PARTE VI LABORATORIO MEZCLAS ASFÁLTICAS MÉTODO … · 2018. 1. 11. · PESAJE DE AGREGADOS, CALENTAMIENTO DEL ASFALTO Y DE LOS AGREGADOS Para el pesaje del agregado, se prepara

Mezclas Asfálticas en Caliente (Marshall)

PARTE VI

MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE

MÉTODO MARSHALL

Tutor: Gioconda G. de Celis

Tesista: Yucely Albornoz

Marzo 2014

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Manual de Prácticas de Laboratorio de Pavimentos Mezclas Asfálticas en Caliente (Marshall)

308 Facultad de Ingeniería – Escuela de Civil

PARTE VI MÉTODO DE LABORATORIO PARA EL DISEÑO DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS EN

CALIENTE

6.1. INTRODUCCIÓN

Entre los métodos de laboratorio más conocidos que permiten diseñar mezclas

asfálticas en caliente son:

• El Método Hubbard-Field

• El Método Triaxial de Smith

• El Método Hveem

• El Método Marshall

• El Método Superpave

• El Método Ramcodes

El Método Marshalles el más utilizado a nivel mundial, debido a que sus

procedimientos son sencillos además de ser relativamente económico por sus equipos. Estas

características han resultado de la obtención de una extensa correlaciónentre los valores de

ensayo de laboratorio y el comportamiento de pavimentosflexibles

Este método fue el que se empleó en el DiseñoExperimental de la AASHO, y que en

nuestro país es el procedimiento delaboratorio utilizado en el diseño y control de las mezclas

asfálticas en calienteen las más de 210 plantas de asfalto que existen en Venezuela. Es

también elmétodo de diseño utilizado en todos los países de Centro y Sur América.

Los métodos Hubbard-Fieldy Triaxial de Smith, han entrado en desuso en los últimos años. El

Método Hveem es de aplicación limitada a algunos estados de los Estados Unidosdebido a la

complejidad del proceso y lo costoso de los equipos. El Método Superpave®, es bastante

reciente (1999), y aun cuando sus equipos son también de costo elevado, es un

métodofundamentalmente científico, por lo cual será el método que se empleará enlos años

por venir. El método Ramcodes, presenta un procedimiento racional para ladeterminación de

las características técnicas de una mezcla asfáltica. Ha sidodesarrollado por el Ingeniero


Universidad De Los Andes 309

venezolano Freddy Sánchez Leal, además promete ser uno de los métodos que

seránadoptados por los Ingenieros de Pavimentos para el diseño de mezclas encaliente.

6.2. RESUMEN DEL MÉTODO MARSHALL

El Método Marshall se establece con el propósito de agrupar una serie de parámetros

que permitirán obtener datos capaces de garantizar y optimizar los valores de cemento

asfáltico para una combinación de agregados determinados. De igual manera este método

nos provee de información sobre las propiedades de la mezcla y establece valores de

densidades y contenido óptimo de vacío los cuales deben ser cumplidos según las

especificaciones, durante la ejecución del diseño y la construcción del pavimento

El Método Marshall, tal como ha sido normalizado por la ASTMbajo lacodificaciónD

1559 y la AASHO T 225, es aplicable amezclas asfálticas en caliente elaboradas con cemento

asfáltico y agregadosde granulometría densa o fina, con un tamaño nominal máximo de 25

mm. Seutiliza tanto para el diseño en laboratorio como para el control de mezclaselaboradas

en planta.

En los últimos años el Instituto del Asfalto (IDA) ha modificado el métodooriginal para

que pueda también ser empleado en el diseño y control demezclas en frío, preparadas con

mezclas densas y asfaltos del tipo RC, oasfalto emulsificado.

El procedimiento del Método Marshall comienza con la preparación de lasbriquetas de

ensayo, siendo estas de 100 mm (4.0 pulg) de diámetro y 63,5mm (2.5 pulg) de altura, las

cuales son preparadas siguiendo un procedimientonormalizado de calentamiento, mezclado

y compactación dinámica de lamezcla.Previamente se requiere lo siguiente:

• Que los materiales, tanto pétreos como el cemento asfáltico, cumplan con las

especificaciones de calidad establecidas en la Norma que se esté aplicando: Desgaste

Los Ángeles, forma (% de caras fracturadas), angularidad y limpieza de la fracción fina,

etc.

• La combinación de los agregados resulte dentro de las especificaciones

granulométricas establecidas para la mezclaseleccionada.



• Que se hayan determinado los pesos específicos bulk y aparente delos diversos

agregados a emplear en el diseño.

• Que se conozca el peso específico aparente del cemento asfáltico(Gb), a 25ºC.

Figura N°1, Briquetas compactadas

El desarrollo del método de ensayo sigue dos etapas perfectamente definidas:

• Análisis de densidad y vacíos, mediante el cual se determina la composición

volumétrica de la mezcla.

• Ensayo de estabilidad y flujo de las briquetas compactadas, que permite determinar las

propiedades mecánicas de la mezcla.

