Acapitulo 91 Diseño de Mezclas Asfálticas

5/28/2018 Acapitulo 91 Diseo de Mezclas Asflticas

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S. MINAYA & A. ORDOEZ

CAPITULO 10:

DISEO DE MEZCL A S ASFL TICAS

10.1 Tipos de Mezclas Asflticas

Las mezclas asflticas en caliente, HMA se divide en tres tipos: de gradacin densa, open-gradedo mezclas abiertas o porosas y gap-gradedo mezclas de granulometra incompleta. LaTabla 10.1 presenta los tipos de mezclas de acuerdo a las caractersticas granulomtricas.

Las gradaciones densas se subdividen engradacin continuao HMA convencional, large-stonemix, y mezclaarena-asfalto.

Las mezclas open-gradedse dividen en open-graded friction course, OGFCy base permeabletratada con asfalto.

El tipo gap-gradedabarca mezclas de concreto asfltico gap-gradedy mezclas stone masticasphalt, SMA.

Algunas mezclas HMA deben ser diseadas para casos particulares. Un ejemplo de este tipo

son las mezclas open-graded friction course OGFC, que se disean para mejorar la friccin,evitar encharcamientos y emanaciones de vapor del pavimento, y disminuir los niveles de ruido.

La Federal Highway Administration, FHWAjunto con la National Asphalt Pavement Association,NAPA prepararon una gua para la apropiada seleccin del tipo de mezcla que considerafactores como el trfico, medio ambiente, subrasante, condiciones del pavimento existente y supreparacin, y evaluacin econmica.

Tabla 10.1: Tipos de Mezclas Asflt icas en Caliente

Gradacin densa Open-garded Gap-gradedConvencionalTamao mximo nominalusualmente de 12.5 a 19mm(0.5 a 0.75 pulg.)

Porous friction course Gap-gradedconvencional

Large-stoneTamao mximo nominalusualmente de 25 a 37.5mm(1 a 1.5 pulg.)

Base permeable tratadacon asfalto

Stone Mastic Asphalt(SMA)

Arena asfaltoTamao mximo nominal

menos que 9.5 mm(0.375pulg.)


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Diseo Moderno de Pavimentos Asflticos Diseo de Mezclas Asflticas

S. MINAYA & A. ORDOEZ 164

Si las mezclas se clasificasen segn el porcentaje de vacos atrapada en la mezcla luego dela compactacin se clasificaran de la siguiente manera:

Mezclas Densas Vacos de aire, Va < 6%Mezclas convencionalesMezclas SuperpaveMezclas SMA

Mezclas semi-cerradas 6% < Va < 12%Mezclas abiertas Va > 12%Mezclas porosas Va > 20%

10.2 Definiciones

a) Mezclas de gradacin densa HMA

HMA de gradacin densa estn compuestas por ligante de cemento asfltico y agregado degradacin continua.

Las mezclas convencionales de HMAconsisten de agregados de tamao mximo nominal en elrango de 12.5 mm (0.5 pulg.) a 19 mm (0.75 pulg.). Foto 10.1

Large-stone mixcontienen agregados gruesos con un tamao mximo nominal mayor que 25mm (1 pulg.). Como se ve en la figura 9.1a, estas mezclas tienen un mayor porcentaje deagregados gruesos que las mezclas convencionales (mayores que el tamiz 4.75 mm o no. 4).Por el mayor tamao de los agregados, el esfuerzo de compactacin aplicado a la mezcla debeser monitoreado para prevenir fracturas excesivas de los agregados mayores durante elproceso de compactacin.

Asfalto-arenaest compuesto por agregado que pasa el tamiz 9.5 mm o 0.375 pulg. (figura10.1a). El contenido de ligante en la mezcla es mayor que para mezclas HMA convencionalesporque se incrementan los vacos en el agregado mineral de la mezcla. Las arenas usadas eneste tipo de mezcla son arenas chancadaso naturales de textura rugosa, la resistencia a lasdeformaciones permanentes de este tipo de mezclas es tpicamente muy bajo.

b) Mezclas open-graded

Las mezclas open-graded consisten de una gradacin relativamente uniforme y ligante decemento asfltico o ligante modificado (figura 10.1b). El principal propsito de este tipo demezclas es servir como una capa drenante, tanto en la superficie del pavimento o dentro de laestructura del pavimento. Figura 10.2 y Foto 10.2.


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a. Gradacindensa

b. Open-graded

c. Gap-graded

Figura 10.1: Gradaciones representativas de HMA


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Como se indic, hay dos tipos de mezclasopen-graded. El primer tipo de mezcla son utilizadascomo una superficie gruesa para proporcionar drenaje libre en la superficie y prevenir losencharcamientos, reduce las salpicaduras de las llantas, y reduce el ruido de las llantas. Este

tipo de mezcla es frecuentemente definido comoopen-graded friction course OGFC.

El segundo tipo de mezcla, denominado base permeable tratada con asfalto, comprende unagradacin uniforme de tamao mximo nominal mayor que las usadas en OGFC 19 mm (0.75pulg.) a 25 mm (1 pulg.) y se usa para drenar el agua que entra a la estructura del pavimentodesde la superficie o de la subrasante.

La produccin de las mezclas open-gradedes similar a las mezclas de gradacin densa. Seusan temperaturas de mezcla menores para prevenir el escurrimiento del asfalto caliente odraindowndurante el almacenamiento o traslado al lugar del proyecto. Recientemente se estnempleando polmeros y fibras en mezclasopen-graded friction coursepara reducir el draindowny mejorar la durabilidad de la mezcla. La colocacin de este tipo de mezclas es convencional.El esfuerzo de compactacin por lo general es menor que las mezclas de gradacin densa.

c) Mezclas gap-graded

La funcin de las mezclas gap-gradedes similar a la mezclas de gradacin densa porque estastambin proporcionan capas densas impermeables cuando la compactacin es apropiada. Lasmezclas gap-graded convencionales se vienen usando por muchos aos. El rango de losagregados va desde gruesos hasta finos, con poca presencia de tamaos intermedios; un tipode mezclagap-gradedse muestra en la figura 10.1c.

El segundo tipo de mezclas gap-gradedes el stone mastic aspahlt, SMA. Una representacinilustrativa de este tipo de mezcla se muestra en la figura 9.1c. La produccin de mezclasSMArequiere la incorporacin de significativas cantidades de filler mineral al agregado normal de talmanera que alcance del 8 al 10% de material que pasa el tamiz 0.075 mm o no. 200.

Como en las mezclas open-graded la temperatura de descarga de la mezcla necesita sercontrolada para prevenir el escurrimiento o draindowndel ligante durante el almacenamineto otransporte. Las fibras y/o polmeros son normalmente usados con SMA para prevenir eldraindown.

10.3 Consideraciones del Diseo de Mezclas

La caracterstica del diseo de mezclas comprende:

Densidad de la mezcla

Vacos de aireVacos en el agregado mineralContenido de asfalto.


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Cada una de estas caractersticas tiene mucha importancia en el comportamiento de la mezcla.

La densidad de la mezclaes la relacin entre el peso de la mezcla por unidad de volumen. Si

bien es cierto que esta caracterstica no es utilizada en el diseo de la mezcla, se emplea paralos controles de compactacin. A la mezcla asfltica compactada en el laboratorio se le asignala densidad patrn y ser sta el punto de referencia en los controles.

LosVacos de aire o vacosestn conformados por el aire atrapado en la mezcla compactada.A menor porcentaje de vacos de aire la mezcla ser menos permeable. En el diseo demezclas convencionales, los vacos de aire estn entre 3 a 5% en laboratorio, pero en campose permite tener vacos de aire no mayores al 8% permitiendo que la carpeta se compacte bajotrnsito.

La densidad de la mezcla est en funcin del contenido de vacos, mezclas con menorporcentaje de vacos sern ms densas, y visceversa. Un alto porcentaje de vacos de aireresulta en una mezcla porosa, que permite el paso del agua a travs de su estructura, peroadems puede causar deterioro debido a que hay mayor porcentaje de aire (como se mencionen captulos anteriores el aire oxida el asfalto). Bajos porcentajes de vacos de aire sonperjudiciales en la mezcla, debido a que cuando soporta las carga de trnsito la carpeta secomprime y el asfalto se acomoda en los vacos atrapados, si el nmero de vacos es pequeo,el asfalto no podr acomodarse en el interior y tendr que salir a la superficie, esto se conocecomo exudacin.

Los Vacos en el agregado mineral (VMA)consideran los volmenes ocupados por los vacosde aire atrapados y el asfalto efectivo1. El diseo considera un porcentaje mnimo de VMAdependiendo del tamao del agregado. Si el porcentaje del VMA son bajos la pelcula deasfalto ser delgada y la mezcla ser susceptible a oxidacin. Con altos porcentajes de VMA lapelcula de asfalto ser mas gruesa y la mezcla ser ms durable.

Una graduacin densa puede reducir el porcentaje de VMA, reduciendo la pelcula de asfalto y,por consiguiente, reduciendo la durabilidad de la mezcla y dndole un aspecto seco.

El Contenido de asfaltoes el porcentaje de asfalto que se incorpora en la mezcla. Parte delasfalto ser absorbido por el agregado y el resto de asfalto formar una pelcula que rodean laspartculas. A los primeros se les denominaasfalto absorbidoy al segundo asfalto efectivo.

El ptimo contenido de asfalto de la mezcla est en funcin de la granulometra y el porcentajede absorcin del material. Mezclas con alto porcentaje de filler (mayor superficie especfica)requerirn mayor porcentaje asfalto, por ejemplo las mezclas SMA tienen mas porcentaje deasfalto que una mezclas convencional y superpave. Mezclas porosas (% filler menor de 2%)necesitan menor porcentaje de asfalto.

