MEZCLAZ ASFALTICAS PAVIMENTOS

ALUMNO FABIAN ALCA CAMPOS

DOCENTE PEDRO MAQUERA

Materiales

El manual de carreteras -especificaciones teacutecnicas generales para construccion- presenta las disposiciones que son generales a los trabajos sobre pavimentos que estaacuten referidos a capas anticontaminantes subbases y bases granulares con o sin estabilizadores

Para la construccioacuten de capas anticontaminantes subbases y bases granulares con o sin estabilizadores se utilizaraacuten materiales granulares naturales procedentes de excedentes de excavaciones canteras o escorias metaacutelicas establecidas en el Expediente Teacutecnico y aprobadas por el Supervisor asiacute mismo podraacuten provenir de la trituracioacuten de rocas gravas o estar constituidos por una mezcla de productos de diversas procedencias

Las partiacuteculas de los agregados seraacuten duras resistentes y durables sin exceso de partiacuteculas planas blandas o desintegrables y sin materia orgaacutenica terrones de arcilla u otras sustancias perjudiciales Sus condiciones de limpieza dependeraacuten del uso que se vaya a dar al material

Los requisitos de calidad que deben cumplir los diferentes materiales y los requisitos granulomeacutetricos se presentan en la especificacioacuten respectiva del manual de carreteras -especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten-

Requisitos de calidad

SubBase

Los materiales para la construccioacuten de la subbase granular deberaacuten satisfacer los requisitos indicados en la Subseccioacuten 40002 del manual de carreteras -especificaciones teacutecnicas generales para construccion-

Ademaacutes deberaacuten ajustarse a una de las franjas granulomeacutetricas indicadas en la siguiente Tabla 402-01

Notas

(1) La curva de Gradacioacuten ldquoArdquo deberaacute emplearse en zonas cuya altitud sea igual o superior a 3000 msnm

Ademaacutes el material tambieacuten deberaacute cumplir con los requisitos de calidad indicados en la Tabla 402-02

Para prevenir segregaciones y garantizar los niveles de compactacioacuten y resistencia exigidos por la presente especificacioacuten el material que produzca el Contratista deberaacute dar lugar a una curva granulomeacutetrica uniforme y sensiblemente paralela a los liacutemites de la franja sin saltos bruscos de la parte superior de un tamiz a la inferior de un tamiz adyacente y viceversa

Calidad de los materiales de la subbase

De cada procedencia de los materiales y para cualquier volumen previsto se tomaraacuten 4 muestras para los ensayos y frecuencias que se indican en la Tabla 402-02

Los resultados deberaacuten satisfacer las exigencias indicadas en la Subseccioacuten 40202 Manual de carreteras -especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten-

No se permitiraacute acopios que presenten restos de tierra vegetal materia orgaacutenica o tamantildeos superiores del maacuteximo especificado

Ademaacutes deberaacute cumplir la siguiente tabla correspondiente al CBR

(Tabla extraiacuteda del Manual de carreteras seccioacuten suelos y pavimentos)

BASE

Los materiales para la construccioacuten de la base granular deberaacuten satisfacer los requisitos indicados en la Subseccioacuten 40002 Manual de carreteras -especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten-

Ademaacutes deberaacuten ajustarse a las siguientes especificaciones de calidad

a Granulometriacutea

La composicioacuten final de los materiales presentaraacute una granulometriacutea continua bien graduada y seguacuten los requerimientos de una de las franjas granulomeacutetricas que se indican en la Tabla 403-01 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Para las zonas con altitud iguales o mayores a 3000 msnm Se deberaacute seleccionar la gradacioacuten ldquoArdquo

El material de Base Granular deberaacute cumplir ademaacutes con las siguientes caracteriacutesticas fiacutesico-mecaacutenicas y quiacutemicas que se indican en la Tabla 403-02 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

La franja por utilizar seraacute la establecida en los documentos del Proyecto y aprobada por el Supervisor

b Agregado Grueso

Se denominaraacute asiacute a los materiales retenidos en la malla Nordm 4 que podraacuten provenir de fuentes naturales procesados o combinacioacuten de ambos

Deberaacuten cumplir las caracteriacutesticas indicadas en la Tabla 403-03 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

c Agregado Fino

Se denominaraacute asiacute a los materiales que pasan la malla Nordm 4 que podraacuten provenir de fuentes naturales procesados o combinacioacuten de ambos

Deberaacuten cumplir las caracteriacutesticas indicadas en la Tabla 403-04 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Ademaacutes deberaacute cumplir la siguiente tabla correspondiente al CBR

(Tabla extraiacuteda del Manual de carreteras seccioacuten suelos y pavimentos)

CARPETA ASFALTICA

En el caso de del material para la carpeta asfaacuteltica se haraacuten las siguientes pruebas composicioacuten granulomeacutetrica peso volumeacutetrico seco suelto densidad absorcioacuten contraccioacuten lineal desgaste adherencia con el asfalto equivalente de arena Contenido de humedad degradacioacuten y limites de atterberg

Para maacutes detalles revisar el Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

TIPOS DE DISENtildeO DE MEZCLAS

Mezcla Asfaacuteltica en Caliente

Constituye el tipo maacutes generalizado de mezcla asfaacuteltica y se define como mezcla asfaacuteltica en caliente la combinacioacuten de un ligante hidrocarbonado agregados incluyendo el polvo mineral y eventualmente aditivos de manera que todas las partiacuteculas del agregado queden muy bien recubiertas por una peliacutecula homogeacutenea de ligante Su proceso de fabricacioacuten implica calentar el ligante y los agregados (excepto eventualmente el polvo mineral de aportacioacuten) y su puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la ambiente

Se emplean tanto en la construccioacuten de carreteras como de viacuteas urbanas y aeropuertos y seutilizan tanto para capas de rodadura como para capas inferiores de los firmes Existen a su vez subtipos dentro de esta familia de mezclas con diferentes caracteriacutesticas Se fabrican con asfaltos aunque en ocasiones se recurre al empleo de asfaltos modificados las proporciones pueden variar desde el 3 al 6 de asfalto en volumen de agregados peacutetreos

Evolucioacuten de los disentildeos de mezclas asfaacutelticas en caliente

A continuacioacuten se muestra la evolucioacuten de los meacutetodos de disentildeos de mezclas asfaacutelticas en caliente

1 The Hubbard-Field (1920acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas fue uno de los primeros meacutetodos en evaluar contenidos de vaciacuteos en la mezcla y en el agregado mineral Usaba una estabilidad como prueba para medir la deformacioacuten Funcionoacute adecuadamente para evaluar mezclas con agregado pequentildeo o granulometriacuteas finas pero no tambieacuten para mezclas con granulometriacuteas que conteniacutean agregados grandes

2 Meacutetodo Marshall (1930acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas desarrollado durante la 2da Guerra Mundial y despueacutes fue adaptado para su uso en carreteras Utiliza una estabilidad y porcentaje de vaciacuteos como pruebas fundamentalmente Excepto cambios en las especificaciones el meacutetodo no ha sufrido modificacioacuten desde los antildeos 40acutes

3 Meacutetodo Hveem (1930acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas desarrollado casi en el mismo tiempo que el meacutetodo Marshall Evalua una estabilidad pseudotriaxial

4 Meacutetodo de la Western Association of State Highway on Transportation OfficialsWASHTO (1984) Este meacutetodo de disentildeo de mezclas recomendoacute cambios en los requerimientos del material y especificaciones de disentildeo de mezclas para mejorar la resistencia a las roderas Con FHWA

5 Meacutetodo de Asphalt Aggregate Mixture Analysis System AAMAS (1987) La necesidad de cambios en el disentildeo de mezclas fue reconocida tardaron 2 antildeos para desarrollar un nuevo proyecto para el disentildeo de mezclas que incluiacutea un nuevo meacutetodo de compactacioacuten en laboratorio y la evaluacioacuten de las propiedades volumeacutetricas desarrollo de pruebas para identificar las deformaciones permanentes grietas de fatiga y resistencia a las grietas a baja temperatura Con NCHRP

6 Meacutetodo SUPERPAVE (1993) El meacutetodo AAMAS sirvioacute como punto de inicio del meacutetodo SUPERPAVE que contiene un nuevo disentildeo volumeacutetrico completo de mezcla con funcionamiento basado en prediccioacuten a traveacutes de modelos y meacutetodos de ensayo en laboratorio grietas por fatiga y grietas por baja temperatura Los modelos de prediccioacuten de funcionamiento fueron completados satisfactoriamente hasta el antildeo 2000 El disentildeo volumeacutetrico de mezclas en el SUPERPAVE es actualmente implementado en varios estados de los EUA debido a que ha sido reconocida una conexioacuten entre las propiedades volumeacutetricas de la mezcla asfaacuteltica caliente y su correcto funcionamiento Tiene su resultado ahora la aceptacioacuten en el control de calidad ha sido cambiado a propiedades volumeacutetricas SUPERPAVE promete un funcionamiento basado en meacutetodos o ensayos de laboratorio que pueden ser usados para identificar la resistencia a las deformaciones plaacutesticas de los pavimentos

Mezcla Asfaacuteltica en Friacuteo

Son las mezclas fabricadas con emulsiones asfaacutelticas y su principal campo de aplicacioacuten es en la construccioacuten y en la conservacioacuten de carreteras secundarias Para retrasar el envejecimiento de las mezclas abiertas en friacuteo se suele recomendar el sellado por medio de lechadas asfaacutelticas

Se caracterizan por su trabajabilidad tras la fabricacioacuten incluso durante semanas la cual se debe a que el ligante permanece un largo periodo de tiempo con una viscosidad baja debido a que se emplean emulsiones con asfalto fuidificado el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios haciendo viable el almacenamiento pero despueacutes de la puesta en obra en una capa de espesor reducido el endurecimiento es relativamente raacutepido en las capas ya extendidas debido a la evaporacioacuten del fluidificante Existe un grupo de mezclas en friacuteo el cual se fabrica con una emulsioacuten de rotura lenta sin ninguacuten tipo de fluidificante pero es menos usual y pueden compactarse despueacutes de haber roto la emulsioacuten El proceso de aumento paulatino de la resistencia se le suele llamar maduracioacuten que consiste baacutesicamente en la evaporacioacuten del agua procedente de la rotura de la emulsioacuten con el consiguiente aumento de la cohesioacuten de la mezcla

Las emulsiones asfaacutelticas son una mezcla de asfalto con agua que con el emulsificante forman una emulsioacuten estable que permite tender las carpetas asfaacutelticas en friacuteo es decir a temperaturas menores a 100degC

Las desventajas de las emulsiones asfaacutelticas son principalmente el tiempo de fraguado que estas requieren la complicada quiacutemica y reologiacutea que se desarrolla en las emulsiones pues los compuestos quiacutemicos presentes en el asfalto como los asfaltenos y maltenos son variables y de diferente naturaleza quiacutemica

Debido al mecanismo de fraguado estas emulsiones comuacutenmente no logran una estabilidad aceptable con el agregado peacutetreo del asfalto por ello son aplicables principalmente a caminos secundarios en los que la carga vehicular no es regular ni posee alto peso

PLANTAS DE ASFALTO

DEFINICION Una planta de asfalto es un conjunto de equipos mecaacutenicos y electroacutenicos en donde los agregados son combinados calentados secados y mezclados con asfalto para producir una mezcla asfaacuteltica en caliente (a grandes temperaturas) que debe cumplir con ciertas especificaciones y que se utilizan para la construccioacuten de superficies de rodamiento

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

PLANTAS ASFALTICAS POR EL EQUIPO QUE CONTIENEN

CONTINUAS DISCONTINUAS

POR EL TIPO DE EMPLAZAMIENTO

FIJAS O ESTACIONARIAS MOVILES O PORTATILES

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

Planta estacionaria o fija

Es la que se encuentra instalada o situada en un lugar permanentemente

Plantas portatiles o moviles esta planta puede ser faacutecilmente desmantelada y movida por ferrocarril o carretera para posteriormente volverla a instalar con un miacutenimo de tiempo y energiacutea es decir que puede ser transportada de una obra a otra

Plantas de tipo continuo

Son de caracteriacutesticas maacutes simples adecuadas especialmente para concretos asfaacutelticos a los que no se les exija especificaciones de gran rigidez

Plantas de tipo discontinuo Suelen utilizarse en la produccioacuten de asfaltos de gran rigidez La diferencia esencial entre ambas variantes reside en la maacutequina amasadora (mezclador) por lo que exteriormente la instalacioacuten no ofrece caracteriacutesticas determinantes

Una planta asfaacuteltica consiste o se compone de las siguientes partes

Componentes principales de una planta de asfalto

Funcionamiento de una planta de asfalto

El material se alimenta a la planta por medio de tractor cargador o bandas transportadoras depoacutesitaacutendose en las tolvas para materiales friacuteos Estas tolvas estaacuten equipadas con compuertas ajustables para regular la caiacuteda del material al alimentador de friacuteos para que caiga al depoacutesito con una primera graduacioacuten granulomeacutetrica De este depoacutesito es llevado hasta la tolva de entrada al secador Al entrar al secador el polvo puede ser reincorporado en caso necesario en el recipiente en donde se une al meterial que sale del secador De ahiacute es llevado a las cribas vibratorias para ser separados por tamantildeos depositaacutendose en las tolvas de material caliente Por las compuertas de estas tolvas se extrae de cada una la cantidad en peso que fijan las granulometriacuteas del proyecto Se bombea el cemento asfaacuteltico pasan al mezclador en donde se homogeniza la mezcla y se descarga al camioacuten que la ha de transportar

Inspeccioacuten de la mezcla

Deberaacute observarse constantemente a la mezcla pues ninguacuten dispositivo o meacutetodo de prueba es maacutes conveniente que el ojo humano El principal factor que hay que controlar es la temperatura la cual con un poco de experiencia puede controlarse simplemente observando la apariencia de la mezcla o bien utilizando termoacutemetros con vaacutestagos de acero El sobrecalentamiento de la mezcla ocasiona que el asfalto se envejezca raacutepidamente por lo cual hay queacute evitar que esto suceda Si se nota que la mezcla desprende un humo azul esto seraacute un indicio de sobrecalentamiento Si la mezcla no presenta una fluidez que se pudo haber estimado en el laboratorio o en la planta si no que presenta una fluidez maacutes lenta esto seraacute indicio de que la mezcla se encuentra menos caliente de lo requerido lo anterior tambieacuten se puede deducir si la mezcla presenta picos al encontrase colocada en el camioacuten

Es muy importante que el muestreo que se efectueacute sea representativo pues esta es una de las mayores fuentes de error al checar la mezcla

La granulometriacutea debe checarse con el mayor cuidado Si se notaraacute deficiencia o exceso de asfalto esto podriacutea ser un indicio de cambio en la granulometriacutea y deberaacute por consiguiente checarse esta Los cambios en la textura de la mezcla compactada tambieacuten pueden ser indicios de una granulometriacutea variable Deben efectuarse pruebas en corazones extraiacutedos de pavimento compactado con el fin de determinar su compactacioacuten y calidad asiacute como contenido de asfalto Las pruebas de extraccioacuten ademaacutes de servir para determinar el contenido de asfalto proveen el agregado para determinar la granulometriacutea

ALGUNAS DEFICIENCIAS QUE PUEDEN JUSTIFICAR EL RECHAZO DE UNA MEZCLA EN CALIENTE SON LAS SIGUIENTES

MEZCLAS CALENTADAS EXCESIVAMENTE Esto como antes se mencionoacute queda evidenciado por la aparicioacuten del huma azul Si esto sucede deberaacute checarse inmediatamente la temperatura pues si esta queda fuera de especificacioacuten se rechazaraacute la mezcla MEZCLA RELATIVAMENTE FRIacuteA Esta se puede detectar si la mezcla presenta una apariencia riacutegida o bien que las partiacuteculas mayores no se encuentren totalmente cubiertas MUCHO ASFALTO La mezcla no presenta taludes POCO ASFALTO La mezcla presenta una apariencia granular cubrimiento de las partiacuteculas insuficiente y carencia de ligero brillo negro El pavimento se nota cafeacute y la mezcla no se compacta satisfactoriamente

MEZCLA NO UNIFORME Se observan zonas grumosas o de color cafeacute en medio de las zonas negras con brillo intenso

EXCESO DE AGREGADO GRUESO La mezcla presenta trabajabilidad pobre y compactada presenta una textura abierta yo muy rica en asfalto

EXCESO DE AGREGADO FINO Se nota que la mezcla esta pobre como si estuviera hirviendo yo al compactarse presenta una textura maacutes cerrada

EXCESO DE AGUA La mezcla suelta vapor y burbujas como si estuviera hirviendo tambieacuten puede presentar una apariencia jabonosa y como si tuviera exceso de asfalto

VARIOS Se puede tener segregacioacuten debido a la mala manipulacioacuten o bien contaminacioacuten (gasolina aceite etc)

PLANTAS MOBILES DE RECICLADO DE ASFALTO

El reciclado de pavimentos asfalticos es un sistema que hace posible la reutilizacioacuten de los agregados y del asfalto disponible en las carreteras construidas en el pasado y que necesiten renovarse La teacutecnica del reciclado ha ido en aumento en el mundo Las razones particulares por las cuales se han intensificado las investigaciones relacionadas a este meacutetodo son - Las dificultades existentes para conseguir permisos para instalar nuevas plantas cerca de las obras de construccioacuten - El ahorro considerable que implica la eliminacioacuten del doble manejo de los materiales - La importancia de mantener el flujo de traacutefico existente

Estas plantas moacuteviles tienen la posibilidad de antildeadir nuevos agregados para mejorar la curva de la rasante el asfalto y los agentes rejuvenecedores El proceso lento de calentamiento y de mezcla del asfalto viejo con el nuevo significa que el asfalto viejo se rejuvenece completamente y los viejos agregados finos se mezclan en forma homogeacutenea con los agregados viacutergenes Se ha calculado la posibilidad de grandes ahorros mediante el uso de esta nueva teacutecnica que sin duda ocuparaacute un papel cada vez maacutes importante en los trabajos de mantenimiento

Ventajas de las plantas mobiles de reciclado de asfalto El fresado de esta planta es un procesamiento en friacuteo y la unidad completa es autopropulsada La planta tiene una capacidad de produccioacuten de 100 a 120 tonhora El material asfaacuteltico se puede extender inmediatamente despueacutes de ser producido a una temperatura oacuteptima de compactacioacuten Menor consumo de combustible No es necesario agregarle agua al material Mediante el uso de agentes especiales de rejuvenecimiento modifica las caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y geoloacutegicas del asfalto Puede trabajar en posicioacuten estacionaria en cualquier aacuterea no equipada Puede usarse tambieacuten como una planta mezcladora de tambor normal para la produccioacuten de material asfaacuteltico usando 100 de agregados viacutergenes o parte viacutergenes y parte usados

Para la instalacioacuten operacioacuten desmontaje y retiro de las plantas de produccioacuten de materiales los que estaraacuten contemplados en el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten al que hace referencia la Seccioacuten 41206 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Previo al inicio de cualquier actividad referente a esta partida el Contratista deberaacute contar con el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten de Materiales debidamente aprobado por el Supervisor y las entidades puacuteblicas y privadas que correspondan incluyendo todos los permisos legales

TRASPORTE Y COLOCACION DE MEZCLA ASFALTICA

MEacuteTODO AASHTO PARA EL DISENtildeO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

El meacutetodo AASHTO-1993 para el disentildeo de pavimentos flexibles se basa primordialmente en identificar un ldquonuacutemero estructural (SN)rdquo para el pavimento que pueda soportar el nivel de carga solicitado Para determinar el nuacutemero estructural el meacutetodo se apoya en una ecuacioacuten que relaciona los coeficientes a1a2a3 con sus respectivos nuacutemeros estructurales los cuales se calculan con ayuda de un software (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el nuacutemero de ejes equivalentes el rango de serviciabilidad la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar esta ecuacioacuten se relaciona a continuacioacuten

METODO MARSHALL DE DISENtildeO DE MEZCLAS

DESCRIPCION

A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten general de los procedimientos seguidos en el Disentildeo Marshall de Mezclas El procedimiento completo y detallado que se debe ser seguido se encuentra en la norma AASHTO T 245 (o ASTM D1559)

PREPARACION PARA EFECTUAR LOS PROCEDIMIENTOS

MARSHALL

Como ya se discutioacute en el capiacutetulo de materiales diferentes agregados y asfaltos presentan diferentes caracteriacutesticas Estas caracteriacutesticas tienen un impacto directo sobre la naturaleza misma le pavimento El primer paso en el meacutetodo de disentildeo entonces es determinar las cualidades (estabilidad durabilidad trabajabilidad resistencia al deslizamiento etc) que debe tener la mezcla de pavimentacioacuten y seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir esas cualidades Una vez hecho esto se puede empezar con la preparacioacuten de los ensayos

SELECCION DE LAS MUESTRAS DE MATERIAL

La primera preparacioacuten para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del agregado que va a ser usados en la mezcla de pavimentacioacuten Es importante que las muestras de asfalto tengan caracteriacutesticas ideacutenticas a las el asfalto que va a ser usado en la mezcla final Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado La razoacuten es simple los datos extraiacutedos de los procedimientos de disentildeo de mezclas determinar la foacutermula o ldquorecetardquo para la mezcla de pavimentacioacuten La receta seraacute exacta solamente si los ingredientes ensayados en el laboratorio tienen caracteriacutesticas ideacutenticas a los ingredientes usados en el producto final