6.2.1. ESTIMACIÓN DEL CONTENIDO DE ASFALTO PROMEDIO INICIAL

Para determinar el contenido de asfalto promedio, primero se debe hacer una

estimación, para ello se recurre de la experiencia del Ingeniero y/o Laboratorista conmezclas

similares.

Una vez estimada esta cantidad se prepararán mezclas con el promedio inicial de

ligante y otras cuatro (4) mezclas, dos de ellas concontenidos de ligante por encima del

promedio inicial y otras dos concontenidos de ligante por debajo del promedio estimado.

Cada uno de losdiferentes contenidos de ligante se denomina“puntos de asfalto”; por lo



cualun diseño completo incluye la preparación y análisis de muestras para cincopuntos de

asfalto.

6.2.2. PESAJE DE AGREGADOS, CALENTAMIENTO DEL ASFALTO Y DE LOS AGREGADOS

Para el pesaje del agregado, se prepara 1.200 g de peso total. Con esta pesada del

agregado total, más la cantidad de asfalto que sea requerida se obtienen briquetas

compactadas con un volumen de masa promedio que corresponde a las dimensiones de

100*63.5 mm. Para esta pesada individual de 1.200 g de cada briqueta, se requiere, en

consecuencia, una cantidad mínima de agregado de aproximadamente 21.6 kg.

Los agregados y el cemento asfáltico se calientan a la temperatura de mezclado,

determinada a partir del Gráfico N°1, viscosidad-temperatura, de acuerdo al procedimiento

explicado en el Capítulo 2, Consistencia, del libro:Apuntes de Pavimentos Volumen 2, Mezclas

Asfálticas.

Gráfico N°1, Viscosidad-temperatura para cementos asfálticos



6.2.3. EXPRESIÓN DEL CONTENIDO DE ASFALTO Y ADICIÓN DEL ASFALTO

Existen dos maneras de expresar la cantidad de asfalto que se incorpora auna mezcla:

a) Como porcentaje del peso total de agregados,

b) Como porcentaje en peso total de mezcla.

En este último caso, (% en peso demezcla total) cuando se dice que una mezcla tiene el

5% de asfalto, quiere significarse que de cada 100 kg de mezcla, 5 kg serán de ligante y los

restantes 95 kg corresponden a la totalidad de los agregados utilizados en la elaboración de

la mezcla, y es la que se ha adoptado en Venezuela para el MétodoMarshall.

Si, por ejemplo, se desea formar una briqueta que contenga el 5% de ligante,expresado

como % en peso de mezcla total, y se tienen pesados 1.200 g deagregado total combinado, la

cantidad de ligante a ser añadido al peso de los1.200 g de agregados es de 63.16 g

{(1.200/0.95) * 0.05}.

La cantidad requerida de cemento asfáltico (63.16 g en el ejemplo

anterior),previamente calentado a la temperatura determinada, sele añade al peso de los

agregados, que también se encuentran calentados a lamisma temperatura, o hasta unos 5-

10ºC por encima de esta temperatura,para compensar cualquier enfriamiento del agregado

durante su manejo.

6.2.4. MEZCLADO Y COMPACTACIÓN DE LAS BRIQUETAS

Una vez que la mezcla ha sido preparada, ésta se deja enfriar hasta la temperatura de

compactación, la cual se determina de acuerdo alGráfico viscosidad-temperatura.

Una vez que la mezcla ha enfriado hasta alcanzar la temperatura deseada, seprocede a

compactarla mediante el empleo del “martillo Marshall”, el cual tiene un peso de 10 lbs y

una altura de caída de 18 pulgadas. Las briquetas semoldean sobre un pedestal de madera

de 20*20*45 cm, que debe tener unpeso determinado (entre 12.8 y 14.5 kg); sobre el

pedestal se coloca una planchade acero de 25mm de espesor, con este pedestal

“normalizado” se logra que ala energía de compactación estandarizada por el peso fijo del

martillo,corresponda una reacción también estandarizada por la densidad del pedestal.



El número de golpes que se aplican sobre cada cara de las briquetasdependen del

tráfico esperado. La Norma venezolana recomienda lo siguiente:

Tabla N°1, Especificación por tráfico de diseño

Tipo de tránsito ALTO MEDIO BAJO

N° de golpes por cara 75 50 35

6.2.5. ANALISIS DE DENSIDAD DE VACÍOS Y GRAVEDAD ESPECÍFICA

Después de que las briquetasse extraen del molde, seprocede a pesarlas al aire(peso al

aire), sumergidas enagua (peso en agua), ynuevamente al aire despuésde secarla

superficialmente alsacarla del agua de labalanza hidrostática (peso alaire después de

sumergida consuperficie seca).

Con los pesos de la briqueta se procede a determinar tanto su volumen (peso al aire

después de sumergido-peso sumergido) y su densidad o peso unitario (Gmb),que es el

resultado de dividir el peso al aire entre el volumen de la briqueta.