1Asfalto efectivo es la pelcula de asfalto que rodean los agregados


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Foto 10.1:Mezcla Convencional

Figura 10.2:Mezcla Porosa

Foto 10.2:Mezcla Porosa


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Las Propiedades consideradas en el diseo son:

Estabilidad

DurabilidadImpermeabilidadTrabajabilidadFlexibilidadResistencia a la fatigaResistencia al deslizamiento

La estabilidad est relacionada con la capacidad del asfalto para soportar deformaciones bajocargas de trnsito y resistir el desplazamiento horizontal, depende de la friccin y cohesininterna. La friccin se relaciona con la geometra y textura de la partcula; la cohesin serelaciona con las caractersticas del ligante.

Los agregados que forman parte de mezclas asflticas deben ser de caras fracturadas ysuperficie rugosa, generalmente provenientes de chancado. Los agregados con estascaractersticas tienen una mejor trabazn y mayor resistencia cortante, caso contrario al deagregados con partculas redondeadas que se deslizan una sobre otras.

La estabilidad de la mezcla se ha medido respecto del porcentaje de asfalto. A mayorporcentaje de asfalto la mezcla se hace ms estable hasta determinado lmite, luego laestabilidad de la mezcla disminuye. A medida que se incrementa el porcentaje de asfalto en lamezcla, la pelcula de asfalto que rodea los agregados permite que estos se acomoden. Si lapelcula de asfalto es muy gruesa impide la trabazn entre las partculas.

La durabilidadde la mezcla se relaciona a la capacidad del agregado a la desintegracin, a lacapacidad del asfalto a reaccionar con el medio y a evitar que el asfalto se desprenda delagregado.

Los agregados que forman parte de mezclas asflticas, no slo deben cumplir conespecificaciones granulomtricas, sino tambin de calidad. Las presiones que soportarn losagregados, sobre todo en sus aristas son altas, por lo tanto deben ser duros y muy resistentes.Para que no exista riesgo de peladuras (desprendimiento de la pelcula de asfalto) losagregados deben ser hidrofbicos.

La pelcula de asfalto cumple un papel importante en la durabilidad de la mezcla. Si la pelculaes gruesa, se tendr menor porcentaje de vacos de aire, esta condicin retarda la oxidacinque sufre el asfalto al encontrarse en contacto con el oxgeno, manteniendo por mayor tiemposus caractersticas originales. Los vacos de aire no se deben reducir mucho porque el asfaltonecesita espacio para expandirse en climas clidos. Si la pelcula es delgada el asfalto se

oxidar rpidamente.


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La impermeabilidad es la capacidad del medio para evitar el paso de aire y agua. Estadefinicin se relaciona con el porcentaje de vacos de aire en la mezcla compactada y elacceso que estos vacos tengan con la superficie.

Mezclas porosos son diseadas con la finalidad de permitir que el agua proveniente de laslluvias drene rpidamente a travs de ellas. El alto porcentaje de vacos de aire de este tipo demezclas facilitara la oxidacin del asfalto; sin embargo, esta condicin se reduce usandoasfaltos modificados.

La trabajabilidad de la mezcla es la facilidad con que la mezcla se coloca y compacta.Mezclas con alto porcentaje de fraccin gruesa o alto porcentaje de filler son poco trabajables.Las mezclas del tipo open graded (mezclas porosas) y gap-graded (como las Stone MasticAsphalt) tienden a segregarse y son difciles de compactar. Mezclas con alto porcentaje de fillerpuede hacer que la mezcla se vuelva muy rgida evitando su adecuada compactacin.

Controlar la temperatura de compactacin en la mezcla es muy importante, debido a que lasmezclas fras son semi-rgidas a rgidas y no permiten su compactacin dejando alto porcentajede vacos de aire.

Mezclas flexibles resisten las deformaciones sin agrietarse. El terreno de fundacin seasentar con los aos debido al servicio, este asentamiento se reflejar en la superficie y lacarpeta deber acomodarse sin agrietarse.

La carpeta asfltica est soportando constantemente la accin de cargas cclicas, este tipo decargas origina que la carpeta se flexione constantemente. La resistencia a la fatiga es laresistencia a esta flexin, esta caractersticas est ntimamente relacionada al asfalto, asfaltosoxidados no son resistentes a la fatiga.

Los agrietamientos por fatiga surgen en la fibra inferior de la carpeta asfltica cuando statrabaja a traccin, y se reflejan en la superficie denominndose piel de cocodrilo.

La superficie de rodadura debe reducir la posibilidad que la llanta se deslice sobre ella, sobretodo en pocas de lluvia, esto se define como resistencia al deslizamiento. Mezclas porosasfueron pensadas para evitar el hidroplaning (encharcamiento de agua en la superficie,posiblemente por efecto de las lluvias) y deprimir el agua inmediatamente se encuentre en lasuperficie.

Carpetas asflticas con partculas redondeadas son menos resistentes al deslizamiento que lascarpetas formadas por partculas duras y de textura rugosa.

10.3 Propiedades volumtricas

10.3.1 GeneralidadesUn factor importante que debe ser considerado en el comportamiento de mezclas asflticasson las relaciones volumtricas entre el ligante asfltico y los agregados.


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Las propiedades volumtricas ms importantes de una mezcla compactada de pavimentoson: vacos de aire (Va), vacos en el agregado mineral (VMA), vacos llenos con asfalto(VFA), y contenido de asfalto efectivo (Pbe), proporcionan un ndice del probable

comportamiento de la mezcla durante su vida de servicio.

10.3.2 Definic iones

El agregado mineral es poroso y puede absorber agua y asfalto en diferentes grados.Adems, la proporcin de agua a asfalto absorbido varia con el tipo de agregado. Los tresmtodos para medir las gravedades especificas de los agregados consideran estasvariaciones.

Los mtodos son: gravedad especfica bulk, gravedad especifica aparente y gravedadespecifica efectiva. La diferencia entre las gravedades especificas viene de las diferentesdefiniciones de volumen del agregado.

a) Gravedad Especfica Bulk, Gsb La relacin del peso en el aire de un material permeable (incluyendo los vacos permeablese impermeables del material) a temperatura establecida al volumen del agregado incluyendolos vacos permeables. Figura 10.2.

( ) wpps

ssb

VV

WG

+

=

Donde:Gsb gravedad especifica bulk del agregadoWs peso del agregado secoVs volumen del agregado con los vacos impermeablesVpp volumen de vacos permeables

w peso especfica del agua, 1 gr/cm3

b) Gravedad Especfica Aparente, GsaEs la relacin del peso en el aire de un material impermeable con respecto al volumen delagregado incluyendo los vacos impermeables. Figura 10.2.

ws

ssa

V

WG

=

Donde:Gsa gravedad especifica aparenteWs peso del agregado seco

Vs volumen del agregado con los vacos impermeablesw peso especfica del agua, 1 gr/cm3


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c) Gravedad Especfica Efectiva, Gse

Relacin del peso en el aire de un material permeable (excluyendo los vacos permeables al

asfalto) con respecto al volumen del agregado con los vacos impermeables y vacospermeables que no absorbieron asfalto. Figura 10.2.

( ) wapppss

seVVV

WG

+=

Donde:Gse gravedad especifica efectivaWs peso del agregado secoVs volumen del agregado con los vacos impermeables

w peso especfico del agua, 1 gr/cm3

Figura 10.2: Propiedades Peso-Volumen en MezclasAsfl ticas Compactadas

Las definiciones de vacos en el agregado mineral (VMA), contenido de asfalto efectivo(Pbe), vacos de aire (Va), y vacos llenos con asfalto (VFA) son:

d) Vacos en el agregado mineral (VMA)

Volumen de vacos entre los agregados de una mezcla compactada que incluye los vacos

de aire y el contenido de asfalto efectivo, expresado en porcentaje del volumen total de lamezcla. Ver figura 10.3.


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e) Contenido de asfalto efectivo (Pbe)

El contenido de asfalto total de la mezcla menos la porcin de asfalto absorbida por el

agregado. Ver figura 10.3.

f) Vacos de aire (Va)

Volumen total de las pequeas cavidades de aire entre las partculas de agregado cubiertasen toda la mezcla, expresada como porcentaje del volumen bulk de la mezcla compactada.Ver figura 10.3.

g) Vacos llenos con asfalto (VFA)

Porcin del volumen de vacos entre las partculas de agregado (VMA) que es ocupado porel asfalto efectivo. Figura 10.3.

Vma volumen de vacos en agregado mineralVmb volumen bulk de la mezcla compactada

Vmm volumen de vacos de la mezcla de pavimentacinVfa volumen de vacos llenos con asfaltoVa volumen de vacos de aireVb volumen de asfaltoVba volumen de asfalto absorbidoVsb volumen del agregado mineral (gravedad especfica bulk)Vse volumen del agregado mineral (gravedad especfica efectiva)

Figura 10.3: Esquema de una Muestra HMA Compactada

Vba

Vaaire

asfalto

agregadomineral

Vma

Vmb

VfaVb

Vsb Vse

Vmm


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El diseo de mezclas Superpave requiere del clculo de VMA para mezclas compactadas enfuncin de la gravedad especfica bulk del agregado. La gravedad especfica efectiva es labase para el clculo de los vacos de aire en mezclas asflticas compactadas.

Los vacos en el agregado mineral (VMA) y los vacos de aire (Va) se expresan comoporcentaje por volumen de mezcla. Los vacos llenos con asfalto (VFA) es el porcentaje deVMA lleno con asfalto efectivo. El contenido de asfalto puede expresarse como porcentajedel peso total de la mezcla, o por peso, del agregado de la mezcla.

