.2.- CARACTERISTICAS Y COMPORTAMIENTO DE LA MEZCLA )na muestra de mezcla de pavimentación preparada en el laboratorio puede ser analizada  para determinar su posible desempeño en la estructura del pavimento. El análisis está enfocado #acia cuatro características de la mezcla, y la influencia &ue estas puedan tener en el comportamiento de la mezcla. Las cuatro características son: ¾ *ensidad de la mezcla ¾ +a cíos de aire, o simplemente vacíos. ¾ +a cíos en el agregado mineral. ¾ (ontenido de asfalto. -rincipios de (onstrucción de -avimentos de mezcla asfáltica en caliente. (ap., pág. /0 del %sp#alt 1nstitute "2344

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CAPITULO IV

DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS

4.1.- DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE (*)

4.1.1.-INTRODUCCION

En una mezcla asfáltica en caliente de pavimentación, el asfalto y el agregado son

combinados en proporciones exactas: Las proporciones relativas de estos materiales

determinan las propiedades físicas de la mezcla y, eventualmente, el desempeño de la

misma como pavimento terminado. Existen dos mtodos de diseño com!nmente utilizados

 para determinar las proporciones apropiadas de asfalto y agregado en una mezcla. Ellos

son el mtodo "ars#all y el "todo $veem.  En el presente estudio sólo trataremos el

mtodo "ars#all.

%mbos mtodos de diseño son ampliamente usados en el diseño de mezclas asfálticas de pavimentación. La selección y uso de cual&uiera de estos mtodos de diseño de mezclas es,

 principalmente, asuntos de gustos en ingeniería, debido a &ue cada mtodo contiene

características y venta'as singulares. (ual&uier mtodo pude ser usado con resultados

satisfactorios.

4.1.2.- CARACTERISTICAS Y COMPORTAMIENTO DE LA MEZCLA

)na muestra de mezcla de pavimentación preparada en el laboratorio puede ser analizada

 para determinar su posible desempeño en la estructura del pavimento. El análisis está

enfocado #acia cuatro características de la mezcla, y la influencia &ue estas puedan tener 

en el comportamiento de la mezcla. Las cuatro características son:

¾  *ensidad de la mezcla

¾  +acíos de aire, o simplemente vacíos.

¾  +acíos en el agregado mineral.

¾  (ontenido de asfalto.

-rincipios de (onstrucción de -avimentos de mezcla asfáltica en caliente. (ap., pág. /0 del %sp#alt1nstitute "2344

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4.1.2.1.- DENSIDAD

La densidad de la mezcla compactada está definida como su peso unitario 5el peso de un

volumen específico de la mezcla6. La densidad es una característica muy importante

debido a &ue es esencial tener una alta densidad en el pavimento terminado para obtener un

rendimiento duradero.

En las pruebas y el análisis del diseño de mezclas, la densidad de la mezcla compactada se

expresa, generalmente, en 7ilogramos por metro c!bico. La densidad es calculada al

multiplicar la gravedad específica total de la mezcla por la densidad del agua 58999

7gm6. La densidad obtenida en el laboratorio se convierte la densidad patrón, y es usada

como referencia para determinar si la densidad del pavimento terminado es, o no,

adecuada. Las especificaciones usualmente re&uieren &ue la densidad del pavimento sea un

 porcenta'e de la densidad del laboratorio. Esto se debe a &ue rara vez la compactación in

situ logra las densidades &ue se obtienen usando los mtodos normalizados de

compactación de laboratorio.

4.1.2.2.- VACIOS DE AIRE (o s!"#$!$%&$ 'os)

Los vacíos de aire son espacios pe&ueños de aire, o bolsas de aire, &ue están presentes

entre los agregados revestidos en la mezcla final compactada. Es necesario &ue todas las

mezclas densamente graduadas contengan cierto porcenta'e de vacíos para permitir alguna

compactación adicional ba'o el tráfico, y proporcionar espacios adonde pueda fluir el

asfalto durante su compactación adicional.. El porcenta'e permitido de vacíos 5en muestras

de laboratorio6 para capas de base y capas superficiales está entre y / por ciento,

dependiendo del diseño específico.

La durabilidad de un pavimento asfáltico es función del contenido de vacíos. La razón deesto es &ue entre menor sea la cantidad de vacíos, menor va a ser la permeabilidad de la

mezcla. )n contenido demasiado alto de vacíos proporciona pasa'es, a travs de la mezcla,

 por los cuales puede entrar el agua y el aire, y causar deterioro. -or otro lado, un contenido

demasiado ba'o de vacíos puede producir exudación de asfalto; una condición en donde el

exceso de asfalto es exprimido fuera de la mezcla #acia la superficie.

La densidad y el contenido de vacíos están directamente relacionados. Entre más alta la

densidad menor es el porcenta'e de vacíos en la mezcla, y viceversa. Las especificaciones

de la obra re&uieren, usualmente, una densidad &ue permita acomodar el menor n!mero

 posible 5en la realidad6 de vacíos: preferiblemente menos del < por ciento.

4.1.2.+.- VACIOS EN EL A,RE,ADO MINERAL

Los vacíos en el agregado mineral 5+"%6 son los espacios de aire &ue existen entre las

 partículas de agregado en una mezcla compactada de pavimentación, incluyendo los

espacios &ue están llenos de asfalto.

El +"% representa el espacio disponible para acomodar el volumen efectivo de asfalto

5todo el asfalto menos la porción &ue se pierde en el agregado6 y el volumen de vacíos

necesario en la mezcla. (uando mayor sea el +"% más espacio #abrá disponible para las

 películas de asfalto. Existen valores mínimos para +"% los cuales están recomendados yespecificados como función del tamaño del agregado. Estos valores se basan en el #ec#o

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de &ue cuanto más gruesa sea la película de asfalto &ue cubre las partículas de agregado,

más durables será la mezcla. La fig. =.8 ilustra el concepto de +"% y la fig. =.4 presenta

los valores re&ueridos.

FI,URA N 4.1.- I#s&/0% $# VMA $% % P/o$& $ M$3# Co!"& (No&"/ s!"#5/ $# 'o#!$% $ s5#&o so/o %o $s !os&/o)

FI,URA N 4.2.- Vos $% $# A6/$6o M%$/# (R$7s&os $ VMA)

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-ara &ue pueda lograrse un espesor durable de película de asfalto, se debe tener valores

mínimos de +"%. )n aumento en la densidad de la graduación del agregado, #asta el

 punto donde se obtengan valores de +"% por deba'o del mínimo especificado, puede

resultar en películas delgadas de asfalto y en mezclas de ba'a durabilidad y apariencia seca.