Una amplia variedad de problemas graves que van desde una mala trabajabilidad de la mezcla hasta una falla prematura del pavimento son el resultado histoacuterico de variaciones ocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en la realidad

PREPARACION DEL AGREGADO

La relacioacuten viscosidad-temperatura del cemento asfaacuteltico que va a ser usado debe ser ya conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactacioacuten en el laboratorio

En consecuencia los procedimientos preliminares se enfocan hacia el agregado con el propoacutesito de identificar exactamente sus caracteriacutesticas Estos procedimientos incluyen secar el agregado determinar su peso especiacutefico y efectuar un anaacutelisis granulomeacutetrico por lavado

bull Secando el Agregado

El Meacutetodo Marshall requiere que los agregados ensayados esteacuten libres de humedad tan praacutectico como sea posible Esto evita que la humedad afecte los resultados de los ensayos

Una muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bandeja por separado y se calienta en un horno a una temperatura de 110ordm C (230ordmF)

Despueacutes de cierto tiempo la muestra caliente se pesa y se registra su valor

La muestra se calienta completamente una segunda vez y se vuele a pesar y a registrar su valor Este procedimiento se repite hasta que el peso de la muestra permanezca constante despueacutes de dos calentamientos consecutivos lo cual indica que la mayor cantidad posible de humedad se ha evaporado de la muestra

bull Anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda es un procedimiento para identificar las proporciones de partiacuteculas de tamantildeo diferente en las muestras del agregado Esta informacioacuten es importante porque las especificaciones de la mezcla deben estipular las proporciones necesarias de partiacuteculas de agregado de tamantildeo diferente para producir una mezcla en caliente final con las caracteriacutesticas deseadas

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda consta de los siguientes pasos

1 Cada muestra de agregado es secada y pesada

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

Materiales

El manual de carreteras -especificaciones teacutecnicas generales para construccion- presenta las disposiciones que son generales a los trabajos sobre pavimentos que estaacuten referidos a capas anticontaminantes subbases y bases granulares con o sin estabilizadores

Para la construccioacuten de capas anticontaminantes subbases y bases granulares con o sin estabilizadores se utilizaraacuten materiales granulares naturales procedentes de excedentes de excavaciones canteras o escorias metaacutelicas establecidas en el Expediente Teacutecnico y aprobadas por el Supervisor asiacute mismo podraacuten provenir de la trituracioacuten de rocas gravas o estar constituidos por una mezcla de productos de diversas procedencias

Las partiacuteculas de los agregados seraacuten duras resistentes y durables sin exceso de partiacuteculas planas blandas o desintegrables y sin materia orgaacutenica terrones de arcilla u otras sustancias perjudiciales Sus condiciones de limpieza dependeraacuten del uso que se vaya a dar al material

Los requisitos de calidad que deben cumplir los diferentes materiales y los requisitos granulomeacutetricos se presentan en la especificacioacuten respectiva del manual de carreteras -especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten-

Requisitos de calidad

SubBase

Los materiales para la construccioacuten de la subbase granular deberaacuten satisfacer los requisitos indicados en la Subseccioacuten 40002 del manual de carreteras -especificaciones teacutecnicas generales para construccion-

Ademaacutes deberaacuten ajustarse a una de las franjas granulomeacutetricas indicadas en la siguiente Tabla 402-01

Notas

(1) La curva de Gradacioacuten ldquoArdquo deberaacute emplearse en zonas cuya altitud sea igual o superior a 3000 msnm

Ademaacutes el material tambieacuten deberaacute cumplir con los requisitos de calidad indicados en la Tabla 402-02

Para prevenir segregaciones y garantizar los niveles de compactacioacuten y resistencia exigidos por la presente especificacioacuten el material que produzca el Contratista deberaacute dar lugar a una curva granulomeacutetrica uniforme y sensiblemente paralela a los liacutemites de la franja sin saltos bruscos de la parte superior de un tamiz a la inferior de un tamiz adyacente y viceversa

Calidad de los materiales de la subbase

De cada procedencia de los materiales y para cualquier volumen previsto se tomaraacuten 4 muestras para los ensayos y frecuencias que se indican en la Tabla 402-02

Los resultados deberaacuten satisfacer las exigencias indicadas en la Subseccioacuten 40202 Manual de carreteras -especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten-

No se permitiraacute acopios que presenten restos de tierra vegetal materia orgaacutenica o tamantildeos superiores del maacuteximo especificado

Ademaacutes deberaacute cumplir la siguiente tabla correspondiente al CBR

(Tabla extraiacuteda del Manual de carreteras seccioacuten suelos y pavimentos)

BASE

Los materiales para la construccioacuten de la base granular deberaacuten satisfacer los requisitos indicados en la Subseccioacuten 40002 Manual de carreteras -especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten-

Ademaacutes deberaacuten ajustarse a las siguientes especificaciones de calidad

a Granulometriacutea

La composicioacuten final de los materiales presentaraacute una granulometriacutea continua bien graduada y seguacuten los requerimientos de una de las franjas granulomeacutetricas que se indican en la Tabla 403-01 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Para las zonas con altitud iguales o mayores a 3000 msnm Se deberaacute seleccionar la gradacioacuten ldquoArdquo

El material de Base Granular deberaacute cumplir ademaacutes con las siguientes caracteriacutesticas fiacutesico-mecaacutenicas y quiacutemicas que se indican en la Tabla 403-02 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

La franja por utilizar seraacute la establecida en los documentos del Proyecto y aprobada por el Supervisor

b Agregado Grueso

Se denominaraacute asiacute a los materiales retenidos en la malla Nordm 4 que podraacuten provenir de fuentes naturales procesados o combinacioacuten de ambos

Deberaacuten cumplir las caracteriacutesticas indicadas en la Tabla 403-03 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

c Agregado Fino

Se denominaraacute asiacute a los materiales que pasan la malla Nordm 4 que podraacuten provenir de fuentes naturales procesados o combinacioacuten de ambos

Deberaacuten cumplir las caracteriacutesticas indicadas en la Tabla 403-04 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Ademaacutes deberaacute cumplir la siguiente tabla correspondiente al CBR

(Tabla extraiacuteda del Manual de carreteras seccioacuten suelos y pavimentos)

CARPETA ASFALTICA

En el caso de del material para la carpeta asfaacuteltica se haraacuten las siguientes pruebas composicioacuten granulomeacutetrica peso volumeacutetrico seco suelto densidad absorcioacuten contraccioacuten lineal desgaste adherencia con el asfalto equivalente de arena Contenido de humedad degradacioacuten y limites de atterberg

Para maacutes detalles revisar el Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

TIPOS DE DISENtildeO DE MEZCLAS

Mezcla Asfaacuteltica en Caliente

Constituye el tipo maacutes generalizado de mezcla asfaacuteltica y se define como mezcla asfaacuteltica en caliente la combinacioacuten de un ligante hidrocarbonado agregados incluyendo el polvo mineral y eventualmente aditivos de manera que todas las partiacuteculas del agregado queden muy bien recubiertas por una peliacutecula homogeacutenea de ligante Su proceso de fabricacioacuten implica calentar el ligante y los agregados (excepto eventualmente el polvo mineral de aportacioacuten) y su puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la ambiente

Se emplean tanto en la construccioacuten de carreteras como de viacuteas urbanas y aeropuertos y seutilizan tanto para capas de rodadura como para capas inferiores de los firmes Existen a su vez subtipos dentro de esta familia de mezclas con diferentes caracteriacutesticas Se fabrican con asfaltos aunque en ocasiones se recurre al empleo de asfaltos modificados las proporciones pueden variar desde el 3 al 6 de asfalto en volumen de agregados peacutetreos

Evolucioacuten de los disentildeos de mezclas asfaacutelticas en caliente

A continuacioacuten se muestra la evolucioacuten de los meacutetodos de disentildeos de mezclas asfaacutelticas en caliente

1 The Hubbard-Field (1920acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas fue uno de los primeros meacutetodos en evaluar contenidos de vaciacuteos en la mezcla y en el agregado mineral Usaba una estabilidad como prueba para medir la deformacioacuten Funcionoacute adecuadamente para evaluar mezclas con agregado pequentildeo o granulometriacuteas finas pero no tambieacuten para mezclas con granulometriacuteas que conteniacutean agregados grandes

2 Meacutetodo Marshall (1930acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas desarrollado durante la 2da Guerra Mundial y despueacutes fue adaptado para su uso en carreteras Utiliza una estabilidad y porcentaje de vaciacuteos como pruebas fundamentalmente Excepto cambios en las especificaciones el meacutetodo no ha sufrido modificacioacuten desde los antildeos 40acutes

3 Meacutetodo Hveem (1930acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas desarrollado casi en el mismo tiempo que el meacutetodo Marshall Evalua una estabilidad pseudotriaxial

4 Meacutetodo de la Western Association of State Highway on Transportation OfficialsWASHTO (1984) Este meacutetodo de disentildeo de mezclas recomendoacute cambios en los requerimientos del material y especificaciones de disentildeo de mezclas para mejorar la resistencia a las roderas Con FHWA

5 Meacutetodo de Asphalt Aggregate Mixture Analysis System AAMAS (1987) La necesidad de cambios en el disentildeo de mezclas fue reconocida tardaron 2 antildeos para desarrollar un nuevo proyecto para el disentildeo de mezclas que incluiacutea un nuevo meacutetodo de compactacioacuten en laboratorio y la evaluacioacuten de las propiedades volumeacutetricas desarrollo de pruebas para identificar las deformaciones permanentes grietas de fatiga y resistencia a las grietas a baja temperatura Con NCHRP

6 Meacutetodo SUPERPAVE (1993) El meacutetodo AAMAS sirvioacute como punto de inicio del meacutetodo SUPERPAVE que contiene un nuevo disentildeo volumeacutetrico completo de mezcla con funcionamiento basado en prediccioacuten a traveacutes de modelos y meacutetodos de ensayo en laboratorio grietas por fatiga y grietas por baja temperatura Los modelos de prediccioacuten de funcionamiento fueron completados satisfactoriamente hasta el antildeo 2000 El disentildeo volumeacutetrico de mezclas en el SUPERPAVE es actualmente implementado en varios estados de los EUA debido a que ha sido reconocida una conexioacuten entre las propiedades volumeacutetricas de la mezcla asfaacuteltica caliente y su correcto funcionamiento Tiene su resultado ahora la aceptacioacuten en el control de calidad ha sido cambiado a propiedades volumeacutetricas SUPERPAVE promete un funcionamiento basado en meacutetodos o ensayos de laboratorio que pueden ser usados para identificar la resistencia a las deformaciones plaacutesticas de los pavimentos

Mezcla Asfaacuteltica en Friacuteo

Son las mezclas fabricadas con emulsiones asfaacutelticas y su principal campo de aplicacioacuten es en la construccioacuten y en la conservacioacuten de carreteras secundarias Para retrasar el envejecimiento de las mezclas abiertas en friacuteo se suele recomendar el sellado por medio de lechadas asfaacutelticas

Se caracterizan por su trabajabilidad tras la fabricacioacuten incluso durante semanas la cual se debe a que el ligante permanece un largo periodo de tiempo con una viscosidad baja debido a que se emplean emulsiones con asfalto fuidificado el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios haciendo viable el almacenamiento pero despueacutes de la puesta en obra en una capa de espesor reducido el endurecimiento es relativamente raacutepido en las capas ya extendidas debido a la evaporacioacuten del fluidificante Existe un grupo de mezclas en friacuteo el cual se fabrica con una emulsioacuten de rotura lenta sin ninguacuten tipo de fluidificante pero es menos usual y pueden compactarse despueacutes de haber roto la emulsioacuten El proceso de aumento paulatino de la resistencia se le suele llamar maduracioacuten que consiste baacutesicamente en la evaporacioacuten del agua procedente de la rotura de la emulsioacuten con el consiguiente aumento de la cohesioacuten de la mezcla

Las emulsiones asfaacutelticas son una mezcla de asfalto con agua que con el emulsificante forman una emulsioacuten estable que permite tender las carpetas asfaacutelticas en friacuteo es decir a temperaturas menores a 100degC

Las desventajas de las emulsiones asfaacutelticas son principalmente el tiempo de fraguado que estas requieren la complicada quiacutemica y reologiacutea que se desarrolla en las emulsiones pues los compuestos quiacutemicos presentes en el asfalto como los asfaltenos y maltenos son variables y de diferente naturaleza quiacutemica

Debido al mecanismo de fraguado estas emulsiones comuacutenmente no logran una estabilidad aceptable con el agregado peacutetreo del asfalto por ello son aplicables principalmente a caminos secundarios en los que la carga vehicular no es regular ni posee alto peso

PLANTAS DE ASFALTO

DEFINICION Una planta de asfalto es un conjunto de equipos mecaacutenicos y electroacutenicos en donde los agregados son combinados calentados secados y mezclados con asfalto para producir una mezcla asfaacuteltica en caliente (a grandes temperaturas) que debe cumplir con ciertas especificaciones y que se utilizan para la construccioacuten de superficies de rodamiento

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

PLANTAS ASFALTICAS POR EL EQUIPO QUE CONTIENEN

CONTINUAS DISCONTINUAS

POR EL TIPO DE EMPLAZAMIENTO

FIJAS O ESTACIONARIAS MOVILES O PORTATILES

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

Planta estacionaria o fija

Es la que se encuentra instalada o situada en un lugar permanentemente

Plantas portatiles o moviles esta planta puede ser faacutecilmente desmantelada y movida por ferrocarril o carretera para posteriormente volverla a instalar con un miacutenimo de tiempo y energiacutea es decir que puede ser transportada de una obra a otra

Plantas de tipo continuo

Son de caracteriacutesticas maacutes simples adecuadas especialmente para concretos asfaacutelticos a los que no se les exija especificaciones de gran rigidez

Plantas de tipo discontinuo Suelen utilizarse en la produccioacuten de asfaltos de gran rigidez La diferencia esencial entre ambas variantes reside en la maacutequina amasadora (mezclador) por lo que exteriormente la instalacioacuten no ofrece caracteriacutesticas determinantes

Una planta asfaacuteltica consiste o se compone de las siguientes partes

Componentes principales de una planta de asfalto

Funcionamiento de una planta de asfalto

El material se alimenta a la planta por medio de tractor cargador o bandas transportadoras depoacutesitaacutendose en las tolvas para materiales friacuteos Estas tolvas estaacuten equipadas con compuertas ajustables para regular la caiacuteda del material al alimentador de friacuteos para que caiga al depoacutesito con una primera graduacioacuten granulomeacutetrica De este depoacutesito es llevado hasta la tolva de entrada al secador Al entrar al secador el polvo puede ser reincorporado en caso necesario en el recipiente en donde se une al meterial que sale del secador De ahiacute es llevado a las cribas vibratorias para ser separados por tamantildeos depositaacutendose en las tolvas de material caliente Por las compuertas de estas tolvas se extrae de cada una la cantidad en peso que fijan las granulometriacuteas del proyecto Se bombea el cemento asfaacuteltico pasan al mezclador en donde se homogeniza la mezcla y se descarga al camioacuten que la ha de transportar

Inspeccioacuten de la mezcla

Deberaacute observarse constantemente a la mezcla pues ninguacuten dispositivo o meacutetodo de prueba es maacutes conveniente que el ojo humano El principal factor que hay que controlar es la temperatura la cual con un poco de experiencia puede controlarse simplemente observando la apariencia de la mezcla o bien utilizando termoacutemetros con vaacutestagos de acero El sobrecalentamiento de la mezcla ocasiona que el asfalto se envejezca raacutepidamente por lo cual hay queacute evitar que esto suceda Si se nota que la mezcla desprende un humo azul esto seraacute un indicio de sobrecalentamiento Si la mezcla no presenta una fluidez que se pudo haber estimado en el laboratorio o en la planta si no que presenta una fluidez maacutes lenta esto seraacute indicio de que la mezcla se encuentra menos caliente de lo requerido lo anterior tambieacuten se puede deducir si la mezcla presenta picos al encontrase colocada en el camioacuten

Es muy importante que el muestreo que se efectueacute sea representativo pues esta es una de las mayores fuentes de error al checar la mezcla

La granulometriacutea debe checarse con el mayor cuidado Si se notaraacute deficiencia o exceso de asfalto esto podriacutea ser un indicio de cambio en la granulometriacutea y deberaacute por consiguiente checarse esta Los cambios en la textura de la mezcla compactada tambieacuten pueden ser indicios de una granulometriacutea variable Deben efectuarse pruebas en corazones extraiacutedos de pavimento compactado con el fin de determinar su compactacioacuten y calidad asiacute como contenido de asfalto Las pruebas de extraccioacuten ademaacutes de servir para determinar el contenido de asfalto proveen el agregado para determinar la granulometriacutea

ALGUNAS DEFICIENCIAS QUE PUEDEN JUSTIFICAR EL RECHAZO DE UNA MEZCLA EN CALIENTE SON LAS SIGUIENTES

MEZCLAS CALENTADAS EXCESIVAMENTE Esto como antes se mencionoacute queda evidenciado por la aparicioacuten del huma azul Si esto sucede deberaacute checarse inmediatamente la temperatura pues si esta queda fuera de especificacioacuten se rechazaraacute la mezcla MEZCLA RELATIVAMENTE FRIacuteA Esta se puede detectar si la mezcla presenta una apariencia riacutegida o bien que las partiacuteculas mayores no se encuentren totalmente cubiertas MUCHO ASFALTO La mezcla no presenta taludes POCO ASFALTO La mezcla presenta una apariencia granular cubrimiento de las partiacuteculas insuficiente y carencia de ligero brillo negro El pavimento se nota cafeacute y la mezcla no se compacta satisfactoriamente

MEZCLA NO UNIFORME Se observan zonas grumosas o de color cafeacute en medio de las zonas negras con brillo intenso

EXCESO DE AGREGADO GRUESO La mezcla presenta trabajabilidad pobre y compactada presenta una textura abierta yo muy rica en asfalto

EXCESO DE AGREGADO FINO Se nota que la mezcla esta pobre como si estuviera hirviendo yo al compactarse presenta una textura maacutes cerrada

EXCESO DE AGUA La mezcla suelta vapor y burbujas como si estuviera hirviendo tambieacuten puede presentar una apariencia jabonosa y como si tuviera exceso de asfalto

VARIOS Se puede tener segregacioacuten debido a la mala manipulacioacuten o bien contaminacioacuten (gasolina aceite etc)

PLANTAS MOBILES DE RECICLADO DE ASFALTO

El reciclado de pavimentos asfalticos es un sistema que hace posible la reutilizacioacuten de los agregados y del asfalto disponible en las carreteras construidas en el pasado y que necesiten renovarse La teacutecnica del reciclado ha ido en aumento en el mundo Las razones particulares por las cuales se han intensificado las investigaciones relacionadas a este meacutetodo son - Las dificultades existentes para conseguir permisos para instalar nuevas plantas cerca de las obras de construccioacuten - El ahorro considerable que implica la eliminacioacuten del doble manejo de los materiales - La importancia de mantener el flujo de traacutefico existente

Estas plantas moacuteviles tienen la posibilidad de antildeadir nuevos agregados para mejorar la curva de la rasante el asfalto y los agentes rejuvenecedores El proceso lento de calentamiento y de mezcla del asfalto viejo con el nuevo significa que el asfalto viejo se rejuvenece completamente y los viejos agregados finos se mezclan en forma homogeacutenea con los agregados viacutergenes Se ha calculado la posibilidad de grandes ahorros mediante el uso de esta nueva teacutecnica que sin duda ocuparaacute un papel cada vez maacutes importante en los trabajos de mantenimiento

Ventajas de las plantas mobiles de reciclado de asfalto El fresado de esta planta es un procesamiento en friacuteo y la unidad completa es autopropulsada La planta tiene una capacidad de produccioacuten de 100 a 120 tonhora El material asfaacuteltico se puede extender inmediatamente despueacutes de ser producido a una temperatura oacuteptima de compactacioacuten Menor consumo de combustible No es necesario agregarle agua al material Mediante el uso de agentes especiales de rejuvenecimiento modifica las caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y geoloacutegicas del asfalto Puede trabajar en posicioacuten estacionaria en cualquier aacuterea no equipada Puede usarse tambieacuten como una planta mezcladora de tambor normal para la produccioacuten de material asfaacuteltico usando 100 de agregados viacutergenes o parte viacutergenes y parte usados

Para la instalacioacuten operacioacuten desmontaje y retiro de las plantas de produccioacuten de materiales los que estaraacuten contemplados en el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten al que hace referencia la Seccioacuten 41206 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Previo al inicio de cualquier actividad referente a esta partida el Contratista deberaacute contar con el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten de Materiales debidamente aprobado por el Supervisor y las entidades puacuteblicas y privadas que correspondan incluyendo todos los permisos legales

TRASPORTE Y COLOCACION DE MEZCLA ASFALTICA

MEacuteTODO AASHTO PARA EL DISENtildeO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

El meacutetodo AASHTO-1993 para el disentildeo de pavimentos flexibles se basa primordialmente en identificar un ldquonuacutemero estructural (SN)rdquo para el pavimento que pueda soportar el nivel de carga solicitado Para determinar el nuacutemero estructural el meacutetodo se apoya en una ecuacioacuten que relaciona los coeficientes a1a2a3 con sus respectivos nuacutemeros estructurales los cuales se calculan con ayuda de un software (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el nuacutemero de ejes equivalentes el rango de serviciabilidad la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar esta ecuacioacuten se relaciona a continuacioacuten