El Instituto del Asfalto recomienda que los valores de VMA para mezclas compactadasdeben calcularse en funcin de la gravedad especfica bulk del agregado, Gsb. La gravedadespecfica efectiva debe ser la base para calcular los vacos de aire en la mezcla de asfaltocompactado.

10.3.3 Anli sis de Mezclas Compactadas

La siguiente relacin indica el procedimiento para analizar los vacos de una mezclacompactada:

1. Medida de la gravedad especfica bulk del agregado grueso (AASHTO T85 o ASTMC127) y de los agregados finos (AASHTO T84 o ASTM C128).

2. Medida de la gravedad especifica del cemento asfltico (AASHTO T228 o ASTM D70) ydel filler mineral (AASHTO T100 o ASTM D854).

3. Clculo de la gravedad especfica bulk de la combinacin de agregados en la mezcla.4. Medida de la gravedad especfica terica mxima de la mezcla suelta (ASTM D2041 o

AASHTO T209).5. Medida de la gravedad especfica bulk de la mezcla compactada (ASTM D1188 o

ASTM D2726 o AASHTO T166).6. Clculo de la gravedad especfica efectiva del agregado.7. Clculo de la gravedad especfica mxima de la mezcla a otros contenidos de asfalto.8. Clculo del asfalto absorbido por el agregado.9. Clculo del contenido de asfalto efectivo de la mezcla.10.Clculo del porcentaje de vacos en el agregado mineral en la mezcla compactada.11.Clculo del porcentaje de vacos de aire en la mezcla compactada.12.Clculo del porcentaje de vacos llenados con asfalto en la mezcla compactada.

10.3.4 Gravedad Especfica Bulk del agregado

Cuando el agregado total consiste de fracciones separadas de agregados grueso, fino yfiller, todos tienen diferentes gravedades especficas, la gravedad especfica bulk de lacombinacin de agregados se calcula empleando la siguiente ecuacin:


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n

n

2

2

1

1

n21sb

G

P......

G

P

G

P

P......PPG

+++

+++=

Donde:Gsb gravedad especfica bulk de la combinacin de agregadosP1, P2, Pn porcentajes individuales por peso del agregadoG1, G2, Gn gravedad especfica bulk individual del agregado.

La gravedad especfica bulk del filler mineral es difcil determinarlo actualmente. Sinembargo, si se sustituye por la gravedad especfica aparente del filler, el error es mnimo.

10.3.5 Gravedad Especfica Efectiva del Agregado

La gravedad especfica efectiva se calcula con la gravedad especfica terica mxima demezclas asflticas (RICE) ASTM D-2041, con la siguiente expresin:

b

b

mm

mm

bmmse

G

P

G

P

PPG

=

Donde:Gse Gravedad especfica efectiva del agregado

Pmm porcentaje en peso del total de la mezcla suelta, 100%Pb Porcentaje de asfalto para el peso total de la muestraGmm gravedad especfica terica mxima (ASTM D-2041)

de la mezcla (sin vacos de aire)Gb Gravedad especfica del asfalto

El volumen de asfalto absorbido por un agregado casi invariable menos que el volumen deagua absorbida. En consecuencia, el valor de la gravedad especifica efectiva de unagregado estara siempre entre su gravedad especfica bulk y aparente. Cuando la gravedadespecfica efectiva est fuera de estos lmites, se debe asumir que este valor es incorrecto.

La gravedad especfica aparente, Gsa, de la combinacin de agregados puede calcularse demanera similar a la frmula empleada para bulk pero usando las gravedades aparentes delos agregados grueso, fino y filler.

10.3.6 Gravedad Especfica Terica Mxima de Mezclascon Diferentes Contenidos de Asfalto

Cuando se disea una mezcla con un agregado dado, se requiere la gravedad especfica

terica mxima, Gmm, con diferentes contenidos de asfalto para calcular el porcentaje devacos de aire para cada contenido de asfalto.


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Luego de calcular la gravedad especfica efectiva de los agregados considerando cadamedicin de las gravedades especficas tericas mximas y promediando los resultados deGse, la gravedad especfica terica mxima para algn otro contenido de asfalto puede

obtenerse con la siguiente expresin:

b

b

se

s

mmmm

G

P

G

P

PG

+=

Donde:Gmm gravedad especfica terica mxima (ASTM D-2041)

de la mezcla (sin vacos de aire)Pmm porcentaje en peso del total de la mezcla suelta, 100%

Ps contenido de agregado, porcentaje en peso del total de la mezclaPb contenido de asfalto, porcentaje en peso del total de la mezclaGse gravedad especifica efectiva del agregadoGb gravedad especifica del asfalto

10.3.7 Absorcin de Asfalto

La absorcin de asfalto se expresa como el porcentaje en peso del agregado mas que comoel porcentaje del peso total de la mezcla, el asfalto absorbido, Pba, se determina usando:

bsesb

sbseba G

GG

GG100P

=

Donde:Pba asfalto absorbido, porcentaje del peso de agregado.Gse gravedad especifica efectiva del agregadoGb gravedad especifica del asfaltoGsb gravedad especifica bulk del agregado

10.3.8 Contenido de Asfalto Efectivo de la Mezcla El contenido de asfalto efectivo, Pbe, de una mezcla es el contenido de asfalto total menos lacantidad de asfalto absorbido dentro de las partculas de agregado. Esta es la porcin delcontenido de asfalto total cubre el exterior del agregado. Este es el contenido de asfalto quegobierna la performance de una mezcla asfltica. La frmula es:

sba

bbe P100

PPP =

Donde:

Pbe contenido de asfalto efectivo, porcentaje del peso total de la mezcla.Pb contenido de asfalto, porcentaje del peso total de la mezcla.


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Pba asfalto absorbido, porcentaje del peso de agregado.Ps contenido de agregado, porcentaje del peso total de la mezcla.

10.3.9 Porcentaje de VMA en Mezcla Compactada

Los vacos en el agregado mineral, VMA, se definieron como los vacos entre las partculasde agregado de la mezcla compactada, incluye los vacos de aire y el contenido de asfaltoefectivo, se expresa como un porcentaje del volumen total. El VMA se calcula en base a lagravedad especfica bulk del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen bulkde la mezcla compactada. Por consiguiente, el VMA puede calcularse restando el volumendel agregado determinado por su gravedad especifica bulk del volumen bulk de la mezclacompactada.

Si la composicin de la mezcla se determina como porcentaje por peso de la mezcla total:

sb

smb

G

PG100VMA =

Donde:VMA vacos en el agregado mineral, porcentaje del volumen bulkGsb gravedad especifica bulk del agregado totalGmb gravedad especifica bulk de la mezcla compactada

(AASHTO T166; ASTM D1188 o D2726)Ps contenido de agregado, porcentaje del peso total de la mezcla

10.3.10 Porcentaje de Vacos de Ai re en Mezcla Compactada

Los vacos de aire, Va, en el total de la mezcla compactada consisten de los pequeosespacios de aire entre las partculas de agregados recubiertos. El porcentaje de vacos deaire en la mezcla compactada puede determinarse usando:

mm

mbmmG

GG100Va =

Donde:Va vacos de aire en la mezcla compactada, porcentaje del volumen totalGmm gravedad especifica terica mxima de la mezclaGmb gravedad especifica bulk de mezcla compactada

10.3.11 Porcentaje VFA en Mezclas Compactadas

Los vacos llenos con asfalto, VFA, es el porcentaje de los vacos entre partculas (VMA)que se llenan con asfalto. VFA, no incluye el asfalto absorbido, y se determina usando:


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VMA

)VVMA(100VFA a

=

Donde:VFA vacos llenados con asfalto, porcentaje de VMAVMA vacos en el agregado mineral, porcentaje del volumen bulkVa vacos de aire en mezcla compactada, porcentaje del volumen total.

10.4 Diseo de Mezcla Convencional

Una mezcla para pavimentacin se clasifica de acuerdo a su tamao mximo o tamao mximonominal. El libro Hot Mix Asphalt Materials, Mixture Design and Construction de la NAPAResearch and Education Foundation, especifica que para la mayora de las mezclas asflticasen caliente se requieren gradaciones densas (mezclas convencionales) para agregados. Enlas tablas 10.2 y 10.3 se muestran las especificaciones recomendados por ASTM D-3515.

Tabla 10.2: Composicin Tpica del Concreto Asfltico

Tamao mximo nominal del agregado

(1 1/2") (1") (3/4") (1/2") (3/8")Tamiz

Porcentaje acumulado que pasa (por peso)

50 mm (2") 100

37,5 mm (1 ") 90-100 100

25,0 mm (1") 90-100 10019,0 mm (3/4") 56-80 90-100 100

12,5 mm (1/2") 56-80 90-100 100

9,5 mm (3/8") 56-80 90-100

4,75 mm (N 4) 23-53 29-59 35-65 44-74 55-85

2,36 mm (N 8)* 15-41 19-45 23-49 28-58 32-67

0,30 mm (N 50) 4-16 5-17 5-19 5-21 7-23

0,15 mm (N 100)

0,075 mm (N 200)** 0-5 1-7 2-8 2-10 2-10

Cemento asfltico, % en peso de lamezcla total***

3-8 3-9 4-10 4-11 5-12

4 y 67o

4 y 68

5 y 7o57

67 o 68o

6 y 8

7o78 8

* Las caractersticas de la gradacin total de una mezcla de asfalto para pavimentos la cantidad que pasa eltamiz 2,36 mm (N8) es un significativo y conveniente control de campo de agregado fino y grueso. Lacantidad mxima permitida que pase el tamiz 2,36 mm (N8) resultara en superficies de pavimentos detextura fina, mientras que las cantidades mnimas que pasan por el tamiz 2,36 mm (N8) resultara ensuperficies de textura gruesa.

