Ensayo De Estabilidad Y Fluencia Marshall

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA POR EL MÉTODO MARSHALL

OBJETIVO

Determinación de la estabilidad y la fluencia de mezclas asfálticas por el método Marshall. Es aplicable únicamente a mezclas preparadas en caliente, utilizando cemento asfáltico como ligante y como inerte agregados pétreos de tamaño máximo 25 mm.o menor.

Estabilidad Marshall, de una mezcla asfáltica es la carga máxima en Kg. que soporta una probeta de 6,35 cm. de altura y 10,16 cm. de diámetro cuando se lo ensaya a una temperatura dada, cargándola en sentido diametral a una velocidad de 5,08 cm. / minuto.

Fluencia Marshall, es la deformación total expresada en mm. que experimenta la probeta desde el comienzo de la aplicación de carga en el ensayo de estabilidad, hasta el instante de producirse la falla.

APARATOS

Moldes de compactación: cilíndricos, de acero, de 101,6 mm. de diámetro interno y 76,2 mm. de altura, provistos de base y collar de prolongación adaptable a ambos extremos del molde.

Equipo compactador automático

Tamices: La serie completa de tamices de la Norma IRAM con su correspondiente tapa y fondo.

Balanza: De 2 Kg. de capacidad sensible al 0,1 gr.

Balanza: De 10 Kg. de capacidad sensible al gramo.

Bandejas: de chapa galvanizada, de fondo plano de 300 mm. x 300 mm. x 80 mm. para calentamiento de los agregados.

Recipiente: de cobre o chapa galvanizada de aproximadamente 800 cm3 de capacidad, de bordes altos con pico vertedero, para calentar el cemento asfáltico.

Recipiente: de cobre o hierro enlozado de fondo semiesférico de aproximadamente 24 cm. de diámetro y de 4 ó 5 litros de capacidad para mezclar los agregados con el cemento asfáltico.

Baño de agua caliente: Equipado con sistema de calentamiento termostáticamente controlado, que permita mantener el agua colocada a una temperatura de 60º C. ± 0,5º C. durante 24 horas.

Extractor de probetas: para retirarlas del molde de compactación.

Estufa: equipada con sistema de calentamiento termostáticamente controlado, que permita regular temperaturas entre 35º C. y 250º C. ± 2º C. para calentar y secar los agregados pétreos y los moldes de compactación.

Plancha de calentamiento: (tipo hotplate) equipada con sistema de calentamiento termostáticamente controlado, que permita regular temperaturas entre 35º C. y 250º C. ± 2º C. Para mantener la temperatura en la mezcla de los áridos con el cemento asfáltico.

Mordaza: de acero

Comparador extensométrico

Termómetro: con escala hasta 200º C. y sensibilidad de 1º C. para medir temperaturas de la mezcla asfáltica.

Prensa de ensayo: de accionamiento eléctrico o manual que permita aplicar cargas de hasta 3000 Kg

Elementos varios: de uso corriente, espátulas metálicas, cucharón de albañil, cuchara de almacenero, guantes de amianto, guantes de goma, pinzas, tiza, grasa para marcar probetas, calibre, etc.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

Se efectuaran para cada uno de los agregados que intervienen en la mezcla los ensayos de granulometría correspondiente por vía seca y vía húmeda de acuerdo a lo indicado en la Norma (VN-E7-65) determinando además el peso específico del agregado seco de cada agregado y el peso específico aparente del relleno mineral y según lo establecido en las Normas Nº 13, 14 y 15.

Los agregados a utilizar en la preparación de la mezcla, incluido el relleno mineral si fuera necesario, se secarán separadamente en estufa a una temperatura comprendida entre 105º - 110º C. hasta constancia de peso, necesitando tres horas como mínimo si el material no es poroso y 12 hs. como mínimo si el material es poroso.

Una vez secos los agregados, se separarán mediante tamizado cada uno de ellos en distintas fracciones granulométricas delimitadas por pares de tamices.

Agregado grueso

Agregado fino

Proporciones con que cada agregado intervenga en la mezcla final y las cantidades necesarias de las fracciones de cada agregado pétreo y del relleno mineral.