METODO MARSHALL DE DISENtildeO DE MEZCLAS

DESCRIPCION

A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten general de los procedimientos seguidos en el Disentildeo Marshall de Mezclas El procedimiento completo y detallado que se debe ser seguido se encuentra en la norma AASHTO T 245 (o ASTM D1559)

PREPARACION PARA EFECTUAR LOS PROCEDIMIENTOS

MARSHALL

Como ya se discutioacute en el capiacutetulo de materiales diferentes agregados y asfaltos presentan diferentes caracteriacutesticas Estas caracteriacutesticas tienen un impacto directo sobre la naturaleza misma le pavimento El primer paso en el meacutetodo de disentildeo entonces es determinar las cualidades (estabilidad durabilidad trabajabilidad resistencia al deslizamiento etc) que debe tener la mezcla de pavimentacioacuten y seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir esas cualidades Una vez hecho esto se puede empezar con la preparacioacuten de los ensayos

SELECCION DE LAS MUESTRAS DE MATERIAL

La primera preparacioacuten para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del agregado que va a ser usados en la mezcla de pavimentacioacuten Es importante que las muestras de asfalto tengan caracteriacutesticas ideacutenticas a las el asfalto que va a ser usado en la mezcla final Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado La razoacuten es simple los datos extraiacutedos de los procedimientos de disentildeo de mezclas determinar la foacutermula o ldquorecetardquo para la mezcla de pavimentacioacuten La receta seraacute exacta solamente si los ingredientes ensayados en el laboratorio tienen caracteriacutesticas ideacutenticas a los ingredientes usados en el producto final

Una amplia variedad de problemas graves que van desde una mala trabajabilidad de la mezcla hasta una falla prematura del pavimento son el resultado histoacuterico de variaciones ocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en la realidad

PREPARACION DEL AGREGADO

La relacioacuten viscosidad-temperatura del cemento asfaacuteltico que va a ser usado debe ser ya conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactacioacuten en el laboratorio

En consecuencia los procedimientos preliminares se enfocan hacia el agregado con el propoacutesito de identificar exactamente sus caracteriacutesticas Estos procedimientos incluyen secar el agregado determinar su peso especiacutefico y efectuar un anaacutelisis granulomeacutetrico por lavado

bull Secando el Agregado

El Meacutetodo Marshall requiere que los agregados ensayados esteacuten libres de humedad tan praacutectico como sea posible Esto evita que la humedad afecte los resultados de los ensayos

Una muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bandeja por separado y se calienta en un horno a una temperatura de 110ordm C (230ordmF)

Despueacutes de cierto tiempo la muestra caliente se pesa y se registra su valor

La muestra se calienta completamente una segunda vez y se vuele a pesar y a registrar su valor Este procedimiento se repite hasta que el peso de la muestra permanezca constante despueacutes de dos calentamientos consecutivos lo cual indica que la mayor cantidad posible de humedad se ha evaporado de la muestra

bull Anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda es un procedimiento para identificar las proporciones de partiacuteculas de tamantildeo diferente en las muestras del agregado Esta informacioacuten es importante porque las especificaciones de la mezcla deben estipular las proporciones necesarias de partiacuteculas de agregado de tamantildeo diferente para producir una mezcla en caliente final con las caracteriacutesticas deseadas

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda consta de los siguientes pasos

1 Cada muestra de agregado es secada y pesada

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

Notas

(1) La curva de Gradacioacuten ldquoArdquo deberaacute emplearse en zonas cuya altitud sea igual o superior a 3000 msnm

Ademaacutes el material tambieacuten deberaacute cumplir con los requisitos de calidad indicados en la Tabla 402-02

Para prevenir segregaciones y garantizar los niveles de compactacioacuten y resistencia exigidos por la presente especificacioacuten el material que produzca el Contratista deberaacute dar lugar a una curva granulomeacutetrica uniforme y sensiblemente paralela a los liacutemites de la franja sin saltos bruscos de la parte superior de un tamiz a la inferior de un tamiz adyacente y viceversa

Calidad de los materiales de la subbase

De cada procedencia de los materiales y para cualquier volumen previsto se tomaraacuten 4 muestras para los ensayos y frecuencias que se indican en la Tabla 402-02

Los resultados deberaacuten satisfacer las exigencias indicadas en la Subseccioacuten 40202 Manual de carreteras -especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten-

No se permitiraacute acopios que presenten restos de tierra vegetal materia orgaacutenica o tamantildeos superiores del maacuteximo especificado

Ademaacutes deberaacute cumplir la siguiente tabla correspondiente al CBR

(Tabla extraiacuteda del Manual de carreteras seccioacuten suelos y pavimentos)

BASE

Los materiales para la construccioacuten de la base granular deberaacuten satisfacer los requisitos indicados en la Subseccioacuten 40002 Manual de carreteras -especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten-

Ademaacutes deberaacuten ajustarse a las siguientes especificaciones de calidad

a Granulometriacutea

La composicioacuten final de los materiales presentaraacute una granulometriacutea continua bien graduada y seguacuten los requerimientos de una de las franjas granulomeacutetricas que se indican en la Tabla 403-01 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Para las zonas con altitud iguales o mayores a 3000 msnm Se deberaacute seleccionar la gradacioacuten ldquoArdquo

El material de Base Granular deberaacute cumplir ademaacutes con las siguientes caracteriacutesticas fiacutesico-mecaacutenicas y quiacutemicas que se indican en la Tabla 403-02 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

La franja por utilizar seraacute la establecida en los documentos del Proyecto y aprobada por el Supervisor

b Agregado Grueso

Se denominaraacute asiacute a los materiales retenidos en la malla Nordm 4 que podraacuten provenir de fuentes naturales procesados o combinacioacuten de ambos

Deberaacuten cumplir las caracteriacutesticas indicadas en la Tabla 403-03 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

c Agregado Fino

Se denominaraacute asiacute a los materiales que pasan la malla Nordm 4 que podraacuten provenir de fuentes naturales procesados o combinacioacuten de ambos

Deberaacuten cumplir las caracteriacutesticas indicadas en la Tabla 403-04 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Ademaacutes deberaacute cumplir la siguiente tabla correspondiente al CBR

(Tabla extraiacuteda del Manual de carreteras seccioacuten suelos y pavimentos)

CARPETA ASFALTICA

En el caso de del material para la carpeta asfaacuteltica se haraacuten las siguientes pruebas composicioacuten granulomeacutetrica peso volumeacutetrico seco suelto densidad absorcioacuten contraccioacuten lineal desgaste adherencia con el asfalto equivalente de arena Contenido de humedad degradacioacuten y limites de atterberg

Para maacutes detalles revisar el Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

TIPOS DE DISENtildeO DE MEZCLAS

Mezcla Asfaacuteltica en Caliente

Constituye el tipo maacutes generalizado de mezcla asfaacuteltica y se define como mezcla asfaacuteltica en caliente la combinacioacuten de un ligante hidrocarbonado agregados incluyendo el polvo mineral y eventualmente aditivos de manera que todas las partiacuteculas del agregado queden muy bien recubiertas por una peliacutecula homogeacutenea de ligante Su proceso de fabricacioacuten implica calentar el ligante y los agregados (excepto eventualmente el polvo mineral de aportacioacuten) y su puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la ambiente

Se emplean tanto en la construccioacuten de carreteras como de viacuteas urbanas y aeropuertos y seutilizan tanto para capas de rodadura como para capas inferiores de los firmes Existen a su vez subtipos dentro de esta familia de mezclas con diferentes caracteriacutesticas Se fabrican con asfaltos aunque en ocasiones se recurre al empleo de asfaltos modificados las proporciones pueden variar desde el 3 al 6 de asfalto en volumen de agregados peacutetreos

Evolucioacuten de los disentildeos de mezclas asfaacutelticas en caliente

A continuacioacuten se muestra la evolucioacuten de los meacutetodos de disentildeos de mezclas asfaacutelticas en caliente

1 The Hubbard-Field (1920acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas fue uno de los primeros meacutetodos en evaluar contenidos de vaciacuteos en la mezcla y en el agregado mineral Usaba una estabilidad como prueba para medir la deformacioacuten Funcionoacute adecuadamente para evaluar mezclas con agregado pequentildeo o granulometriacuteas finas pero no tambieacuten para mezclas con granulometriacuteas que conteniacutean agregados grandes

2 Meacutetodo Marshall (1930acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas desarrollado durante la 2da Guerra Mundial y despueacutes fue adaptado para su uso en carreteras Utiliza una estabilidad y porcentaje de vaciacuteos como pruebas fundamentalmente Excepto cambios en las especificaciones el meacutetodo no ha sufrido modificacioacuten desde los antildeos 40acutes

3 Meacutetodo Hveem (1930acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas desarrollado casi en el mismo tiempo que el meacutetodo Marshall Evalua una estabilidad pseudotriaxial

4 Meacutetodo de la Western Association of State Highway on Transportation OfficialsWASHTO (1984) Este meacutetodo de disentildeo de mezclas recomendoacute cambios en los requerimientos del material y especificaciones de disentildeo de mezclas para mejorar la resistencia a las roderas Con FHWA

5 Meacutetodo de Asphalt Aggregate Mixture Analysis System AAMAS (1987) La necesidad de cambios en el disentildeo de mezclas fue reconocida tardaron 2 antildeos para desarrollar un nuevo proyecto para el disentildeo de mezclas que incluiacutea un nuevo meacutetodo de compactacioacuten en laboratorio y la evaluacioacuten de las propiedades volumeacutetricas desarrollo de pruebas para identificar las deformaciones permanentes grietas de fatiga y resistencia a las grietas a baja temperatura Con NCHRP

6 Meacutetodo SUPERPAVE (1993) El meacutetodo AAMAS sirvioacute como punto de inicio del meacutetodo SUPERPAVE que contiene un nuevo disentildeo volumeacutetrico completo de mezcla con funcionamiento basado en prediccioacuten a traveacutes de modelos y meacutetodos de ensayo en laboratorio grietas por fatiga y grietas por baja temperatura Los modelos de prediccioacuten de funcionamiento fueron completados satisfactoriamente hasta el antildeo 2000 El disentildeo volumeacutetrico de mezclas en el SUPERPAVE es actualmente implementado en varios estados de los EUA debido a que ha sido reconocida una conexioacuten entre las propiedades volumeacutetricas de la mezcla asfaacuteltica caliente y su correcto funcionamiento Tiene su resultado ahora la aceptacioacuten en el control de calidad ha sido cambiado a propiedades volumeacutetricas SUPERPAVE promete un funcionamiento basado en meacutetodos o ensayos de laboratorio que pueden ser usados para identificar la resistencia a las deformaciones plaacutesticas de los pavimentos

Mezcla Asfaacuteltica en Friacuteo

Son las mezclas fabricadas con emulsiones asfaacutelticas y su principal campo de aplicacioacuten es en la construccioacuten y en la conservacioacuten de carreteras secundarias Para retrasar el envejecimiento de las mezclas abiertas en friacuteo se suele recomendar el sellado por medio de lechadas asfaacutelticas

Se caracterizan por su trabajabilidad tras la fabricacioacuten incluso durante semanas la cual se debe a que el ligante permanece un largo periodo de tiempo con una viscosidad baja debido a que se emplean emulsiones con asfalto fuidificado el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios haciendo viable el almacenamiento pero despueacutes de la puesta en obra en una capa de espesor reducido el endurecimiento es relativamente raacutepido en las capas ya extendidas debido a la evaporacioacuten del fluidificante Existe un grupo de mezclas en friacuteo el cual se fabrica con una emulsioacuten de rotura lenta sin ninguacuten tipo de fluidificante pero es menos usual y pueden compactarse despueacutes de haber roto la emulsioacuten El proceso de aumento paulatino de la resistencia se le suele llamar maduracioacuten que consiste baacutesicamente en la evaporacioacuten del agua procedente de la rotura de la emulsioacuten con el consiguiente aumento de la cohesioacuten de la mezcla

Las emulsiones asfaacutelticas son una mezcla de asfalto con agua que con el emulsificante forman una emulsioacuten estable que permite tender las carpetas asfaacutelticas en friacuteo es decir a temperaturas menores a 100degC

Las desventajas de las emulsiones asfaacutelticas son principalmente el tiempo de fraguado que estas requieren la complicada quiacutemica y reologiacutea que se desarrolla en las emulsiones pues los compuestos quiacutemicos presentes en el asfalto como los asfaltenos y maltenos son variables y de diferente naturaleza quiacutemica

Debido al mecanismo de fraguado estas emulsiones comuacutenmente no logran una estabilidad aceptable con el agregado peacutetreo del asfalto por ello son aplicables principalmente a caminos secundarios en los que la carga vehicular no es regular ni posee alto peso

PLANTAS DE ASFALTO

DEFINICION Una planta de asfalto es un conjunto de equipos mecaacutenicos y electroacutenicos en donde los agregados son combinados calentados secados y mezclados con asfalto para producir una mezcla asfaacuteltica en caliente (a grandes temperaturas) que debe cumplir con ciertas especificaciones y que se utilizan para la construccioacuten de superficies de rodamiento

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

PLANTAS ASFALTICAS POR EL EQUIPO QUE CONTIENEN

CONTINUAS DISCONTINUAS

POR EL TIPO DE EMPLAZAMIENTO

FIJAS O ESTACIONARIAS MOVILES O PORTATILES

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

Planta estacionaria o fija

Es la que se encuentra instalada o situada en un lugar permanentemente

Plantas portatiles o moviles esta planta puede ser faacutecilmente desmantelada y movida por ferrocarril o carretera para posteriormente volverla a instalar con un miacutenimo de tiempo y energiacutea es decir que puede ser transportada de una obra a otra

Plantas de tipo continuo

Son de caracteriacutesticas maacutes simples adecuadas especialmente para concretos asfaacutelticos a los que no se les exija especificaciones de gran rigidez

Plantas de tipo discontinuo Suelen utilizarse en la produccioacuten de asfaltos de gran rigidez La diferencia esencial entre ambas variantes reside en la maacutequina amasadora (mezclador) por lo que exteriormente la instalacioacuten no ofrece caracteriacutesticas determinantes

Una planta asfaacuteltica consiste o se compone de las siguientes partes

Componentes principales de una planta de asfalto

Funcionamiento de una planta de asfalto

El material se alimenta a la planta por medio de tractor cargador o bandas transportadoras depoacutesitaacutendose en las tolvas para materiales friacuteos Estas tolvas estaacuten equipadas con compuertas ajustables para regular la caiacuteda del material al alimentador de friacuteos para que caiga al depoacutesito con una primera graduacioacuten granulomeacutetrica De este depoacutesito es llevado hasta la tolva de entrada al secador Al entrar al secador el polvo puede ser reincorporado en caso necesario en el recipiente en donde se une al meterial que sale del secador De ahiacute es llevado a las cribas vibratorias para ser separados por tamantildeos depositaacutendose en las tolvas de material caliente Por las compuertas de estas tolvas se extrae de cada una la cantidad en peso que fijan las granulometriacuteas del proyecto Se bombea el cemento asfaacuteltico pasan al mezclador en donde se homogeniza la mezcla y se descarga al camioacuten que la ha de transportar

Inspeccioacuten de la mezcla

Deberaacute observarse constantemente a la mezcla pues ninguacuten dispositivo o meacutetodo de prueba es maacutes conveniente que el ojo humano El principal factor que hay que controlar es la temperatura la cual con un poco de experiencia puede controlarse simplemente observando la apariencia de la mezcla o bien utilizando termoacutemetros con vaacutestagos de acero El sobrecalentamiento de la mezcla ocasiona que el asfalto se envejezca raacutepidamente por lo cual hay queacute evitar que esto suceda Si se nota que la mezcla desprende un humo azul esto seraacute un indicio de sobrecalentamiento Si la mezcla no presenta una fluidez que se pudo haber estimado en el laboratorio o en la planta si no que presenta una fluidez maacutes lenta esto seraacute indicio de que la mezcla se encuentra menos caliente de lo requerido lo anterior tambieacuten se puede deducir si la mezcla presenta picos al encontrase colocada en el camioacuten

Es muy importante que el muestreo que se efectueacute sea representativo pues esta es una de las mayores fuentes de error al checar la mezcla

La granulometriacutea debe checarse con el mayor cuidado Si se notaraacute deficiencia o exceso de asfalto esto podriacutea ser un indicio de cambio en la granulometriacutea y deberaacute por consiguiente checarse esta Los cambios en la textura de la mezcla compactada tambieacuten pueden ser indicios de una granulometriacutea variable Deben efectuarse pruebas en corazones extraiacutedos de pavimento compactado con el fin de determinar su compactacioacuten y calidad asiacute como contenido de asfalto Las pruebas de extraccioacuten ademaacutes de servir para determinar el contenido de asfalto proveen el agregado para determinar la granulometriacutea

ALGUNAS DEFICIENCIAS QUE PUEDEN JUSTIFICAR EL RECHAZO DE UNA MEZCLA EN CALIENTE SON LAS SIGUIENTES

MEZCLAS CALENTADAS EXCESIVAMENTE Esto como antes se mencionoacute queda evidenciado por la aparicioacuten del huma azul Si esto sucede deberaacute checarse inmediatamente la temperatura pues si esta queda fuera de especificacioacuten se rechazaraacute la mezcla MEZCLA RELATIVAMENTE FRIacuteA Esta se puede detectar si la mezcla presenta una apariencia riacutegida o bien que las partiacuteculas mayores no se encuentren totalmente cubiertas MUCHO ASFALTO La mezcla no presenta taludes POCO ASFALTO La mezcla presenta una apariencia granular cubrimiento de las partiacuteculas insuficiente y carencia de ligero brillo negro El pavimento se nota cafeacute y la mezcla no se compacta satisfactoriamente

MEZCLA NO UNIFORME Se observan zonas grumosas o de color cafeacute en medio de las zonas negras con brillo intenso

EXCESO DE AGREGADO GRUESO La mezcla presenta trabajabilidad pobre y compactada presenta una textura abierta yo muy rica en asfalto

EXCESO DE AGREGADO FINO Se nota que la mezcla esta pobre como si estuviera hirviendo yo al compactarse presenta una textura maacutes cerrada

EXCESO DE AGUA La mezcla suelta vapor y burbujas como si estuviera hirviendo tambieacuten puede presentar una apariencia jabonosa y como si tuviera exceso de asfalto

VARIOS Se puede tener segregacioacuten debido a la mala manipulacioacuten o bien contaminacioacuten (gasolina aceite etc)

PLANTAS MOBILES DE RECICLADO DE ASFALTO

El reciclado de pavimentos asfalticos es un sistema que hace posible la reutilizacioacuten de los agregados y del asfalto disponible en las carreteras construidas en el pasado y que necesiten renovarse La teacutecnica del reciclado ha ido en aumento en el mundo Las razones particulares por las cuales se han intensificado las investigaciones relacionadas a este meacutetodo son - Las dificultades existentes para conseguir permisos para instalar nuevas plantas cerca de las obras de construccioacuten - El ahorro considerable que implica la eliminacioacuten del doble manejo de los materiales - La importancia de mantener el flujo de traacutefico existente

Estas plantas moacuteviles tienen la posibilidad de antildeadir nuevos agregados para mejorar la curva de la rasante el asfalto y los agentes rejuvenecedores El proceso lento de calentamiento y de mezcla del asfalto viejo con el nuevo significa que el asfalto viejo se rejuvenece completamente y los viejos agregados finos se mezclan en forma homogeacutenea con los agregados viacutergenes Se ha calculado la posibilidad de grandes ahorros mediante el uso de esta nueva teacutecnica que sin duda ocuparaacute un papel cada vez maacutes importante en los trabajos de mantenimiento

Ventajas de las plantas mobiles de reciclado de asfalto El fresado de esta planta es un procesamiento en friacuteo y la unidad completa es autopropulsada La planta tiene una capacidad de produccioacuten de 100 a 120 tonhora El material asfaacuteltico se puede extender inmediatamente despueacutes de ser producido a una temperatura oacuteptima de compactacioacuten Menor consumo de combustible No es necesario agregarle agua al material Mediante el uso de agentes especiales de rejuvenecimiento modifica las caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y geoloacutegicas del asfalto Puede trabajar en posicioacuten estacionaria en cualquier aacuterea no equipada Puede usarse tambieacuten como una planta mezcladora de tambor normal para la produccioacuten de material asfaacuteltico usando 100 de agregados viacutergenes o parte viacutergenes y parte usados

Para la instalacioacuten operacioacuten desmontaje y retiro de las plantas de produccioacuten de materiales los que estaraacuten contemplados en el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten al que hace referencia la Seccioacuten 41206 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Previo al inicio de cualquier actividad referente a esta partida el Contratista deberaacute contar con el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten de Materiales debidamente aprobado por el Supervisor y las entidades puacuteblicas y privadas que correspondan incluyendo todos los permisos legales

TRASPORTE Y COLOCACION DE MEZCLA ASFALTICA

MEacuteTODO AASHTO PARA EL DISENtildeO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

El meacutetodo AASHTO-1993 para el disentildeo de pavimentos flexibles se basa primordialmente en identificar un ldquonuacutemero estructural (SN)rdquo para el pavimento que pueda soportar el nivel de carga solicitado Para determinar el nuacutemero estructural el meacutetodo se apoya en una ecuacioacuten que relaciona los coeficientes a1a2a3 con sus respectivos nuacutemeros estructurales los cuales se calculan con ayuda de un software (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el nuacutemero de ejes equivalentes el rango de serviciabilidad la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar esta ecuacioacuten se relaciona a continuacioacuten