Para la determinación de los volúmenes de los diferentes tipos de vacíos esnecesario

conocer previamente el valor de la Gravedad específica máxima dela mezcla sin vacíos

(Gmm), el cual se obtiene a través de la ejecución delEnsayo de Rice (ASTM D2041), el que

consiste en sumergir una mezcla sincompactar en un frasco de vidrio (picnómetro) y

extraerle el aire mediante laaplicación de un vacío parcial. Sin el resultado de este ensayo los

valores quese calculasen de los vacíos serían solo aproximados. El resultado del ensayode

Rice es, por lo tanto, fundamental para la correcta determinación de losvalores de Vacíos

Totales (Vv), Vacíos del Agregado Mineral (VAM) y Vacíos Llenados con Asfalto (Vll).

Los vacíos totales se definen como los pequeños espacios ocupados por elaire entre las

partículas de agregado cubiertas por asfalto, mientras que losVAM los espacios de aire más

los espacios queocupa el asfalto. Los vacíos llenados, por su parte, corresponden a

aquellafracción de los VAM que son realmente ocupados por el ligante asfáltico.



Tanto los Vv como los VAM y los Vll se expresan como un porcentaje de suvolumen en

función del volumen total de la mezcla compactada.

6.2.6. ESTABILIDAD Y FLUJO

El Ing. R. Adrián Nosetti, de la Universidad de La Plata, en Argentina considera lo

siguiente:

“El parámetro de Estabilidad se obtiene en el método Marshall mediante la rotura de

lasprobetas en condiciones normalizadas (60ºC y una velocidad de avance

de2pulgadas/minuto).

La viscosidad de masa en el ensayo Marshall esconstante puesto que la temperatura y

la velocidad de deformación son parámetros queno varían en dicho ensayo. Para ejecutar el

ensayo se utiliza una mordaza dedimensiones y formas conocidas, detallada en la Norma

ASTM D1559.

Cuando se produce la rotura de la briqueta, y en elanillo de carga, se lee la carga axial

aplicada: esta carga máxima se registracomo la “Estabilidad” de la briqueta, la estabilidad se

registra en libras (lbs)-fuerza, aun cuando en el Sistema Internacional (SI) la unidad de

medida es elNewton-fuerza (N). (La equivalencia entre la (lbf) y el (N) es: una (1) lbf =

4,448222 N).”

En el libro: “Apuntes de Pavimentos Volumen 2, Mezclas Asfálticas, Capitulo 5,” se

explica con más detalle las consideraciones del Ingeniero Nosetti sobre la estabilidad y flujo

de las mezclas asfálticas.

6.3. DESCRIPCION DEL MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LAS PROPIEDADES

MARSHALL DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE (COMPACTADAS).

6.3.1. OBJETIVO

�� Describir el procedimiento a seguir para determinar las Propiedades Marshall de las

mezclas asfálticas en caliente (compactadas)



�� Establecer los parámetros necesarios para determinar las cualidades y propiedades

(estabilidad, fluencia, durabilidad, trabajabilidad, resistencia al deslizamiento) que

debe tener la mezcla de pavimentación y seleccionar un tipo de agregado y un tipo

compatible de asfalto que puedan combinarse para producir esas cualidades.

6.3.2. DURACION

Con práctica se puede hacer el ensayo en el Laboratorio en tres días.

6.3.3. EQUIPOS E IMPLEMENTOS

�� Prensa para ensayo Marshall (Figura N°1)

�� Anillo de carga y medidor (estabilidad).

�� Medidor de deformaciones. (flujo). (Figura N°2).

�� Mordaza

�� Baño de maría (regulador detemperatura) (Figura N°3).

�� Equipo de compactación: moldes, placas de base, y collares de extensión. 3 martillos

de compactacióny un pedestal de compactación (Figura N°4).

�� Extractor de muestras

�� Plato caliente eléctrico: (60X30 cm), mínimo y con regulador detemperatura.

�� Termómetro tipo dial: con escalahasta (240ºC) y sensibilidad de(3ºC)

�� Bandeja. 60 x 60 x 5 cm. (Figura N°5)

�� Cronómetro

�� Vernier

�� Cuchara de granero (Figura N°5)

�� Espátula

�� Guantes de asbesto (Figura N°5)

�� Cuchara de mezclado (Figura N°5)

�� Ponchera metálica para mezclado

�� Balanza de capacidad 4 kg.

�� Papel parafinado (Filtros)



�� Horno (Capacidad de 220 litros) (Figura N° 6).

6.3.4. PROCEDIMIENTO

Luego de caracterizados los agregados y elligante asfáltico, se procede a definir la

combinación delos agregados que participan en la mezcla, así como la estimación del

porcentajeóptimo de ligante asfáltico aproximado.

�� Estimado del contenido de ligantede asfalto

Figura N°1.Prensa para ensayo Marshall

Figura N° 5. Bandejas con las

Muestras, Cuchara, Guantes, Tamices.