La probeta tendrá una vez compactada 101,6 mm. de diámetro y 63,5 mm. de altura con una tolerancia en la altura de ± 3 mm.El peso de agregado pétreo y relleno mineral será de 1140 gr.

PROCEDIMIENTO

Preparación del pastón

Se pesan las cantidades necesarias de las fracciones de cada agregado y del relleno mineral si fuera necesario para la ejecución de una probeta, se coloca en una bandeja o recipiente adecuado y se calientan en estufa hasta que la mezcla de ambos alcance una temperatura comprendida entre los límites establecidos para el asfalto, según indica el apartado siguiente, incrementados en 15º C, manteniéndose como mínimo en (2) horas a esta temperatura.

Se llena hasta algo más de la mitad con el cemento asfáltico a utilizar el recipiente citado en (Aparatos g) y se calienta durante 30 o 40 minutos en estufa a una temperatura tal:

Mezclas gruesas con agregados no porosos.

Rango de penetración Proveedor YPF

40 – 50 155 – 160º C.

70 – 100 145 – 150º C.

150 - 200 130 – 145º C.

Se retira de la estufa la bandeja conteniendo los agregados y el relleno mineral y se vuelca rápidamente el contenido en el recipiente de fondo semiesférico (Aparato h) calentando previamente a la misma temperatura del agregado. Se mezcla íntimamente durante 1 minuto con un cucharón de albañil de tamaño adecuado, tratando de conseguir completa uniformidad y finalmente se forma un hoyo en el centro de la mezcla de áridos para recibir el cemento asfáltico.

Se vierte la cantidad calculada de cemento asfáltico 4% (48 gr), a la temperatura que resulte de acuerdo con lo indicado en b), en el hoyo formado a ese efecto con el total de agregados, dentro del recipiente semiesférico.

Se mezcla el contenido de C.A y agregados con el cucharón, lo más rápidamente posible y con la necesaria intensidad como para obtener una mezcla íntima y uniforme en un tiempo no mayor de dos minutos.

Moldeo de la probeta

Se arma el molde colocándole la base y el collar de extensión y se introduce un disco de papel de filtro u otro papel absorbente hasta el fondo del molde.

Se coloca rápidamente con la cuchara de almacenero el total de la mezcla en el interior del molde, se acomoda aplicando 15 golpes con una espátula caliente distribuidos alrededor del perímetro de la probeta y 10 golpes en su interior, y se nivela la superficie del material.

Se coloca el molde sobre el Equipo compactador automático y se aplican 75 golpes por cada cara del molde.

Terminada la compactación de la probeta se retira el molde y sin la base y el collar de extensión se coloca el molde en un recipiente con agua fría durante 3 ó 4 minutos. Se retira luego el agua, se le coloca nuevamente el collar de extensión y con el extractor se retira la probeta del molde.

Debe moldearse un mínimo de tres probetas por cada % de C. A. repitiendo exactamente las operaciones indicadas anteriormente. Se realizan probetas con 5% (60 gr) y 6% (72 gr) de CA.

Ejecución del ensayo

Las probetas se ensayarán recién el día siguiente de efectuada su elaboración.

Se determina la altura de cada probeta por medición directa mediante un calibre de 0,1 mm. de aproximación con el que se miden las alturas correspondiente a los extremos de dos diámetros perpendiculares entre si. El promedio aritmético de las cuatro lecturas da la altura de la probeta.

Se pesan las probetas y se determina a continuación el peso unitario de probetas de mezclas asfálticas compactadas siguiendo el método establecido en la Norma VN-E12-67.

Probetas moldeadas en el laboratorio

Después de 24 horas de haber sido moldeada, se determina el peso de la probeta seca, Ps, a la temperatura ambiente y con una aproximación de 0,1g.

Luego se la sumerge en agua limpia, a temperatura ambiente y durante un lapsono inferior a 1 hora, a fin de saturarla.

Extraída la probeta del agua se la suspende de la balanza colgándola del ganchodel platillo mediante un hilo fuerte pero liviano.