-or lo tanto, es contraproducente y per'udicial, para la calidad del pavimento, disminuir el

+"% para economizar el contenido de asfalto.

4.1.2.4.- CONTENIDO DE ASFALTO

La proporción de asfalto en la mezcla es importante y debe ser determinada exactamente

en el laboratorio, y luego controlada con precisión en la obra. El contenido de asfalto de

una mezcla particular se establece usando los criterios 5discutidos mas adelante6 dictados

 por el mtodo de diseño seleccionado.

El contenido óptimo de asfalto de una mezcla depende, en gran parte, de las características

del agregado tales como la granulometría y la capacidad de absorción. La granulometría

del agregado está directamente relacionada con el contenido óptimo del asfalto. Entre masfinos contenga la graduación de la mezcla, mayor será el área superficial total, y, mayor 

será la cantidad de asfalto re&uerida para cubrir, uniformemente, todas las partículas. -or 

otro lado las mezclas mas gruesas 5agregados más grandes6 exigen menos asfalto debido a

&ue poseen menos área superficial total.

La relación entre el área superficial del agregado y el contenido óptimo de asfalto es más

 pronunciada cuando #ay relleno mineral 5fracciones muy finas de agregado &ue pasan a

travs del tamiz de 9.90/ mm 5>? 4996. Los pe&ueños incrementos en la cantidad de

relleno mineral, pueden absorber, literalmente, gran parte el contenido de asfalto,

resultando en una mezcla inestable y seca. Las pe&ueñas disminuciones tienen el efecto

contrario: poco relleno mineral resulta en una mezcla muy rica 5#!meda6. (ual&uier 

variación en el contenido o relleno mineral causa cambios en las propiedades de la mezcla,

#acindola variar de seca a #!meda. 2i una mezcla contiene poco o demasiado, relleno

mineral, cual&uier a'uste arbitrario, para corregir la situación, probablemente la empeorará.

En vez de #acer a'uste arbitrarios, se deberá efectuar un muestreo y unas pruebas

apropiadas para determinar las causas de las variaciones y, si es necesario, establecer otro

diseño de mezcla.

La capacidad de absorción 5#abilidad para absorber asfalto6 del agregado usado en la

mezcla es importante para determinar el contenido óptimo de asfalto. Esto se debe a &ue se

tiene &ue agregar suficiente asfalto la mezcla para permitir absorción, y para &ue ademásse puedan cubrir las partículas con una película adecuada de asfalto. Los tcnicos #ablan

de dos tipos de asfalto cuando se refieren al asfalto absorbido y al no absorbido: contenido

total de asfalto y contenido efectivo de asfalto.

El contenido total de asfalto es la cantidad de asfalto &ue debe ser adicionada a la mezcla

 para producir las cualidades deseadas en la mezcla. El contenido efectivo de asfalto es el

volumen de asfalto no absorbido por el agregado; es la cantidad de asfalto &ue forma una

 película ligante efectiva sobre la superficie de los agregados. El contenido efectivo de

asfalto se obtiene al restar la cantidad absorbida de asfalto del contenido total de asfalto.

La capacidad de absorción de un agregado es, obviamente, una característica importante en

la definición del contenido de asfalto de una mezcla. @eneralmente se conoce la capacidad

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de absorción de las fuentes comunes de agregados, pero es necesario efectuar ensayos

cuidadosos cuando son usadas fuentes nuevas.

4.1.+.- PROPIEDADES CONSIDERADAS EN EL DISEÑO DE MEZCLAS

Las buenas mezclas asfálticas en caliente traba'an bien debido a &ue son diseñadas, producidas y colocadas de tal manera &ue se logra obtener las propiedades deseadas. $ayvarias propiedades &ue contribuyen a la buena calidad de pavimentos de mezclas encaliente. Estas incluyen la estabilidad, la durabilidad, la impermeabilidad, la traba'abilidad,la flexibilidad, la resistencia a la fatiga y la resistencia al deslizamiento.

El ob'etivo primordial del procedimiento de diseño de mezclar es el de garantizar &ue la

mezcla de pavimentación posea cada una de estas propiedades. -or lo tanto, #ay &ue saber 

&ue significa cada una de estas propiedades, cómo es evaluada, y &ue representa en

trminos de rendimiento del pavimento.

4.1.+.1.- ESTA8ILIDAD

La estabilidad de un asfalto es su capacidad de resistir desplazamientos y deformación ba'o

las cargas del tránsito. )n pavimento estable es capaz de mantener su forma y lisura ba'o

cargas repetidas, un pavimento inestable desarrolla a#uellamientos 5canales6, ondulaciones

5corrugación6 y otras señas &ue indican cambios en la mezcla.

Los re&uisitos de estabilidad solo pueden establecerse despus de un análisis completo del

tránsito, debido a &ue las especificaciones de estabilidad para un pavimento dependen del

tránsito esperado. Las especificaciones de estabilidad deben ser lo suficiente altas para

acomodar adecuadamente el tránsito esperado, pero no mas altas de lo &ue exi'an las

condiciones de tránsito. Valores muy altos de estabilidad producen un pavimento

demasiado rígido y, por lo tanto, menos durable que lo deseado.

 La estabilidad de una mezcla depende de la fricción y la cohesión interna. La fricción

interna en las partículas de agregado 5fricción entre partículas6 esta relacionada con

características del agregado tales como forma y textura superficial. la co#esión resulta de la

capacidad ligante del asfalto. )n grado propio de fricción y co#esión interna, en la mezcla,

 previene &ue las partículas de agregado se desplacen unas respecto a otras debido a las

fuerzas e'ercidas por el tráfico.

 En términos generales, entre ms angular sea la forma de las partículas de agregado y

mas spera sea su te!tura superficial, ms alta ser la estabilidad de la mezcla.

(uando no #ay agregados disponibles con características de alta fricción interna, se pueden

usar mezclar mas económicas, en lugares donde se espere tráfico liviano, utilizando

agregados con valores menores de fricción interna.

 La fuerza ligante de la cohesión aumenta con aumentos en la frecuencia de carga

"trfico#. La co#esión tambin aumenta a medida &ue la viscosidad del asfalto aumenta, o amedida &ue la temperatura del pavimento disminuye. $dicionalmente, y hasta cierto nivel,

la cohesión aumenta con aumentos en el contenido de asfalto. (uando se sobrepasa estenivel, los aumentos en el contenido de asfalto producen una película demasiado gruesa

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sobre las partículas de agregado, lo cual resulta en prdida de fricción entre partículas3

Existen muc#as causas y efectos asociados con una estabilidad insuficiente en el

 pavimentos.