** El material que pasa el tamiz 0,075 mm (N200) consiste de partculas finas de agregados o filler, o ambos.Este debe estar libre de materia orgnica y partculas de arcilla y con ndice de plasticidad no mayor de 4ensayado segn ASTM D 423 y D 424*** La cantidad de cemento asfltico se da en trminos de porcentaje en peso del total de la mezcla. Ladiferencia de gravedades especficas en diferentes agregados, as como una considerable diferencia enabsorcin, resulta en un rango amplio de contenido de cemento asfltico. La cantidad de asfalto que serequiere para una mezcla se debe determinar por ensayos de laboratorio apropiados o en base a experiencias

con mezclas similares, o por combinacin de ambos.


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S. MINAYA & A. ORDOEZ

Figura 10.3: Resultados tpicos de diseo de mezclas asflticas ensayada en l

10

11

12

13

14

15

16

17

4.5

FLUJO

(0.0

1" 14

ESTABILIDAD VS. % DE ASFALTO

2400

2450

2500

2550

2600

2650

2700

2750

2800

2850

2900

4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

ASFAL TO (%)

ESTABILIDAD(Lb)

2750

6,9

PESO ESPECIFICO VS. % DE ASFAL TO

2.230

2.240

2.250

2.260

2.270

2.280

2.290

2.300

4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

ASFALTO (%)

PESO

ESPECIFICO

(gr

/cm3

% VACIOS VS. % DE ASFAL TO

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

ASFA LTO (%)

VACIOSVTM

(%)

% VACIOS LLENOS DE CON ASFALTO VS. % DEASFAL TO

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

ASFA LT O (%)

VOLUMENLLENO

CONASFALTO

VF

(%)

6,9

79

6,9

4,0

% V

15.0

16.0

17.0

18.0

19.0

20.0

21.0

4.


18/44



Tabla 10.3: Especificaciones para Gradaciones Densas, ASTM D3515

Mezcla Densa

Tamao mximo nominal de agregadosTamiz

2 1 1 3/8 N4 N8 N16

Gradacin de agregados (grava; fino y filler si se requiere)Porcentaje en peso

2 (63mm) 100 - - - - - - - -

2 (50mm) 90-100 100 - - - - - - -

1 (37.5mm) - 90-100 100 - - - - - -

1 (25.0mm) 60-80 - 90-100 100 - - - - -

(19.0mm) - 56-80 - 90-100 100 - - - -

1/2 (12.5mm) 35-65 - 56-80 - 90-100 100 - - -

3/8 (9.5mm) - - - 56-80 - 90-100 100 - -

N4 (4.75mm) 17-47 23-53 29-59 35-65 44-74 55-85 80-100 - 100

N8 (2.36mm) 10-36 15-41 19-45 23-49 28-58 32-67 65-100 - 95-100

N16 (1.18mm) - - - - - - 40-80 - 85-100

N30 (600m) - - - - - - 25-65 - 70-95

N50 (300m) 3-15 4-16 5-17 5-19 5-21 7-23 7-40 - 45-75

N100 (150m) - - - - - - 3-20 - 20-40

N200 (75m) 0-5 0-6 1-7 2-8 2-10 2-10 2-10 - 9-20

Hot Mix Asphalt Materials, Mixture Design and Construction. NAPA, 1996.

10.5 Ejemplo

La siguiente tabla ilustra los datos bsicos para una muestra de mezcla asfltica.


19/44



Datos Bsicos para Muestras de Mezclas Asflticas

(a)Constituyentes:

Material Gravedad Especfica Composicin de MezclaBulk AASHTO ASTM % por peso

del total demezcla

% por pesodel total deagregado

Cemento asfltico 1.030 (Gb) T 228 D 70 5.3 (Pb) 5.6 (Pb)

Agregado grueso 2.716 (G1) T 85 C 127 47.4 (P1) 50.0 (P1)

Agregado fino 2.689 (G2) T 84 C 128 47.3 (P2) 50.0 (P2)

Filler mineral T 100 D 854 -.- -.-

(b) Mezcla asflticaGravedad especifica bulk de la mezcla compactada, Gmb 2.442(ASTM D 2726)

Gravedad especifica terica mxima de la mezcla, Gmm 2.535(ASTM D 2041)

1. Gravedad especfica bulk de la combinacin de agregados.

Cuando la muestra se ensaya en fracciones separadas (por ejemplo, grueso y fino), el valorde la gravedad especfica promedio se calcula con la siguiente ecuacin:

n

n

2

2

1

1

n21

G

P.....

G

P

G

P

P.......PPG

+++

+++=

Donde:G Gravedad especfica promedioG1, G2, ......, Gn Valores de gravedad especfica por fraccin 1, 2, ....., nP1, P2, ......., Pn Porcentaje en pesos de la fraccin 1, 2, ....., n

La gravedad especfica bulk del filler mineral es difcil de determinar. Sin embargo, si sesustituye por la gravedad especfica aparente del filler, el error es despreciable. Estaecuacin se puede aplicar para determinar la gravedad especfica bulk y aparente de lacombinacin de agregados.

Usando los datos del ejemplo:

703.259.1841.18

100

689.2

0.50

716.2

0.50

0.500.50Gsb =+

=+

+=

2. Gravedad Especfica Efectiva del Agregado, Gse

El procedimiento para determinar la gravedad especfica efectiva no est normado porAASHTO o ASTM. Los valores se obtienen a partir del clculo de la gravedad especfica


20/44



terica mxima de mezclas asflticas (Gmm) ASTM D-2041, ste ensayo se realiza sobremezclas sueltas, de esa manera se eliminan los vacos de aire.

En general: sbsesa GGG >>

Por definicin:efec

sse

V

WG =

El volumen efectivo es el volumen del agregado mas los vacos permeables al agua que nose llenaron de asfalto. En el ensayo de gravedad especfica terica mxima (Gmm), se mideel volumen de la mezcla suelta y el volumen del cemento asfltico se calcula con su peso ysu gravedad especfica. El volumen efectivo del agregado se determina sustrayendo elvolumen del cemento asfltico del volumen total.

( )

ACTV

TbTse

VV

WPWG

=

sustituyendo los volmenes,( )

b

AC

mm

T

TbTse

G

W

G

W

WPWG

=

simplificando,

b

b

mm

bse

GP

G1

P1G

=

b

b

mm

mm

bmmse

G

P

G

P

PPG

=

Donde:Ws Peso del agregadoVAC Volumen del cemento asfltico totalVefec Volumen efectivo

WT Peso total de la mezclaVTV Volumen total de la mezcla sueltaPmm porcentaje en peso del total de la mezcla suelta, 100%Pb contenido de asfalto del ASTM D2041, porcentaje del peso total de la mezclaWAC Peso total del cemento asflticoGb Gravedad especfica del cemento asflticoGmm Gravedad especifica terica mxima de la mezcla (ASTM D2041),

no incluye los vacos de aire

Usando la ecuacin en el ejemplo:


21/44



761.20515.03945.0

947.0

030.1

053.0

535.2

1

053.01Gse =

=

=

3. Gravedad Especfica Terica Mxima de la mezcla para otros contenidos de asfalto

Por definicin:

ACefectivo

ACsmm

VV

WWG

+

+=

Sustituyendo,

b

AC

se

s

Tmm

G

W

G

W

WG

+=

( )

b

bT

se

bT

Tmm

G

PW

G

P1W

WG

+

=

simplificando, y asumiendo que el peso total es el 100%

b

b

se

bmm

G

P

G

P1

1G

+

=

b

b

se

s

mmmm

G

P

G

P

PG

+=

Donde:Ws Peso del agregadoVAC Volumen del cemento asfltico totalVefec Volumen efectivoWT Peso total de la mezcla

Pb contenido de asfalto del ASTM D2041, porcentaje del peso total de la mezclaWAC Peso total del cemento asflticoGb Gravedad especfica del cemento asflticoGse Gravedad especifica efectiva del agregado

Usando los datos de la tabla y la gravedad especifica efectiva, Gse, para 4% de contenido deasfalto (Pb):

587.20388.03477.0

1

030.1

04.0

761.2

04.01

1Gmm =+

=+

=


22/44



4. Porcentaje de Asfalto Absorbido, Pba

El porcentaje de asfalto absorbido del agregado mineral usualmente se expresa por peso del

agregado mas que por peso de la mezcla total. La ecuacin para calcular el asfaltoabsorbido puede obtenerse a partir de:

100W

WP

s

baba

=

sustituyendo, peso = volumen x gravedad especifica

100W

GVP

s

bbaba

=

El volumen de asfalto absorbido es la diferencia entre el volumen bulk del agregado y suvolumen efectivo. Por lo tanto,

( )100

W

GVVP

s

bsesbba

=

sustituyendo, volumen = peso/ gravedad especifica

100W

GG

W

G

W

P

s

bse

s

sb

s

ba

=

simplificando,

100GGG

GGP b

sesb

sbseba

=

Donde:Pba porcentaje de asfalto absorbido por peso del agregadoWba peso de asfalto absorbidoWs peso del agregadoVba peso de asfalto absorbidoVsb volumen bulk del agregado

Vse volumen efectivo del agregadoGb gravedad especifica del cemento asflticoGse gravedad especifica efectiva del agregadoGsb gravedad especifica bulk del agregado

Reemplazando los datos del ejemplo:

%8.0100030.1463.7

058.0100030.1

761.2703.2

703.2761.2Pba =

=

=


23/44



5. Porcentaje de Asfalto Efectivo, Pbe

El contenido de asfalto efectivo, Pbe, de la mezcla es el contenido total de asfalto menos la

cantidad de asfalto que absorbi el agregado. Esta es la capa de asfalto que recubreexteriormente el agregado y es el contenido de asfalto que gobierna el comportamiento de lamezcla asfltica.