Se sumerge la probeta en el recipiente con agua, cuidando que nohaya rozamiento con las paredes del mismo. Se determina el peso de la probetaen agua, Pi, con la aproximación 0,1g.

Se retira de la probeta el agua, se le quita el hilo que la rodea dejándola escurrirdurante 10 segundos.

Se la lleva a la balanza, determinando su peso, Ph, con aproximación de 0,1g. Se determina el volumen de la probeta con: V=Ph-Pi

Peso unitario de la probeta de mezcla asfáltica compactada.

Se le determina utilizando la fórmula:

D = (Ps/V)

Ps: Peso Seco (gr)

V: Volumen del molde (cm3)

D: Densidad Seca (gr/cm3)

Se deja secar la probeta al aire, para completar los demás ensayos que se piensaejecutar con la probeta.

Se sumergen las probetas en el baño de agua caliente a la temperatura de 60º C ± 0,5º C, manteniéndolas sumergidas sobre un período de tiempo comprendido entre 30 y 40 minutos.

Las probetas se ensayan aplicando las cargas en sentido diametral por medio de un dispositivo compuesto de dos mordazas semicirculares.

Comprobando que las superficies interiores de los arcos de las mordazas tienen la forma correcta y están perfectamente limpias y las varillas guías bien lubricadas se retira del baño termostático la probeta a ensayar, cuidando de no deteriorarla con golpes o excesiva presión de los dedos, y se coloca sobre la mordaza inferior centrándola exactamente, insertando luego en las varillas guías la mordaza superior. Se lleva, el conjunto a la prensa de ensayo y se acciona suavemente la manivela o el motor hasta notar que el compactador extensométrico de carga comienza a moverse. Se ajusta entonces el comparador extensométrico de deformaciones llevando se lectura a 0.

Inmediatamente se hace funcionar el motor de la prensa o se acciona la manivela si es manual, cuidando que la velocidad de aplicación de las cargas se mantenga constante a razón de 50,8 mm./minuto hasta el instante en que el comparador extensométrico de carga se detiene o invierte su marcha. Se lee en ese momento el máximo alcanzado. Este valor expresado en kilogramos es la carga de rotura de la probeta ensayada, que servirá para calcular el valor de la estabilidad. En el mismo instante que la probeta alcanza la máxima carga debe leerse en el dial indicador del comparador extensométrico de deformaciones, la deformación total sufrida por la probeta. Este valor expresado en mm. determina la fluencia de la probeta.

Si se utiliza una prensa con aro dinamométrico para el registro de cargas, debecalibrarse el aro determinándose el factor correspondiente. El producto de este factor por la lectura registrada en el extensómetro da la carga total en kilogramos, si la altura de la probeta fuera lanormal, igual a 63,5 mm. Si la altura de las probetas estará comprendida entre 60,5 y 66,5 mm.debereferirse la estabilidad a la altura normal de 63,5 mm. multiplicando la carga total halladapor el factor de corrección obtenido de la Tabla II en función de la altura real de laprobeta.

Entonces:

Estabilidad = L1 x f x K1

Dónde:

L1= Lectura en el dial del comparador extensométrico de carga.

f= Factor de equivalencia en Kg. del aro.

K1= Factor de corrección de acuerdo con la altura real de la probeta.

CÁLCULOS

Vacío de la mezcla compactada (V)

Expresado en porcentaje del volumen total indica la diferencia entre la densidad teórica y la real para el estado de compactación alcanzado. Se calcula por la fórmula siguiente:

V = 100 * ( 1 – d / DT)

Dónde:

d: Peso unitario de probeta de mezcla asfáltica compactada según Norma VN-E12-67

DT: densidad Teórica

Vacío del Agregado Mineral (VAM)

Expresado en porcentaje del volumen total, representa el volumen de vacíos existentes en el agregado mineral al estado de densificación alcanzado. Parte de volumen de vacíos está ocupado por el C. A. Se calcula con la fórmula siguiente:

VAM = V + (d * CA)

Dónde:

V= Vacíos de la mezcla compactada

d = Peso unitario de la probeta de mezcla asfáltica compactada. Según Norma VN-E12-67.