TA8LA N 4.1.- CAUSAS Y EFECTOS DE INESTA8ILIDAD EN EL PAVIMENTO

CAUSAS EFECTOS

Exceso de asfalto en la mezcla Andulaciones, a#uellamientos y afloramiento o

exudación.

Exceso de arena de tamaño medio en la

mezcla

Ba'a resistencia durante la compactación y

 posteriormente, durante un cierto tiempo;

dificultad para la compactación.

%gregado redondeado sin, o con pocas,

superficies trituradas

%#uellamiento y canalización.

4.1.+.2.- DURA8ILIDAD

La durabilidad de un pavimento es su #abilidad para resistir factores tales como la

desintegración del agregado, cambios en las propiedades de asfalto 5polimerización y

oxidación6, y separación de las películas de asfalto. Estos factores pueden ser el resultado

de la acción del clima, el tránsito, o una combinación de ambos.

%eneralmente, la durabilidad de una mezcla puede ser me&orada en tres formas. Estas

son' usando la mayor cantidad posible de asfalto, usando una graduación densa deagregado resistente a la separación, y dise(ando y compactando la mezcla para obtener 

la m!ima impermeabilidad.

La mayor cantidad posible de asfalto aumenta la durabilidad por&ue las películas gruesas

de asfalto no se enve'ecen o endurecen tan rápido como lo #acen las películas delgadas. En

consecuencia, el asfalto retiene, por mas tiempo, sus características originales. %demás el

máximo contenido posible de asfalto sella eficazmente un gran porcenta'e de vacíos

interconectados en el pavimento, #aciendo difícil la penetración del aire y del agua. -or 

supuesto, se debe de'ar un cierto porcenta'e de vacíos en el pavimento para permitir la

expansión del asfalto en los tiempos cálidos.

)na graduación densa de agregado firme, duro, a la separación, contribuye, de tresmaneras, a la durabilidad del pavimento. )na graduación densa proporciona un contacto

más cercano entre las partículas del agregado, lo cual me'ora la impermeabilidad de la

mezcla. )n agregado firme y duro resiste la desintegración ba'o las cargas del tránsito. )n

agregado resistente a la separación resiste la acción del agua y el tránsito, las cuales

tienden a separar la película de asfalto de las partículas de agregado, conduciendo a la

desintegración del pavimento. La resistencia de una mezcla a la separación puede ser 

me'orada, ba'o ciertas condiciones, mediante el uso de compuestos ad#esivos, o rellenos

como la cal #idratada.

La intrusión del aire y agua en el pavimento puede minimizarse si se diseña y compacta la

mezcla para darla al pavimento la máximo impermeabilidad posible. Existen muc#ascausas y efectos con una poca durabilidad del pavimento.

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TA8LA N 4.2.- CAUSAS Y EFECTOS DE UNA POCA DURA8ILIDAD

CAUSAS EFECTOSBa'o contenido de asfaltos Endurecimiento rápido del asfalto y

desintegración por prdida de agregado.

%lto contenido de vacíos debido aldiseño o a la falta de compactación

Endurecimiento temprano del asfalto seguido por agrietamiento o desintegración.

%gregados susceptibles al agua

5$idrofilitos6

-elículas de asfalto se desprenden del agregado

de'ando un pavimento desgastado, o desintegrado

4.1.+.+.- IMPERMEA8ILIDAD

La impermeabilidad de un pavimento es la resistencia al paso de aire y agua #acia su

interior, o a travs de el.  Esta característica esta relacionada con el contenido de vacíos

de la mezcla compactada, y es así como gran parte de las discusiones sobre vacíos en las

secciones de diseño de mezcla se relaciona con impermeabilidad. %un&ue el contenido de

vacíos es una indicación del paso potencial de aire y agua a travs de un pavimento, la

naturaleza de estos vacíos es muy importante &ue su cantidad.

El grado de impermeabilidad está determinado por el tamaño de los vacíos, sin importar si

están o no conectados, y por el acceso &ue tienen a la superficie del pavimento.

%un&ue la impermeabilidad es importante para la durabilidad de las mezclas compactadas,

virtualmente todas las mezclas asfálticas usadas en la construcción de carreteras tienen

cierto grado de permeabilidad. Esto es aceptable, siempre y cuando la permeabilidad est

dentro de los límites especificados.

TA8LA N 4.+.- CAUSAS Y EFECTOS DE LA PERMEA8ILIDAD

CAUSAS EFECTOS

Ba'o contenido de asfalto Las películas delgadas de asfalto causarán tempranamente,

un enve'ecimiento y una desintegración de la mezcla.

%lto contenido de vacíos en

la mezcla de diseño

El agua y el aire pueden entrar fácilmente en el pavimento,

causando oxidación C desintegración de la mezcla.

(ompactación inadecuada. Desultará en vacíos altos en el pavimento, lo cual conducirá

a la infiltración de agua y ba'a estabilidad.

4.1.+.4.- TRA8A9A8ILIDAD

 La traba&abilidad esta descrita por la facilidad con que una mezcla de pavimentación puede ser colocada y compactada.  Las mezclas &ue poseen buena traba'abilidad son

fáciles de colocar y compactar; a&uellas con mala traba'abilidad son difíciles de colocar ycompactar. La traba'abilidad puede ser me'orada modificando los parámetros de la mezcla,el tipo de agregado, yo la granulometría.

Las mezclas gruesas 5mezclas &ue contienen un alto porcenta'e de agregado grueso6 tienen

una tendencia a segregarse durante su mane'o, y tambin pueden ser difíciles de

compactar. % travs de mezclas de prueba en el laboratorio puede ser posible adicionar agregado fino, y tal vez asfalto, a una mezcla gruesa, para volverla mas traba'able. En tal

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caso se deberá tener cierto cuidado para garantizar &ue la mezcla modificada cumpla con

los otros criterios de diseño, tales como contenido de vacíos y estabilidad.

)n contenido demasiado alto de relleno tambin puede afectar la traba'abilidad. -uede

ocasionar &ue la mezcla se vuelva muy viscosa, #aciendo difícil su compactación.

La traba'abilidad es especialmente importante en sitios donde se re&uiere colocar yrastrillar a mano cantidades considerables de mezcla, como por e'emplo alrededor de tapasde alcantarillados, curvas pronunciadas y otros obstáculos similares. Es muy importanteusar mezclas traba'ables en dic#os sitios.

Las mezclas &ue son fácilmente traba'ables o deformables se conocen como mezclas

tiernas. Las mezclas tiernas son demasiado inestables para ser colocadas y compactadas

apropiadamente. )sualmente son el producto de una falta de relleno mineral, demasiada

arena de tamaño mediano., partículas lisas y redondeadas de agregado, yo demasiada

#umedad en la mezcla.