100

PPPP sbabbe =

Donde:Pbe contenido de asfalto efectivo, porcentaje por peso total de la mezclaPb contenido de asfalto, porcentaje del peso total de la mezcla

Ps contenido de agregado, porcentaje por peso total de la mezclaPba asfalto absorbido, porcentaje por peso del agregado

De los datos del ejemplo:El porcentaje en peso de la mezcla es 5.3% y el porcentaje en peso del agregado es 0.8%,reemplazando:

%5.4%758.0%3.5100

%7.94%8.0%3.5Pbe ==

=

6. Porcentaje VMA en Mezcla Compactada

Como ya se indic el volumen de vacos en el agregado mineral VMA es un factorimportante para el diseo de mezclas.

La frmula para VMA puede obtenerse considerando la relacin peso-volumen de la figura2. Se recomienda que el clculo sea realizado con la gravedad especfica bulk del agregado:

100V

VVVMA

T

sbT

=

simplificando,

100V

V100VMA

T

sb =

sustituyendo volumen con el peso dividido entre la gravedad especfica

100G

W

100VMA

mbG

TW

sb

s

=

sustituyendo,

TbTs WPWW =


24/44



y simplificando

( )

=

sb

bmb

G

P1G1100VMA

Donde:Vsb volumen bulk del agregadoVT volumen total de mezcla compactadaWs peso del agregadoWT peso total de la mezclaGsb gravedad especifica bulk del agregadoGmb gravedad especifica bulk de la mezcla compactadaPb contenido de asfalto, porcentaje del peso total de la mezcla

Para el ejemplo:

( )( ) %4.14855.01100

703.2

053.01442.21100VMA ==

=

7. Porcentaje de Vacos de Aire en la Mezcla Compactada, Va

La frmula para calcular el porcentaje de vacos de aire puede obtenerse a partir de:Por definicin,

100VVV

T

va =

sustituyendo,

bsfaTvVVVV =

100V

VVVV

T

sbfaTa

=

100

V

VV1V

T

sbfaa

+=

multiplicando el numerador y denominador porTW y simplificando,

( )

100

VV

W

V

W

1V

sbfa

T

T

T

a

+

=


25/44



sustituyendo,

100

G

G1V

mm

mba

=

Donde:Va vacos de aire en la mezcla compactada, porcentaje del volumen totalVv Volumen de vacos de aireVT Volumen total del especmen compactadoVfa Volumen de vacos llenos con cemento asflticoVsb volumen bulk del agregadoWT Peso total del especmen compactadoGmb Gravedad especfica bulk del especmen compactadoGmm Gravedad especfica terica mxima de la mezcla

Nota.- En mucha bibliografa se identifica al porcentaje de vacos de aire en la mezclacompactada como VTM.

100G

G1VTM

mm

mb

=

Para el ejemplo:

%7.3100535.2

442.21VTM =

=

8. Vacos Llenos con Asfalto, VFA

VFA es simplemente el porcentaje de VMA llenado con cemento asfltico. La siguientefrmula se usa para calcular el VFA:

100VMA

VTMVMAVFA

=

Donde:VFA vacos llenos con asfalto, porcentaje de VMAVMA vacos en el agregado mineral, porcentaje del volumen bulk

Va VTM vacos de aire en la mezcla compactada, porcentaje del volumen total

Para el ejemplo:

%3.741004.14

7.34.14VFA =

=

Los Mtodos de Laboratorio ASTM D2041 de Gravedad Especfica Terica Mxima y ASTMD1188 Gravedad Especfica Bulk de la Mezcla Compactada se desarrollarn tericamente acontinuacin.

Una revisin de las gravedades especificas mencionadas indican lo siguiente:


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1. La diferencia entre gravedad especifica seca bulk y la gravedad especifica secaaparente es el volumen del agregado usado en los clculos. La diferencia entre estosvolmenes es igual al volumen del agua absorbida en los vacos permeables (diferencia

entre los peso saturado superficialmente seco y seco al horno cuando son pesados engramos). Ambas gravedades especificas usan el peso seco al horno del agregado.

2. La diferencia en los clculos entre la gravedad especifica seca bulk y la gravedadespecifica saturado superficialmente seco es el peso del agregado. El volumen delagregado es idntico para ambas gravedades especificas. La diferencia en los pesos esigual al agua absorbida en los vacos permeables (diferencia entre los pesos del osagregados saturados superficialmente seco y secado en el horno).

3. Las diferencias en los clculos entre la gravedad aparente, seca bulk y efectiva es elvolumen del agregado. Las tres gravedades especificas usan los pesos del agregadosecado al horno.

4. La diferencia entre la gravedad especifica bulk de la mezcla compactada y la gravedadespecifica terica mxima es el volumen. La diferencia de volmenes es porque estnasociados con el volumen del aire en la mezcla compactada.

5. Los valores medidos de a gravedad especifica compactada pueden ser verificados parauna primera aproximacin usando lo siguiente: a) la gravedad especifica aparentesiempre era igual o mayor que la gravedad especifica efectiva el cual ser siempre igualo mayor que la gravedad especifica seca bulk, b) la gravedad especfica saturadasuperficialmente seco bulk siempre ser igual o mayor que la gravedad especfica secabulk, c) la gravedad especfica terica mxima ser siempre igual o mayor que lagravedad especifica compactada de la mezcla, d) la gravedad especfica del agregado(aparente, efectiva, seca bulk, saturado superficialmente seca bulk) ser siempre mayorque la gravedad especfica terica mxima de la mezcla.

10.6 Diseo de Mezcla Superpave

10.6.1 Diseo de la Estructura del Agregado

El diseo de la estructura granular se basa en la consideracin que el ligante tendr unafuncin estructural principal, es decir, soportar los esfuerzos transmitidos por las cargas.Este enfoque conceptual del Superpave es diferente respecto al SMA donde el ligante, es unmiembro secundario y no soportar esfuerzo significativo.

La SHRP desarroll un mtodo para especificar la granulometra basado en el concepto depuntos de control y zona restringida. Se darn algunas definiciones para enfocaradecuadamente la propuesta.

Tamao Mximo Nominal y Tamao Mximo

El tamao mximo nominal del agregado es el primer tamiz que retiene ms del 10% delmaterial.El tamao mximo es el siguiente tamiz mayor que el tamao mximo nominal.


27/44



Carta de Potencia 0.45

Superpave adopt la carta de potencia 0.45 para graficar la granulometra de la mezcla deagregados como estaba siendo utilizada por la FHWA. No existe informacin de la eleccinde dicha carta. Algunos artculos sealan que la carta de potencia 0.45 no sera aplicable atodo tipo de agregado. Especficamente, se menciona que cartas de potencias mayorescomo 0.50 0.60 representaran mejor agregados chancados.

La SHRP investig la historia de la adopcin de la carta 0.45. La carta tal como es utilizadaactualmente, se basa en el trabajo de Nijboer de los Pases Bajos y de Goode y Lufsey deBureau of Public Roads. Nijboer evalu el acomodo de los agregados tanto naturales comoartificiales y encontr que la configuracin ms densa ocurra para una gradacin quereflejaba una lnea recta en la carta de 0.45 de potencia. Goode y Lufsey, 1962 valid eltrabajo de Nijboer para agregados en los EE.UU.

La lnea de mxima densidad seca a la potencia 0.45 se grafica desde el origen hasta eltamiz mximo en el que pasa el 100% del material.

A continuacin se dar un ejemplo de elaboracin de la carta potencia 0.45 para gradacinSuperpave TMN 19 mm. Se detallar el procedimiento de elaboracin de la carta:

1) El tamao de los tamices se grafican elevados a la potencia 0.45, por ejemplo, el tamiz

4.75 mm se grafica como 2.02, es decir, ( )45.075.4 . Las cartas de potencia 0.45 no

indican las abscisas en escala aritmtica como se muestra en la fig. 10.4, sino como en lafig. 10.5.

2) La lnea de mxima densidad seca se grafica desde el origen hasta el tamiz del tamaomximo. La lnea de mxima densidad seca (figura 9.19) representa la gradacin dondelas partculas del agregado alcanzan su mximo arreglo posible. En el ejemplo la lnea vadesde el origen hasta el tamao mximo nominal de 19 mm.


28/44



Carta potencia 0.45 para TM 19 mm

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4

Tamiz elevado a la po tencia 0.45

Porcentajequepasa

Figura 10.4: Base de la Carta Potencia de 0.45

Carta potenc ia 0.45 para TM 19 mm

0.0

75

0.1

5

0.3

0.6

1.1

8

2.3

6

4.7

5

9.5

12.5 1

9

0

20

40

60

80

100

Tamiz elevado a la potencia 0.45

Porcentajequepasa

Figura 10.5: Lnea de mxima densidad seca para

tamao mximo de 19 mm

Puntos de ControlLa gradacin del agregado deber estar dentro de los puntos de control, que aseguran labuena gradacin del agregado evitando problemas de segregacin en la mezcla.

Los puntos de control se ubican en el tamao mximo nominal, un tamiz intermedio (2.36mm), y tamiz ms pequeo (0.075 mm). Figura 9.20.

Zona RestringidaPara Superpave la zona restringida asegura que no se use mucha arena natural en la

mezcla, y asegura un mnimo porcentaje de vacos en el agregado mineral, VMA, de lamezcla.