C. A = Porcentaje en peso de CA que interviene en la mezcla considerando el peso específico del CA igual a 1.

Relación Betnun-Vacios (RBV)

Expresa el porcentaje de los vacíos del agregado mineral ocupado por el cemento asfáltico en la mezcla compactada. Se calcula por la fórmula siguiente:

RBV = (100 * d * CA) / (VAM)

Los valores de la Estabilidad, Fluencia, Vacíos de la mezcla compactada, Vacíos del agregado mineral y Relación Betún - Vacíos, se expresan como el promedio aritmético de los valores individuales obtenidos para cada probeta de la serie de % de C. A ensayados.

DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO ÓPTIMO DE LIGANTE

Con los valores medios de la estabilidad, deformación, densidad relativa y diferentes contenidos de vacíos, se dibujarán para cada porcentaje de ligante los siguientes gráficos:

Estabilidad en Kg. VS % de ligante

Fluencia en mm. VS % de ligante

Densidad relativa en Kg. /dm3 VS % de ligante

% de vacíos en mezcla VS % de ligante

R.B.V en % VS % de ligante

% de vacíos en áridos (VAM) VS % de ligante

Se considera que el porcentaje óptimo de asfalto no debe seguir, solamente, de un simple promedio aritmético de valores óptimos, o de un valor individual de una determinada curva, sino de una evaluación racional del conjunto de curvas que representan las características volumétricas y mecánicas de la mezcla versus el porcentaje de cemento asfáltico.

En general, el criterio más lógico consiste en seleccionar el porcentaje de asfalto que se encuentre más próximo al valor mínimo de la curva VAM - % ligante (valor éste a su vez superior al valor mínimo indicado en el apartado siguiente para el tamaño máximo nominal del árido empleado en la mezcla) y al valor máximo de Estabilidad. El porcentaje óptimo de cemento asfáltico a adoptar deberá ser el valor máximo que cumpla con estos requisitos básicos.

Valores mínimos de los Vacíos del Agregado mineral según su tamaño Máximo Nominal.

Como el tamaño máximo nominal es 19 mm entonces el VAM mínimo debe ser 14%.

Otro criterio es del grafico Estabilidad VS %CA calculo el máximo % CA, cuyo valor de Estabilidad debe ser mayor a 900kg/cm2. Del Grafico Densidad VS %CA calculo el máximo % CA y del Grafico VAM VS %CA calculo el mínimo % CA. Con estos tres valores hago un promedio y calculo el % CA óptimo.

%CAoptimo = (%CA1 + %CA2 + %CA3) / 3

%CAoptimo = (6% + 5,5% + 4%) / 3

%CAoptimo = 5,2 %

TABLA:

GRAFICOS:

ENSAYO RICE

OBJETO

Determinar el Peso Específico “efectivo” y de la absorción de asfalto del agregado pétreo a utilizar en la elaboración de mezclas asfálticas en caliente empleando el procedimiento de J. Rice (saturación por vacío).

Peso específico efectivo:

Es la relación entre el peso de un determinado agregado respecto a su volumen considerando el volumen sólido, los vacíos impermeables y los poros impermeables al CA pero permeables al agua.

APARATOS

Balanza de 4 kilos de capacidad con sensibilidad de 0,1 gr.

Dos frascos “kitasato” de vidrio pyrex para vacío de 2000 y 1000 cm³ de capacidad respectivamente.

Bomba de vacío para evacuar el aire contenido dentro del frasco y manómetro diferencial de mercurio.

Dos tapones de goma para los frascos y tubos de goma para vacío.

Baño de agua, para mantener la temperatura a 25ºC ± 0,5ºC.

Enrasadorrealizado con varilla de acero

Pipeta aforada de 25 cm³.

Elementos varios: Agua destilada, pinza de Hoffman, bandejas, espátulas, cucharatipo almacenero, etc.