Figura N°3. Baño de María Figura N° 2.Mordaza y Medidor de Flujo

Figura N° 4. Moldes, placas de

base, collares de extensión y

martillo de compactación

Figura N° 6. Horno



Para estimar el contenido aproximado deligante asfáltico de la mezcla que sepretende

diseñar, se tomó como referenciala formula recomendada por el Instituto deAsfalto, la

cual está basada en ladistribución granulométrica de los agregados que participarán en la

mezcla. Lafórmula es la siguiente:

P = 0,02a + 0,045b + 0,18c (1)

Dónde:

P= Porcentaje de ligante asfáltico requerido en la mezcla, expresado comoporcentaje en

peso total de agregados.

a = Porcentaje de agregado retenido en el tamiz Nº 10.

b = Porcentaje de agregado que pasa eltamiz Nº 10 y es retenida en el tamizNº 200.

c = Porcentaje de agregado que pasa en eltamiz Nº 200.

�� Combinación de los agregados

La combinación de agregados, se lleva acabo por el método del tanteo, en base ala

granulometría de los agregados.En principio se debe conocer laespecificación

granulométrica de lamezcla asfáltica que se desea diseñar.

Una vez definida esta, se procede arealizar los tanteos porcentuales con

lasgranulometrías de los diferentesagregados que participan en la mezclas.En el ANEXO A,

se presenta un ejemplode cómo realizar una combinación portanteo.

�� Ejecución del ensayo

a) Ya realizado el cálculo de lacombinación de los agregados se debesecar este en el

horno, con un pesoconstante a una temperatura de 110 ºC ±5 ºC.

b) Una vez seco el material se procedesepararlo a través de los tamices de 1”(25,4

mm), ¾” (19,4 mm), ½” (12,5 mm), 3/8” (9,5 mm), Nº 4 (4,74 mm), Nº 8 (2,36 mm).

c) Posteriormente se debe pesar lacantidad de bache (véase figura N°7), segúnel

número de briquetas que se realizarán yde acuerdo al peso total de la mezcla,

combinando los agregados de acuerdo a lagranulometría determinada para la

mezclasegún las especificaciones.



Figura N°7. Peso de los agregados

d) Al tener elaboradas todas laspesadas para los diferentes % de Cemento Asfáltico

(C.A.), se procede acolocarlas en el horno, calentándolas a unatemperatura de

mezclado de 150ºC ± 5ºC.

e) Al llegar los agregados combinados ala temperatura de mezclado, se incorpora

acada bache el porcentaje de C.Acorrespondiente para cada uno como se observa

en la figura N°8.

Figura N°8, Adición del C.A. a los agregados

f) Se mezcla de tal manera que lacombinación de agregados y C.A, seunan

uniformemente. El mezclado nodebe exceder de 3 minutos. Si se utilizaun

mezclador mecánico la operación no debe exceder de 1 minuto (véase figura N°9).



Figura N°9, Mezcla de los Agregados con el C.A.

g) Simultáneamente con la preparaciónde la mezcla, el conjunto de collar, placade

base y la cara del martillo decompactación, se limpian y calientan enuna plancha

caliente a una temperaturaentre 93º C y 149º C.

h) Antes de verter la mezcla dentro del moldecoloque un papel parafinado, esto

paraevitar que la mezcla se adhiera al molde.

i) Luego de realizado el mezclado, manteniendo la temperatura especificada,se procede

a colocar la mezcla dentro delmolde Marshall(Véase figura N° 10).

Figura N°10, Colocación de la mezcla en el Molde.

j) Una vez colocada la muestra se debepunzar la misma como se muestra en

la figura N°11, 15 veces alrededor delperímetro y 10 veces en su interior.



Figura N°11, Colocación de la mezcla en el Molde.

k) Luego se coloca otro papelparafinado encima de la muestra y

acontinuación se debe introducir el martilloMarshall como se muestra en la figura

N° 12 y 13, dentro del molde para dar inicioa la compactación.

l) Aplíquese los golpes según las especificaciones, de acuerdo con el tráfico

de diseño y empleándose el martillo de compactación de caída libre de 457mm

(18”).

m) La cantidad de golpes para la compactaciónse determinará de cuerdo al

tipo de mezclaque se está diseñando, o sea tráfico alto,tráfico medio o tráfico

lento (véase tabla N°1)

n) Las briquetas una vez compactadasse deben dejar en los moldes mínimo

doshoras, hasta que estas se enfríen atemperatura ambiente.

Figura N° 12. Martillo Marshall dentro del molde

Figura N° 13. Inicio de la compactación



o) Seguidamente se extraen lasbriquetas de los moldes utilizando

elextractor de muestras universal y seprocede a enumerar las briquetas

paraidentificar los contenidos de C.A. (véase figura N° 14).

Figura N°14, Identificación de las briquetas

p) Se determina la altura y el diámetro de cada una de las briquetas, utilizando para

ello un vernier (véase figura N° 15), todos estos datos deben ser registrados en la

planilla correspondiente.

Figura N° 15,Medición de las briquetas

q) Enumerada todas las briquetas, se procede a determinar la densidad de cada una

de ellas. La densidad de una briqueta es la relación entre la masa en el aire de un

volumen dado de un material permeable, a una temperatura especificada y la

masa a la misma temperatura de un volumen igual al agua destilada.

