CARGA DE DISENOS PUENTES

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ENSAYO MARSHALL

AUTOR:

David Rosales

21511186

PRESENTADO A

ING. MICHAEL PINEDA

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA CENTROAMERICANA (UNITEC)

INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO DE CONCRETO

SAN PEDRO SULA

        02 de abril de 2018

INTRODUCCIÓN

Con este informe se tiene el objetivo de expresar cuantitativamente el porcentaje de asfalto óptimo para que una carretera mantenga durante su vida útil la resistencia para la cual fue diseñada sin presentar mayores deformaciones. Dicho diseño debe contemplar estar dentro de los límites de vacíos y también considera el peso mayor unitario del asfalto ya con esto encontramos el porcentaje de asfalto optimo, y también se toma en cuenta que el flujo este en condición plástica.

ÍNDICE

OBJETIVOS        1

MARCO TEÓRICO        2

Ensayo Marshall        2

EQUIPO Y MATERIALES        4

PROCEDIMIENTO        5

MEMORIA DE CÁLCULOS        6

Densidad Relativa Masiva (Gsb)        6

Peso específico de mezcla suelta (Gmm)        7

Densidad Relativa masiva Mezcla compactado        7

Peso Unitario De Las Pastillas Compactadas        8

Densidad Relativa Efectiva (Gse)        9

Asfalto Absorbido (Pba)        10

Contenido Efectivo del Asfalto (Pbe)        11

VMA (Vacíos en el Agregado Mineral)        11

Vacíos llenos de Aire        12

Estabilidad        13

Flujo        14

Porcentaje de Asfalto Óptimo        15

CONCLUSIONES        16

ANEXOS        17

BIBLIOGRAFÍA        19

OBJETIVOS

• Conocer el porcentaje asfaltico óptimo para realización del asfalto.
• Proporcionar los porcentajes de arena y grava para tener la combinación de agregados adecuada.
• Encontrar los vacíos llenos de aire en los cálculos.
• Conocer la máxima estabilidad dada con la maquina estabilizadora con su porcentaje de contenido asfaltico.
• Conocer el peso unitario máximo nuevamente con su porcentaje de contenido asfaltico.

MARCO TEÓRICO

Ensayo Marshall

“La práctica de diseño de mezclas asfálticas ha utilizado diferentes métodos para establecer un diseño óptimo en laboratorio; los comúnmente más utilizados son el método Marshall y el Hveem. Siendo el Marshall el más común en la práctica” (Varela, 2015, p.2).

Para la evaluación de las características volumétricas de la mezcla asfáltica, se emplean diferentes parámetros como son el volumen de vacíos en el agregado mineral (VAM), los vacíos llenos de asfaltos (VFA) y el porcentaje de vacíos de la mezcla asfáltica compactada (Va), mediante diversas pruebas mecánicas, como son la gravedad específica del agregado mineral (Gsb), la gravedad específica de la mezcla asfáltica compactada (Gmb) y la gravedad teórica máxima de la mezcla asfáltica (Gmm). (Garnica, 2004, p.7)

El método Marshall permite el diseño de mezcla en laboratorio y el control de calidad en el campo. El método es empírico y su significado se pierde completamente si el procedimiento de ensayo no se respeta en su totalidad. La utilización de este criterio se limita solo a las mezclas asfálticas, utilizándose cementos asfálticos de penetración usual, y contenido de agregados con diámetro máximo de una pulgada (2,54 cm.) o menos. (Varela, 2015)

“Se estableció que para que haya equilibrio entre la estabilidad y la durabilidad los vacíos ocupados por aire en la mezcla total se limitan entre un 3% y 5%” (Garnica, 2004, p.3).

El propósito del método de dosificación Marshall es determinar el contenido óptimo de betún para una combinación específica de áridos. Se trata de un ensayo mecánico que consiste en romper probetas cilíndricas de 4” de ancho y 2 ½ “de altura esta puede variar. Y compactadas mediante un martillo de peso y altura de caída normalizados. Posteriormente se calientan a una temperatura de 60°C y se rompen en la prensa Marshall mediante la aplicación de una carga vertical a través de una mordaza perimetral y una velocidad de deformación constante de 50.8mm./min para determinar su estabilidad y deformación. Este método establece densidades y contenidos óptimos de vacíos que se han de cumplir durante la construcción del pavimento. (Flores, 2010)