CALIBRACIÓN DEL FRASCO

Para ello se procede de la siguiente forma: Se llena el frasco de 2000 cm³. Hasta aproximadamente el nivel, determinado por el extremo de la varilla del enrasador estando este apoyado en la boca del frasco, utilizando agua destilada, a una temperatura inferior en algunos grados a 25ºC. Pesar en tales condiciones para determinar su peso, D = 3207 gr (frasco + agua).

CANTIDAD DE MUESTRA A ENSAYAR

La cantidad de mezcla asfáltica a utilizar para realizar el ensayo es de 999gr

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

Una vez fijada la cantidad de mezcla asfáltica a ensayar se efectúa su elaboración de acuerdo a la Norma VN-E9-86, luego se la deja enfriar a temperatura ambiente durante 24 hs. La mezcla asfáltica debe ser elaborada con el porcentaje de asfáltico óptimo más 1 %, a fin de reforzar el recubrimiento de los agregados pétreos porosos y no porosos con una película de asfalto de mayor espesor.

El peso específico de los agregados pétreos es independiente del porcentaje de asfalto con que fue preparada la mezcla, cuando se cumple la mencionada condición de recubrimiento.

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

Se toma la mezcla, ya enfriada a temperatura ambiente, como lo indica el párrafo anterior, de la que se desmenuzará los grumos, tomando la precaución, de no romper las partículas de la fracción fina que no sean mayores de 6,70 mm. (¼”). Si la mezcla no es suficientemente blanda, como para ser desmenuzada con la mano, deberá ser colocada en una bandeja y calentada ligeramente hasta que se pueda desmenuzar.

Se equilibra la balanza colocando el frasco, de 2000 cm³, secado exteriormente en uno de los platillos y arena fina seca en el otro. Se introduce en el frasco la fracción de mezcla para el ensayo y se determina su peso con una aproximación de 0,1 gr.(A = 999 gr).

Al frasco conteniendo la mezcla, se le agrega agua destilada, hasta cubrir totalmente el material – la altura mínima de agua que cubra la mezcla, debe ser de 3 cm.

Se colocan a los frascos los tapones de goma, y se efectúa las conexiones, a la bomba de vacío. Una vez preparado el equipo, se pone la bomba en funcionamiento hasta lograr un vacío, de 30 mm. en la columna mercurial el que deberá mantenerse todo el tiempo necesario hasta que no se observen desprendimientos de burbujas de aire del interior de las partículas de la mezcla. Cada tanto debe agitarse el frasco con su contenido, de manera tal de lograr la extracción total del aire de la mezcla.

Una vez finalizada la operación indicada en el párrafo anterior se llena el frasco hasta aproximadamente el nivel determinado por el extremo de la varilla del enrasador, estando este apoyado en la boca del frasco, utilizando agua destilada. Se seca luego completamente el frasco en su parte exterior y en la zona del cuello interior por sobre el nivel del enrase para asegurar que no haya gotas de agua adherida a sus paredes, pesándose a continuación. Se determina en esta forma el peso E = 3805 gr, del conjunto (es decir el peso del frasco, más el peso del material que contiene, más el peso del agua destilada colocada).

CÁLCULO

Para la determinación de la Densidad Teórica Máxima de la mezcla, se emplea la siguiente fórmula:

Dt = A / (A + D - E)

Dt = 999gr / (999 gr + 3207 gr – 3805 gr)

Dt = 2,49

Dónde:

DT = Densidad Teórica Máxima

A = Peso en gramos de la mezcla asfáltica

D = Peso en gramos del frasco lleno con agua destilada a 25ºC.

E = Peso en gramos del frasco conteniendo la mezcla y el agua destilada a 25ºC complementaria para llenarlo

MÉTODO DE ABSON

OBJETO

Esta norma detalla el procedimiento a seguir para la determinación del contenido de asfalto de mezclas preparadas en caliente empleando el método de “Abson”.