�� Determinación de la densidad de la mezcla compactada

A continuación se describe el procedimientoa seguir para determinar la densidad de la

mezcla compactada:



Peso en el aire

En una balanza conapreciación de 0,01gr se determina el pesoen el aire de la mezcla

compactada, este valor se anotara en la planilla correspondiente.

Peso en el agua

Se sumerge la briquetaen el baño de agua de la balanza hidrostática durante un

periodo de un minuto y se procede a registrar el peso de la briqueta en agua en la

planilla.

Peso saturado superficie seca

Seextrae la briqueta del baño de agua de la balanza y rápidamente se seca

superficialmente con un paño absorbente y se pesa nuevamente en el aire. Se registra

el valor obtenido en la planilla correspondiente.Una vez tomadas las pesadas se

procede a realizar los cálculos de densidades (véase el ANEXO B)

a) Luego de determinar la densidadde cada una de las briquetas, se procedea

colocarlas en el baño de maría a unatemperatura de 60ºC ± 1ºC, por unperiodo de

30 minutos como se muestra en lafigura N° 16.

Figura N° 16, Briquetas en Baño de María.

b) Ya transcurrido los 30 minutos se procede a retirar las briquetas del baño de maría

y con la ayuda de un paño absorbente se debe secar superficialmente cada

briqueta.



c) A continuación se coloca centradamente la briqueta en la parte inferior de la

mordaza, luego se debe montar la parte superior de la mordaza y colocar el

conjunto de briqueta más mordaza en la prensa Marshall (véase figura N° 17).

Figura N°17, Colocación de la briqueta en la prensa Marshall

d) El medidor de flujo se deberá colocar en la posición de uso

sobre una de las barras guía, ajustándolo en cero mientras se mantiene

firmemente contra la parte superior de la mordaza (véase figura N° 18).

Figura N°18, Ajuste de la briqueta en la prensa Marshall.

e) Con todo el equipo en posición se procede a aplicarle una carga a la briqueta a una

rata de deformación constante de 50,8 mm (2”) por minuto, hasta que ocurra la

falla o rotura (véase figura N° 19).



Figura N°19, Anillo de carga.

f) El punto de rotura se define por la carga mínima obtenida. El número total de

libras necesarias para producir la rotura de la muestra a 60 ºC se anota como Valor

de Estabilidad Marshall.Mientras se realiza el ensayo de estabilidad, se debe

mantener sujeto firmemente el medidor de deformaciones (Flujo) en posición

sobre la barra guía y se retira cuando se obtiene la carga máxima, se lee y se anota

esta lectura, que es el Valor del Flujo (véase figura N° 20). Esto vendrá expresado

en centésima de pulgadas (Véase tabla ANEXO C).

Figura N° 20, Sujeción del medidor de deformación.

NOTA 1: Proceso completo de determinación de la Estabilidad y Flujo a partir del momento en que se saca la briqueta del baño de maría debe completarse en un periodo de 30 seg.

ANEXO A

A.1. COMBINACION POR TANTEO



A continuación se presenta un ejemplo decómo realizar una combinación por tanteo:

Al obtener los % pasantes de la granulometría de cada uno de los materiales que van a ser

usado en la mezcla asfáltica, se colocaran tal como se indica en la tabla N° 2.

Tabla N°2, Granulometría de los agregados

AGREGADOS PORCENTAJE

(%)

% PASANTE

37,5 mm

25,4 mm

19,4 mm

12,5 mm

9,5 mm

4,74 mm

2,36 mm

1,18 mm

0,60 mm

0,30 mm

0,15 mm

0,074 mm

1 ½” 1” ¾” ½” 3/8” #4 #8 #16 #30 #50 #100 #200

Polvillo 100,0 100 100 100 100 100 87,4 72,6 57,0 44,7 34,2 24,8 18,1

Piedra(3/4) 100,0 100 100 72,7 25,3 12,7 1,3 1,0 0,9 0,8 0,8 0,7 0,6

Arena 100,0 100 100 100 100 100 72,2 54,0 37,9 28,0 19,4 11,7 7,2

Arrocillo 100,0 100 100 100 100 90,0 6,7 5,0 4,5 4,3 4,0 3,5 2,9

Seguidamente se procede a iniciar laserie de tanteos, multiplicando losporcentajes

escogidos, por cada uno delos (% pasantes) de las granulometríasde los materiales a utilizar.

Generalmentese tiene por experiencia, una idea da losporcentajes a utilizar para iniciar

lostanteos. Tal como se indica en la tabla N° 3.

Al obtener los resultados de la multiplicación de los porcentajesescogidos, por los (%

pasantes) de lasgranulometrías de los materiales autilizar, se debe sumar los retenidos

decada uno de los materiales, para obtenerla granulometría de la combinación.

Luego se debe comprobar que los datosque se obtuvieron estén dentro de loslímites

especificados, tal como se indicaen la tabla N° 4.