Ejemplo:Tamiz 4.75 mm se grafica como (4.75)0.45 = 2.02

Lnea de mxima densidad seca


29/44



La zona restringida se encuentra a lo largo de la lnea de mxima densidad seca entre eltamiz intermedio (4.75 mm 2.36 mm) y el tamiz 0.3 mm. La fig. 10.6.

Se especifica que las gradaciones no deben pasar por la zona restringida sino a uno y otrolado de la lnea de mxima densidad seca que generalmente comienza en el tamiz 2.36 mmy se extiende hasta el tamiz 0.300 mm. El valor mximo y mnimo que se requiere para lospuntos de control depende del tamao mximo nominal.

Carta potencia 0.45 para TM 19 mm

0.0

7

5

0.1

5

0.3

0.6

1.1

8

2.3

6

4.7

5

9.5

12.5

1

9

0

20

40

60

80

100

Tamiz elevado a la potencia 0.45

Porcentajequepasa

Figura 10.6: Lmites de g radacin Superpavepara tamao mximo de 19 mm

La Tabla 10.4 define los puntos de control y la zona restringida recomendada para diferentestamaos mximos nominales. Todas las combinaciones de agregados deben pasar entre los

puntos de control establecidos, adems, deben estar fuera de la zona restringida.

10.6.2 Determinacin del Contenido de Ligante Asfltico

a) Compactador Giratorio Superpave

La principal herramienta del diseo de mezclas volumtricas es el compactador giratorioSuperpave (SGC). Un diseo de mezclas satisfactorio es aquel que cumpla los requisitosvolumtricos a niveles iniciales y del nmero de revoluciones de diseo; estos nivelesdependen del trfico. Intuitivamente, las propiedades de la curva de densificacin del SGC

se correlacionan de alguna manera con la performance del pavimento, en particular, ladeformacin permanente, pero la relacin propiedad-performance no est cuantificada.

zonarestringida

puntoscontrol

lnea mx.densidad

tamaomx

nominaltamao

mx


30/44



Los investigadores de la SHRP tuvieron varios objetivos al desarrollar un mtodo decompactacin de laboratorio. El Compactador Giratorio Superpave, SCG compacta lasmuestras de manera similar a la que se obtendr bajo trfico y condiciones de clima

especficos.

Tabla 10.4: Especificaciones de Agregados Superpave

El equipo de compactacin tiende a orientar las partculas de agregado de manera similar alas observadas en campo y es capaz de medir la compacidad

b) Equipo de Compactacin

El origen del SGC fue el compactador giratorio modificado de Texas que usa los principiosdel compactador giratorio Francs. El compactador giratorio modificado de Texas densificalos especimenes de manera realista y es razonablemente porttil. El dimetro del espcimenes de 6 pulg. (150 mm) pudiendo compactar mezcla con agregados de 50 mm de tamaomximo (37.5 mm de tamao mximo nominal). Figura 10.7.

Puntos de Control

Tamao mximo Nominal

Tamaoestndar

(mm) 9.5 mm 12.5 mm 19 mm 25 mm 37.5 mm

50.0 100

37.5 100 90-100

25.0 100 90-10019.0 100 90-10012.5 100 90-100

9.50 90-100

2.36 32-67 28-58 23-49 19-45 15-41

0.075 2.0-10.0 2.0-10.0 2.0-8.0 1.0-7.0 0.0-6.0

Tamiz Zona Restringida

4.75 39.5 34.7

2.36 47.2 39.1 34.6 26.8-30.8 23.3-27.3

1.18 31.6-37.6 25.6-31.6 22.3-28.3 18.1-24.1 15.5-21.5

0.60 23.5-27.5 19.1-23.1 16.7-20.7 13.6-17.6 11.7-15.70.30 18.7 15.5 13.7 11.4 10.0


31/44



Figura 10.7: Esquema del Equipo de Compactacin

El pisn aplica 600 kPa de presin de compactacin sobre el espcimen. Un medidormantiene constante la presin en el pisn durante la compactacin. El molde del SGC (fig.10.8) tiene un dimetro interior de 150 mm y un plato en la base del molde proporcionandoconfinamiento. La base del SGC rota a una velocidad de 30 rev/min durante lacompactacin, con el molde ubicado a un ngulo de compactacin de 1.25.

Figura 10.8: Configuracin del Molde SGC

Durante la compactacin se mide la altura del espcimen. La densidad del espcimen secalcula durante la compactacin, con la masa colocada en el molde, el dimetro interior delmolde y la altura. El nmero de revoluciones de diseo, Ndiseo, depende del nivel del trfico(tabla 10.5).

30 rev/min

Presin de pisn600 kPa

1.25

Molde 150 mm


32/44



Tabla 10.5: Esfuerzo de Compactacin del SGC

Parmetros de

CompactacinESALs dediseo

(millones)Ninicial Ndiseo Nmxim

o

Aplicaciones tpicas

< 0.3 6 50 75

Carreteras con trfico muy ligero,calles locales donde el trfico decamiones est prohibido o es muypequeo.

0.3 a


33/44



10.6.3 Sensibilidad al Humedecimiento

El paso final en el diseo de mezclas Superpave es evaluar la sensibilidad al

humedecimiento. Este ensayo normado por la AASHTO T283, Resistance of CompactedBituminous Mixtures to Moisture Induced Damage se realiza para el contenido ptimo deasfalto. Los especimenes para este ensayo son compactados a aproximadamente 7% de losvacos de aire. Se preparan seis especimenes, tres de los cuales son acondicionados, figura10.9 los otros tres son de control, figura 10.10.

El acondicionamiento de especimenes consiste en la saturacin por un ciclo opcional de

congelamiento, seguido por 24 horas de deshielo a 60C. Los seis especimenes se ensayanpara determinar su resistencia a la tensin indirecta. La sensibilidad al humedecimiento sedetermina como la relacin de la resistencia a la tensin promedio de los especimenesacondicionados entre la resistencia a la tensin promedio de los especimenes de control. Laprdida de resistencia deber ser no menor al 80%.

10.7 Diseo de Mezcla Stone Mastic Asphalt

10.7.1 Introduccin

Las mezclas Stone Mastic Asphalt son el resultado de la combinacin de una estructura

granular gruesa y un mastic de asfalto, filler y fibra. La mezcla es de textura abierta yestructura interna densa con un volumen de vacos de aire entre 2 y 4%.

Las mezclas Stone Mastic Asphalt tambin conocidas como Stone Matrix Asphalt tienenorigen Alemn. Bajo la denominacin de Splittmastixasphalt, a finales de los aos 60, seconstruyen las primeras carreteras con este tipo de mezclas.

En Europa, las mezclas SMA vienen siendo usadas en las capas superiores por mas de 30aos, para reducir las deformaciones permanentes producidas por trafico pesado. Lasgradaciones de los agregados y el ptimo contenido de asfalto son considerablemente

diferentes que las mezclas densas.

Figura 10.9:

Acondicionamiento deespecimenes Superpave

Figura 10.10:

Especimenes de con trolSuperpave


34/44



En el Stone Mastic Asphalt prevalece el contacto piedra-piedra debido a su estructuragranular lo que no ocurre con las mezclas asflticas densas que estn formadas poragregados dentro de una matriz arenosa. Las cargas de trfico en SMA son soportadas por

las partculas de agregado grueso.

La experiencia Europea fue analizada y evaluada por un grupo de estudio de los EstadosUnidos. El viaje de investigacin conformado por 21 miembros representantes de laAASHTO, NAPA, FHWA, TRIS, INSTITUTO DEL ASFALTO y SHRP, fue realizado amediados de setiembre de 1990. Por dos semanas visitaron seis naciones europeas:Alemania, Suecia, Francia, Italia, Dinamarca y Reino Unido.

El grupo de estudio revis los procedimientos constructivos de pavimentos y los tipos demezclas asflticas que prevalecen en estos pases. En opinin de los miembros del grupo, lamezcla adecuada para mejorar el comportamiento de los pavimentos en Estados Unidos,fue Stone Mastic Asphalt.

En los Estados Unidos las mezclas asflticas SMA estn siendo evaluadas con diferentesensayos de laboratorio para cuantificar lo que es evidente, el mejor comportamiento de estetipo de mezclas ante las deformaciones permanentes y agrietamientos por fatiga.

10.7.2 Revisin Bibliogrfica

a) Referencia Histrica

Las mezclas Stone Mastic Asphaltson un diseo concebido para resistir el ahuellamiento yabrasin producido por neumticos que llevan elementos antideslizantes (cadenas, clavos,etc.) usados en carreteras cubiertas por nieve. El desgaste de los agregados tiene relacincon el efecto abrasivo del trfico y calidad de los agregados.

Luego de una etapa de investigacin, por parte del Ministerio de Transporte de Alemania,para solucionar el problema de trfico pesado con recubrimiento de neumticos, seimplement la utilizacin de una mezcla con 75% de piedra de 5 a 8 mm, 15% de arena,10% de filler y 7% de ligante bituminoso. El problema de este tipo de mezclas es elescurrimiento durante la etapa de mezclado, para evitarlo se incorporaron fibras con aditivoestabilizante. Nace SMA en julio de 1968.

SMA es de uso frecuente en Alemania, llevan mas de 200 millones de m2 pavimentados, enautopistas, caminos y calles de la ciudad; y unos 5 millones de ton/ao de SMA. Las SMAestn normalizadas desde 1984 en Alemania con la ltima actualizacin en 2001 (ZTVAsphalt-StB 01). Austria, Blgica, Holanda y los pases Escandinavos tambin producenSMA y existen especificaciones en todos los pases europeos. En los ltimos aos tambinen Asia el SMA es usado como el pavimento ms apropiado. Pases como China, Japn,Corea del Sur, Hong Kong, Taiwan y Filipinas los han adoptado. Australia y Nueva Zelandase han sumado y utilizan la tecnologa SMA.