APARATOS

Extractor Abson – Este aparato consiste en un cuerpo cilíndrico de

50 cms. de alto y 20 cms. de diámetro, con base de fibrocemento. Consta de dos partes: la superior (comprende 2/3 del aparato) incluye el refrigerante, los cestos, el agitador y un grifo de descarga; la inferior lleva el sistema de calefacción, realizado por medio de una resistencia con potencia de 300 vatios máximos. El refrigerante está insertado por debajo de la tapa del extractor y consta de una espiral de cobre de diámetros desiguales y corrugaciones equidistantes para que el solvente al condensarse se desplace y gotee sobre el cesto en forma de lluvia.

El cesto principal del equipo lleva sujeto en la base, con grapas, un cestillo cónico revestido con malla de 75 micrones de abertura.

En el centro del cesto, dentro de una guía o muesca, gira un agitador a paleta cuyo vástago sale fuera del aparato, terminando en un robinete desmontable a fin de facilitar su movimiento manual.

Estufa regulable para secado de muestras.

Centrifuga, con sus correspondientes vasos que permita trabajar a 2.500 r.p.m.

Portavasos para apoyo durante las pesadas.

Balanza de por lo menos 4 Kgs. de capacidad con sensibilidad de 0,1 gr.

Probetas graduadas de 500 cm3.

Vasos erlenmeyer de 500 cm3.

Termómetro graduado de 0ºC a 150ºC.

Plato enlozado.

Tamices IRAM. Se utilizarán la serie de cribas y tamices establecidas en el Pliego de Especificaciones de la Obra, con su correspondiente tapa y fondo.

Elementos varios de uso corriente en laboratorio: bandejas, espátulas, pinceles, etc.

REACTIVOS

Tricloroetileno.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

Se coloca la muestra obtenida en estufa a 110ºC - 120ºC durante 30 minutos. Al cabo de dicho tiempo se la desmenuza con una espátula y se deja 30 minutos más.

Esta mezcla caliente se reduce, por cuarteos hasta lograr la porción necesaria para efectuar el ensayo.

PROCEDIMIENTO

Determinación del contenido de asfalto

Se pesa en la balanza; el conjunto de ambos cestos, agitador y un plato enlozado (este último servirá de apoyo para evitar pérdidas de material). El peso del equipo se obtiene al 0,1 gr. llamándolo “P = 1567 gr”.

La muestra a ensayar se coloca en el cesto principal estando aún tibia, para acomodar mejor sus partículas, cuidando de colocar previamente el agitador en su lugar.

Una vez frío se coloca el conjunto sobre el plato enlozado, se agrega el cestillo y se obtiene su peso “P1 = 2566 gr”. La diferencia de este peso con “P” será la cantidad de mezcla con el que se inicia la determinación, llamándolo “P2 = 999 gr”. Se toma el cesto, se ajusta el cestillo y se coloca el conjunto en el extractor.

Sobre la mezcla se vuelcan 500 cm3. de tricloroetileno. Se cierra, ajustando correctamente la tapa, se conecta la calefacción y se deja circular agua por el refrigerante.

Se deja funcionar el extractor durante el tiempo necesario para que la lluvia delsolvente condensado al caer sobre la muestra produzca el arrastre del asfalto,hasta que, a través de la mirilla (F) pueda visualizarse el solvente totalmentelimpio. Durante la extracción del asfalto se acciona el agitador mediante 10rotaciones cada 15 minutos.

Trascurrido el período de extracción se desconecta el calefactor dejándose circular agua por el refrigerante durante 30 minutos como mínimo, hasta que se enfríe todo el dispositivo.

Se cierra el paso de agua y se levanta la tapa refrigerante. El agregado pétreo que contiene el cesto deberá presentarse libre de betún. Si tal cosa no ocurriera deberá proseguir la extracción.

Si el agregado se halla limpio, se retira el conjunto constituido por ambos cestos y el agitador. Se lo deja al aire durante 30 minutos colocándolo sobre el plato enlozado. Se seca en estufa durante 1 hora a 110ºC - 120ºC. Se deja enfriar y se pesa “P3 = 2496 gr”. La diferencia con “P” será la cantidad de mezcla sin asfalto “P4 = 929 gr” (falta agregar los finos).