Tabla N°3, Combinación de agregados

AGREGADOS COMBINACION

(%)

% PASANTE

37,5 mm

25,4 mm

19,4 mm

12,5 mm

9,5 mm

4,74 mm

2,36 mm

1,18 mm

0,60 mm

0,30 mm

0,15 mm

0,074 mm

1

½” 1” ¾” ½” 3/8” #4 #8 #16 #30 #50 #100 #200

Polvillo 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 17,5 14,5 11,4 8,9 6,8 5,0 3,6

Piedra(3/4) 25,0 25,0 25,0 18,2 6,3 3,2 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2

Arena 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 13,0 9,7 6,8 5,0 3,5 2,1 1,3

Arrocillo 37,0 37,0 37,0 37,0 37,0 33,3 2,5 1,9 1,7 1,6 1,5 1,3 1,1



Tabla N°4, Granulometría de la combinación

AGREGADOS COMBINACION

(%)

% PASANTE

37,5 mm

25,4 mm

19,4 mm

12,5 mm

9,5 mm

4,74 mm

2,36 mm

1,18 mm

0,60 mm

0,30 mm

0,15 mm

0,074 mm

1 ½” 1” ¾” ½” 3/8” #4 #8 #16 #30 #50 #100 #200

Puntos de Control

Piedra(3/4)

Superior - 100 100 Max

90 - - 49 - - - - 8

Inferior - - 90 - - - 23 - - - - 2

Zona restringida

Arrocillo

Máximo - - - - - - 34,6 28,3 20,7 13,7 - -

Mínimo - - - - - - 34,6 22,3 16,7 13,7 - -

Combinación 100% 100,0 100,0 93,2 81,3 74,5 33,3 26,3 20,1 15,8 12,0 8,5 6,2

COVENIN (2000-87)

PROVISIONAL CUMPLE - - OK OK - - OK - - - - OK

Gráfica N°1,Curva Granulométrica

En la tabla N°5 se muestra como la curvagranulométrica de la combinacióncumple

(véase grafica N°1), ya que lamisma se encuentra dentro de los límitesde las especificaciones.

Tamaño del Tamiz mm, elevado a la 0,45

Porcentaje Pasante



Tabla N°5, Resumen de la combinación

Datos: - Cantidad de Mezcla a Colocar en el Molde Marshall (gr) - (%) Mínimo de Asfalto a usar en el Diseño por el Método Marshall

Asfalto (%)

Peso del Asfalto (gr)

Agregado (%)

Peso del Agregado (gr)

4,0 48,0 96,0 1.152,0

4,5 54,0 95,5 1.146,0

5,0 60,0 95,0 1.140,0

5,5 66,0 94,5 1.134,0

6,0 72,0 94,0 1.128,0

A.2. CÁLCULO DE LA COMBINACION

• PESO ASFALTO: Cantidad de mezcla a colocar en el molde

Marshall por el porcentaje de asfalto.

Ejemplo: 1200 gr x 4% = 48 gr

• AGREGADOS: 100% total de la mezclamenos el porcentaje de

asfalto.

Ejemplo: 100% - 4% = 96 %.

• PESO DEL AGREGADO: Cantidad demezcla a colocar en el molde

Marshallmenos el peso del asfalto.

Ejemplo: 1200 gr – 48 gr = 1152 gr.

(Nota: Véase tabla N° 5)

1200,00

4



A.3. CÁLCULO DE PESADA DE AGREGADOS

El porcentaje escogido para lacombinación menos el porcentaje pasante de la

combinación, eseresultado se multiplica por la cantidad demezcla asfáltica a colocar en el

moldeMarshall en este caso 1200 gr.

El resultado de la multiplicación semultiplica por el porcentaje de agregadoen este caso

96%, para luego obtener elpeso retenido de los agregadosacumulados.

Ejemplo:

Paso N° 1: 20% - 17,5 % = 2,5 %

Paso N° 2: 1200 gr x 2,5 % = 30 gr

Paso N° 3: 30 gr x 96 % = 29 gr

Para calcular el pasa # 8 multiplicamos elpeso del agregado por el porcentajeescogido

para la combinación, tal comose indica en la tabla N° 6.

Ejemplo: 1152 gr x 20 % = 230,4 gr

Tabla N° 6, Pesadas de agregados (acumulado)

Cemento Asfáltico (%) 4,0

AGREGADOS

Peso Retenido Acumulado (gr)

37,5mm 25,4mm 19,4mm 12,5mm 9,5mm 4,74mm 2,36mm 1,18mm

1 ½” 1” ¾” ½” 3/8” #4 #8 Pasa #8

Polvillo 29,0 63,1 230,4

1.152,0 Piedra (3/4) 78,7 215,2 251,5 284,2 285,3 288,0

Arena 57,6 95,4 207,4

Arrocillo 42,6 397,7 404,9 426,2



ANEXO B

B.1. CÁLCULOS

Determinación de los cálculos para la densidad de la mezcla compacta.

• Numeración de la briqueta según el porcentaje del cemento asfáltico.

• Porcentaje de cemento asfáltico.

• Altura de la briqueta.

• Peso en aire de la briqueta.

• Peso en agua de la briqueta.

• Peso saturado superficie seca de labriqueta.