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En Estados Unidos desde 1991 se han construido autopistas con este tipo de mezcla, yestn verificando su excelente comportamiento ante deformaciones permanentes yagrietamientos por fatiga. Han sacado un sin numero de publicaciones relacionadas a

evaluaciones a la que est siendo sometidas este tipo de mezclas, se encuentranormalizada.

En la actualidad se esta fomentando e implementando el uso de este tipo de mezclas enAmrica del Sur. Argentina es uno de los pases que comenz a trabajar a gran escala en laautopista Ricchieri que corresponde al acceso sur de la ciudad de Buenos Aires. Otra zonaen la que se aplic fue el corredor biocenico, Ruta Nacional 8, que atraviesa de Este aOeste la repblica y se nutre de trfico pesado de Brasil y Chile. En menos de dos aos seaplicaron ms de 180,000 toneladas de SMA.

En Brasil, en febrero del 2000 se utiliz SMA en el recapeo del autodromo de Interlagos enSao Paulo, de 3 cm de espesor, se emple asfalto modificado con polmero SBS al 6%,contenido de ligante de 6.7%, 0.5% de fibra celulosa y filler calcreo. En agosto del 2001 serevisti la pista experimental construida en la va Anchieta, km 44+400 a 45+000]. En el2002 se ejecut un microrevestimiento en un tramo experimental de 1000 m preparado porun concesionario paulista. Las especificaciones granulomtricas adoptadas son lasrecomendadas por las normas Alemanas. Los resultados son satisfactorios en todos loscasos.

b) Compor tamiento de Mezclas SMA

La fortaleza de las mezclas SMA se basa en una estructura granular donde predomina elcontacto piedra-piedra el mismo que le provee de alta resistencia cortante y bajadeformacin permanente La granulometra incompleta (gap-graded aggregate) del SMA esrellenada con un mastic de finos, filler, asfalto y fibra. Por su constitucin granulomtrica seconsidera un mayor porcentaje de ligante asfltico en la mezcla, entre 6 a 7%, esto resultaen una mezcla con mayor durabilidad. Las fotos 10.3 y 10.4 muestran la diferencia entre lasmezclas Superpave y SMA.

SMA contiene vacos entre 2 a 4% por volumen, este bajo porcentaje de vacos proporcionauna excelente macrotextura y baja permeabilidad. El aditivo estabilizador de la mezcla

puede ser fibra de origen orgnico o mineral o polmero. Ellos recubren el agregado y evitanque el ligante se escurra, asegurando una mezcla homognea.

Foto 10.3: Stone Mastic Asphalt Foto 10.4: Superpave


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SMA ha demostrado ser rentable a pesar de requerir un alto contenido en ligante, as comola utilizacin de ridos de gran calidad. Un SMA estudiado adecuadamente requiere niveles

mnimos de conservacin, siempre que se utilice en carreteras bien diseadas. Las ventajasadicionales de una rpida aplicacin y la facilidad de uso en las operaciones deconservacin pueden contribuir a una reduccin de costes durante la vida de un pavimento.

c) Diseo de Mezclas

Fibras (Aditivo Estabilizador)

Uno de los principales problemas observados en las mezclas SMA es el escurrimiento delcemento asfltico de la piedra, ocasionando los fat spot o manchas en la superficie del

pavimento.

SMA se caracteriza por su alto contenido de piedra que forma un esqueleto degranulometra incompleta. Los vacos de la matriz estructural se llenan con un masticbituminoso altamente viscoso. La rigidez requerida del mastic se consigue incorporandoaditivo estabilizante.

Los aditivos estabilizantes como fibras, caucho, polmero, carbn negro o combinacin deestos materiales son incorporadas para rigidizar el mastic a altas temperaturas.

Contacto piedra-piedra

De acuerdo con la literatura revisada para que una mezcla SMA trabaje adecuadamente,debe desarrollarse el contacto piedra-piedra.Los procedimientos de ensayos para cuantificarel contacto piedra-piedra fueron discutidos por Haddock y otros.

Teniendo como base sus investigaciones, Brown y Mallick sugieren usar el ensayo de pesounitario seco rodillado (AASHTO T19) para determinar si existe el contacto piedra-piedra enuna mezcla SMA. Se asegura el contacto piedra-piedra del esqueleto granular de la mezcla,cuando el VCA de la mezcla de SMA es igual o menor que el VCA del agregado grueso,

ensayado con el peso unitario seco rodillado (AASHTO T19).

Agregados

Cuando se habla de agregados se debe enfocar el problema en los siguientes puntos:calidad del agregado, granulometra de la combinacin de agregados y seleccin de lagradacin que garantice el contacto piedra-piedra.

Tan pronto como las mezclas hayan sido compactadas y enfriadas se extraen del molde. Sedetermina la gravedad especfica bulk, Gmb, segn la norma AASHTO T166. Con muestras

en su condicin suelta se calcula la gravedad especfica terica mxima o RICE, Gmm, segnla norma AASHTO T209. El porcentaje de vacos de aire (Va), vacos en el agregado


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mineral (VMA) y vacos de agregado grueso en mezcla (VCAmezcla) se calculan con lassiguientes ecuaciones:

= mm

mba G

G1100V ;

= CAca

mbmezcla PG

G100VCA y

= ssb

mb PG

G100VMA

Donde:Ps porcentaje de agregado en mezclaPCA porcentaje en peso de agregado grueso en mezclaGmm gravedad especifica terica mxima de la mezclaGmb gravedad especifica bulk de la mezclaGsb gravedad especifica bulk de la combinacin de agregadosGca gravedad especifica bulk del agregado grueso

De la combinacin agregado-asfalto realizada en el laboratorio se elige aquella mezcla quetenga por lo menos 17% de VMA y VCAmezclamenor que VCADRC. Los vacos de agregadogrueso DRC Dry Rodder Unit Weightse simplifican con VCADRC.

Para determinar los vacos en el agregado grueso se propusieron diferentes mtodos, peroel ms popular es el Unit Weight and Voids in Aggregatenormalizado por AASHTO T19.Cuando se calcula la densidad seco-rodillado de la fraccin de agregado grueso, el VCADRCde la fraccin se determina usando la siguiente ecuacin:

100G

GVCA

ca

sca

DRC

=

Donde:VCADRC vacos en el agregado grueso en la condicin seco-rodillado

s peso unitario de la fraccin de agregado grueso en lacondicin seco-rodillado (kg/m3)

w peso unitario del agua (998 kg/m3)Gca gravedad especifica bulk del agregado grueso

Material de Relleno (fi ller)

Filler se define como el material en el que por lo menos el 65% de material pasa la malla n200.

El filler cumple la funcin de relleno de los vacos entre los agregados gruesos,contribuyendo a la consistencia de la mezcla, modificando la trabajabilidad, resistencia alagua y envejecimiento. Su incorporacin incrementa la viscosidad del medio cohesivo(resistencia a la deformacin).

La mayor parte de los materiales de relleno que pasan la malla n200 (75 m) son

relativamente gruesos (mayor que 40m), la mayor parte de este material cumple la funcinde rellenar los vacos del esqueleto mineral, disminuyendo el ndice de vacos y modificando


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el ptimo contenido de asfalto. El filler actuar con el ligante asfltico formando una pelculaque recubrir las partculas de agregados (Motta y Leite, 2000, Harris y Stuart, 1995).

El porcentaje de material que pasa la malla n200 (75 mm), ahora se denomina dust paraacentuar la diferencia de su comportamiento con respecto al tradicional filler. Cuando elporcentaje de material que pasa la malla n200 aumenta, se reducen los vacos delesqueleto mineral, mejora la gradacin y la trabajabilidad del mezclas bituminosas aumentahasta cierto punto. Por encima de este nivel, cuanto mayor sea el porcentaje que pasa lamalla n200, los finos comenzarn a perjudicar la estabilidad del esqueleto mineral,disminuyendo los contactos entre las partculas gruesas, alterando la capacidad decompactacin (Motta y Leite, 2000).

d) Anlisis Volumtrico

El anlisis volumtrico de mezclas SMA comparadas con las mezclas convencionales oSuperpave incorpora los conceptos de gravedad especfica bulk del agregado grueso,vacos de agregado grueso en mezcla, VCAmezcla, y vacos de agregado grueso DRC,VCADRC.

Los vacos en el agregado mineral o VMA, es el volumen de vacos entre los agregados(gruesos y finos) de una mezcla compactada que incluye los vacos de aire y el contenido deasfalto efectivo, expresado en porcentaje del volumen total de la mezcla.

Figura 10.11: Vacos en Agregado Mineral, VMA

Los vacos de agregado grueso obtenido por el peso unitario seco rodillado, VCADRC, sedefine como el porcentaje de vacos de aire dentro de una muestra de agregado gruesocompactado. La figura 10.12 ilustra este concepto.

VM

aire

asfalto

agregadomineral

efectivo

absorbido

Grueso yfino


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Figura 10.12: Vacos en Agregado Grueso, VCADRC

Los vacos de agregado grueso en mezcla, VCAmezcla, se definen como el porcentaje de

vacos de aire mas el contenido de asfalto efectivo y el agregado fino. El asfalto absorbidose considera como parte del volumen ocupado por el agregado grueso. La figura 10.13ilustra este concepto.