En el recipiente del extractor ha quedado el asfalto disuelto en tricloroetileno y el agregado pétreo fino que pasa por el “cestillo” (malla de 74 micrones). Este material se recupera por centrifugado.

Se taran estos vasos de centrifuga en balanza al 0,1 gr. habiéndoselos secado previamente en estufa durante 1 hora como mínimo o a peso constante, obteniendo un peso de 188,2 gr por los cuarto vasos. Se distribuye el tricloroetileno con el material de suspensión, en partes iguales entre los cuatro vasos.

Se igualan los pesos de los cuatro vasos, colocados en los correspondientes portavasos, en una balanza al 0,1 gr. agregando solvente limpio en el tubo más liviano.

Se centrifugan los vasos, colocados en posiciones opuestas, durante 15 minutos a 2.500 r.p.m. Se extraen los vasos y se decanta el tricloroetileno.

Se vierten 250 cm3. de tricloroetileno limpio en el recipiente del extractor, se agitay se lo trasvasa a unErlenmeyer.

Se agita el erlenmeyer y se vierte el contenido, por partes aproximadamente iguales, en los vasos de la centrífuga que contiene el residuo de la centrifugación anterior. Se procede a una nueva centrifugación, siguiendo los pasos indicados anteriormente en j), k) y l).

Se repite el lavado del recipiente y agitación en los vasos, tal como se indicó en los párrafos m) y n), efectuándose una última centrifugación.

Los vasos con el residuo depositado por centrifugación (previa decantación del tricloroetileno) se dejan al aire 30 minutos y luego se secan durante 1 hora o a peso constante, en estufa a 110ºC – 120ºC.

Se dejan enfriar los vasos con el material pétreo que pasa el tamiz N°200 y se pesan obteniendo un peso de 214 gr, luego se resta el peso de los vasos y se obtiene “D = 25,8 gr” que corresponde a una partedel material pétreo que pasa el Tamiz Nº 200. La suma de este valor con “P4” nos da el total de mezcla sin asfalto, denominándolo “P5 = 954,8 gr”.

CÁLCULOS

El contenido de asfalto de la mezcla se calcula con la siguiente expresión

%CA = (P2-P5) * 100 / P2

%CA = (999gr – 954,8gr) * 100 / 999gr

%CA = 4,42 %

ENSAYO DE PENETRACION

PROSEDIMIENTO

Este ensayo se realizó para determinar si el ligante asfaltico que se utilizara en obra tenga las características y las propiedades deseadas, es decir, una buena consistencia. Por lo general este ensayo se utiliza para verificar las características del Asfalto ASFASOL 50/60, pero para un Asfalto ASFASOL 30.

El ensayo de penetración caracteriza la dureza de los asfaltos, se mide en decimas de mm, es lo que una aguja normalizadade 100 g (50gr sobrepeso y 50 gr vástago de la aguja) penetra en una muestra a 25°C durante 5 segundos. Previamente se remoja en agua a 25°C la pastilla.

Los resultados obtenidos son los siguientes:

La exigencia establece que la penetración mínima es de 5mm y la máxima es de 6mm para un cemento asfaltico. Los valores obtenidos son superiores por lo que se desecha el lote

ENSAYO DE VISCOSIDAD

PROSEDIMIENTO

Consiste en determinar la viscosidad de una muestra de asfalto para verificar si esta cumple con la viscosidad requerida.

El ensayo de viscosidad se realiza en un aparato llamado viscosímetro, previamente nivelar el aparato con un nivel de burbuja ubicado en la parte superior del aparato.

El ensayo se realiza a una temperatura del cemento asfaltico de 60°C, para llegar a esta temperatura se coloca en un tubo el material y sobre éste una aguja N°27 y se lo lleva a una estufa hasta alcanzar dicha temperatura y luego llevarla al viscosímetro. Se utiliza una cantidad de cemento asfaltico de 10,4gr para el ensayo.

Los valores obtenidos son: la viscosidad medida en cP (centi Poise), revoluciones por minuto y Torque, dependiendo del tipo de CA estos valores deben estar entre determinados rangos.