%un&ue el asfalto no es la principal causa de los problemas de traba'abilidad, si tienen

alg!n efecto sobre esta propiedad. *ebido a &ue la temperatura de la mezcla afecta la

viscosidad el asfalto, una temperatura demasiado ba'a #ará &ue la mezcla sea poco

traba'able, mientras &ue una temperatura demasiado alta podrá #acer &ue la mezcla se

vuelva tierna. El grado y el porcenta'e de asfalto tambin pueden afectar la traba'abilidad

de la mezcla.

TA8LA N 4.4.- CAUSAS Y EFECTOS DE PRO8LEMAS EN LATRA8A9A8ILIDAD

CAUSAS EFECTOS

amaño máximo de partícula:

grande

2uperficie áspera, difícil de colocar.

*emasiado agregado grueso -uede ser difícil de compactar 

emperatura muy ba'a de mezcla %gregado sin revestir, mezcla poco durable

superficie áspera, difícil de compactar.

*emasiada arena de tamaño medio La mezcla se desplaza ba'o la compactadora y

 permanece tierna o blanda.

Ba'o contenido de relleno mineral "ezcla tierna, altamente permeable

%lto contenido de relleno mineral "ezcla muy viscosa, difícil de mane'ar, poco durable.

4.1.+.4.- FLE:I8ILIDAD

)le!ibilidad es la capacidad de un pavimento asfltico para acomodarse, sin que seagriete, a movimientos y asentamientos graduales de la subrasante. La flexibilidad es unacaracterística deseable en todo pavimento asfáltico debido a &ue virtualmente todas lassubrasantes se asientan 5ba'o cargas6 o se expanden 5por expansión del suelo6.

)na mezcla de granulometría abierta con alto contenido de asfalto es, generalmente, másflexible &ue una mezcla densamente graduada e ba'o contenido de asfalto. %lgunas veces

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los re&uerimientos de flexibilidad entran en conflicto con los re&uisitos de estabilidad , de

tal manera &ue se debe buscar el e&uilibrio de los mismos.

4.1.+.;.- RESISTENCIA A LA FATI,A

 La resistencia a la fatiga de un pavimento es la resistencia a la fle!ión repetida ba&o lascargas de trnsito.  2e #a demostrado, por medio de la investigación, &ue los vacíos

5relacionados con el contenido de asfalto6 y la viscosidad del asfalto tienen un efectoconsiderable sobre la resistencia a la fatiga. $ medida que el porcenta&e de vacíos en un

 pavimento aumenta, ya sea por dise(o o por falta de compactación, la resistencia a la

 fatiga del pavimento. "El periodo de tiempo durante el cual un pavimento en servicio esadecuadamente resistente a la fatiga# disminuye. %sí mismo, un pavimento &ue contieneasfalto &ue se #a enve'ecido y endurecido considerablemente tiene menor resistencia a lafatiga.Las características de resistencia y espesor de un pavimento, y la capacidad de soporte de

la subrasante, tienen muc#o &ue ver con la vida del pavimento y con la prevención delagrietamiento asociado con cargas de tránsito.  Los pavimentos de gran espesor sobre

subrasantes resistentes no se flexionan tanto, ba'o las cargas, como los pavimentos

delgados o a&uellos &ue se encuentran sobre subrasantes dbiles.

TA8LA N 4.;.- CAUSAS Y EFECTOS DE UNA MALA RESISTENCIA A LAFATI,A

4.1.+.<.- RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO

Desistencia al deslizamiento es la #abilidad de una superficie de pavimento de minimizar 

el deslizamiento o resbalamiento de las ruedas de los ve#ículos, particularmente cuando la

superficie este mo'ada. -ara obtener buena resistencia al deslizamiento, el neumático debeser capaz de mantener contacto con las partículas de agregado en vez de rodar sobre una

 película de agua en la superficie del pavimento 5#idroplaneo6. La resistencia al

deslizamiento se mide en terreno con una rueda normalizada ba'o condiciones controladas

de #umedad en la superficie del pavimento, y a una velocidad de F/ 7m#r 5=9 mi#r6.

)na superficie áspera y rugosa de pavimento tendrá mayor resistencia al deslizamiento &ue

una superficie lisa. La me'or resistencia al deslizamiento se obtiene con un agregado de

textura áspera, en una mezcla de gradación abierta y con tamaño máximo de G./ mm 5<

 pulgadas6 a 84./ mm 584 pulgada6. %demás de tener una superficie áspera, los agregados

debe resistir el pulimiento 5alisamiento6 ba'o el tránsito. Los agregados calcáreos son más

susceptibles al pulimiento &ue los agregados silíceos. Las mezclas inestables &ue tienden a

CAUSAS EFECTOS

Ba'o contenido de asfalto %grietamiento por fatiga

+acíos altos de diseño Enve'ecimiento temprano del asfalto, seguido por  

agrietamiento por fatiga.

Halta de compactación Enve'ecimiento temprano del asfalto, seguido por  

agrietamiento por fatiga.

Espesor inadecuado de pavimento *emasiada flexión seguida por agrietamiento por 

fatiga.

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deformarse o a exudar 5flu'o de asfalto a la superficie6 presentan problemas graves de

resistencia al deslizamiento.

TA8LA N 4.<.- CAUSAS Y EFECTOS DE POCA RESISTENCIA ALDESLIZAMIENTO

4.1.4.- METODO MARS=ALL DE DISEÑO DE MEZCLAS- DESCRIPCION

% continuación se presenta una descripción general de los procedimientos seguidos

en el *iseño "ars#all de "ezclas. El procedimiento completo y detallado &ue se debe ser 

seguido se encuentra en la norma %%2$A 4=/ 5o %2" *8//G6

4.1.4.1.- PREPARACION PARA EFECTUAR LOS PROCEDIMIENTOSMARS=ALL

(omo ya se discutió en el capítulo de materiales, diferentes agregados y asfaltos presentan

diferentes características. Estas características tienen un impacto directo sobre la naturaleza

misma le pavimento. El primer paso en el mtodo de diseño, entonces, es determinar las

cualidades 5estabilidad, durabilidad, traba'abilidad, resistencia al deslizamiento, etc.6 &ue

debe tener la mezcla de pavimentación y seleccionar un tipo de agregado y un tipocompatible de asfalto &ue puedan combinarse para producir esas cualidades. )na vez

#ec#o esto, se puede empezar con la preparación de los ensayos.