• Volumen de las briquetas. (5 – 6)

• Densidad de la mezcla compactada obriqueta. (4 / 7)

Tabla N° 7, Resumen de datos de pesadas de las briquetas

Briqueta

N°

(1)

Asfalto

(2)

Altura (cm)

(3)

Peso (gr) Volumen

(cm3)

(7)

Peso

Unitario (gr/cm3)

(8)

Aire (4)

Agua (5) Aire sss

(6)

1 4,00 6,33 1.221,3 702,8 1.222,9 520,1 2,348

2 4,00 6,34 1.224,2 704,9 1.226,0 521,1 2,349

3 4,00 6,34 1.227,1 706,4 1.228,4 522,0 2,351

Promedio 4,00 2,349

ANEXO C

Tabla N°8, Resultados para la obtención del valor de flujo

Peso Unitario (gr/cm3)

(1)

D.M.T. (RICE)

(2)

Vacío Total (%) (3)

VAM (%)

(4)

V II (%)

(5)

Estabilidad Leída (Lbs) (6)

Factor de Corrección

(7)

Estabilidad Corregida

(lbs) (8)

Flujo (0,01 pulg)

(9)

2,348 1.710 0,93 1.590 8

2,349 1.698 0,93 1.579 8

2,351 1.709 0,93 1.589 8

2,349 2,601 9,03 15,88 39,16 1.586 8



PLANILLAS DE ENSAYO



Tabla N°9, FORMULAS PARA DISEÑO DEL MÉTODO MARSHALL

Peso Específico bulk del agregado combinado Gbn

Pn

Gb

P

Gb

PPnPP

Gsb%

...22%

11%

%...2%1%

+++

+++=

Peso Específico máximo de la mezcla, método RICE

Peso Específico máximo de la mezcla, por fórmula Gb

Pb

Gse

PsPmm

Gmm+

=

Peso Específico efectivo del agregado

Gb

Pb

Gmm

PmmPbPmm

Gse−

−=

Asfalto absorbido (Pba), expresado

como porcentaje en peso del agregado Gb

GsbGse

GsbGsePba *

**100

−=

Asfalto Efectivo, (Pbe) PsPba

PbPbe *100

−=

Vacíos en el Agregado Mineral (VAM) Gbs

PsGmbVAM

*100 −=

Vacíos Totales, Vt Gmm

GmbGmmPaVt

−== *100

Vacíos Llenados con Asfalto, Vll 100*VAM

VtVAMVll

−=

Pmm: % máximo de mezcla Gsbi: Gravedad específica bulk del agregado i

%Pi: % de agregado i Ps: % de agregado en mezcla

Pb: % de betún en mezcla Gb: Gravedad específica del betún

)( mezrepaguamezrepaguarep

mezcla

WWW

WGmm

−−−− −−=


LABORATORIO DE MECÁNICA DE

LOS SUELOS Y PAVIMENTOS

CURVAS DE LAS PROPIEDADES DE DISEÑO MARSHALL MEZCLA TIPO III

NOMBRE DE LA OBRA: __________________________________________________________________________ PROCEDENCIA DE LOS MATERIALES:______________________________________________________________ TIPO DE MEZCLA:_______________ TIPO DE CEMENTO ASFÁLTICO:______________P.E.C.A.:___________

Estabilidad para %CA optimo:__________________ Flujo para % CA optimo:___________________

Peso Unitario para %CA optimo:________________ Vacíos Llenados %CA optimo:______________

Vacíos Totales para %CA optimo:_______________ VAM para %CA optimo:____________________

% Asfalto ÓPTIMO (promedio) =

CALCULADO POR : ____________________________________________ FECHA:_____________________


MÉTODO MARSHALL

OBRA: _____________________________________________________________________________________________________________________

FECHA:_____________________________________ CALCULADO POR: ________________________________________________________

MEZCLA TIPO: _____________________________________________________ FACTOR DE CALIBRACIÓN: _______________________________________

P.E.C.A: __________________________________________________________ TIPO DE C.A. : __________________________________________________

P.E. EFECTIVO DEL AGREGADO:_____________________________________ P.E. BULK MEZCLA DE AGREGADO: _______________________________

% C.A. Peso briqueta en gr.

Volumen cm³

Densidad % Volumen de mezcla

% Vacíos Estabilidad (lb) Flujo (1/100'')

Aire Agua Real Máximo teórico

Agregado Mineral

Llenados con asf. Totales Medida Factor de

Corrección Corregida C.A. Agregado

OBSERVACIONES: _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ENSAYADO POR: _______________________________ REVISADO POR:______________________________________________FECHA:_______________________

LABORATORIO DE MECÁNICA DE LOS SUELOS Y PAVIMENTOS


PROPORCIONES DE AGREGADO Y ASFALTO PARA UNA MEZCLA DE DISEÑO (METODO MARSHALL)

Nombre del Proyecto:__________________________________________________________________________________________________________

Procedencia de la Muestra:_____________________________________________________________________________________________________

Profundidad:___________________________ Tipo de Material:________________________ Tipo de Mezcla:_________________________________

Fecha de realización del ensayo: ______________________________

OBSERVACIONES: ____________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________

ENSAYADO POR: _______________________________ REVISADO POR:______________________________________________FECHA:________________________