METODO MARSHALL DE DISENtildeO DE MEZCLAS

DESCRIPCION

A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten general de los procedimientos seguidos en el Disentildeo Marshall de Mezclas El procedimiento completo y detallado que se debe ser seguido se encuentra en la norma AASHTO T 245 (o ASTM D1559)

PREPARACION PARA EFECTUAR LOS PROCEDIMIENTOS

MARSHALL

Como ya se discutioacute en el capiacutetulo de materiales diferentes agregados y asfaltos presentan diferentes caracteriacutesticas Estas caracteriacutesticas tienen un impacto directo sobre la naturaleza misma le pavimento El primer paso en el meacutetodo de disentildeo entonces es determinar las cualidades (estabilidad durabilidad trabajabilidad resistencia al deslizamiento etc) que debe tener la mezcla de pavimentacioacuten y seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir esas cualidades Una vez hecho esto se puede empezar con la preparacioacuten de los ensayos

SELECCION DE LAS MUESTRAS DE MATERIAL

La primera preparacioacuten para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del agregado que va a ser usados en la mezcla de pavimentacioacuten Es importante que las muestras de asfalto tengan caracteriacutesticas ideacutenticas a las el asfalto que va a ser usado en la mezcla final Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado La razoacuten es simple los datos extraiacutedos de los procedimientos de disentildeo de mezclas determinar la foacutermula o ldquorecetardquo para la mezcla de pavimentacioacuten La receta seraacute exacta solamente si los ingredientes ensayados en el laboratorio tienen caracteriacutesticas ideacutenticas a los ingredientes usados en el producto final

Una amplia variedad de problemas graves que van desde una mala trabajabilidad de la mezcla hasta una falla prematura del pavimento son el resultado histoacuterico de variaciones ocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en la realidad

PREPARACION DEL AGREGADO

La relacioacuten viscosidad-temperatura del cemento asfaacuteltico que va a ser usado debe ser ya conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactacioacuten en el laboratorio

En consecuencia los procedimientos preliminares se enfocan hacia el agregado con el propoacutesito de identificar exactamente sus caracteriacutesticas Estos procedimientos incluyen secar el agregado determinar su peso especiacutefico y efectuar un anaacutelisis granulomeacutetrico por lavado

bull Secando el Agregado

El Meacutetodo Marshall requiere que los agregados ensayados esteacuten libres de humedad tan praacutectico como sea posible Esto evita que la humedad afecte los resultados de los ensayos

Una muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bandeja por separado y se calienta en un horno a una temperatura de 110ordm C (230ordmF)

Despueacutes de cierto tiempo la muestra caliente se pesa y se registra su valor

La muestra se calienta completamente una segunda vez y se vuele a pesar y a registrar su valor Este procedimiento se repite hasta que el peso de la muestra permanezca constante despueacutes de dos calentamientos consecutivos lo cual indica que la mayor cantidad posible de humedad se ha evaporado de la muestra

bull Anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda es un procedimiento para identificar las proporciones de partiacuteculas de tamantildeo diferente en las muestras del agregado Esta informacioacuten es importante porque las especificaciones de la mezcla deben estipular las proporciones necesarias de partiacuteculas de agregado de tamantildeo diferente para producir una mezcla en caliente final con las caracteriacutesticas deseadas

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda consta de los siguientes pasos

1 Cada muestra de agregado es secada y pesada

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

(Tabla extraiacuteda del Manual de carreteras seccioacuten suelos y pavimentos)

BASE

Los materiales para la construccioacuten de la base granular deberaacuten satisfacer los requisitos indicados en la Subseccioacuten 40002 Manual de carreteras -especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten-

Ademaacutes deberaacuten ajustarse a las siguientes especificaciones de calidad

a Granulometriacutea

La composicioacuten final de los materiales presentaraacute una granulometriacutea continua bien graduada y seguacuten los requerimientos de una de las franjas granulomeacutetricas que se indican en la Tabla 403-01 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Para las zonas con altitud iguales o mayores a 3000 msnm Se deberaacute seleccionar la gradacioacuten ldquoArdquo

El material de Base Granular deberaacute cumplir ademaacutes con las siguientes caracteriacutesticas fiacutesico-mecaacutenicas y quiacutemicas que se indican en la Tabla 403-02 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

La franja por utilizar seraacute la establecida en los documentos del Proyecto y aprobada por el Supervisor

b Agregado Grueso

Se denominaraacute asiacute a los materiales retenidos en la malla Nordm 4 que podraacuten provenir de fuentes naturales procesados o combinacioacuten de ambos

Deberaacuten cumplir las caracteriacutesticas indicadas en la Tabla 403-03 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

c Agregado Fino

Se denominaraacute asiacute a los materiales que pasan la malla Nordm 4 que podraacuten provenir de fuentes naturales procesados o combinacioacuten de ambos

Deberaacuten cumplir las caracteriacutesticas indicadas en la Tabla 403-04 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Ademaacutes deberaacute cumplir la siguiente tabla correspondiente al CBR

(Tabla extraiacuteda del Manual de carreteras seccioacuten suelos y pavimentos)

CARPETA ASFALTICA

En el caso de del material para la carpeta asfaacuteltica se haraacuten las siguientes pruebas composicioacuten granulomeacutetrica peso volumeacutetrico seco suelto densidad absorcioacuten contraccioacuten lineal desgaste adherencia con el asfalto equivalente de arena Contenido de humedad degradacioacuten y limites de atterberg

Para maacutes detalles revisar el Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

TIPOS DE DISENtildeO DE MEZCLAS

Mezcla Asfaacuteltica en Caliente

Constituye el tipo maacutes generalizado de mezcla asfaacuteltica y se define como mezcla asfaacuteltica en caliente la combinacioacuten de un ligante hidrocarbonado agregados incluyendo el polvo mineral y eventualmente aditivos de manera que todas las partiacuteculas del agregado queden muy bien recubiertas por una peliacutecula homogeacutenea de ligante Su proceso de fabricacioacuten implica calentar el ligante y los agregados (excepto eventualmente el polvo mineral de aportacioacuten) y su puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la ambiente

Se emplean tanto en la construccioacuten de carreteras como de viacuteas urbanas y aeropuertos y seutilizan tanto para capas de rodadura como para capas inferiores de los firmes Existen a su vez subtipos dentro de esta familia de mezclas con diferentes caracteriacutesticas Se fabrican con asfaltos aunque en ocasiones se recurre al empleo de asfaltos modificados las proporciones pueden variar desde el 3 al 6 de asfalto en volumen de agregados peacutetreos

Evolucioacuten de los disentildeos de mezclas asfaacutelticas en caliente

A continuacioacuten se muestra la evolucioacuten de los meacutetodos de disentildeos de mezclas asfaacutelticas en caliente

1 The Hubbard-Field (1920acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas fue uno de los primeros meacutetodos en evaluar contenidos de vaciacuteos en la mezcla y en el agregado mineral Usaba una estabilidad como prueba para medir la deformacioacuten Funcionoacute adecuadamente para evaluar mezclas con agregado pequentildeo o granulometriacuteas finas pero no tambieacuten para mezclas con granulometriacuteas que conteniacutean agregados grandes

2 Meacutetodo Marshall (1930acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas desarrollado durante la 2da Guerra Mundial y despueacutes fue adaptado para su uso en carreteras Utiliza una estabilidad y porcentaje de vaciacuteos como pruebas fundamentalmente Excepto cambios en las especificaciones el meacutetodo no ha sufrido modificacioacuten desde los antildeos 40acutes

3 Meacutetodo Hveem (1930acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas desarrollado casi en el mismo tiempo que el meacutetodo Marshall Evalua una estabilidad pseudotriaxial

4 Meacutetodo de la Western Association of State Highway on Transportation OfficialsWASHTO (1984) Este meacutetodo de disentildeo de mezclas recomendoacute cambios en los requerimientos del material y especificaciones de disentildeo de mezclas para mejorar la resistencia a las roderas Con FHWA

5 Meacutetodo de Asphalt Aggregate Mixture Analysis System AAMAS (1987) La necesidad de cambios en el disentildeo de mezclas fue reconocida tardaron 2 antildeos para desarrollar un nuevo proyecto para el disentildeo de mezclas que incluiacutea un nuevo meacutetodo de compactacioacuten en laboratorio y la evaluacioacuten de las propiedades volumeacutetricas desarrollo de pruebas para identificar las deformaciones permanentes grietas de fatiga y resistencia a las grietas a baja temperatura Con NCHRP

6 Meacutetodo SUPERPAVE (1993) El meacutetodo AAMAS sirvioacute como punto de inicio del meacutetodo SUPERPAVE que contiene un nuevo disentildeo volumeacutetrico completo de mezcla con funcionamiento basado en prediccioacuten a traveacutes de modelos y meacutetodos de ensayo en laboratorio grietas por fatiga y grietas por baja temperatura Los modelos de prediccioacuten de funcionamiento fueron completados satisfactoriamente hasta el antildeo 2000 El disentildeo volumeacutetrico de mezclas en el SUPERPAVE es actualmente implementado en varios estados de los EUA debido a que ha sido reconocida una conexioacuten entre las propiedades volumeacutetricas de la mezcla asfaacuteltica caliente y su correcto funcionamiento Tiene su resultado ahora la aceptacioacuten en el control de calidad ha sido cambiado a propiedades volumeacutetricas SUPERPAVE promete un funcionamiento basado en meacutetodos o ensayos de laboratorio que pueden ser usados para identificar la resistencia a las deformaciones plaacutesticas de los pavimentos

Mezcla Asfaacuteltica en Friacuteo

Son las mezclas fabricadas con emulsiones asfaacutelticas y su principal campo de aplicacioacuten es en la construccioacuten y en la conservacioacuten de carreteras secundarias Para retrasar el envejecimiento de las mezclas abiertas en friacuteo se suele recomendar el sellado por medio de lechadas asfaacutelticas

Se caracterizan por su trabajabilidad tras la fabricacioacuten incluso durante semanas la cual se debe a que el ligante permanece un largo periodo de tiempo con una viscosidad baja debido a que se emplean emulsiones con asfalto fuidificado el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios haciendo viable el almacenamiento pero despueacutes de la puesta en obra en una capa de espesor reducido el endurecimiento es relativamente raacutepido en las capas ya extendidas debido a la evaporacioacuten del fluidificante Existe un grupo de mezclas en friacuteo el cual se fabrica con una emulsioacuten de rotura lenta sin ninguacuten tipo de fluidificante pero es menos usual y pueden compactarse despueacutes de haber roto la emulsioacuten El proceso de aumento paulatino de la resistencia se le suele llamar maduracioacuten que consiste baacutesicamente en la evaporacioacuten del agua procedente de la rotura de la emulsioacuten con el consiguiente aumento de la cohesioacuten de la mezcla

Las emulsiones asfaacutelticas son una mezcla de asfalto con agua que con el emulsificante forman una emulsioacuten estable que permite tender las carpetas asfaacutelticas en friacuteo es decir a temperaturas menores a 100degC

Las desventajas de las emulsiones asfaacutelticas son principalmente el tiempo de fraguado que estas requieren la complicada quiacutemica y reologiacutea que se desarrolla en las emulsiones pues los compuestos quiacutemicos presentes en el asfalto como los asfaltenos y maltenos son variables y de diferente naturaleza quiacutemica

Debido al mecanismo de fraguado estas emulsiones comuacutenmente no logran una estabilidad aceptable con el agregado peacutetreo del asfalto por ello son aplicables principalmente a caminos secundarios en los que la carga vehicular no es regular ni posee alto peso

PLANTAS DE ASFALTO

DEFINICION Una planta de asfalto es un conjunto de equipos mecaacutenicos y electroacutenicos en donde los agregados son combinados calentados secados y mezclados con asfalto para producir una mezcla asfaacuteltica en caliente (a grandes temperaturas) que debe cumplir con ciertas especificaciones y que se utilizan para la construccioacuten de superficies de rodamiento

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

PLANTAS ASFALTICAS POR EL EQUIPO QUE CONTIENEN

CONTINUAS DISCONTINUAS

POR EL TIPO DE EMPLAZAMIENTO

FIJAS O ESTACIONARIAS MOVILES O PORTATILES

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

Planta estacionaria o fija

Es la que se encuentra instalada o situada en un lugar permanentemente

Plantas portatiles o moviles esta planta puede ser faacutecilmente desmantelada y movida por ferrocarril o carretera para posteriormente volverla a instalar con un miacutenimo de tiempo y energiacutea es decir que puede ser transportada de una obra a otra

Plantas de tipo continuo

Son de caracteriacutesticas maacutes simples adecuadas especialmente para concretos asfaacutelticos a los que no se les exija especificaciones de gran rigidez

Plantas de tipo discontinuo Suelen utilizarse en la produccioacuten de asfaltos de gran rigidez La diferencia esencial entre ambas variantes reside en la maacutequina amasadora (mezclador) por lo que exteriormente la instalacioacuten no ofrece caracteriacutesticas determinantes

Una planta asfaacuteltica consiste o se compone de las siguientes partes

Componentes principales de una planta de asfalto

Funcionamiento de una planta de asfalto

El material se alimenta a la planta por medio de tractor cargador o bandas transportadoras depoacutesitaacutendose en las tolvas para materiales friacuteos Estas tolvas estaacuten equipadas con compuertas ajustables para regular la caiacuteda del material al alimentador de friacuteos para que caiga al depoacutesito con una primera graduacioacuten granulomeacutetrica De este depoacutesito es llevado hasta la tolva de entrada al secador Al entrar al secador el polvo puede ser reincorporado en caso necesario en el recipiente en donde se une al meterial que sale del secador De ahiacute es llevado a las cribas vibratorias para ser separados por tamantildeos depositaacutendose en las tolvas de material caliente Por las compuertas de estas tolvas se extrae de cada una la cantidad en peso que fijan las granulometriacuteas del proyecto Se bombea el cemento asfaacuteltico pasan al mezclador en donde se homogeniza la mezcla y se descarga al camioacuten que la ha de transportar

Inspeccioacuten de la mezcla

Deberaacute observarse constantemente a la mezcla pues ninguacuten dispositivo o meacutetodo de prueba es maacutes conveniente que el ojo humano El principal factor que hay que controlar es la temperatura la cual con un poco de experiencia puede controlarse simplemente observando la apariencia de la mezcla o bien utilizando termoacutemetros con vaacutestagos de acero El sobrecalentamiento de la mezcla ocasiona que el asfalto se envejezca raacutepidamente por lo cual hay queacute evitar que esto suceda Si se nota que la mezcla desprende un humo azul esto seraacute un indicio de sobrecalentamiento Si la mezcla no presenta una fluidez que se pudo haber estimado en el laboratorio o en la planta si no que presenta una fluidez maacutes lenta esto seraacute indicio de que la mezcla se encuentra menos caliente de lo requerido lo anterior tambieacuten se puede deducir si la mezcla presenta picos al encontrase colocada en el camioacuten

Es muy importante que el muestreo que se efectueacute sea representativo pues esta es una de las mayores fuentes de error al checar la mezcla

La granulometriacutea debe checarse con el mayor cuidado Si se notaraacute deficiencia o exceso de asfalto esto podriacutea ser un indicio de cambio en la granulometriacutea y deberaacute por consiguiente checarse esta Los cambios en la textura de la mezcla compactada tambieacuten pueden ser indicios de una granulometriacutea variable Deben efectuarse pruebas en corazones extraiacutedos de pavimento compactado con el fin de determinar su compactacioacuten y calidad asiacute como contenido de asfalto Las pruebas de extraccioacuten ademaacutes de servir para determinar el contenido de asfalto proveen el agregado para determinar la granulometriacutea

ALGUNAS DEFICIENCIAS QUE PUEDEN JUSTIFICAR EL RECHAZO DE UNA MEZCLA EN CALIENTE SON LAS SIGUIENTES

MEZCLAS CALENTADAS EXCESIVAMENTE Esto como antes se mencionoacute queda evidenciado por la aparicioacuten del huma azul Si esto sucede deberaacute checarse inmediatamente la temperatura pues si esta queda fuera de especificacioacuten se rechazaraacute la mezcla MEZCLA RELATIVAMENTE FRIacuteA Esta se puede detectar si la mezcla presenta una apariencia riacutegida o bien que las partiacuteculas mayores no se encuentren totalmente cubiertas MUCHO ASFALTO La mezcla no presenta taludes POCO ASFALTO La mezcla presenta una apariencia granular cubrimiento de las partiacuteculas insuficiente y carencia de ligero brillo negro El pavimento se nota cafeacute y la mezcla no se compacta satisfactoriamente

MEZCLA NO UNIFORME Se observan zonas grumosas o de color cafeacute en medio de las zonas negras con brillo intenso

EXCESO DE AGREGADO GRUESO La mezcla presenta trabajabilidad pobre y compactada presenta una textura abierta yo muy rica en asfalto

EXCESO DE AGREGADO FINO Se nota que la mezcla esta pobre como si estuviera hirviendo yo al compactarse presenta una textura maacutes cerrada

EXCESO DE AGUA La mezcla suelta vapor y burbujas como si estuviera hirviendo tambieacuten puede presentar una apariencia jabonosa y como si tuviera exceso de asfalto

VARIOS Se puede tener segregacioacuten debido a la mala manipulacioacuten o bien contaminacioacuten (gasolina aceite etc)

PLANTAS MOBILES DE RECICLADO DE ASFALTO

El reciclado de pavimentos asfalticos es un sistema que hace posible la reutilizacioacuten de los agregados y del asfalto disponible en las carreteras construidas en el pasado y que necesiten renovarse La teacutecnica del reciclado ha ido en aumento en el mundo Las razones particulares por las cuales se han intensificado las investigaciones relacionadas a este meacutetodo son - Las dificultades existentes para conseguir permisos para instalar nuevas plantas cerca de las obras de construccioacuten - El ahorro considerable que implica la eliminacioacuten del doble manejo de los materiales - La importancia de mantener el flujo de traacutefico existente

Estas plantas moacuteviles tienen la posibilidad de antildeadir nuevos agregados para mejorar la curva de la rasante el asfalto y los agentes rejuvenecedores El proceso lento de calentamiento y de mezcla del asfalto viejo con el nuevo significa que el asfalto viejo se rejuvenece completamente y los viejos agregados finos se mezclan en forma homogeacutenea con los agregados viacutergenes Se ha calculado la posibilidad de grandes ahorros mediante el uso de esta nueva teacutecnica que sin duda ocuparaacute un papel cada vez maacutes importante en los trabajos de mantenimiento

Ventajas de las plantas mobiles de reciclado de asfalto El fresado de esta planta es un procesamiento en friacuteo y la unidad completa es autopropulsada La planta tiene una capacidad de produccioacuten de 100 a 120 tonhora El material asfaacuteltico se puede extender inmediatamente despueacutes de ser producido a una temperatura oacuteptima de compactacioacuten Menor consumo de combustible No es necesario agregarle agua al material Mediante el uso de agentes especiales de rejuvenecimiento modifica las caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y geoloacutegicas del asfalto Puede trabajar en posicioacuten estacionaria en cualquier aacuterea no equipada Puede usarse tambieacuten como una planta mezcladora de tambor normal para la produccioacuten de material asfaacuteltico usando 100 de agregados viacutergenes o parte viacutergenes y parte usados

Para la instalacioacuten operacioacuten desmontaje y retiro de las plantas de produccioacuten de materiales los que estaraacuten contemplados en el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten al que hace referencia la Seccioacuten 41206 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Previo al inicio de cualquier actividad referente a esta partida el Contratista deberaacute contar con el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten de Materiales debidamente aprobado por el Supervisor y las entidades puacuteblicas y privadas que correspondan incluyendo todos los permisos legales

TRASPORTE Y COLOCACION DE MEZCLA ASFALTICA

MEacuteTODO AASHTO PARA EL DISENtildeO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

El meacutetodo AASHTO-1993 para el disentildeo de pavimentos flexibles se basa primordialmente en identificar un ldquonuacutemero estructural (SN)rdquo para el pavimento que pueda soportar el nivel de carga solicitado Para determinar el nuacutemero estructural el meacutetodo se apoya en una ecuacioacuten que relaciona los coeficientes a1a2a3 con sus respectivos nuacutemeros estructurales los cuales se calculan con ayuda de un software (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el nuacutemero de ejes equivalentes el rango de serviciabilidad la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar esta ecuacioacuten se relaciona a continuacioacuten

METODO MARSHALL DE DISENtildeO DE MEZCLAS

DESCRIPCION

A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten general de los procedimientos seguidos en el Disentildeo Marshall de Mezclas El procedimiento completo y detallado que se debe ser seguido se encuentra en la norma AASHTO T 245 (o ASTM D1559)

PREPARACION PARA EFECTUAR LOS PROCEDIMIENTOS

MARSHALL

Como ya se discutioacute en el capiacutetulo de materiales diferentes agregados y asfaltos presentan diferentes caracteriacutesticas Estas caracteriacutesticas tienen un impacto directo sobre la naturaleza misma le pavimento El primer paso en el meacutetodo de disentildeo entonces es determinar las cualidades (estabilidad durabilidad trabajabilidad resistencia al deslizamiento etc) que debe tener la mezcla de pavimentacioacuten y seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir esas cualidades Una vez hecho esto se puede empezar con la preparacioacuten de los ensayos

SELECCION DE LAS MUESTRAS DE MATERIAL

La primera preparacioacuten para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del agregado que va a ser usados en la mezcla de pavimentacioacuten Es importante que las muestras de asfalto tengan caracteriacutesticas ideacutenticas a las el asfalto que va a ser usado en la mezcla final Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado La razoacuten es simple los datos extraiacutedos de los procedimientos de disentildeo de mezclas determinar la foacutermula o ldquorecetardquo para la mezcla de pavimentacioacuten La receta seraacute exacta solamente si los ingredientes ensayados en el laboratorio tienen caracteriacutesticas ideacutenticas a los ingredientes usados en el producto final