  SELECCION DE LAS MUESTRAS DE MATERIAL

La primera preparación para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del

agregado &ue va a ser usados en la mezcla de pavimentación. Es importante &ue las

muestras de asfalto tengan características idnticas a las el asfalto &ue va a ser usado en la

mezcla final. Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado. La razón es simple: los

datos extraídos de los procedimientos de diseño de mezclas determinar la fórmula o

IrecetaJ para la mezcla de pavimentación. La receta será exacta solamente si losingredientes ensayados en el laboratorio tienen características idnticas a los ingredientes

usados en el producto final.

)na amplia variedad de problemas graves, &ue van desde una mala traba'abilidad de lamezcla #asta una falla prematura del pavimento, son el resultado #istórico de variacionesocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en larealidad.

CAUSAS EFECTOS

Exceso de asfalto Exudación, poca resistencia al deslizamiento

%gregado mal graduado o con malatextura

-avimento liso, posibilidad de #idroplaneo

%gregado pulido en la mezcla -oca resistencia al deslizamiento

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  PREPARACION DEL A,RE,ADO

La relación viscosidad3temperatura del cemento asfáltico &ue va a ser usado debe ser ya

conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactación en el laboratorio.

En consecuencia, los procedimientos preliminares se enfocan #acia el agregado, con el

 propósito de identificar exactamente sus características. Estos procedimientos incluyensecar el agregado, determinar su peso específico, y efectuar un análisis granulomtrico por 

lavado.

•   *ecando el 

 $gregado

El "todo "ars#all re&uiere &ue los agregados ensayados estn libres de #umedad, tan

 práctico como sea posible. Esto evita &ue la #umedad afecte los resultados de los

ensayos.

)na muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bande'a, por separado, y

se calienta en un #orno a una temperatura de 889? ( 549?H6.

*espus de cierto tiempo, la muestra caliente se pesa y, se registra su valor.

La muestra se calienta completamente una segunda vez, y se vuele a pesar y a registrar 

su valor. Este procedimiento se repite #asta &ue el peso de la muestra permanezca

constante despus de dos calentamientos consecutivos, lo cual indica &ue la mayor 

cantidad posible de #umedad se #a evaporado de la muestra.

•   $nlisis granulométrico por vía

h+meda

El análisis granulomtrico por vía #!meda es un procedimiento para identificar las

 proporciones de partículas de tamaño diferente en las muestras del agregado. Esta

información es importante por&ue las especificaciones de la mezcla deben estipular las

 proporciones necesarias de partículas de agregado de tamaño diferente, para producir 

una mezcla en caliente final con las características deseadas.

El análisis granulomtrico por vía #!meda consta de los siguientes pasos:

1. (ada muestra de agregado es secada y pesada.

2. Luego de cada muestra es lavada a travs de un tamiz de 9.90/ mm 5>? 4996, pararemover cual&uier polvo mineral &ue este cubriendo el agregado.

+. Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado

descrito anteriormente.

4. El peso seco de cada muestra es registrado. La cantidad de polvo mineral puede ser 

determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despus del

lavado.

;. -ara obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma %%2$A 88.

•   eterminación del -eso

 Específico

El peso específico de una sustancia es la proporción peso - volumen de una unidad de

esa sustancia comparada con la proporción peso 3 volumen de una unidad igual de agua.

El peso específico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de

un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua, a la misma

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temperatura. El peso específico del agregado se expresa en m!ltiplos del peso específico

del agua 5la cual siempre tiene un valor de 86. -or e'emplo, una muestra de agregado

&ue pese dos y media veces mas &ue un volumen igual de agua tiene un peso específico

de 4./.

El cálculo del peso específico de la muestra seca del agregado establece un punto dereferencia para medir los pesos específicos necesarios en la determinación de las

 proporciones de agregado, asfalto, y vacíos &ue van a usarse en los mtodos de diseño.

  PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PRO8ETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentación son preparadas #aciendo

&ue cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto. El margen de contenidos de

asfalto usado en las bri&uetas de ensayo esta determinado con base en experiencia previa

con los agregados de la mezcla. Este margen le da al laboratorio un punto de partida para

determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final. La proporción de agregado en

las mezclas esta formulada por los resultados del análisis granulomtrico.

Las muestras son preparadas de la siguiente manera:

1. El asfalto y el agregado se calientan completamente #asta &ue todas las partículas del

agregado estn revestidas. Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado &ue

ocurren en la planta.

2. Las mezclas asfálticas calientes se colocan en los moldes pre3calentados "ars#all como

 preparación para la compactación, en donde se usa el martillo "ars#all de

compactación, el cual tambin es calentado para &ue no enfríe la superficie de la mezcla

al golpearla.

+. Las bri&uetas son compactadas mediante golpes del martillo "ars#all de compactación.

El n!mero de golpes del martillo 5/, /9 o 0/6 depende de la cantidad de tránsito para la

cual esta siendo diseñada. %mbas caras de cada bri&ueta reciben el mismo n!mero de

golpes. %sí, una probeta "ars#all de / golpes recibe, realmente un total de 09 golpes.

)na probeta de /9 golpes recibe 899 impactos. *espus de completar la compactación

las probetas son enfriadas y extraídas de los moldes.

4.1.4.2.- PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARS=ALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el mtodo del ensayo "ars#all. Estos son:

determinación del peso específico total, medición de la estabilidad "ars#all, y análisis dela densidad y el contenido de vacíos de las probetas.

  DETERMINACI>N DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso específico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recin

compactadas se #ayan enfriado a la temperatura ambiente. Esta medición de peso

específico es esencial para un análisis preciso de densidad3vacíos. El peso específico total

se determina usando el procedimiento descrito en la norma %%2$A 8FF.

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  ENSAYO DE ESTA8ILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformación de la mezcla.

La fluencia mide la deformación, ba'o carga &ue ocurre en la mezcla.

El procedimiento de los ensayos es el siguiente:

1. Las probetas son calentadas en el baño de agua a F9? ( 58=9? H6. Esta temperaturarepresenta, normalmente, la temperatura más caliente &ue un pavimento en servicio va aexperimentar.

2. La probeta es removida del baño, secada, y colocada rápidamente en el aparato

"ars#all. El aparato consiste de un dispositivo &ue aplica a una carga sobre la probeta y

de unos medidores de carga y deformación 5fluencia6.

+. La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de /8 mm 54

 pulgadas6 por minuto #asta &ue la muestra falle. La falla esta definida como la cargamáxima &ue la bri&ueta puede resistir.

4. La carga de falla se registra como el valor de estabilidad "ars#all y la lectura del

medidor de fluencia se registra como la fluencia.