PESO DE BRIQUETA %CA PESO

CA PESO

AGREGADO

PESOS DE LAS FRACCIONES TOTAL %

P1 - R3/4 P3/4 - R3/8 P3/8 - R4 P4 - R8 P8

1200 4.0% 48.0 1,152.0

1200 4.5% 54.0 1,146.0

1200 5.0% 60.0 1,140.0

1200 5.5% 66.0 1,134.0

1200 6.0% 72.0 1,128.0

1200 4.0% 48.0 1,152.0

1200 4.5% 54.0 1,146.0

1200 5.0% 60.0 1,140.0

1200 5.5% 66.0 1,134.0

1200 6.0% 72.0 1,128.0





ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO

Nº de Laboratorio Identificación de la muestra Banda

Superior Mezcla de

diseño Banda Inferior Observaciones

01 Mezcla de materiales según mezcla tipo III

Análisis Granulométrico Cálculo: Dibujo: Fecha: Localidad:



ENSAYO GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO

NOMBRE DEL PROYECTO: __________________________________________________________________________

PROCEDENCIA DE LA MUESTRA:______________________________________________________________________ TIPO DE MEZCLA:_______________ PROFUNDIDAD:__________________FECHA.:_________________________

TIPO DE MATERIAL : Mat. Grueso (Piedra picada 1/2") TIPO DE MATERIAL : Mat. Polvillo NÚMERO.......... : 1 NÚMERO.......... :2

TAMIZ PESO DEL MATERIAL

% RETENIDO

ACUMULADO % QUE PASA TAMIZ PESO DEL

MATERIAL

% RETENIDO

ACUMULADO % QUE PASA

1" 100.0 1" 100.0

3/4" 3/4" 0.0

1/2" 1/2"

3/8" 3/8"

Nº 4 Nº 4

Nº 8 Nº 8

Nº 30 0.0 Nº 30

Nº 50 0.0 Nº 50

Nº 100 0.0 Nº 100

Nº 200 0.0 Nº 200

Cacerola 0.0 Cacerola

PESO AGREGADO MAS TARA PESO AGREGADO MAS TARA PESO TARA PESO TARA

PESO AGREGADO PESO AGREGADO

TIPO DE MATERIAL : Arena Natural TIPO DE MATERIAL : Mat. Polvillo NÚMERO.......... : 3 NÚMERO.......... : 4

TAMIZ PESO DEL MATERIAL

% RETENIDO

ACUMULADO % QUE PASA TAMIZ PESO DEL

MATERIAL

% RETENIDO

ACUMULADO % QUE PASA

1" 1" 0.0 #¡DIV/0! 100.0

3/4" 3/4"

1/2" 1/2"

3/8" 3/8"

Nº 4 Nº 4

Nº 8 Nº 8

Nº 30 Nº 30

Nº 50 Nº 50

Nº 100 Nº 100

Nº 200 Nº 200

Cacerola Cacerola

PESO AGREGADO MAS TARA PESO AGREGADO MAS TARA

PESO TARA PESO TARA PESO AGREGADO PESO AGREGADO

ENSAYADO POR:_____________________________ REVISA DO POR:______________________________ FECHA:_____ __________________




PROPORCIONES DE AGREGADO PARA UNA MEZCLA DE AGREGADOS

NOMBRE DEL PROYECTO: ___________________________________________________________________________ PROCEDENCIA DE LA MUESTRA:_____________________________________________TIPO DE MUESTRA:__________ TIPO DE MEZCLA:_______________ PROFUNDIDAD:__________________FECHA.:__________________________

DEPOSITO % USADO

COMBINACIÓN Nº 1

Nº BINS 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" Nº4 Nº8 Nº30 Nº50 Nº100 Nº200

1

2

3

4

5

MEZCLA

ESPECIFICACIÓN

TOLERANCIA

DEPOSITO %

USADO COMBINACIÓN Nº 1


1

2

3

4

5

MEZCLA

ESPECIFICACIÓN

TOLERANCIA

DEPOSITO %

USADO COMBINACIÓN Nº 1


1

2

3

4

5

MEZCLA

ESPECIFICACIÓN

TOLERANCIA OBSERVACIONES: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ENSAYADO POR: _____________________________ REVISADO POR:______________________________ FECHA:_______________________



MEZCLA GRANULOMÉTRICA DE MATERIALES

TAMIZ Piedra picada 3/4" Polvillo Arena Natural Arrocillo

MEZCLA MEDIA ESPECIFICACION

% % % % Inferior Superior

1"

3/4"

1/2"

3/8"

Nº 4

Nº 8

Nº 30

Nº 50

Nº 100

Nº 200

OBSERVACIONES: ___________________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________

___________________

REALIZADO POR:______________________REVISADO POR: ___________________________________________FECHA:________________________

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PARTE VI LABORATORIO MEZCLAS ASFÁLTICAS MÉTODO … · 2018. 1. 11. · PESAJE DE AGREGADOS, CALENTAMIENTO DEL ASFALTO Y DE LOS AGREGADOS Para el pesaje del agregado, se prepara