Figura 10.13: Vacos en Agregado Grueso, VCAmezcla

Para los clculos de VCAmezcla y VMA, el asfalto absorbido por el agregado se consideracomo parte del agregado.

e) Eleccin del Optimo Contenido de Asfalto

Una vez que la gradacin de la mezcla se haya elegido, es probable que se deba ajustar elcontenido de cemento asfltico para obtener el apropiado porcentaje de vacos de aire en la

VCADRCAire30-40% de volumen

agregadogrueso Peso Unitario

Seco Rodillado

VCAmezcla

ire

Asfaltoefectivo

Agregadogrueso

Agregadofino


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mezcla. Para este caso, se preparan especimenes con la misma granulometra, perovariando el porcentaje de asfalto. El ptimo contenido de asfalto es el que produce el 4% delos vacos de aire en la mezcla. La NCAT luego de evaluaciones de pavimentos SMA

sugieren que se elija el contenido de asfalto que produce vacos de aire cercanos a 4% paraproteger la mezcla de los fat spots luego de colocarse la mezcla y mejora la resistencia a lasdeformaciones permanentes, particularmente en climas clidos. Para climas fros puedeusarse contenidos de vacos de aire cerca de 3.5%.

10.7.3 Experiencias con SMA por el Mundo

La normalizacin europea se vino efectuando a travs del grupo de trabajo CEN TC227/WG1 Mezclas Bituminosas que estuvo desarrollando una norma para SMA. Se conoce dereferencia que estas especificaciones han sido recientemente terminadas y se espera quepronto se cuente con ellos.

Todos los pases que iniciaron trabajos con mezclas SMA tienen como punto de referencialas especificaciones alemanas. Sin embargo, luego de los primeros trabajos fueronadaptando las mismas a su propia condicin de sitio. A continuacin se hace referencia a lasEspecificaciones Tcnicas Alemanas y Norte Americana.

Alemania (EAPA, 1998)

Existen cuatro tipos de mezclas para pavimentos con alto volumen de trfico 0/8, 0/5 y0/11S, 0/8S. Estn normalizados por la Empfehlungen fur die Zusammensetzung, dieHerstellung und den Einbau von Splittmastixasphalt, FGSV 1996, e incorporado en laNational Standart ZTV Asphalt StB, 1998. La tabla 10.6 muestra las caractersticas demezclas asflticas SMA segn las Especificaciones Tcnicas Alemanas ZTV Asphalt-StB 01(2001).

El contenido de aditivo estabilizante vara de 0.3 a 1.5% dependiendo de la fibra y tipo deligante.

Estados Unidos de Amrica

SMA es una mezcla relativamente nueva en los Estados Unidos. Su aplicacin es elresultado del European Asphalt Study Tour realizado en otoo de 1990. A principios de1991, la Federal Highway Administration (FHWA) form un Grupo Tcnico de Trabajo(TWG) para normar los materiales y procesos constructivos de mezclas SMA.

Las primeras mezclas SMA se colocaron en Wisconsin durante 1991 seguido por Michigan,Georgia, y Missouri durante el mismo ao.


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Tabla 10.6: Caractersticas de Mezclas asflticas tipo SMA usadas en Alemaniasegn las especificaciones tcnicas Alemanas

ZTV Asphalt StB 01 (2001)

* para asfalto modificado con polmero (PmB 45), la temperatura de compactacin debe ser 1455C** capa de reperfilage son capas de rodadura sobre la capa intermedia o inferior con problemas geomtricos .

Para el verano de 1997, por lo menos 28 estados construyeron mas de 100 proyectos,totalizando mas de 3 millones de toneladas de SMA. La mayora de los proyectos fueronconstruidos entre 1992 y 1996 y la mayor parte fueron colocados para soportar trficopesado.

El primer proyecto de SMA en los Estados Unidos diseado siguiendo la receta de lasespecificaciones Alemana. La NCAT ha desarrollado un detallado diseo de mezclas para

SMAStone Mastic Asphalt

0/11S 0/8S 0/8 0/5

Tipo de agregadosAgregado chancado, Arena

chancada, filler comercialAgregado chancado,Arena chancada y

natural, filler comercial

Agregados minerales:Agregado en peso (%) < 0.09 mmAgregado en peso (%) > 2.0 mmAgregado en peso (%) > 5.0 mmAgregado en peso (%) > 8.0 mmAgregado en peso (%) > 11.2 mm

Relacin arena natural/arena chancada

9 1373 8060 70

4010

1:0

10 - 1373 8055 70

10-

1:0

8 1370 8045 70

10-

1:1

8 1360 70

10--

1:1Porcentaje que pasa el tamiz0.09 mm2.0 mm5.0 mm8.0 mm11.2 mm

9 1320 2730 4050 6090 - 100

10 1320 2730 4590 100

-

8 1320 3030 5590 100

-

8 1330 4090 100

--

Ligante bituminosoTipo de ligante (penetracin dmm)

Contenido ligante en peso de mezcla (%)

50/70(PmB 45)

6.5

50/70(PmB 45)

7.0

70/100

7.0

70/100(160/220)

7.2Aditivos estabilizadoresContenido de mezcla en peso (%) 0.3 1.5

Mezclas AsflticasEspecimenes MarshallTemperatura de compactacin (C)Vacos de aire (%)

*13553.0 4.0

*13553.0 4.0

*13552.0 4.0

*13552.0 4.0

CapasCapa de rodadura

Espesor recomendado (cm)Taza de aplicacin (kg/m2)

Capa de reperfilage**Espesor recomendado (cm)Taza de aplicacin (kg/m2)

3.5 4.085 100

2.5 5.060 - 125

3.0 4.070 100

2.0 4.045 100

2.0 4.045 100

-

2.0 4.045 75

-

Grado de compactacin de la capa (%) 97

Vacos de aire en capa compactada (%) 6.0


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SMA. Las normas son AASHTO MP8 Specification for Designing Stone Matrix Asphalt(SMA) y AASHTO PP41 Practice for Designing Stone Matrix Asphalt (SMA). Las tablas10.7 a 10.12 muestran las especificaciones de las mezclas SMA usadas en los EE.UU.

Tabla 10.7: Requis itos de Calidad para Agregado Grueso, AASHTO MP8

Ensayo Mtodo Especificacin

Abrasin L.A., % prdida AASHTO T96 30* mx

Chatas y Alargadas, %3 a 15 a 1

ASTM D479120 mx5 mx

Absorcin, % AASHTO T85 2 mx

Durabilidad (5 ciclos), %Sulfato de sodioSulfato de magnesio

AASHTO T10415 mx20 mx

Contenido de caras fracturadas, %Una caraDos caras

ASTM D5821100 min90 min

* Aunque los agregados con prdidas mayores a 30% se usan satisfactoriamente, las piedrasse pueden quebrar durante el proceso de compactacin en el laboratorio o durante lacompactacin en campo con estos agregados.

Tabla 10.8: Requis itos de Calidad para Agregado Fino, AASHTO MP8

Ensayo Mtodo Especificacin

Durabilidad (5 ciclos), %Sulfato de sodioSulfato de magnesio

AASHTO T10415 mx20 mx

Angularidad, % AASHTO TP33(Mtodo A)

45 min

Lmite Lquido, % AASHTO T89 25 mx

Indice de plasticidad AASHTO T90 N.P.


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Tabla 10.9: Rango Granulomtrico de SMA (% pasante por volumen)AASHTO MP8

El TMN se refiere al Tamao Mximo Nominal que representa a un tamiz mayor que el primer tamizque retiene mas del 10%

Tabla 10.10: Especificaciones de Mezclas SMA para diseo MarshallNAPA 2002

Tabla 10.11: Especificaciones de Mezclas SMA para d iseo con CompactadorGirator io Superpave AASHTO MP8 y NAPA 2002

TMN 19 mm TMN 12.5 mm TMN 9.5 mmTamiz,mm Inferior Superior Inferior Superior Inferior Superior25.0 100 100

19.0 90 100 100 100

12.5 50 74 90 100 100 100

9.5 25 60 26 78 90 100

4.75 20 28 20 28 26 60

2.36 16 24 16 24 20 28

1.18 13 21 13 21 13 21

0.6 12 18 12 18 12 18

0.3 12 15 12 15 12 150.075 8 10 8 10 8 10

Propiedades Especificacin

Cemento asfltico, % 6 mn*

Vacos de aire, % 4

VMA, % 17 mn**

VCA, % Menor que VCADRC

Estabilidad, kg 632 mn***

TSR, % 70 mn

Escurrimiento a Tproduccin, % 0.30 mx* El mnimo porcentaje de cemento asfltico puede reducirse ligeramente sila gravedad especfica bulk del agregado excede 2.75** VMA mnimo durante la produccin*** Valor de estabilidad sugerido, basado en la experiencia


Cemento asfltico, % 6 mn*

Vacos de aire, % 4

VMA, % 17 mn**

VCA, % Menor que VCADRC

TSR, % 70 mn

Escurrimiento a Tproduccin, % 0.30 mx* El mnimo porcentaje de cemento asfltico puede reducirse ligeramente si

la gravedad especfica bulk del agregado excede 2.75** VMA mnimo durante la produccin


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Tabla 10.12: Propiedades de Fibra Celulosa, AASHTO MP8


Anlisis por tamizadoMtodo A: Anlisis por tamiz Alpina

Longitud de fibra (mx)Pasa tamiz n100

Mtodo B: Anlisis por tamiz cuadradoLongitud de fibra (mx)

Pasa tamiz n20Pasa tamiz n40Pasa tamiz n140

6 mm

7010%

6 mm

85% (10%)65% (10%)30% (10%)

Contenido de cenizas 18% (5%) no voltiles

Ph 7.5% (1)Absorcin de petrleo 5 (10) (vez por peso de fibra)Contenido de Humedad < 5% (por peso)

Acapitulo 91 Diseño de Mezclas Asfálticas

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