  VALOR DE ESTA8ILIDAD MARS=ALL

El valor de estabilidad "ars#all es una medida de la carga ba'o la cual una probeta cede o

falla totalmente. *urante un ensayo, cuando la carga es aplicada lentamente, los cabezales

superior e inferior del aparato se acercan, y la carga sobre la bri&ueta aumenta al igual &ue

la lectura en el indicador del cuadrante. Luego se suspende la carga una vez se obtiene la

carga máxima. La carga máxima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad

"ars#all.

*ebido a &ue la estabilidad "ars#all indica la resistencia de una mezcla a la deformación

existe una tendencia a pensar &ue si un valor de estabilidad es bueno, entonces un valor 

más alto será muc#o me'or.

 -ara muchos materiales de ingeniería, la resistencia del material es ,

 frecuentemente, una medida de su calidad sin embargo, este no es necesariamente el 

caso de las mezclas asflticas en caliente. Las estabilidades e!tremadamente altas seobtienen a costa de durabilidad.

  VALOR DE FLUENCIA MARS=ALL

La fluencia "ars#all, medida en centsimas de pulgada representa la deformación de la

 bri&ueta. La deformación esta indicada por la disminución en el diámetro vertical de la

 bri&ueta.

 Las mezclas que tienen valores ba&os de fluencia y valores muy altos de estabilidad 

 /arshall son consideradas demasiado frgiles y rígidas para un pavimento en servicio.

 $quellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plsticas ytiene tendencia a deformarse ba&o las cargas del trnsito.

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  ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

)na vez &ue se completan los ensayos de estabilidad y fluencia, se procede a efectuar un

análisis de densidad y vacíos para cada serie de -robetas de prueba. El propósito del

análisis es el de determinar el porcenta'e de vacíos en la mezcla compactada.

  ANALISIS DE VACIOS

Los vacíos son las pe&ueñas bolsas de aire &ue se encuentran entre las partículas deagregado revestidas de asfalto. El porcenta'e de vacíos se calcula a partir del pesoespecífico total de cada probeta compactada y del peso específico teórico de la mezcla de

 pavimentación 5sin vacíos6. Este !ltimo puede ser calculado a partir de los pesosespecíficos del asfalto y el agregado de la mezcla, con un margen apropiado para tener encuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado, o directamente mediante un ensayonormalizado 5%%2$A 49G

86 efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar. El

 peso específico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire

y en agua.

•   $nlisis de -eso

0nitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso

específico total de la mezcla por 8999 Kgm 5F4.= lbft6.

•   $nlisis de

V/$

Los vacíos en el agregado mineral, +"%, está definidos por el espacio intergranular de

vacíos &ue se encuentra entre las partículas de agregado de la mezcla de pavimentación

compactada, incluyendo los vacíos de aire y el contenido efectivo de asfalto, y se

expresan como un porcenta'e del volumen total de la mezcla. El +"% es calculado con

 base en el peso específico total del agregado y se expresa como un porcenta'e del

volumen total de la mezcla compactada. -or lo tanto, el +"% puede ser calculado al

restar el volumen de agregado 5determinado mediante el peso específico total del

agregado6 del volumen total de la mezcla compactada.

•   $nlisis de

V)$

Los vacíos llenos de asfalto, +H%, son el porcenta'e de vacíos intergranulares entre las

 partículas de agregado 5+"%6 &ue se encuentran llenos de asfalto. El +"% abarca

asfalto y aire, y por lo tanto, el +H% se calcula al restar los vacíos de aire de +"%, y

luego dividiendo por el +"%, y expresando el valor final como un porcenta'e.

8%%2$A 49G: E>2%CA *E @D%+E*%* E2-E(1H1(% "%1"%

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4.2.- METODO PROPUESTO DE ILLINOIS PARA EL DISEÑO DE MEZCLASEN FRIO EMULSION-A,RE,ADO (*)

Este es un mtodo de diseño para mezclas en frío basado en una investigación

desarrollada por la )niversidad de 1llinois usando el mtodo de diseño de mezclas

"ars#all modificado y el ensayo de durabilidad #!meda. -or ser este mtodo recomendado para mezclas en vía o mezclas en planta preparadas a temperatura ambiente se #a visto la

necesidad de modificarlo, adecuarlo al diseño de mezclas con emulsiones tibias, siendo

este un aporte de esta tesis.

El ob'etivo de este mtodo es proveer la cantidad adecuada de asfalto residual &ue

económicamente estabilice el material granular con el fin de dar la resistencia o estabilidad

re&uerida para soportar las aplicaciones de carga sin una deformación permanente excesiva

o rotura por fatiga, por otro lado volver a la mezcla suficientemente inerte a los efectos de

cambio de #umedad.

4.2.1.- RESUMEN DEL METODO

El procedimiento de diseño comprende las siguientes partes principales:

1 # Ensayos de calidad del agregado' 2e realizan ensayos para determinar las propiedades

del agregado y su conveniencia para el uso en mezclas con emulsiones asfálticas.

2)  Ensayos de calidad de las emulsiones asflticas 2e realizan ensayos para determinar 

las propiedades y calidad de la emulsión.

+) 1ipo y cantidad apro!imada de emulsión 2e usa un procedimiento simplificado para

estimar el contenido tentativo de asfalto residual para un agregado dado. )sando el

contenido de asfalto tentativo se realizan ensayos de recubrimiento para determinar la

conveniencia y tipo de emulsión, cantidad de emulsión y agua re&uerida en la premezcla.

2# 3umedad de compactación' )sando un contenido de asfalto residual tentativo y el agua

re&uerida en la mezcla, se preparan mezclas y se airean a varios contenidos de #umedad, la

mezcla se compacta entonces dentro de moldes "ars#all para luego ser curadas en seco

durante un día y ensayadas en estabilidad "ars#all modificado.

4# Variación del contenido de asfalto residual' )sando el contenido de agua re&uerido en

la mezcla y la #umedad de compactación óptima se preparan mezclas variando elcontenido de asfalto residual. 2i el contenido de agua óptimo de compactación es menor 

&ue el mínimo contenido de agua de mezcla re&uerido antes de la compactación, se

re&uiere aireación. Las mezclas se compactan entonces dentro de moldes "ars#all y se

curan al aire durante tres días. Las muestras se ensayan para determinar su densidad Bul7,

estabilidad "ars#all modificada y flu'o.

<)  *elección del contenido óptimo de asfalto 2e elige el contenido óptimo de asfalto

como el porcenta'e de emulsión a la cual la mezcla de pavimento satisface de la me'or 

manera todos los criterios de diseño.

)n "anual Básico de Emulsiones %sfálticas. -arte res, pág. 8/0 del %sp#alt 1nstitute "238G, 8GG.