Una amplia variedad de problemas graves que van desde una mala trabajabilidad de la mezcla hasta una falla prematura del pavimento son el resultado histoacuterico de variaciones ocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en la realidad

PREPARACION DEL AGREGADO

La relacioacuten viscosidad-temperatura del cemento asfaacuteltico que va a ser usado debe ser ya conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactacioacuten en el laboratorio

En consecuencia los procedimientos preliminares se enfocan hacia el agregado con el propoacutesito de identificar exactamente sus caracteriacutesticas Estos procedimientos incluyen secar el agregado determinar su peso especiacutefico y efectuar un anaacutelisis granulomeacutetrico por lavado

bull Secando el Agregado

El Meacutetodo Marshall requiere que los agregados ensayados esteacuten libres de humedad tan praacutectico como sea posible Esto evita que la humedad afecte los resultados de los ensayos

Una muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bandeja por separado y se calienta en un horno a una temperatura de 110ordm C (230ordmF)

Despueacutes de cierto tiempo la muestra caliente se pesa y se registra su valor

La muestra se calienta completamente una segunda vez y se vuele a pesar y a registrar su valor Este procedimiento se repite hasta que el peso de la muestra permanezca constante despueacutes de dos calentamientos consecutivos lo cual indica que la mayor cantidad posible de humedad se ha evaporado de la muestra

bull Anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda es un procedimiento para identificar las proporciones de partiacuteculas de tamantildeo diferente en las muestras del agregado Esta informacioacuten es importante porque las especificaciones de la mezcla deben estipular las proporciones necesarias de partiacuteculas de agregado de tamantildeo diferente para producir una mezcla en caliente final con las caracteriacutesticas deseadas

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda consta de los siguientes pasos

1 Cada muestra de agregado es secada y pesada

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

La franja por utilizar seraacute la establecida en los documentos del Proyecto y aprobada por el Supervisor

b Agregado Grueso

Se denominaraacute asiacute a los materiales retenidos en la malla Nordm 4 que podraacuten provenir de fuentes naturales procesados o combinacioacuten de ambos

Deberaacuten cumplir las caracteriacutesticas indicadas en la Tabla 403-03 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

c Agregado Fino

Se denominaraacute asiacute a los materiales que pasan la malla Nordm 4 que podraacuten provenir de fuentes naturales procesados o combinacioacuten de ambos

Deberaacuten cumplir las caracteriacutesticas indicadas en la Tabla 403-04 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Ademaacutes deberaacute cumplir la siguiente tabla correspondiente al CBR

(Tabla extraiacuteda del Manual de carreteras seccioacuten suelos y pavimentos)

CARPETA ASFALTICA

En el caso de del material para la carpeta asfaacuteltica se haraacuten las siguientes pruebas composicioacuten granulomeacutetrica peso volumeacutetrico seco suelto densidad absorcioacuten contraccioacuten lineal desgaste adherencia con el asfalto equivalente de arena Contenido de humedad degradacioacuten y limites de atterberg

Para maacutes detalles revisar el Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

TIPOS DE DISENtildeO DE MEZCLAS

Mezcla Asfaacuteltica en Caliente

Constituye el tipo maacutes generalizado de mezcla asfaacuteltica y se define como mezcla asfaacuteltica en caliente la combinacioacuten de un ligante hidrocarbonado agregados incluyendo el polvo mineral y eventualmente aditivos de manera que todas las partiacuteculas del agregado queden muy bien recubiertas por una peliacutecula homogeacutenea de ligante Su proceso de fabricacioacuten implica calentar el ligante y los agregados (excepto eventualmente el polvo mineral de aportacioacuten) y su puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la ambiente

Se emplean tanto en la construccioacuten de carreteras como de viacuteas urbanas y aeropuertos y seutilizan tanto para capas de rodadura como para capas inferiores de los firmes Existen a su vez subtipos dentro de esta familia de mezclas con diferentes caracteriacutesticas Se fabrican con asfaltos aunque en ocasiones se recurre al empleo de asfaltos modificados las proporciones pueden variar desde el 3 al 6 de asfalto en volumen de agregados peacutetreos

Evolucioacuten de los disentildeos de mezclas asfaacutelticas en caliente

A continuacioacuten se muestra la evolucioacuten de los meacutetodos de disentildeos de mezclas asfaacutelticas en caliente

1 The Hubbard-Field (1920acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas fue uno de los primeros meacutetodos en evaluar contenidos de vaciacuteos en la mezcla y en el agregado mineral Usaba una estabilidad como prueba para medir la deformacioacuten Funcionoacute adecuadamente para evaluar mezclas con agregado pequentildeo o granulometriacuteas finas pero no tambieacuten para mezclas con granulometriacuteas que conteniacutean agregados grandes

2 Meacutetodo Marshall (1930acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas desarrollado durante la 2da Guerra Mundial y despueacutes fue adaptado para su uso en carreteras Utiliza una estabilidad y porcentaje de vaciacuteos como pruebas fundamentalmente Excepto cambios en las especificaciones el meacutetodo no ha sufrido modificacioacuten desde los antildeos 40acutes

3 Meacutetodo Hveem (1930acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas desarrollado casi en el mismo tiempo que el meacutetodo Marshall Evalua una estabilidad pseudotriaxial

4 Meacutetodo de la Western Association of State Highway on Transportation OfficialsWASHTO (1984) Este meacutetodo de disentildeo de mezclas recomendoacute cambios en los requerimientos del material y especificaciones de disentildeo de mezclas para mejorar la resistencia a las roderas Con FHWA

5 Meacutetodo de Asphalt Aggregate Mixture Analysis System AAMAS (1987) La necesidad de cambios en el disentildeo de mezclas fue reconocida tardaron 2 antildeos para desarrollar un nuevo proyecto para el disentildeo de mezclas que incluiacutea un nuevo meacutetodo de compactacioacuten en laboratorio y la evaluacioacuten de las propiedades volumeacutetricas desarrollo de pruebas para identificar las deformaciones permanentes grietas de fatiga y resistencia a las grietas a baja temperatura Con NCHRP

6 Meacutetodo SUPERPAVE (1993) El meacutetodo AAMAS sirvioacute como punto de inicio del meacutetodo SUPERPAVE que contiene un nuevo disentildeo volumeacutetrico completo de mezcla con funcionamiento basado en prediccioacuten a traveacutes de modelos y meacutetodos de ensayo en laboratorio grietas por fatiga y grietas por baja temperatura Los modelos de prediccioacuten de funcionamiento fueron completados satisfactoriamente hasta el antildeo 2000 El disentildeo volumeacutetrico de mezclas en el SUPERPAVE es actualmente implementado en varios estados de los EUA debido a que ha sido reconocida una conexioacuten entre las propiedades volumeacutetricas de la mezcla asfaacuteltica caliente y su correcto funcionamiento Tiene su resultado ahora la aceptacioacuten en el control de calidad ha sido cambiado a propiedades volumeacutetricas SUPERPAVE promete un funcionamiento basado en meacutetodos o ensayos de laboratorio que pueden ser usados para identificar la resistencia a las deformaciones plaacutesticas de los pavimentos

Mezcla Asfaacuteltica en Friacuteo

Son las mezclas fabricadas con emulsiones asfaacutelticas y su principal campo de aplicacioacuten es en la construccioacuten y en la conservacioacuten de carreteras secundarias Para retrasar el envejecimiento de las mezclas abiertas en friacuteo se suele recomendar el sellado por medio de lechadas asfaacutelticas

Se caracterizan por su trabajabilidad tras la fabricacioacuten incluso durante semanas la cual se debe a que el ligante permanece un largo periodo de tiempo con una viscosidad baja debido a que se emplean emulsiones con asfalto fuidificado el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios haciendo viable el almacenamiento pero despueacutes de la puesta en obra en una capa de espesor reducido el endurecimiento es relativamente raacutepido en las capas ya extendidas debido a la evaporacioacuten del fluidificante Existe un grupo de mezclas en friacuteo el cual se fabrica con una emulsioacuten de rotura lenta sin ninguacuten tipo de fluidificante pero es menos usual y pueden compactarse despueacutes de haber roto la emulsioacuten El proceso de aumento paulatino de la resistencia se le suele llamar maduracioacuten que consiste baacutesicamente en la evaporacioacuten del agua procedente de la rotura de la emulsioacuten con el consiguiente aumento de la cohesioacuten de la mezcla

Las emulsiones asfaacutelticas son una mezcla de asfalto con agua que con el emulsificante forman una emulsioacuten estable que permite tender las carpetas asfaacutelticas en friacuteo es decir a temperaturas menores a 100degC

Las desventajas de las emulsiones asfaacutelticas son principalmente el tiempo de fraguado que estas requieren la complicada quiacutemica y reologiacutea que se desarrolla en las emulsiones pues los compuestos quiacutemicos presentes en el asfalto como los asfaltenos y maltenos son variables y de diferente naturaleza quiacutemica

Debido al mecanismo de fraguado estas emulsiones comuacutenmente no logran una estabilidad aceptable con el agregado peacutetreo del asfalto por ello son aplicables principalmente a caminos secundarios en los que la carga vehicular no es regular ni posee alto peso

PLANTAS DE ASFALTO

DEFINICION Una planta de asfalto es un conjunto de equipos mecaacutenicos y electroacutenicos en donde los agregados son combinados calentados secados y mezclados con asfalto para producir una mezcla asfaacuteltica en caliente (a grandes temperaturas) que debe cumplir con ciertas especificaciones y que se utilizan para la construccioacuten de superficies de rodamiento

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

PLANTAS ASFALTICAS POR EL EQUIPO QUE CONTIENEN

CONTINUAS DISCONTINUAS

POR EL TIPO DE EMPLAZAMIENTO

FIJAS O ESTACIONARIAS MOVILES O PORTATILES

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

Planta estacionaria o fija

Es la que se encuentra instalada o situada en un lugar permanentemente

Plantas portatiles o moviles esta planta puede ser faacutecilmente desmantelada y movida por ferrocarril o carretera para posteriormente volverla a instalar con un miacutenimo de tiempo y energiacutea es decir que puede ser transportada de una obra a otra

Plantas de tipo continuo

Son de caracteriacutesticas maacutes simples adecuadas especialmente para concretos asfaacutelticos a los que no se les exija especificaciones de gran rigidez

Plantas de tipo discontinuo Suelen utilizarse en la produccioacuten de asfaltos de gran rigidez La diferencia esencial entre ambas variantes reside en la maacutequina amasadora (mezclador) por lo que exteriormente la instalacioacuten no ofrece caracteriacutesticas determinantes

Una planta asfaacuteltica consiste o se compone de las siguientes partes

Componentes principales de una planta de asfalto

Funcionamiento de una planta de asfalto

El material se alimenta a la planta por medio de tractor cargador o bandas transportadoras depoacutesitaacutendose en las tolvas para materiales friacuteos Estas tolvas estaacuten equipadas con compuertas ajustables para regular la caiacuteda del material al alimentador de friacuteos para que caiga al depoacutesito con una primera graduacioacuten granulomeacutetrica De este depoacutesito es llevado hasta la tolva de entrada al secador Al entrar al secador el polvo puede ser reincorporado en caso necesario en el recipiente en donde se une al meterial que sale del secador De ahiacute es llevado a las cribas vibratorias para ser separados por tamantildeos depositaacutendose en las tolvas de material caliente Por las compuertas de estas tolvas se extrae de cada una la cantidad en peso que fijan las granulometriacuteas del proyecto Se bombea el cemento asfaacuteltico pasan al mezclador en donde se homogeniza la mezcla y se descarga al camioacuten que la ha de transportar

Inspeccioacuten de la mezcla

Deberaacute observarse constantemente a la mezcla pues ninguacuten dispositivo o meacutetodo de prueba es maacutes conveniente que el ojo humano El principal factor que hay que controlar es la temperatura la cual con un poco de experiencia puede controlarse simplemente observando la apariencia de la mezcla o bien utilizando termoacutemetros con vaacutestagos de acero El sobrecalentamiento de la mezcla ocasiona que el asfalto se envejezca raacutepidamente por lo cual hay queacute evitar que esto suceda Si se nota que la mezcla desprende un humo azul esto seraacute un indicio de sobrecalentamiento Si la mezcla no presenta una fluidez que se pudo haber estimado en el laboratorio o en la planta si no que presenta una fluidez maacutes lenta esto seraacute indicio de que la mezcla se encuentra menos caliente de lo requerido lo anterior tambieacuten se puede deducir si la mezcla presenta picos al encontrase colocada en el camioacuten

Es muy importante que el muestreo que se efectueacute sea representativo pues esta es una de las mayores fuentes de error al checar la mezcla

La granulometriacutea debe checarse con el mayor cuidado Si se notaraacute deficiencia o exceso de asfalto esto podriacutea ser un indicio de cambio en la granulometriacutea y deberaacute por consiguiente checarse esta Los cambios en la textura de la mezcla compactada tambieacuten pueden ser indicios de una granulometriacutea variable Deben efectuarse pruebas en corazones extraiacutedos de pavimento compactado con el fin de determinar su compactacioacuten y calidad asiacute como contenido de asfalto Las pruebas de extraccioacuten ademaacutes de servir para determinar el contenido de asfalto proveen el agregado para determinar la granulometriacutea

ALGUNAS DEFICIENCIAS QUE PUEDEN JUSTIFICAR EL RECHAZO DE UNA MEZCLA EN CALIENTE SON LAS SIGUIENTES

MEZCLAS CALENTADAS EXCESIVAMENTE Esto como antes se mencionoacute queda evidenciado por la aparicioacuten del huma azul Si esto sucede deberaacute checarse inmediatamente la temperatura pues si esta queda fuera de especificacioacuten se rechazaraacute la mezcla MEZCLA RELATIVAMENTE FRIacuteA Esta se puede detectar si la mezcla presenta una apariencia riacutegida o bien que las partiacuteculas mayores no se encuentren totalmente cubiertas MUCHO ASFALTO La mezcla no presenta taludes POCO ASFALTO La mezcla presenta una apariencia granular cubrimiento de las partiacuteculas insuficiente y carencia de ligero brillo negro El pavimento se nota cafeacute y la mezcla no se compacta satisfactoriamente

MEZCLA NO UNIFORME Se observan zonas grumosas o de color cafeacute en medio de las zonas negras con brillo intenso

EXCESO DE AGREGADO GRUESO La mezcla presenta trabajabilidad pobre y compactada presenta una textura abierta yo muy rica en asfalto

EXCESO DE AGREGADO FINO Se nota que la mezcla esta pobre como si estuviera hirviendo yo al compactarse presenta una textura maacutes cerrada

EXCESO DE AGUA La mezcla suelta vapor y burbujas como si estuviera hirviendo tambieacuten puede presentar una apariencia jabonosa y como si tuviera exceso de asfalto

VARIOS Se puede tener segregacioacuten debido a la mala manipulacioacuten o bien contaminacioacuten (gasolina aceite etc)

PLANTAS MOBILES DE RECICLADO DE ASFALTO

El reciclado de pavimentos asfalticos es un sistema que hace posible la reutilizacioacuten de los agregados y del asfalto disponible en las carreteras construidas en el pasado y que necesiten renovarse La teacutecnica del reciclado ha ido en aumento en el mundo Las razones particulares por las cuales se han intensificado las investigaciones relacionadas a este meacutetodo son - Las dificultades existentes para conseguir permisos para instalar nuevas plantas cerca de las obras de construccioacuten - El ahorro considerable que implica la eliminacioacuten del doble manejo de los materiales - La importancia de mantener el flujo de traacutefico existente

Estas plantas moacuteviles tienen la posibilidad de antildeadir nuevos agregados para mejorar la curva de la rasante el asfalto y los agentes rejuvenecedores El proceso lento de calentamiento y de mezcla del asfalto viejo con el nuevo significa que el asfalto viejo se rejuvenece completamente y los viejos agregados finos se mezclan en forma homogeacutenea con los agregados viacutergenes Se ha calculado la posibilidad de grandes ahorros mediante el uso de esta nueva teacutecnica que sin duda ocuparaacute un papel cada vez maacutes importante en los trabajos de mantenimiento

Ventajas de las plantas mobiles de reciclado de asfalto El fresado de esta planta es un procesamiento en friacuteo y la unidad completa es autopropulsada La planta tiene una capacidad de produccioacuten de 100 a 120 tonhora El material asfaacuteltico se puede extender inmediatamente despueacutes de ser producido a una temperatura oacuteptima de compactacioacuten Menor consumo de combustible No es necesario agregarle agua al material Mediante el uso de agentes especiales de rejuvenecimiento modifica las caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y geoloacutegicas del asfalto Puede trabajar en posicioacuten estacionaria en cualquier aacuterea no equipada Puede usarse tambieacuten como una planta mezcladora de tambor normal para la produccioacuten de material asfaacuteltico usando 100 de agregados viacutergenes o parte viacutergenes y parte usados

Para la instalacioacuten operacioacuten desmontaje y retiro de las plantas de produccioacuten de materiales los que estaraacuten contemplados en el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten al que hace referencia la Seccioacuten 41206 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Previo al inicio de cualquier actividad referente a esta partida el Contratista deberaacute contar con el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten de Materiales debidamente aprobado por el Supervisor y las entidades puacuteblicas y privadas que correspondan incluyendo todos los permisos legales

TRASPORTE Y COLOCACION DE MEZCLA ASFALTICA

MEacuteTODO AASHTO PARA EL DISENtildeO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

El meacutetodo AASHTO-1993 para el disentildeo de pavimentos flexibles se basa primordialmente en identificar un ldquonuacutemero estructural (SN)rdquo para el pavimento que pueda soportar el nivel de carga solicitado Para determinar el nuacutemero estructural el meacutetodo se apoya en una ecuacioacuten que relaciona los coeficientes a1a2a3 con sus respectivos nuacutemeros estructurales los cuales se calculan con ayuda de un software (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el nuacutemero de ejes equivalentes el rango de serviciabilidad la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar esta ecuacioacuten se relaciona a continuacioacuten

METODO MARSHALL DE DISENtildeO DE MEZCLAS

DESCRIPCION

A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten general de los procedimientos seguidos en el Disentildeo Marshall de Mezclas El procedimiento completo y detallado que se debe ser seguido se encuentra en la norma AASHTO T 245 (o ASTM D1559)

PREPARACION PARA EFECTUAR LOS PROCEDIMIENTOS

MARSHALL

Como ya se discutioacute en el capiacutetulo de materiales diferentes agregados y asfaltos presentan diferentes caracteriacutesticas Estas caracteriacutesticas tienen un impacto directo sobre la naturaleza misma le pavimento El primer paso en el meacutetodo de disentildeo entonces es determinar las cualidades (estabilidad durabilidad trabajabilidad resistencia al deslizamiento etc) que debe tener la mezcla de pavimentacioacuten y seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir esas cualidades Una vez hecho esto se puede empezar con la preparacioacuten de los ensayos

SELECCION DE LAS MUESTRAS DE MATERIAL

La primera preparacioacuten para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del agregado que va a ser usados en la mezcla de pavimentacioacuten Es importante que las muestras de asfalto tengan caracteriacutesticas ideacutenticas a las el asfalto que va a ser usado en la mezcla final Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado La razoacuten es simple los datos extraiacutedos de los procedimientos de disentildeo de mezclas determinar la foacutermula o ldquorecetardquo para la mezcla de pavimentacioacuten La receta seraacute exacta solamente si los ingredientes ensayados en el laboratorio tienen caracteriacutesticas ideacutenticas a los ingredientes usados en el producto final

Una amplia variedad de problemas graves que van desde una mala trabajabilidad de la mezcla hasta una falla prematura del pavimento son el resultado histoacuterico de variaciones ocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en la realidad

PREPARACION DEL AGREGADO

La relacioacuten viscosidad-temperatura del cemento asfaacuteltico que va a ser usado debe ser ya conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactacioacuten en el laboratorio

En consecuencia los procedimientos preliminares se enfocan hacia el agregado con el propoacutesito de identificar exactamente sus caracteriacutesticas Estos procedimientos incluyen secar el agregado determinar su peso especiacutefico y efectuar un anaacutelisis granulomeacutetrico por lavado

bull Secando el Agregado

El Meacutetodo Marshall requiere que los agregados ensayados esteacuten libres de humedad tan praacutectico como sea posible Esto evita que la humedad afecte los resultados de los ensayos

Una muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bandeja por separado y se calienta en un horno a una temperatura de 110ordm C (230ordmF)

Despueacutes de cierto tiempo la muestra caliente se pesa y se registra su valor

La muestra se calienta completamente una segunda vez y se vuele a pesar y a registrar su valor Este procedimiento se repite hasta que el peso de la muestra permanezca constante despueacutes de dos calentamientos consecutivos lo cual indica que la mayor cantidad posible de humedad se ha evaporado de la muestra

bull Anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda es un procedimiento para identificar las proporciones de partiacuteculas de tamantildeo diferente en las muestras del agregado Esta informacioacuten es importante porque las especificaciones de la mezcla deben estipular las proporciones necesarias de partiacuteculas de agregado de tamantildeo diferente para producir una mezcla en caliente final con las caracteriacutesticas deseadas

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda consta de los siguientes pasos

1 Cada muestra de agregado es secada y pesada

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

Ademaacutes deberaacute cumplir la siguiente tabla correspondiente al CBR

(Tabla extraiacuteda del Manual de carreteras seccioacuten suelos y pavimentos)