Los valores obtenidos en el ensayo son:

cP = 312 e3

RPM = 0,5

Torque = 62,3

Para este tipo de cemento, el valor de viscosidad cae dentro de rango establecidos por norma que es como mínimo 240 cP y un máximo de 360 cPpero el torque no verifica ya que el rango es entre 40-60, pero como la viscosidad nos verifica damos por correcto o valido el ensayo.

DETERMINACION DEL PESO UNITARIO DE PROBETAS ASFALTICAS COMPACTADAS

OBJETO

Esta norma detalla el procedimiento a seguir para determinar el peso unitario, llamado comúnmente densidad, de probetas de mezclas asfálticas extraídas de pavimentos en servicio.

APARATOS

Balanzas de por lo menos 2 Kg. de capacidad con sensibilidad de 0,1 g.

Dispositivo para suspender las probetas que se sumergirán en agua.

Recipiente con capacidad suficiente para sumergir totalmente la probeta sin que haya rozamiento con sus paredes.

Elementos varios de uso corriente en el laboratorio: bandejas para colocar las probetas durante su secado, recipiente para saturar las probetas con agua, etc.

PROCEDIMIENTO

Probetas extraídas de pavimentos asfálticos.

Extraída la probeta del pavimento con un saca testigo se procederá a saturarla con agua.

Se coloca la probeta a secar al aire y a temperatura ambiente, hasta que se logre peso constante. Se determina dicho peso Ps, con aproximación de 0,1g. En nuestro caso se trabajan con dos testigos.

Se suspende las probetas de la balanza colgándola del gancho del platillo mediante un hilo fuerte pero liviano.

Se sumerge la probeta en el recipiente con agua y se determina el peso de la probeta en agua, Pi, con la aproximación 0,1g.

Se retira de la probeta el agua, se le quita el hilo que la rodea dejándola escurrir durante 10 segundos.

Se la lleva a la balanza, determinando su peso, Ph, con aproximación de 0,1g.

CALCULOS

Peso unitario de la probeta de mezcla asfáltica compactada. Se le determina utilizando la fórmula:

D = Ps / (Ph - Pi)

Dónde:

D = densidad de la probeta.

Ps = peso en aire de la probeta seca.

Ph = peso en aire de la probeta saturada con agua.

Pi = peso de la probeta, previamente saturada, sumergida en agua.

A esta densidad la comparamos con la densidad de Marshall

Como mínimo debe tener 98 % de exigencia. El testigo N°8 no verifica mientras que el testigo N°3 si verifica.

RESISTENCIA DEL HORMIGON A LA TRACCION POR FLEXION

Este ensayo consiste en hacer que la probeta de hormigón falle por flexión pura en el centro. Las dimensiones de la probeta son: 15cm de ancho x 15cm de alto x 60cm largo. Las probetas corresponden a H-21

Ensayo 1: Probeta con fecha 25/10/11  Q = 2,89 Tn = 2890 Kg

σ_fr=M/W=(Q/2×15cm)/(〖(15 cm)〗^3/6)=(2890Kg/2×15cm)/(〖(15 cm)〗^3/6)=38,53 Kg/〖cm〗^2

〖 σ〗_(fr.adm)=σ_fr/2=19,27 Kg/〖cm〗^2

Ensayo 2: Probeta con fecha 20/10/11  Q = 2,53 Tn = 2530 Kg

σ_fr=M/W=(Q/2×15cm)/(〖(15 cm)〗^3/6)=(2530Kg/2×15cm)/(〖(15 cm)〗^3/6)=33,73 Kg/〖cm〗^2

〖 σ〗_(fr.adm)=σ_fr/2=16,87 Kg/〖cm〗^2

En este ensayo pudimos ver que las probetas rompieron en la zona central de la misma.

U.N.Sa. – Facultad de Ingeniería

Vias de Comunicaciones II

Informe de Visita de Laboratorio Nº 2

Ensayos de Materiales Asfalticos

NOMBRE Y APELLIDO: Fernández, Mariano Francisco

LU: 305579

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