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4.2.2.- ENSAYOS SO8RE LOS A,RE,ADOS

Las propiedades del agregado son un factor determinante en muc#as de las elecciones

relacionadas con la mezcla óptima. -or lo tanto son necesarios los ensayos sobre los

agregados. 2e pude utilizar con las emulsiones una amplia variedad de materiales &ue

incluye piedra triturada, roca, grava, arena, arena limosa, grava arenosa, escoria, materialde recuperación de terrenos, desec#os de explotación mineral u otros materiales inertes.

2e re&uieren aproximadamente F. 7g de agregado para realizar los ensayos sobre le

material.

ENSAYOS SO8RE EL A,RE,ADO

Los siguientes ensayos deben ser e'ecutados sobre las fuentes de agregado obtenidas de

una cantera:

1) Análisis por tamizado de agregado fino y grueso:

¾  amizado en seco %2" ( 8F %%2$A 40

¾  amizado en #!medo %2" ( 880 %%2$A 0

2) Densidad y absorción del agregado grueso:

¾  %2" ( 840 %%2$A </ "( E349F

3) Densidad y absorción del agregado fino:

¾  %2" ( 84< %%2$A <= "( E349/

4) Eui!alente de arena del agregado fino

¾  %2" * 4=8G %%2$A 80F "( E349G

Ensayos adicionales propuestos para los agregados

") #olidez de los agregados al uso de sulfato de sodio o de magnesio:

¾  %2" ( << %%2$A 89= "( E349G

F6 *esgaste del agregado grueso en la má&uina de los ángeles

¾  %2" ( 88 %%2$A GF "( E3490

Ensayos adicionales de calidad pueden ser exigidos por entidades particulares.

4.2.+.- ENSAYOS SO8RE LA EMULSION ASFALTICA

Las especificaciones de entidades para emulsiones , usualmente corresponden a los

ensayos estándar y especificaciones de la %2" o de la %%2$A y se listan a

continuación:

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¾  $atiónicas A#%& D 23'( AA#%* & 2+,

En algunos casos se exigen especificaciones adicionales para otros tipos de emulsiones

tales como emulsiones de alta flotación 5$HE6. Estas especificaciones difieren un poco de

entidad a entidad y deben ser comprobadas antes de la evaluación para el uso de mezclas

emulsión3agregado.

2e re&uiere aproximadamente un galón 5= lt.6 de cada tipo de emulsión y gradoconsiderado para el proyecto y para cada tipo de agregado por evaluar durante el diseño dela mezcla.

4.2.4.- CONTENIDO ASFALTO RESIDUAL TENTATIVO

El contenido de asfalto residual se calcula en base al análisis granulomtrico del agregado.

)tilizaremos tres mtodos de cálculo los &ue al promediarlos dan directamente el

 porcenta'e de cemento asfáltico, con respecto a la mezcla total.

Estos mtodos son:

4.2.4.1.- METODO FRANCES

 *E 5 "67688#9 " 8.:;< % = 6.>8 g = 6:.?4 $ = 66<.? ) #

*onde:

2E M %rea 2uperficial o 2uperficie Específica

@ M -orcenta'e de agregado &ue pasa sobre el tamiz = y se retiene en el tamiz

 >N 9=

g M -orcenta'e de agregado &ue pasa sobre el tamiz >? 9= y se retiene en el

tamiz >N =9

% M -orcenta'e de agregado &ue pasa sobre el tamiz >? =9 y se retiene en el

tamiz >N 499

H M -orcenta'e de agregado &ue pasa sobre el tamiz >? 499

*el gráfico de ". *uriez 5 2upeficie Específica vs -orciento de (emento %sfáltico6

calculamos el porcenta'e de (emento %sfáltico para las emulsiones.

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FI,URA N 4.+.- ,/?5 M. D/$3@ S"$/5$ Es"$5 Vs $ C$!$%&oAs5?#&o

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4.2.4.2.- METODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO (USA)

 - 5 8.8;4 a = 8.824 b = @c = A 

*onde:

- M -orcenta'e de cemento asfáltico respecto al peso de la mezcla

a M -orcenta'e de agregado retenido en el tamiz >? 89

 b M -orcenta'e de agregado &ue pasa sobre el tamiz >? 89 y se retiene en el

tamiz >N 499

c M -orcenta'e de agregado &ue pasa sobre el tamiz >? 499

7 M oma los siguientes valores:

9.49 (uando el porcenta'e de agregado &ue pasa sobre el tamiz >499 varia del 88O al 8/O

9.8< (uando el porcenta'e de agregado &ue pasa sobre el tamiz >

499 varia del 9FO al 89O

9.8/ (uando el porcenta'e de agregado &ue pasa sobre el tamiz >

499 es menos del 9/O

K M +aria de 9 a 4, dependiendo del grado de absorción de los ptreos.

%lta absorción : K M 4

4.2.4.1.- METODO DE LA SECRETARIA DE ASENTAMIENTOS =UMANOS YO8RAS PU8LICAS (SA=OP).- ME:ICO

 - 5 "n7688#9 " 8.26 % = :.84 g = 64.;? $ = 4;.; ) #

*onde:

- M -orcenta'e de cemento asfáltico mínimo para cubrir el ptreo, respecto al

 peso del árido.

@ M -orcenta'e de agregado &ue pasa sobre el tamiz = y se retiene en el tamiz

 >N 9=

g M -orcenta'e de agregado &ue pasa sobre el tamiz >? 9= y se retiene en eltamiz >N =9

% M -orcenta'e de agregado &ue pasa sobre el tamiz >? =9 y se retiene en el

tamiz >N 499

H M -orcenta'e de agregado &ue pasa sobre el tamiz >? 499

n M 1ndice asfáltico

TIPO DE MATERIAL %@ravas o arenas de río o materiales redondeados de ba'a absorción 9.//

@ravas angulosas redondeadas, triturados de ba'a absorción 9.F9

@ravas angulosas o redondeadas de alta absorción y rocas trituradas de

absorción media

9.09

Docas trituradas de alta absorción 9.<9

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4.2.;.- ENSAYO DE RECU8RIMIENTO

La selección del tipo y grado de emulsión asfáltica para ser usada en un proyecto particular 

se basa en gran parte en la capacidad de la emulsión para recubrir adecuadamente el

agregado de traba'o. %lgunos factores &ue afectan la selección son:

¾  ipo de agregado

¾  @radación del agregado y características de los finos

¾  (ontenido de agua del agregado

¾  *isponibilidad de agua en el sitio de la construcción.

"ás de un tipo de emulsión es a menudo aceptable para una agregado dado, la selección

debe basarse en las propiedades de la mezcla determinadas por comparación con otros

tipos de mezcla. Atros factores adicionales &ue no pueden ser avaluados en le momento dediseño del diseño de la mezcla pero &ue deben ser tenidos en cuenta en el momento de la

construcción son:

¾  (lima anticipable durante el tiempo de construcción.