CARPETA ASFALTICA

En el caso de del material para la carpeta asfaacuteltica se haraacuten las siguientes pruebas composicioacuten granulomeacutetrica peso volumeacutetrico seco suelto densidad absorcioacuten contraccioacuten lineal desgaste adherencia con el asfalto equivalente de arena Contenido de humedad degradacioacuten y limites de atterberg

Para maacutes detalles revisar el Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

TIPOS DE DISENtildeO DE MEZCLAS

Mezcla Asfaacuteltica en Caliente

Constituye el tipo maacutes generalizado de mezcla asfaacuteltica y se define como mezcla asfaacuteltica en caliente la combinacioacuten de un ligante hidrocarbonado agregados incluyendo el polvo mineral y eventualmente aditivos de manera que todas las partiacuteculas del agregado queden muy bien recubiertas por una peliacutecula homogeacutenea de ligante Su proceso de fabricacioacuten implica calentar el ligante y los agregados (excepto eventualmente el polvo mineral de aportacioacuten) y su puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la ambiente

Se emplean tanto en la construccioacuten de carreteras como de viacuteas urbanas y aeropuertos y seutilizan tanto para capas de rodadura como para capas inferiores de los firmes Existen a su vez subtipos dentro de esta familia de mezclas con diferentes caracteriacutesticas Se fabrican con asfaltos aunque en ocasiones se recurre al empleo de asfaltos modificados las proporciones pueden variar desde el 3 al 6 de asfalto en volumen de agregados peacutetreos

Evolucioacuten de los disentildeos de mezclas asfaacutelticas en caliente

A continuacioacuten se muestra la evolucioacuten de los meacutetodos de disentildeos de mezclas asfaacutelticas en caliente

1 The Hubbard-Field (1920acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas fue uno de los primeros meacutetodos en evaluar contenidos de vaciacuteos en la mezcla y en el agregado mineral Usaba una estabilidad como prueba para medir la deformacioacuten Funcionoacute adecuadamente para evaluar mezclas con agregado pequentildeo o granulometriacuteas finas pero no tambieacuten para mezclas con granulometriacuteas que conteniacutean agregados grandes

2 Meacutetodo Marshall (1930acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas desarrollado durante la 2da Guerra Mundial y despueacutes fue adaptado para su uso en carreteras Utiliza una estabilidad y porcentaje de vaciacuteos como pruebas fundamentalmente Excepto cambios en las especificaciones el meacutetodo no ha sufrido modificacioacuten desde los antildeos 40acutes

3 Meacutetodo Hveem (1930acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas desarrollado casi en el mismo tiempo que el meacutetodo Marshall Evalua una estabilidad pseudotriaxial

4 Meacutetodo de la Western Association of State Highway on Transportation OfficialsWASHTO (1984) Este meacutetodo de disentildeo de mezclas recomendoacute cambios en los requerimientos del material y especificaciones de disentildeo de mezclas para mejorar la resistencia a las roderas Con FHWA

5 Meacutetodo de Asphalt Aggregate Mixture Analysis System AAMAS (1987) La necesidad de cambios en el disentildeo de mezclas fue reconocida tardaron 2 antildeos para desarrollar un nuevo proyecto para el disentildeo de mezclas que incluiacutea un nuevo meacutetodo de compactacioacuten en laboratorio y la evaluacioacuten de las propiedades volumeacutetricas desarrollo de pruebas para identificar las deformaciones permanentes grietas de fatiga y resistencia a las grietas a baja temperatura Con NCHRP

6 Meacutetodo SUPERPAVE (1993) El meacutetodo AAMAS sirvioacute como punto de inicio del meacutetodo SUPERPAVE que contiene un nuevo disentildeo volumeacutetrico completo de mezcla con funcionamiento basado en prediccioacuten a traveacutes de modelos y meacutetodos de ensayo en laboratorio grietas por fatiga y grietas por baja temperatura Los modelos de prediccioacuten de funcionamiento fueron completados satisfactoriamente hasta el antildeo 2000 El disentildeo volumeacutetrico de mezclas en el SUPERPAVE es actualmente implementado en varios estados de los EUA debido a que ha sido reconocida una conexioacuten entre las propiedades volumeacutetricas de la mezcla asfaacuteltica caliente y su correcto funcionamiento Tiene su resultado ahora la aceptacioacuten en el control de calidad ha sido cambiado a propiedades volumeacutetricas SUPERPAVE promete un funcionamiento basado en meacutetodos o ensayos de laboratorio que pueden ser usados para identificar la resistencia a las deformaciones plaacutesticas de los pavimentos

Mezcla Asfaacuteltica en Friacuteo

Son las mezclas fabricadas con emulsiones asfaacutelticas y su principal campo de aplicacioacuten es en la construccioacuten y en la conservacioacuten de carreteras secundarias Para retrasar el envejecimiento de las mezclas abiertas en friacuteo se suele recomendar el sellado por medio de lechadas asfaacutelticas

Se caracterizan por su trabajabilidad tras la fabricacioacuten incluso durante semanas la cual se debe a que el ligante permanece un largo periodo de tiempo con una viscosidad baja debido a que se emplean emulsiones con asfalto fuidificado el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios haciendo viable el almacenamiento pero despueacutes de la puesta en obra en una capa de espesor reducido el endurecimiento es relativamente raacutepido en las capas ya extendidas debido a la evaporacioacuten del fluidificante Existe un grupo de mezclas en friacuteo el cual se fabrica con una emulsioacuten de rotura lenta sin ninguacuten tipo de fluidificante pero es menos usual y pueden compactarse despueacutes de haber roto la emulsioacuten El proceso de aumento paulatino de la resistencia se le suele llamar maduracioacuten que consiste baacutesicamente en la evaporacioacuten del agua procedente de la rotura de la emulsioacuten con el consiguiente aumento de la cohesioacuten de la mezcla

Las emulsiones asfaacutelticas son una mezcla de asfalto con agua que con el emulsificante forman una emulsioacuten estable que permite tender las carpetas asfaacutelticas en friacuteo es decir a temperaturas menores a 100degC

Las desventajas de las emulsiones asfaacutelticas son principalmente el tiempo de fraguado que estas requieren la complicada quiacutemica y reologiacutea que se desarrolla en las emulsiones pues los compuestos quiacutemicos presentes en el asfalto como los asfaltenos y maltenos son variables y de diferente naturaleza quiacutemica

Debido al mecanismo de fraguado estas emulsiones comuacutenmente no logran una estabilidad aceptable con el agregado peacutetreo del asfalto por ello son aplicables principalmente a caminos secundarios en los que la carga vehicular no es regular ni posee alto peso

PLANTAS DE ASFALTO

DEFINICION Una planta de asfalto es un conjunto de equipos mecaacutenicos y electroacutenicos en donde los agregados son combinados calentados secados y mezclados con asfalto para producir una mezcla asfaacuteltica en caliente (a grandes temperaturas) que debe cumplir con ciertas especificaciones y que se utilizan para la construccioacuten de superficies de rodamiento

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

PLANTAS ASFALTICAS POR EL EQUIPO QUE CONTIENEN

CONTINUAS DISCONTINUAS

POR EL TIPO DE EMPLAZAMIENTO

FIJAS O ESTACIONARIAS MOVILES O PORTATILES

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

Planta estacionaria o fija

Es la que se encuentra instalada o situada en un lugar permanentemente

Plantas portatiles o moviles esta planta puede ser faacutecilmente desmantelada y movida por ferrocarril o carretera para posteriormente volverla a instalar con un miacutenimo de tiempo y energiacutea es decir que puede ser transportada de una obra a otra

Plantas de tipo continuo

Son de caracteriacutesticas maacutes simples adecuadas especialmente para concretos asfaacutelticos a los que no se les exija especificaciones de gran rigidez

Plantas de tipo discontinuo Suelen utilizarse en la produccioacuten de asfaltos de gran rigidez La diferencia esencial entre ambas variantes reside en la maacutequina amasadora (mezclador) por lo que exteriormente la instalacioacuten no ofrece caracteriacutesticas determinantes

Una planta asfaacuteltica consiste o se compone de las siguientes partes

Componentes principales de una planta de asfalto

Funcionamiento de una planta de asfalto

El material se alimenta a la planta por medio de tractor cargador o bandas transportadoras depoacutesitaacutendose en las tolvas para materiales friacuteos Estas tolvas estaacuten equipadas con compuertas ajustables para regular la caiacuteda del material al alimentador de friacuteos para que caiga al depoacutesito con una primera graduacioacuten granulomeacutetrica De este depoacutesito es llevado hasta la tolva de entrada al secador Al entrar al secador el polvo puede ser reincorporado en caso necesario en el recipiente en donde se une al meterial que sale del secador De ahiacute es llevado a las cribas vibratorias para ser separados por tamantildeos depositaacutendose en las tolvas de material caliente Por las compuertas de estas tolvas se extrae de cada una la cantidad en peso que fijan las granulometriacuteas del proyecto Se bombea el cemento asfaacuteltico pasan al mezclador en donde se homogeniza la mezcla y se descarga al camioacuten que la ha de transportar

Inspeccioacuten de la mezcla

Deberaacute observarse constantemente a la mezcla pues ninguacuten dispositivo o meacutetodo de prueba es maacutes conveniente que el ojo humano El principal factor que hay que controlar es la temperatura la cual con un poco de experiencia puede controlarse simplemente observando la apariencia de la mezcla o bien utilizando termoacutemetros con vaacutestagos de acero El sobrecalentamiento de la mezcla ocasiona que el asfalto se envejezca raacutepidamente por lo cual hay queacute evitar que esto suceda Si se nota que la mezcla desprende un humo azul esto seraacute un indicio de sobrecalentamiento Si la mezcla no presenta una fluidez que se pudo haber estimado en el laboratorio o en la planta si no que presenta una fluidez maacutes lenta esto seraacute indicio de que la mezcla se encuentra menos caliente de lo requerido lo anterior tambieacuten se puede deducir si la mezcla presenta picos al encontrase colocada en el camioacuten

Es muy importante que el muestreo que se efectueacute sea representativo pues esta es una de las mayores fuentes de error al checar la mezcla

La granulometriacutea debe checarse con el mayor cuidado Si se notaraacute deficiencia o exceso de asfalto esto podriacutea ser un indicio de cambio en la granulometriacutea y deberaacute por consiguiente checarse esta Los cambios en la textura de la mezcla compactada tambieacuten pueden ser indicios de una granulometriacutea variable Deben efectuarse pruebas en corazones extraiacutedos de pavimento compactado con el fin de determinar su compactacioacuten y calidad asiacute como contenido de asfalto Las pruebas de extraccioacuten ademaacutes de servir para determinar el contenido de asfalto proveen el agregado para determinar la granulometriacutea

ALGUNAS DEFICIENCIAS QUE PUEDEN JUSTIFICAR EL RECHAZO DE UNA MEZCLA EN CALIENTE SON LAS SIGUIENTES

MEZCLAS CALENTADAS EXCESIVAMENTE Esto como antes se mencionoacute queda evidenciado por la aparicioacuten del huma azul Si esto sucede deberaacute checarse inmediatamente la temperatura pues si esta queda fuera de especificacioacuten se rechazaraacute la mezcla MEZCLA RELATIVAMENTE FRIacuteA Esta se puede detectar si la mezcla presenta una apariencia riacutegida o bien que las partiacuteculas mayores no se encuentren totalmente cubiertas MUCHO ASFALTO La mezcla no presenta taludes POCO ASFALTO La mezcla presenta una apariencia granular cubrimiento de las partiacuteculas insuficiente y carencia de ligero brillo negro El pavimento se nota cafeacute y la mezcla no se compacta satisfactoriamente

MEZCLA NO UNIFORME Se observan zonas grumosas o de color cafeacute en medio de las zonas negras con brillo intenso

EXCESO DE AGREGADO GRUESO La mezcla presenta trabajabilidad pobre y compactada presenta una textura abierta yo muy rica en asfalto

EXCESO DE AGREGADO FINO Se nota que la mezcla esta pobre como si estuviera hirviendo yo al compactarse presenta una textura maacutes cerrada

EXCESO DE AGUA La mezcla suelta vapor y burbujas como si estuviera hirviendo tambieacuten puede presentar una apariencia jabonosa y como si tuviera exceso de asfalto

VARIOS Se puede tener segregacioacuten debido a la mala manipulacioacuten o bien contaminacioacuten (gasolina aceite etc)

PLANTAS MOBILES DE RECICLADO DE ASFALTO

El reciclado de pavimentos asfalticos es un sistema que hace posible la reutilizacioacuten de los agregados y del asfalto disponible en las carreteras construidas en el pasado y que necesiten renovarse La teacutecnica del reciclado ha ido en aumento en el mundo Las razones particulares por las cuales se han intensificado las investigaciones relacionadas a este meacutetodo son - Las dificultades existentes para conseguir permisos para instalar nuevas plantas cerca de las obras de construccioacuten - El ahorro considerable que implica la eliminacioacuten del doble manejo de los materiales - La importancia de mantener el flujo de traacutefico existente

Estas plantas moacuteviles tienen la posibilidad de antildeadir nuevos agregados para mejorar la curva de la rasante el asfalto y los agentes rejuvenecedores El proceso lento de calentamiento y de mezcla del asfalto viejo con el nuevo significa que el asfalto viejo se rejuvenece completamente y los viejos agregados finos se mezclan en forma homogeacutenea con los agregados viacutergenes Se ha calculado la posibilidad de grandes ahorros mediante el uso de esta nueva teacutecnica que sin duda ocuparaacute un papel cada vez maacutes importante en los trabajos de mantenimiento

Ventajas de las plantas mobiles de reciclado de asfalto El fresado de esta planta es un procesamiento en friacuteo y la unidad completa es autopropulsada La planta tiene una capacidad de produccioacuten de 100 a 120 tonhora El material asfaacuteltico se puede extender inmediatamente despueacutes de ser producido a una temperatura oacuteptima de compactacioacuten Menor consumo de combustible No es necesario agregarle agua al material Mediante el uso de agentes especiales de rejuvenecimiento modifica las caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y geoloacutegicas del asfalto Puede trabajar en posicioacuten estacionaria en cualquier aacuterea no equipada Puede usarse tambieacuten como una planta mezcladora de tambor normal para la produccioacuten de material asfaacuteltico usando 100 de agregados viacutergenes o parte viacutergenes y parte usados

Para la instalacioacuten operacioacuten desmontaje y retiro de las plantas de produccioacuten de materiales los que estaraacuten contemplados en el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten al que hace referencia la Seccioacuten 41206 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Previo al inicio de cualquier actividad referente a esta partida el Contratista deberaacute contar con el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten de Materiales debidamente aprobado por el Supervisor y las entidades puacuteblicas y privadas que correspondan incluyendo todos los permisos legales

TRASPORTE Y COLOCACION DE MEZCLA ASFALTICA

MEacuteTODO AASHTO PARA EL DISENtildeO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

El meacutetodo AASHTO-1993 para el disentildeo de pavimentos flexibles se basa primordialmente en identificar un ldquonuacutemero estructural (SN)rdquo para el pavimento que pueda soportar el nivel de carga solicitado Para determinar el nuacutemero estructural el meacutetodo se apoya en una ecuacioacuten que relaciona los coeficientes a1a2a3 con sus respectivos nuacutemeros estructurales los cuales se calculan con ayuda de un software (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el nuacutemero de ejes equivalentes el rango de serviciabilidad la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar esta ecuacioacuten se relaciona a continuacioacuten

METODO MARSHALL DE DISENtildeO DE MEZCLAS

DESCRIPCION

A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten general de los procedimientos seguidos en el Disentildeo Marshall de Mezclas El procedimiento completo y detallado que se debe ser seguido se encuentra en la norma AASHTO T 245 (o ASTM D1559)

PREPARACION PARA EFECTUAR LOS PROCEDIMIENTOS

MARSHALL

Como ya se discutioacute en el capiacutetulo de materiales diferentes agregados y asfaltos presentan diferentes caracteriacutesticas Estas caracteriacutesticas tienen un impacto directo sobre la naturaleza misma le pavimento El primer paso en el meacutetodo de disentildeo entonces es determinar las cualidades (estabilidad durabilidad trabajabilidad resistencia al deslizamiento etc) que debe tener la mezcla de pavimentacioacuten y seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir esas cualidades Una vez hecho esto se puede empezar con la preparacioacuten de los ensayos

SELECCION DE LAS MUESTRAS DE MATERIAL

La primera preparacioacuten para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del agregado que va a ser usados en la mezcla de pavimentacioacuten Es importante que las muestras de asfalto tengan caracteriacutesticas ideacutenticas a las el asfalto que va a ser usado en la mezcla final Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado La razoacuten es simple los datos extraiacutedos de los procedimientos de disentildeo de mezclas determinar la foacutermula o ldquorecetardquo para la mezcla de pavimentacioacuten La receta seraacute exacta solamente si los ingredientes ensayados en el laboratorio tienen caracteriacutesticas ideacutenticas a los ingredientes usados en el producto final

Una amplia variedad de problemas graves que van desde una mala trabajabilidad de la mezcla hasta una falla prematura del pavimento son el resultado histoacuterico de variaciones ocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en la realidad

PREPARACION DEL AGREGADO

La relacioacuten viscosidad-temperatura del cemento asfaacuteltico que va a ser usado debe ser ya conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactacioacuten en el laboratorio

En consecuencia los procedimientos preliminares se enfocan hacia el agregado con el propoacutesito de identificar exactamente sus caracteriacutesticas Estos procedimientos incluyen secar el agregado determinar su peso especiacutefico y efectuar un anaacutelisis granulomeacutetrico por lavado

bull Secando el Agregado

El Meacutetodo Marshall requiere que los agregados ensayados esteacuten libres de humedad tan praacutectico como sea posible Esto evita que la humedad afecte los resultados de los ensayos

Una muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bandeja por separado y se calienta en un horno a una temperatura de 110ordm C (230ordmF)

Despueacutes de cierto tiempo la muestra caliente se pesa y se registra su valor

La muestra se calienta completamente una segunda vez y se vuele a pesar y a registrar su valor Este procedimiento se repite hasta que el peso de la muestra permanezca constante despueacutes de dos calentamientos consecutivos lo cual indica que la mayor cantidad posible de humedad se ha evaporado de la muestra

bull Anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda es un procedimiento para identificar las proporciones de partiacuteculas de tamantildeo diferente en las muestras del agregado Esta informacioacuten es importante porque las especificaciones de la mezcla deben estipular las proporciones necesarias de partiacuteculas de agregado de tamantildeo diferente para producir una mezcla en caliente final con las caracteriacutesticas deseadas

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda consta de los siguientes pasos

1 Cada muestra de agregado es secada y pesada

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

CARPETA ASFALTICA

En el caso de del material para la carpeta asfaacuteltica se haraacuten las siguientes pruebas composicioacuten granulomeacutetrica peso volumeacutetrico seco suelto densidad absorcioacuten contraccioacuten lineal desgaste adherencia con el asfalto equivalente de arena Contenido de humedad degradacioacuten y limites de atterberg

Para maacutes detalles revisar el Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

TIPOS DE DISENtildeO DE MEZCLAS

Mezcla Asfaacuteltica en Caliente

Constituye el tipo maacutes generalizado de mezcla asfaacuteltica y se define como mezcla asfaacuteltica en caliente la combinacioacuten de un ligante hidrocarbonado agregados incluyendo el polvo mineral y eventualmente aditivos de manera que todas las partiacuteculas del agregado queden muy bien recubiertas por una peliacutecula homogeacutenea de ligante Su proceso de fabricacioacuten implica calentar el ligante y los agregados (excepto eventualmente el polvo mineral de aportacioacuten) y su puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la ambiente

Se emplean tanto en la construccioacuten de carreteras como de viacuteas urbanas y aeropuertos y seutilizan tanto para capas de rodadura como para capas inferiores de los firmes Existen a su vez subtipos dentro de esta familia de mezclas con diferentes caracteriacutesticas Se fabrican con asfaltos aunque en ocasiones se recurre al empleo de asfaltos modificados las proporciones pueden variar desde el 3 al 6 de asfalto en volumen de agregados peacutetreos

Evolucioacuten de los disentildeos de mezclas asfaacutelticas en caliente

A continuacioacuten se muestra la evolucioacuten de los meacutetodos de disentildeos de mezclas asfaacutelticas en caliente

1 The Hubbard-Field (1920acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas fue uno de los primeros meacutetodos en evaluar contenidos de vaciacuteos en la mezcla y en el agregado mineral Usaba una estabilidad como prueba para medir la deformacioacuten Funcionoacute adecuadamente para evaluar mezclas con agregado pequentildeo o granulometriacuteas finas pero no tambieacuten para mezclas con granulometriacuteas que conteniacutean agregados grandes

2 Meacutetodo Marshall (1930acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas desarrollado durante la 2da Guerra Mundial y despueacutes fue adaptado para su uso en carreteras Utiliza una estabilidad y porcentaje de vaciacuteos como pruebas fundamentalmente Excepto cambios en las especificaciones el meacutetodo no ha sufrido modificacioacuten desde los antildeos 40acutes

3 Meacutetodo Hveem (1930acutes) Meacutetodo de disentildeo de mezclas asfaacutelticas desarrollado casi en el mismo tiempo que el meacutetodo Marshall Evalua una estabilidad pseudotriaxial

4 Meacutetodo de la Western Association of State Highway on Transportation OfficialsWASHTO (1984) Este meacutetodo de disentildeo de mezclas recomendoacute cambios en los requerimientos del material y especificaciones de disentildeo de mezclas para mejorar la resistencia a las roderas Con FHWA

