H.- DISEÑO DE MEZCLAS ASFALTICA Reseña historica.pdf

8/19/2019 H.- DISEÑO DE MEZCLAS ASFALTICA Reseña historica.pdf

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Diseño de Mezclas

Asfálticas

Reseña Histórica


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Diseño de Mezclas Asfálticas

• Objetivo: – Desarrollo de una mezcla económica deasfalto y agregados que cumpla ciertos

requisitos de diseño.• Métodos tradicionales – Marshall

– Hveem• Nuevo – Compactador Giratorio


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Requisitos en común• Asfalto suficiente para un pavimento durable

• Estabilidad suficiente ante Tránsito Vehicular • Suficiente contenido de aire

– Límite superior para prevenir daño de los

agentes ambientales. – Límite inferior para dar espacio suficiente a la

densificación inicial por Tránsito

• Trabajabilidad suficiente


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DISEÑO

MARSHALL


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Diseño Marshall

• Desarrollado por Bruce Marshall delMississippi Highway Department en losaños 30’s

• Se estudió en 1943 para WWII – Se evaluó el esfuerzo de compactación

• Número de golpes, diseño martil lo,

etc.• Se decidió un marti llo de 10 lb., 50

golpes por cara•

4% de vacíos después del tránsito• Se estableció el criterio inicial y seactualizó para presiones de inflado ycargas mayores.


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Martillo Automático Marshall


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Diseño Marshall

• Selección y pruebas de agregados

• Selección y prueba del cemento asfáltico

– Establecer temperaturas de mezcla ycompactación

• Desarrollar mezclas de prueba

– Calentar y mezclar el cemento asfáltico yagregados

– Compactar espécimen (Diámetro, 100

mm)


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.1.1

.2.2

.3.3

.5.5

11

1010

55

100100 110110 120120 130130 140140 150150 160160 170170 180180 190190 200200

TemperaturaTemperatura, C, C

ViscosidadViscosidad, Pa s, Pa s

Rango Compactación

Rango Mezcla

Temps.de Mezcla y

Compactación


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Criterio Diseño Marshall

Tráfico ligero Tráfico Medio Tráfico pesado ESAL < 104 10 4 < ESAL< 10 ESAL > 106

Compactación 35 50 75

Estabilidad N (lb.) 3336 (750) 5338 (1200) 8006 (1800)

Flujo 0.25 mm (0.1 in) 8 a 18 8 a 16 8 a 14

Cont. aire, % 3 a 5 3 a 5 3 a 5

Vacíos Agregado Mineral. (VAM) Varía con el tamaño del agregado


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Requisitos Mínimos de VAM


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Ensayes Diseño Marshall

• Alturas

– Para corregir las mediciones de estabilidad

• Densidad específica de la muestra compactada

• Densidad específica máxima de la mezcla suelta

• Estabil idad y Flujo

– Baño María 60oC (30 a 40 minutos)

– 50 mm/min velocidad de carga

– Carga Máxima= Estabilidad no corregida

– Deformación vertical correspondiente = FLUJO


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Flujo y Estabilidad Marshall


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Diseño MarshallProcedimiento del Instituto del Asfalto

Contenido Aire , %

Cont. Asfalto, %

Estabilidad

Cont. Asfalto, %

Pesovolumétrico

Cont. Asfalto, %

Cont. Asfalto Óptimo = Promedio

4%


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Diseño MarshallProcedimiento del Instituto del Asfalto

Flujo

Contenido Asfalto, %

VAM, %


El contenido de asfalto óptimo seusa entonces para checar flujo y

VAM

Límite inferior

Lím. Superior

Mínimo

OKOK


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Diseño Marshall

Procedimiento NAPAContenido Aire, %


Contenido óptimo de asfalto =

El que corresponda a 4% de contenido

De aire

4%


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Diseño MarshallProcedimiento NAPA

Estabilidad


Se checa el criterio de estabilidad

OK


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Diseño MarshallProcedimiento NAPA

Flujo


VAM, %


Checar ahora Flujo y VAM

Límite Inf.

Límite sup.

Mínimo

OKOK


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Método Marshall

• Ventajas – Atención a la resistencia, durabilidad y vacíos –

Costo económico – Fácil de usar en procesos de control decalidad

• Desventajas

– Compactación por impactos – No considera la resistencia al corte

– Carga perpendicular al eje de compactación.


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METODO DEDISEÑO

HVEEM


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Método de Diseño Hveem

• Francis Hveem lo desarrollo paraCalifornia DOT a mediados de los 20’s

• Uso limitado

– Primariamente en la costa Oeste• Consideraciones de diseño similares al

Marshall

• Considera la absorción del asfalto por elagregado.


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Método Diseño Hveem

• Selección y prueba de agregados

• Selección y prueba de ligantes

• Equivalente de Keroseno Centrifugado (CKE) – Capacidad superficial de agregados

– Estimación del contenido óptimo deasfalto.


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• Compactación por amasado para preparar especímenes

• Determinar estabilidad con el Estabilómetro Hveem

– Evalua deformación horizontal bajo carga axial

– Carga a lo largo del eje de compactación

• Observación visual, relaciones volumétricas y

estabilidad para seleccionar el contenido óptimo deasfalto.



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Compactador Hveem


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Estabilómetro Hveem


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Estabilidad


Cont. Aire, %


VAM

Contenido de Asfalto, %Tráfico Pesado= 37 de estabilidad min.

Medio = 35 min.Ligero = 30 min.

Mínimo

Mínimo


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Diseño Hveem

Paso 1

eries de Diseño

Paso 2

Exudación

Paso 3

Estabilidad Mínima

Paso 4

Max. Cont. Asfalto

Con 4% cont. aire


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Diseño Hveem

• Ventajas

– Cubre resistencia, durabilidad y cont. De aire

– Compactación por amasado similar al campo

– Parámetros de resistencia con relación directacon la fricción interna del material

• Desventajas – Equipo costoso y no muy portátil

– Rango limitado en las mediciones de Estabil idad


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Preguntas - ?

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