¾  ipo y proceso de mezcla

¾  2elección del e&uipo de construcción y procedimiento de campo usado.

El ensayo de recubrimiento se realiza mezclando el agregado con una cierta cantidad de

agua y emulsión en donde se estima visualmente el recubrimiento como porcenta'e del área

total.  -ara el caso de mezclas con emulsiones tibias el agregado. el agua y la emulsión

/an sido entibiados /asta alcanzar una temperatura de apro0imadamente (+ $ y

mezclados a esta temperatura La #abilidad de una emulsión para recubrir un agregado es

usualmente afectado por el contenido de agua de premezcla en el agregado. Esto es

especialmente cierto para agregados &ue contiene un alto porcenta'e de material &ue pasa

el tamiz >? 499, donde insuficiente agua de premezcla resulta en una aglutinamiento del

asfalto con los finos y por lo tanto un recubrimiento insuficiente. -or esta razón el ensayo

de recubrimiento se e'ecuta a diferentes contenidos de agua del agregado. Las emulsiones

&ue no cumplan con el ensayo de recubrimiento no serán usadas posteriormente.

PROCEDIMIENTO

%6 Abtener muestras representativas de cada tipo de emulsión y agregado considerada para

el proyecto.

B6 (alentar #asta un rango de temperatura comprendido entre 09 ?( a <9 ?( los agregados,

el agua y la emulsión. *e preferencia el agregado deberá estar completamente seco, en

caso contrario se calcula el contenido de #umedad para luego ser corregido.

(6 -esar una cierta cantidad de agregados grueso y fino en la combinación adecuada para

la mezcla.

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*6 (olocar la combinación de agregado tibios en un recipiente de mezcla e incorpore un

O de agua tibia 5003<9 ?(6, como porcenta'e en peso del agregado seco y mezcle #asta

&ue el agua se disperse totalmente. El agua debe ser añadida en una corriente delgada y el

agregado mezclado #asta &ue el agua se disperse totalmente

E6 %ñadir la cantidad de emulsión asfáltica tibia como porcenta'e en peso de agregadoseco. La emulsión debe ser añadida tambin en una corriente delgada para minimizar latendencia del asfalto a formar grumos con el agregado fino. %proximadamente / minutosde mezclado son usualmente satisfactorios. En el caso del mezclado manual este debe ser lo suficientemente enrgico para dispersar el asfalto por toda la mezcla.

H6 (alcular el contenido de agua de premezcla, como la cantidad de agua agregada al

agregado antes de la emulsión más el contenido de #umedad del agregado, en caso &ue no

estuviese totalmente seco.

@6 -ermitir el secado al aire de la mezcla o con la ayuda de una estufa, prepare nuevasmezclas repitiendo los pasos anteriores añadiendo un incremento del 8O de agua. Las

mezclas &ue comienzan a ser fluidas o a segregarse se consideran inaceptables.

$6 (alificar la apariencia de la mezcla seca por estimación visual del área superficial del

agregado cubierto con asfalto. -ara cada contenido de agua de premezcla anote el

recubrimiento estimado como un porcenta'e del área total. Decubrimiento del agregado

mayor del /9O debe considerarse aceptable, si la mezcla no obtiene el /0O de

recubrimiento con ning!n contenido de agua la emulsión debe ser rec#azada para posterior 

consideración.

El agua de premezcla debe ser suficiente para obtener una dispersión óptima del asfalto yun incremento adicional de agua no me'ora el recubrimiento. odas las siguientes mezclas

en el proceso de diseño deben realizarse con el contenido de agua de premezcla calculado.

4.2.<.- CONTENIDO OPTIMO DE A,UA EN LA COMPACTACI>N

Las propiedades de la mezcla están íntimamente relacionadas con la densidad de las

muestras compactadas. -or tal motivo es necesidad optimizar el contenido de agua en la

compactación para maximizar las propiedades de la mezcla deseada. Esto debe realizarse

 para cada combinación de tipo de emulsión, grado de emulsión y tipo de agregado

considerado en cada proyecto.

-ara determinar el contenido óptimo de agua en la compactación se preparan tres muestras

 para cada contenido de agua en la compactación para ser evaluada, con incrementos en el

contenido de agua de 8O para definir la curva de estabilidad P contenido de agua en la

compactación. @eneralmente son necesarios = incrementos de agua para este ensayo.

PROCEDIMIENTO

%6 2e pesa una cierta cantidad 58999 gr.6 de agregados tibios 509 P <9?(6, y luego se

adiciona agua tibia 509 P <9?(6, siendo este contenido de agua el determinado por el

ensayo de recubrimiento, se bate con una espátula #asta ver una masa uniforme.

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B6 2e adiciona la emulsión asfáltica tibia 509 P <9?(6, siendo este contenido el &ue se

obtiene del contenido de asfalto residual tentativo, batirlo #asta &ue se mezcle

uniformemente. El contenido de agua de la mezcla será la suma del agua adicionada más el

agua contenida en la emulsión.

(6 2e de'a airear la mezcla para reducir el contenido de agua. %iree las sucesivas muestras

con un 8O de incremento de agua en peso de agregado.

*6 )na vez &ue la muestra #aya llegado al contenido de agua deseado, se compactan

usando los moldes "ars#all y se de'an curar por 4= #oras antes de retirarlas del molde.

E6 2e ensaya las muestras por estabilidad "ars#all y se prepara un gráfico de Estabilidad

"ars#all "odificado vs. (ontenido de %gua en la compactación. 2eleccione el pico de la

curva como el contenido de agua óptimo en la compactación. El contenido de agua óptimo

en la compactación debe ser usado en todas las siguientes compactaciones

independientemente del contenido de asfalto residual.

4.2.B.- VARIACION DEL CONTENIDO DE EMULSION

En la determinación del contenido óptimo residual para la combinación de un agregado

 particular y asfalto, debe realizarse una serie de ensayos sobre las muestras en una gama de

contenidos de asfalto residual. Las muestras de ensayo se preparan con incrementos del

9./O en asfalto residual teniendo dos incrementos a ambos lados del contenido de asfalto

residual tentativo.

-ara completar el diseño de la mezcla se realizan los siguientes ensayos y análisis con los

datos contenidos de la muestra compactada:

¾  @ravedad específica Bul7 

¾  Estabilidad y flu'o "ars#all modificado de las muestras secas.

¾  Estabilidad y flu'o a 44.4 Q 8.8N( de las muestras despus de = días de inmersión

¾  %nálisis de densidad y vacíos.

¾  $umedad de absorción durante el ensayo de inmersión.