5 Meacutetodo de Asphalt Aggregate Mixture Analysis System AAMAS (1987) La necesidad de cambios en el disentildeo de mezclas fue reconocida tardaron 2 antildeos para desarrollar un nuevo proyecto para el disentildeo de mezclas que incluiacutea un nuevo meacutetodo de compactacioacuten en laboratorio y la evaluacioacuten de las propiedades volumeacutetricas desarrollo de pruebas para identificar las deformaciones permanentes grietas de fatiga y resistencia a las grietas a baja temperatura Con NCHRP

6 Meacutetodo SUPERPAVE (1993) El meacutetodo AAMAS sirvioacute como punto de inicio del meacutetodo SUPERPAVE que contiene un nuevo disentildeo volumeacutetrico completo de mezcla con funcionamiento basado en prediccioacuten a traveacutes de modelos y meacutetodos de ensayo en laboratorio grietas por fatiga y grietas por baja temperatura Los modelos de prediccioacuten de funcionamiento fueron completados satisfactoriamente hasta el antildeo 2000 El disentildeo volumeacutetrico de mezclas en el SUPERPAVE es actualmente implementado en varios estados de los EUA debido a que ha sido reconocida una conexioacuten entre las propiedades volumeacutetricas de la mezcla asfaacuteltica caliente y su correcto funcionamiento Tiene su resultado ahora la aceptacioacuten en el control de calidad ha sido cambiado a propiedades volumeacutetricas SUPERPAVE promete un funcionamiento basado en meacutetodos o ensayos de laboratorio que pueden ser usados para identificar la resistencia a las deformaciones plaacutesticas de los pavimentos

Mezcla Asfaacuteltica en Friacuteo

Son las mezclas fabricadas con emulsiones asfaacutelticas y su principal campo de aplicacioacuten es en la construccioacuten y en la conservacioacuten de carreteras secundarias Para retrasar el envejecimiento de las mezclas abiertas en friacuteo se suele recomendar el sellado por medio de lechadas asfaacutelticas

Se caracterizan por su trabajabilidad tras la fabricacioacuten incluso durante semanas la cual se debe a que el ligante permanece un largo periodo de tiempo con una viscosidad baja debido a que se emplean emulsiones con asfalto fuidificado el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios haciendo viable el almacenamiento pero despueacutes de la puesta en obra en una capa de espesor reducido el endurecimiento es relativamente raacutepido en las capas ya extendidas debido a la evaporacioacuten del fluidificante Existe un grupo de mezclas en friacuteo el cual se fabrica con una emulsioacuten de rotura lenta sin ninguacuten tipo de fluidificante pero es menos usual y pueden compactarse despueacutes de haber roto la emulsioacuten El proceso de aumento paulatino de la resistencia se le suele llamar maduracioacuten que consiste baacutesicamente en la evaporacioacuten del agua procedente de la rotura de la emulsioacuten con el consiguiente aumento de la cohesioacuten de la mezcla

Las emulsiones asfaacutelticas son una mezcla de asfalto con agua que con el emulsificante forman una emulsioacuten estable que permite tender las carpetas asfaacutelticas en friacuteo es decir a temperaturas menores a 100degC

Las desventajas de las emulsiones asfaacutelticas son principalmente el tiempo de fraguado que estas requieren la complicada quiacutemica y reologiacutea que se desarrolla en las emulsiones pues los compuestos quiacutemicos presentes en el asfalto como los asfaltenos y maltenos son variables y de diferente naturaleza quiacutemica

Debido al mecanismo de fraguado estas emulsiones comuacutenmente no logran una estabilidad aceptable con el agregado peacutetreo del asfalto por ello son aplicables principalmente a caminos secundarios en los que la carga vehicular no es regular ni posee alto peso

PLANTAS DE ASFALTO

DEFINICION Una planta de asfalto es un conjunto de equipos mecaacutenicos y electroacutenicos en donde los agregados son combinados calentados secados y mezclados con asfalto para producir una mezcla asfaacuteltica en caliente (a grandes temperaturas) que debe cumplir con ciertas especificaciones y que se utilizan para la construccioacuten de superficies de rodamiento

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

PLANTAS ASFALTICAS POR EL EQUIPO QUE CONTIENEN

CONTINUAS DISCONTINUAS

POR EL TIPO DE EMPLAZAMIENTO

FIJAS O ESTACIONARIAS MOVILES O PORTATILES

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

Planta estacionaria o fija

Es la que se encuentra instalada o situada en un lugar permanentemente

Plantas portatiles o moviles esta planta puede ser faacutecilmente desmantelada y movida por ferrocarril o carretera para posteriormente volverla a instalar con un miacutenimo de tiempo y energiacutea es decir que puede ser transportada de una obra a otra

Plantas de tipo continuo

Son de caracteriacutesticas maacutes simples adecuadas especialmente para concretos asfaacutelticos a los que no se les exija especificaciones de gran rigidez

Plantas de tipo discontinuo Suelen utilizarse en la produccioacuten de asfaltos de gran rigidez La diferencia esencial entre ambas variantes reside en la maacutequina amasadora (mezclador) por lo que exteriormente la instalacioacuten no ofrece caracteriacutesticas determinantes

Una planta asfaacuteltica consiste o se compone de las siguientes partes

Componentes principales de una planta de asfalto

Funcionamiento de una planta de asfalto

El material se alimenta a la planta por medio de tractor cargador o bandas transportadoras depoacutesitaacutendose en las tolvas para materiales friacuteos Estas tolvas estaacuten equipadas con compuertas ajustables para regular la caiacuteda del material al alimentador de friacuteos para que caiga al depoacutesito con una primera graduacioacuten granulomeacutetrica De este depoacutesito es llevado hasta la tolva de entrada al secador Al entrar al secador el polvo puede ser reincorporado en caso necesario en el recipiente en donde se une al meterial que sale del secador De ahiacute es llevado a las cribas vibratorias para ser separados por tamantildeos depositaacutendose en las tolvas de material caliente Por las compuertas de estas tolvas se extrae de cada una la cantidad en peso que fijan las granulometriacuteas del proyecto Se bombea el cemento asfaacuteltico pasan al mezclador en donde se homogeniza la mezcla y se descarga al camioacuten que la ha de transportar

Inspeccioacuten de la mezcla

Deberaacute observarse constantemente a la mezcla pues ninguacuten dispositivo o meacutetodo de prueba es maacutes conveniente que el ojo humano El principal factor que hay que controlar es la temperatura la cual con un poco de experiencia puede controlarse simplemente observando la apariencia de la mezcla o bien utilizando termoacutemetros con vaacutestagos de acero El sobrecalentamiento de la mezcla ocasiona que el asfalto se envejezca raacutepidamente por lo cual hay queacute evitar que esto suceda Si se nota que la mezcla desprende un humo azul esto seraacute un indicio de sobrecalentamiento Si la mezcla no presenta una fluidez que se pudo haber estimado en el laboratorio o en la planta si no que presenta una fluidez maacutes lenta esto seraacute indicio de que la mezcla se encuentra menos caliente de lo requerido lo anterior tambieacuten se puede deducir si la mezcla presenta picos al encontrase colocada en el camioacuten

Es muy importante que el muestreo que se efectueacute sea representativo pues esta es una de las mayores fuentes de error al checar la mezcla

La granulometriacutea debe checarse con el mayor cuidado Si se notaraacute deficiencia o exceso de asfalto esto podriacutea ser un indicio de cambio en la granulometriacutea y deberaacute por consiguiente checarse esta Los cambios en la textura de la mezcla compactada tambieacuten pueden ser indicios de una granulometriacutea variable Deben efectuarse pruebas en corazones extraiacutedos de pavimento compactado con el fin de determinar su compactacioacuten y calidad asiacute como contenido de asfalto Las pruebas de extraccioacuten ademaacutes de servir para determinar el contenido de asfalto proveen el agregado para determinar la granulometriacutea

ALGUNAS DEFICIENCIAS QUE PUEDEN JUSTIFICAR EL RECHAZO DE UNA MEZCLA EN CALIENTE SON LAS SIGUIENTES

MEZCLAS CALENTADAS EXCESIVAMENTE Esto como antes se mencionoacute queda evidenciado por la aparicioacuten del huma azul Si esto sucede deberaacute checarse inmediatamente la temperatura pues si esta queda fuera de especificacioacuten se rechazaraacute la mezcla MEZCLA RELATIVAMENTE FRIacuteA Esta se puede detectar si la mezcla presenta una apariencia riacutegida o bien que las partiacuteculas mayores no se encuentren totalmente cubiertas MUCHO ASFALTO La mezcla no presenta taludes POCO ASFALTO La mezcla presenta una apariencia granular cubrimiento de las partiacuteculas insuficiente y carencia de ligero brillo negro El pavimento se nota cafeacute y la mezcla no se compacta satisfactoriamente

MEZCLA NO UNIFORME Se observan zonas grumosas o de color cafeacute en medio de las zonas negras con brillo intenso

EXCESO DE AGREGADO GRUESO La mezcla presenta trabajabilidad pobre y compactada presenta una textura abierta yo muy rica en asfalto

EXCESO DE AGREGADO FINO Se nota que la mezcla esta pobre como si estuviera hirviendo yo al compactarse presenta una textura maacutes cerrada

EXCESO DE AGUA La mezcla suelta vapor y burbujas como si estuviera hirviendo tambieacuten puede presentar una apariencia jabonosa y como si tuviera exceso de asfalto

VARIOS Se puede tener segregacioacuten debido a la mala manipulacioacuten o bien contaminacioacuten (gasolina aceite etc)

PLANTAS MOBILES DE RECICLADO DE ASFALTO

El reciclado de pavimentos asfalticos es un sistema que hace posible la reutilizacioacuten de los agregados y del asfalto disponible en las carreteras construidas en el pasado y que necesiten renovarse La teacutecnica del reciclado ha ido en aumento en el mundo Las razones particulares por las cuales se han intensificado las investigaciones relacionadas a este meacutetodo son - Las dificultades existentes para conseguir permisos para instalar nuevas plantas cerca de las obras de construccioacuten - El ahorro considerable que implica la eliminacioacuten del doble manejo de los materiales - La importancia de mantener el flujo de traacutefico existente

Estas plantas moacuteviles tienen la posibilidad de antildeadir nuevos agregados para mejorar la curva de la rasante el asfalto y los agentes rejuvenecedores El proceso lento de calentamiento y de mezcla del asfalto viejo con el nuevo significa que el asfalto viejo se rejuvenece completamente y los viejos agregados finos se mezclan en forma homogeacutenea con los agregados viacutergenes Se ha calculado la posibilidad de grandes ahorros mediante el uso de esta nueva teacutecnica que sin duda ocuparaacute un papel cada vez maacutes importante en los trabajos de mantenimiento

Ventajas de las plantas mobiles de reciclado de asfalto El fresado de esta planta es un procesamiento en friacuteo y la unidad completa es autopropulsada La planta tiene una capacidad de produccioacuten de 100 a 120 tonhora El material asfaacuteltico se puede extender inmediatamente despueacutes de ser producido a una temperatura oacuteptima de compactacioacuten Menor consumo de combustible No es necesario agregarle agua al material Mediante el uso de agentes especiales de rejuvenecimiento modifica las caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y geoloacutegicas del asfalto Puede trabajar en posicioacuten estacionaria en cualquier aacuterea no equipada Puede usarse tambieacuten como una planta mezcladora de tambor normal para la produccioacuten de material asfaacuteltico usando 100 de agregados viacutergenes o parte viacutergenes y parte usados

Para la instalacioacuten operacioacuten desmontaje y retiro de las plantas de produccioacuten de materiales los que estaraacuten contemplados en el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten al que hace referencia la Seccioacuten 41206 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Previo al inicio de cualquier actividad referente a esta partida el Contratista deberaacute contar con el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten de Materiales debidamente aprobado por el Supervisor y las entidades puacuteblicas y privadas que correspondan incluyendo todos los permisos legales

TRASPORTE Y COLOCACION DE MEZCLA ASFALTICA

MEacuteTODO AASHTO PARA EL DISENtildeO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

El meacutetodo AASHTO-1993 para el disentildeo de pavimentos flexibles se basa primordialmente en identificar un ldquonuacutemero estructural (SN)rdquo para el pavimento que pueda soportar el nivel de carga solicitado Para determinar el nuacutemero estructural el meacutetodo se apoya en una ecuacioacuten que relaciona los coeficientes a1a2a3 con sus respectivos nuacutemeros estructurales los cuales se calculan con ayuda de un software (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el nuacutemero de ejes equivalentes el rango de serviciabilidad la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar esta ecuacioacuten se relaciona a continuacioacuten

METODO MARSHALL DE DISENtildeO DE MEZCLAS

DESCRIPCION

A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten general de los procedimientos seguidos en el Disentildeo Marshall de Mezclas El procedimiento completo y detallado que se debe ser seguido se encuentra en la norma AASHTO T 245 (o ASTM D1559)

PREPARACION PARA EFECTUAR LOS PROCEDIMIENTOS

MARSHALL

Como ya se discutioacute en el capiacutetulo de materiales diferentes agregados y asfaltos presentan diferentes caracteriacutesticas Estas caracteriacutesticas tienen un impacto directo sobre la naturaleza misma le pavimento El primer paso en el meacutetodo de disentildeo entonces es determinar las cualidades (estabilidad durabilidad trabajabilidad resistencia al deslizamiento etc) que debe tener la mezcla de pavimentacioacuten y seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir esas cualidades Una vez hecho esto se puede empezar con la preparacioacuten de los ensayos

SELECCION DE LAS MUESTRAS DE MATERIAL

La primera preparacioacuten para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del agregado que va a ser usados en la mezcla de pavimentacioacuten Es importante que las muestras de asfalto tengan caracteriacutesticas ideacutenticas a las el asfalto que va a ser usado en la mezcla final Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado La razoacuten es simple los datos extraiacutedos de los procedimientos de disentildeo de mezclas determinar la foacutermula o ldquorecetardquo para la mezcla de pavimentacioacuten La receta seraacute exacta solamente si los ingredientes ensayados en el laboratorio tienen caracteriacutesticas ideacutenticas a los ingredientes usados en el producto final

Una amplia variedad de problemas graves que van desde una mala trabajabilidad de la mezcla hasta una falla prematura del pavimento son el resultado histoacuterico de variaciones ocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en la realidad

PREPARACION DEL AGREGADO

La relacioacuten viscosidad-temperatura del cemento asfaacuteltico que va a ser usado debe ser ya conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactacioacuten en el laboratorio

En consecuencia los procedimientos preliminares se enfocan hacia el agregado con el propoacutesito de identificar exactamente sus caracteriacutesticas Estos procedimientos incluyen secar el agregado determinar su peso especiacutefico y efectuar un anaacutelisis granulomeacutetrico por lavado

bull Secando el Agregado

El Meacutetodo Marshall requiere que los agregados ensayados esteacuten libres de humedad tan praacutectico como sea posible Esto evita que la humedad afecte los resultados de los ensayos

Una muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bandeja por separado y se calienta en un horno a una temperatura de 110ordm C (230ordmF)

Despueacutes de cierto tiempo la muestra caliente se pesa y se registra su valor

La muestra se calienta completamente una segunda vez y se vuele a pesar y a registrar su valor Este procedimiento se repite hasta que el peso de la muestra permanezca constante despueacutes de dos calentamientos consecutivos lo cual indica que la mayor cantidad posible de humedad se ha evaporado de la muestra

bull Anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda es un procedimiento para identificar las proporciones de partiacuteculas de tamantildeo diferente en las muestras del agregado Esta informacioacuten es importante porque las especificaciones de la mezcla deben estipular las proporciones necesarias de partiacuteculas de agregado de tamantildeo diferente para producir una mezcla en caliente final con las caracteriacutesticas deseadas

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda consta de los siguientes pasos

1 Cada muestra de agregado es secada y pesada

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

5 Meacutetodo de Asphalt Aggregate Mixture Analysis System AAMAS (1987) La necesidad de cambios en el disentildeo de mezclas fue reconocida tardaron 2 antildeos para desarrollar un nuevo proyecto para el disentildeo de mezclas que incluiacutea un nuevo meacutetodo de compactacioacuten en laboratorio y la evaluacioacuten de las propiedades volumeacutetricas desarrollo de pruebas para identificar las deformaciones permanentes grietas de fatiga y resistencia a las grietas a baja temperatura Con NCHRP

6 Meacutetodo SUPERPAVE (1993) El meacutetodo AAMAS sirvioacute como punto de inicio del meacutetodo SUPERPAVE que contiene un nuevo disentildeo volumeacutetrico completo de mezcla con funcionamiento basado en prediccioacuten a traveacutes de modelos y meacutetodos de ensayo en laboratorio grietas por fatiga y grietas por baja temperatura Los modelos de prediccioacuten de funcionamiento fueron completados satisfactoriamente hasta el antildeo 2000 El disentildeo volumeacutetrico de mezclas en el SUPERPAVE es actualmente implementado en varios estados de los EUA debido a que ha sido reconocida una conexioacuten entre las propiedades volumeacutetricas de la mezcla asfaacuteltica caliente y su correcto funcionamiento Tiene su resultado ahora la aceptacioacuten en el control de calidad ha sido cambiado a propiedades volumeacutetricas SUPERPAVE promete un funcionamiento basado en meacutetodos o ensayos de laboratorio que pueden ser usados para identificar la resistencia a las deformaciones plaacutesticas de los pavimentos

Mezcla Asfaacuteltica en Friacuteo

Son las mezclas fabricadas con emulsiones asfaacutelticas y su principal campo de aplicacioacuten es en la construccioacuten y en la conservacioacuten de carreteras secundarias Para retrasar el envejecimiento de las mezclas abiertas en friacuteo se suele recomendar el sellado por medio de lechadas asfaacutelticas

Se caracterizan por su trabajabilidad tras la fabricacioacuten incluso durante semanas la cual se debe a que el ligante permanece un largo periodo de tiempo con una viscosidad baja debido a que se emplean emulsiones con asfalto fuidificado el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios haciendo viable el almacenamiento pero despueacutes de la puesta en obra en una capa de espesor reducido el endurecimiento es relativamente raacutepido en las capas ya extendidas debido a la evaporacioacuten del fluidificante Existe un grupo de mezclas en friacuteo el cual se fabrica con una emulsioacuten de rotura lenta sin ninguacuten tipo de fluidificante pero es menos usual y pueden compactarse despueacutes de haber roto la emulsioacuten El proceso de aumento paulatino de la resistencia se le suele llamar maduracioacuten que consiste baacutesicamente en la evaporacioacuten del agua procedente de la rotura de la emulsioacuten con el consiguiente aumento de la cohesioacuten de la mezcla

Las emulsiones asfaacutelticas son una mezcla de asfalto con agua que con el emulsificante forman una emulsioacuten estable que permite tender las carpetas asfaacutelticas en friacuteo es decir a temperaturas menores a 100degC

Las desventajas de las emulsiones asfaacutelticas son principalmente el tiempo de fraguado que estas requieren la complicada quiacutemica y reologiacutea que se desarrolla en las emulsiones pues los compuestos quiacutemicos presentes en el asfalto como los asfaltenos y maltenos son variables y de diferente naturaleza quiacutemica

Debido al mecanismo de fraguado estas emulsiones comuacutenmente no logran una estabilidad aceptable con el agregado peacutetreo del asfalto por ello son aplicables principalmente a caminos secundarios en los que la carga vehicular no es regular ni posee alto peso

PLANTAS DE ASFALTO

DEFINICION Una planta de asfalto es un conjunto de equipos mecaacutenicos y electroacutenicos en donde los agregados son combinados calentados secados y mezclados con asfalto para producir una mezcla asfaacuteltica en caliente (a grandes temperaturas) que debe cumplir con ciertas especificaciones y que se utilizan para la construccioacuten de superficies de rodamiento

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

PLANTAS ASFALTICAS POR EL EQUIPO QUE CONTIENEN

CONTINUAS DISCONTINUAS

POR EL TIPO DE EMPLAZAMIENTO

FIJAS O ESTACIONARIAS MOVILES O PORTATILES

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

Planta estacionaria o fija

Es la que se encuentra instalada o situada en un lugar permanentemente

Plantas portatiles o moviles esta planta puede ser faacutecilmente desmantelada y movida por ferrocarril o carretera para posteriormente volverla a instalar con un miacutenimo de tiempo y energiacutea es decir que puede ser transportada de una obra a otra

Plantas de tipo continuo

Son de caracteriacutesticas maacutes simples adecuadas especialmente para concretos asfaacutelticos a los que no se les exija especificaciones de gran rigidez

Plantas de tipo discontinuo Suelen utilizarse en la produccioacuten de asfaltos de gran rigidez La diferencia esencial entre ambas variantes reside en la maacutequina amasadora (mezclador) por lo que exteriormente la instalacioacuten no ofrece caracteriacutesticas determinantes

Una planta asfaacuteltica consiste o se compone de las siguientes partes

Componentes principales de una planta de asfalto

Funcionamiento de una planta de asfalto

El material se alimenta a la planta por medio de tractor cargador o bandas transportadoras depoacutesitaacutendose en las tolvas para materiales friacuteos Estas tolvas estaacuten equipadas con compuertas ajustables para regular la caiacuteda del material al alimentador de friacuteos para que caiga al depoacutesito con una primera graduacioacuten granulomeacutetrica De este depoacutesito es llevado hasta la tolva de entrada al secador Al entrar al secador el polvo puede ser reincorporado en caso necesario en el recipiente en donde se une al meterial que sale del secador De ahiacute es llevado a las cribas vibratorias para ser separados por tamantildeos depositaacutendose en las tolvas de material caliente Por las compuertas de estas tolvas se extrae de cada una la cantidad en peso que fijan las granulometriacuteas del proyecto Se bombea el cemento asfaacuteltico pasan al mezclador en donde se homogeniza la mezcla y se descarga al camioacuten que la ha de transportar