Es importante saber que este ensayo es uno de los más conocidos y utilizados tanto para la dosificación de mezclas bituminosas como para su control en planta mediante la verificación de los parámetros de diseño de las muestras tomadas. En España este ensayo se utiliza en la formulación de mezclas bituminosas densas, semi densas y gruesas. No se aplica en mezclas abiertas pues resulta insensible para detectar el efecto que el ligante tiene sobre el comportamiento de la mezcla. Tampoco es adecuado para la caracterización de mezclas de elevado ángulo de rozamiento interno y mastico poco consistente. (Flores,2010)

El concreto asfáltico mezclado en caliente consiste en una combinación de agregados mezclado en caliente consiste de una combinación de agregados mezclados uniformemente y revestidos de cemento asfaltico. Para secar los agregados y obtener suficiente fluidez del cemento asfaltico para el mezclado conveniente y la manejabilidad ambos, el cemento asfaltico y los agregados deben calentarse antes de mezclarse de allí el término mezclado en caliente. (Cáceres, 2009)

Los agregados y el asfalto son combinados en una planta mezcladora asfáltica donde son calentados, proporcionados y mezclados para producir la mezcla de concreto deseada. Después que la mezcla en planta está hecha, la mezcla en caliente es transportada al lugar de pavimentación y extendida con la maquinaria de pavimentación en una compactadora flojamente a una superficie tersa y uniforme. (Cáceres, 2009)

“Para la preparación de la muestra se toma una porción de volumen ligeramente mayor al de la copa abierta de Cleveland y se calienta en un recipiente apropiado, agitándola en forma continua para distribuir la temperatura uniformemente, hasta que adquiera la fluidez suficiente que facilite su vaciado en la copa, cuidando que la temperatura alcanzada no exceda de 130°C” (Bustamante,2013, p. 2).

EQUIPO Y MATERIALES

Esta práctica no podría haberse realizado correctamente sin utilizar los equipos y materiales normados y recomendados por la ASTM de los cuales nos guiamos para esta práctica. A continuación, se detallan dichos materiales e instrumentos.

● Cucharas: para trasladar la muestra a la tara.

● Máquina de Marshall: utilizada para encontrar la estabilidad máxima de cada           briqueta y su flujo.  

● Tara: utilizada para colocar la muestra de asfalto tomada.

● Estufa: utilizada para calentar la muestra asfáltica para que pase de su estado sólido a líquido.

● Balanza: la balanza fue utilizada con el propósito de medir el peso de la tara y luego la muestra de asfalto derretido reiniciándola en cero.

● Termómetro: instrumento utilizado para medir la temperatura de la muestra.

● Cronometro: utilizado para medir el tiempo de los puntos de ignición y chispa.

     ● Horno: utilizado para calentar los agregados gruesos y finos.

     ● Moldes: utilizado para crear las briquetas de asfalto correspondientes.

     ● Canasta de metal: utilizada para poner la briqueta cuando está sumergida en el agua.

    ● Martillo: 10 lbs y 18” de altura.

    ● Calentador de agua: utilizado para tener las briquetas por 30 min a 60ºC.

PROCEDIMIENTO

• Primero combinando los agregados según el establecido y luego los dejamos calentar a 130ºC.
• Proseguimos a poner el asfalto en la estufa a calentar a 150+-10 Celsius.
• Calentamos 1 día antes las molduras donde se harán las briquetas.
• Se calienta el martillo y la espátula a una temperatura de 150+-10 Celsius.
• Se selección el % de asfalto a utilizar y con este se determina el peso del agregado y de asfalto a utilizar en la briqueta como una muestra representativa.
• Una vez pesados y listos los agregados y el asfalto se comienzan a mezclar en la estufa hasta que estos sean totalmente del color del asfalto.
• Luego lo ubicamos en los moldes ponemos papel en el fondo y encima del molde y los llenamos con una brocha de gasolina para que sea fácil quitar los moldes de la muestra. (v. Figura 1)
• Se sigue a martillar o compactar el asfalto en la briqueta con 75 golpes por lados recordando que el martillo tiene que estar perpendicular a la base. (v. Figura 2)
• Luego de hacer este proceso con cada una de las briquetas se sigue a dejarlas enfriar por 24 horas.
• Al siguiente día se realizó se hizo las correcciones por altura se toman 4 por briqueta y se saca un promedio y también se hace una corrección por máquina.
• Estas para ser probadas en máquinas deben estar en sus peores condiciones ósea se hace un simulacro con un baño a maría a 60º C por 30 min a cada briqueta. (v. Figura 3)
• Una vez ya estén en su peor estado se llevan a la máquina de estabilidad y hace el proceso donde se conoce su carga máxima su deformación o flujo. (v. Figura 4)

MEMORIA DE CÁLCULOS

Tabla 1. Datos para cada briqueta.

Fuente: Propia

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