Inspeccioacuten de la mezcla

Deberaacute observarse constantemente a la mezcla pues ninguacuten dispositivo o meacutetodo de prueba es maacutes conveniente que el ojo humano El principal factor que hay que controlar es la temperatura la cual con un poco de experiencia puede controlarse simplemente observando la apariencia de la mezcla o bien utilizando termoacutemetros con vaacutestagos de acero El sobrecalentamiento de la mezcla ocasiona que el asfalto se envejezca raacutepidamente por lo cual hay queacute evitar que esto suceda Si se nota que la mezcla desprende un humo azul esto seraacute un indicio de sobrecalentamiento Si la mezcla no presenta una fluidez que se pudo haber estimado en el laboratorio o en la planta si no que presenta una fluidez maacutes lenta esto seraacute indicio de que la mezcla se encuentra menos caliente de lo requerido lo anterior tambieacuten se puede deducir si la mezcla presenta picos al encontrase colocada en el camioacuten

Es muy importante que el muestreo que se efectueacute sea representativo pues esta es una de las mayores fuentes de error al checar la mezcla

La granulometriacutea debe checarse con el mayor cuidado Si se notaraacute deficiencia o exceso de asfalto esto podriacutea ser un indicio de cambio en la granulometriacutea y deberaacute por consiguiente checarse esta Los cambios en la textura de la mezcla compactada tambieacuten pueden ser indicios de una granulometriacutea variable Deben efectuarse pruebas en corazones extraiacutedos de pavimento compactado con el fin de determinar su compactacioacuten y calidad asiacute como contenido de asfalto Las pruebas de extraccioacuten ademaacutes de servir para determinar el contenido de asfalto proveen el agregado para determinar la granulometriacutea

ALGUNAS DEFICIENCIAS QUE PUEDEN JUSTIFICAR EL RECHAZO DE UNA MEZCLA EN CALIENTE SON LAS SIGUIENTES

MEZCLAS CALENTADAS EXCESIVAMENTE Esto como antes se mencionoacute queda evidenciado por la aparicioacuten del huma azul Si esto sucede deberaacute checarse inmediatamente la temperatura pues si esta queda fuera de especificacioacuten se rechazaraacute la mezcla MEZCLA RELATIVAMENTE FRIacuteA Esta se puede detectar si la mezcla presenta una apariencia riacutegida o bien que las partiacuteculas mayores no se encuentren totalmente cubiertas MUCHO ASFALTO La mezcla no presenta taludes POCO ASFALTO La mezcla presenta una apariencia granular cubrimiento de las partiacuteculas insuficiente y carencia de ligero brillo negro El pavimento se nota cafeacute y la mezcla no se compacta satisfactoriamente

MEZCLA NO UNIFORME Se observan zonas grumosas o de color cafeacute en medio de las zonas negras con brillo intenso

EXCESO DE AGREGADO GRUESO La mezcla presenta trabajabilidad pobre y compactada presenta una textura abierta yo muy rica en asfalto

EXCESO DE AGREGADO FINO Se nota que la mezcla esta pobre como si estuviera hirviendo yo al compactarse presenta una textura maacutes cerrada

EXCESO DE AGUA La mezcla suelta vapor y burbujas como si estuviera hirviendo tambieacuten puede presentar una apariencia jabonosa y como si tuviera exceso de asfalto

VARIOS Se puede tener segregacioacuten debido a la mala manipulacioacuten o bien contaminacioacuten (gasolina aceite etc)

PLANTAS MOBILES DE RECICLADO DE ASFALTO

El reciclado de pavimentos asfalticos es un sistema que hace posible la reutilizacioacuten de los agregados y del asfalto disponible en las carreteras construidas en el pasado y que necesiten renovarse La teacutecnica del reciclado ha ido en aumento en el mundo Las razones particulares por las cuales se han intensificado las investigaciones relacionadas a este meacutetodo son - Las dificultades existentes para conseguir permisos para instalar nuevas plantas cerca de las obras de construccioacuten - El ahorro considerable que implica la eliminacioacuten del doble manejo de los materiales - La importancia de mantener el flujo de traacutefico existente

Estas plantas moacuteviles tienen la posibilidad de antildeadir nuevos agregados para mejorar la curva de la rasante el asfalto y los agentes rejuvenecedores El proceso lento de calentamiento y de mezcla del asfalto viejo con el nuevo significa que el asfalto viejo se rejuvenece completamente y los viejos agregados finos se mezclan en forma homogeacutenea con los agregados viacutergenes Se ha calculado la posibilidad de grandes ahorros mediante el uso de esta nueva teacutecnica que sin duda ocuparaacute un papel cada vez maacutes importante en los trabajos de mantenimiento

Ventajas de las plantas mobiles de reciclado de asfalto El fresado de esta planta es un procesamiento en friacuteo y la unidad completa es autopropulsada La planta tiene una capacidad de produccioacuten de 100 a 120 tonhora El material asfaacuteltico se puede extender inmediatamente despueacutes de ser producido a una temperatura oacuteptima de compactacioacuten Menor consumo de combustible No es necesario agregarle agua al material Mediante el uso de agentes especiales de rejuvenecimiento modifica las caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y geoloacutegicas del asfalto Puede trabajar en posicioacuten estacionaria en cualquier aacuterea no equipada Puede usarse tambieacuten como una planta mezcladora de tambor normal para la produccioacuten de material asfaacuteltico usando 100 de agregados viacutergenes o parte viacutergenes y parte usados

Para la instalacioacuten operacioacuten desmontaje y retiro de las plantas de produccioacuten de materiales los que estaraacuten contemplados en el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten al que hace referencia la Seccioacuten 41206 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Previo al inicio de cualquier actividad referente a esta partida el Contratista deberaacute contar con el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten de Materiales debidamente aprobado por el Supervisor y las entidades puacuteblicas y privadas que correspondan incluyendo todos los permisos legales

TRASPORTE Y COLOCACION DE MEZCLA ASFALTICA

MEacuteTODO AASHTO PARA EL DISENtildeO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

El meacutetodo AASHTO-1993 para el disentildeo de pavimentos flexibles se basa primordialmente en identificar un ldquonuacutemero estructural (SN)rdquo para el pavimento que pueda soportar el nivel de carga solicitado Para determinar el nuacutemero estructural el meacutetodo se apoya en una ecuacioacuten que relaciona los coeficientes a1a2a3 con sus respectivos nuacutemeros estructurales los cuales se calculan con ayuda de un software (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el nuacutemero de ejes equivalentes el rango de serviciabilidad la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar esta ecuacioacuten se relaciona a continuacioacuten

METODO MARSHALL DE DISENtildeO DE MEZCLAS

DESCRIPCION

A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten general de los procedimientos seguidos en el Disentildeo Marshall de Mezclas El procedimiento completo y detallado que se debe ser seguido se encuentra en la norma AASHTO T 245 (o ASTM D1559)

PREPARACION PARA EFECTUAR LOS PROCEDIMIENTOS

MARSHALL

Como ya se discutioacute en el capiacutetulo de materiales diferentes agregados y asfaltos presentan diferentes caracteriacutesticas Estas caracteriacutesticas tienen un impacto directo sobre la naturaleza misma le pavimento El primer paso en el meacutetodo de disentildeo entonces es determinar las cualidades (estabilidad durabilidad trabajabilidad resistencia al deslizamiento etc) que debe tener la mezcla de pavimentacioacuten y seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir esas cualidades Una vez hecho esto se puede empezar con la preparacioacuten de los ensayos

SELECCION DE LAS MUESTRAS DE MATERIAL

La primera preparacioacuten para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del agregado que va a ser usados en la mezcla de pavimentacioacuten Es importante que las muestras de asfalto tengan caracteriacutesticas ideacutenticas a las el asfalto que va a ser usado en la mezcla final Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado La razoacuten es simple los datos extraiacutedos de los procedimientos de disentildeo de mezclas determinar la foacutermula o ldquorecetardquo para la mezcla de pavimentacioacuten La receta seraacute exacta solamente si los ingredientes ensayados en el laboratorio tienen caracteriacutesticas ideacutenticas a los ingredientes usados en el producto final

Una amplia variedad de problemas graves que van desde una mala trabajabilidad de la mezcla hasta una falla prematura del pavimento son el resultado histoacuterico de variaciones ocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en la realidad

PREPARACION DEL AGREGADO

La relacioacuten viscosidad-temperatura del cemento asfaacuteltico que va a ser usado debe ser ya conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactacioacuten en el laboratorio

En consecuencia los procedimientos preliminares se enfocan hacia el agregado con el propoacutesito de identificar exactamente sus caracteriacutesticas Estos procedimientos incluyen secar el agregado determinar su peso especiacutefico y efectuar un anaacutelisis granulomeacutetrico por lavado

bull Secando el Agregado

El Meacutetodo Marshall requiere que los agregados ensayados esteacuten libres de humedad tan praacutectico como sea posible Esto evita que la humedad afecte los resultados de los ensayos

Una muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bandeja por separado y se calienta en un horno a una temperatura de 110ordm C (230ordmF)

Despueacutes de cierto tiempo la muestra caliente se pesa y se registra su valor

La muestra se calienta completamente una segunda vez y se vuele a pesar y a registrar su valor Este procedimiento se repite hasta que el peso de la muestra permanezca constante despueacutes de dos calentamientos consecutivos lo cual indica que la mayor cantidad posible de humedad se ha evaporado de la muestra

bull Anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda es un procedimiento para identificar las proporciones de partiacuteculas de tamantildeo diferente en las muestras del agregado Esta informacioacuten es importante porque las especificaciones de la mezcla deben estipular las proporciones necesarias de partiacuteculas de agregado de tamantildeo diferente para producir una mezcla en caliente final con las caracteriacutesticas deseadas

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda consta de los siguientes pasos

1 Cada muestra de agregado es secada y pesada

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

Debido al mecanismo de fraguado estas emulsiones comuacutenmente no logran una estabilidad aceptable con el agregado peacutetreo del asfalto por ello son aplicables principalmente a caminos secundarios en los que la carga vehicular no es regular ni posee alto peso

PLANTAS DE ASFALTO

DEFINICION Una planta de asfalto es un conjunto de equipos mecaacutenicos y electroacutenicos en donde los agregados son combinados calentados secados y mezclados con asfalto para producir una mezcla asfaacuteltica en caliente (a grandes temperaturas) que debe cumplir con ciertas especificaciones y que se utilizan para la construccioacuten de superficies de rodamiento

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

PLANTAS ASFALTICAS POR EL EQUIPO QUE CONTIENEN

CONTINUAS DISCONTINUAS

POR EL TIPO DE EMPLAZAMIENTO

FIJAS O ESTACIONARIAS MOVILES O PORTATILES

CLASIFICACION DE LAS PLANTAS ASFALTICAS

Planta estacionaria o fija

Es la que se encuentra instalada o situada en un lugar permanentemente

Plantas portatiles o moviles esta planta puede ser faacutecilmente desmantelada y movida por ferrocarril o carretera para posteriormente volverla a instalar con un miacutenimo de tiempo y energiacutea es decir que puede ser transportada de una obra a otra

Plantas de tipo continuo

Son de caracteriacutesticas maacutes simples adecuadas especialmente para concretos asfaacutelticos a los que no se les exija especificaciones de gran rigidez

Plantas de tipo discontinuo Suelen utilizarse en la produccioacuten de asfaltos de gran rigidez La diferencia esencial entre ambas variantes reside en la maacutequina amasadora (mezclador) por lo que exteriormente la instalacioacuten no ofrece caracteriacutesticas determinantes

Una planta asfaacuteltica consiste o se compone de las siguientes partes

Componentes principales de una planta de asfalto

Funcionamiento de una planta de asfalto

El material se alimenta a la planta por medio de tractor cargador o bandas transportadoras depoacutesitaacutendose en las tolvas para materiales friacuteos Estas tolvas estaacuten equipadas con compuertas ajustables para regular la caiacuteda del material al alimentador de friacuteos para que caiga al depoacutesito con una primera graduacioacuten granulomeacutetrica De este depoacutesito es llevado hasta la tolva de entrada al secador Al entrar al secador el polvo puede ser reincorporado en caso necesario en el recipiente en donde se une al meterial que sale del secador De ahiacute es llevado a las cribas vibratorias para ser separados por tamantildeos depositaacutendose en las tolvas de material caliente Por las compuertas de estas tolvas se extrae de cada una la cantidad en peso que fijan las granulometriacuteas del proyecto Se bombea el cemento asfaacuteltico pasan al mezclador en donde se homogeniza la mezcla y se descarga al camioacuten que la ha de transportar

Inspeccioacuten de la mezcla

Deberaacute observarse constantemente a la mezcla pues ninguacuten dispositivo o meacutetodo de prueba es maacutes conveniente que el ojo humano El principal factor que hay que controlar es la temperatura la cual con un poco de experiencia puede controlarse simplemente observando la apariencia de la mezcla o bien utilizando termoacutemetros con vaacutestagos de acero El sobrecalentamiento de la mezcla ocasiona que el asfalto se envejezca raacutepidamente por lo cual hay queacute evitar que esto suceda Si se nota que la mezcla desprende un humo azul esto seraacute un indicio de sobrecalentamiento Si la mezcla no presenta una fluidez que se pudo haber estimado en el laboratorio o en la planta si no que presenta una fluidez maacutes lenta esto seraacute indicio de que la mezcla se encuentra menos caliente de lo requerido lo anterior tambieacuten se puede deducir si la mezcla presenta picos al encontrase colocada en el camioacuten

Es muy importante que el muestreo que se efectueacute sea representativo pues esta es una de las mayores fuentes de error al checar la mezcla

La granulometriacutea debe checarse con el mayor cuidado Si se notaraacute deficiencia o exceso de asfalto esto podriacutea ser un indicio de cambio en la granulometriacutea y deberaacute por consiguiente checarse esta Los cambios en la textura de la mezcla compactada tambieacuten pueden ser indicios de una granulometriacutea variable Deben efectuarse pruebas en corazones extraiacutedos de pavimento compactado con el fin de determinar su compactacioacuten y calidad asiacute como contenido de asfalto Las pruebas de extraccioacuten ademaacutes de servir para determinar el contenido de asfalto proveen el agregado para determinar la granulometriacutea

ALGUNAS DEFICIENCIAS QUE PUEDEN JUSTIFICAR EL RECHAZO DE UNA MEZCLA EN CALIENTE SON LAS SIGUIENTES

MEZCLAS CALENTADAS EXCESIVAMENTE Esto como antes se mencionoacute queda evidenciado por la aparicioacuten del huma azul Si esto sucede deberaacute checarse inmediatamente la temperatura pues si esta queda fuera de especificacioacuten se rechazaraacute la mezcla MEZCLA RELATIVAMENTE FRIacuteA Esta se puede detectar si la mezcla presenta una apariencia riacutegida o bien que las partiacuteculas mayores no se encuentren totalmente cubiertas MUCHO ASFALTO La mezcla no presenta taludes POCO ASFALTO La mezcla presenta una apariencia granular cubrimiento de las partiacuteculas insuficiente y carencia de ligero brillo negro El pavimento se nota cafeacute y la mezcla no se compacta satisfactoriamente

MEZCLA NO UNIFORME Se observan zonas grumosas o de color cafeacute en medio de las zonas negras con brillo intenso

EXCESO DE AGREGADO GRUESO La mezcla presenta trabajabilidad pobre y compactada presenta una textura abierta yo muy rica en asfalto

EXCESO DE AGREGADO FINO Se nota que la mezcla esta pobre como si estuviera hirviendo yo al compactarse presenta una textura maacutes cerrada

EXCESO DE AGUA La mezcla suelta vapor y burbujas como si estuviera hirviendo tambieacuten puede presentar una apariencia jabonosa y como si tuviera exceso de asfalto

VARIOS Se puede tener segregacioacuten debido a la mala manipulacioacuten o bien contaminacioacuten (gasolina aceite etc)

PLANTAS MOBILES DE RECICLADO DE ASFALTO

El reciclado de pavimentos asfalticos es un sistema que hace posible la reutilizacioacuten de los agregados y del asfalto disponible en las carreteras construidas en el pasado y que necesiten renovarse La teacutecnica del reciclado ha ido en aumento en el mundo Las razones particulares por las cuales se han intensificado las investigaciones relacionadas a este meacutetodo son - Las dificultades existentes para conseguir permisos para instalar nuevas plantas cerca de las obras de construccioacuten - El ahorro considerable que implica la eliminacioacuten del doble manejo de los materiales - La importancia de mantener el flujo de traacutefico existente

Estas plantas moacuteviles tienen la posibilidad de antildeadir nuevos agregados para mejorar la curva de la rasante el asfalto y los agentes rejuvenecedores El proceso lento de calentamiento y de mezcla del asfalto viejo con el nuevo significa que el asfalto viejo se rejuvenece completamente y los viejos agregados finos se mezclan en forma homogeacutenea con los agregados viacutergenes Se ha calculado la posibilidad de grandes ahorros mediante el uso de esta nueva teacutecnica que sin duda ocuparaacute un papel cada vez maacutes importante en los trabajos de mantenimiento

Ventajas de las plantas mobiles de reciclado de asfalto El fresado de esta planta es un procesamiento en friacuteo y la unidad completa es autopropulsada La planta tiene una capacidad de produccioacuten de 100 a 120 tonhora El material asfaacuteltico se puede extender inmediatamente despueacutes de ser producido a una temperatura oacuteptima de compactacioacuten Menor consumo de combustible No es necesario agregarle agua al material Mediante el uso de agentes especiales de rejuvenecimiento modifica las caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y geoloacutegicas del asfalto Puede trabajar en posicioacuten estacionaria en cualquier aacuterea no equipada Puede usarse tambieacuten como una planta mezcladora de tambor normal para la produccioacuten de material asfaacuteltico usando 100 de agregados viacutergenes o parte viacutergenes y parte usados

Para la instalacioacuten operacioacuten desmontaje y retiro de las plantas de produccioacuten de materiales los que estaraacuten contemplados en el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten al que hace referencia la Seccioacuten 41206 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Previo al inicio de cualquier actividad referente a esta partida el Contratista deberaacute contar con el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten de Materiales debidamente aprobado por el Supervisor y las entidades puacuteblicas y privadas que correspondan incluyendo todos los permisos legales

TRASPORTE Y COLOCACION DE MEZCLA ASFALTICA

MEacuteTODO AASHTO PARA EL DISENtildeO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

El meacutetodo AASHTO-1993 para el disentildeo de pavimentos flexibles se basa primordialmente en identificar un ldquonuacutemero estructural (SN)rdquo para el pavimento que pueda soportar el nivel de carga solicitado Para determinar el nuacutemero estructural el meacutetodo se apoya en una ecuacioacuten que relaciona los coeficientes a1a2a3 con sus respectivos nuacutemeros estructurales los cuales se calculan con ayuda de un software (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el nuacutemero de ejes equivalentes el rango de serviciabilidad la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar esta ecuacioacuten se relaciona a continuacioacuten

METODO MARSHALL DE DISENtildeO DE MEZCLAS

DESCRIPCION

A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten general de los procedimientos seguidos en el Disentildeo Marshall de Mezclas El procedimiento completo y detallado que se debe ser seguido se encuentra en la norma AASHTO T 245 (o ASTM D1559)

PREPARACION PARA EFECTUAR LOS PROCEDIMIENTOS

MARSHALL

Como ya se discutioacute en el capiacutetulo de materiales diferentes agregados y asfaltos presentan diferentes caracteriacutesticas Estas caracteriacutesticas tienen un impacto directo sobre la naturaleza misma le pavimento El primer paso en el meacutetodo de disentildeo entonces es determinar las cualidades (estabilidad durabilidad trabajabilidad resistencia al deslizamiento etc) que debe tener la mezcla de pavimentacioacuten y seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir esas cualidades Una vez hecho esto se puede empezar con la preparacioacuten de los ensayos

SELECCION DE LAS MUESTRAS DE MATERIAL

La primera preparacioacuten para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del agregado que va a ser usados en la mezcla de pavimentacioacuten Es importante que las muestras de asfalto tengan caracteriacutesticas ideacutenticas a las el asfalto que va a ser usado en la mezcla final Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado La razoacuten es simple los datos extraiacutedos de los procedimientos de disentildeo de mezclas determinar la foacutermula o ldquorecetardquo para la mezcla de pavimentacioacuten La receta seraacute exacta solamente si los ingredientes ensayados en el laboratorio tienen caracteriacutesticas ideacutenticas a los ingredientes usados en el producto final

Una amplia variedad de problemas graves que van desde una mala trabajabilidad de la mezcla hasta una falla prematura del pavimento son el resultado histoacuterico de variaciones ocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en la realidad

PREPARACION DEL AGREGADO

La relacioacuten viscosidad-temperatura del cemento asfaacuteltico que va a ser usado debe ser ya conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactacioacuten en el laboratorio

En consecuencia los procedimientos preliminares se enfocan hacia el agregado con el propoacutesito de identificar exactamente sus caracteriacutesticas Estos procedimientos incluyen secar el agregado determinar su peso especiacutefico y efectuar un anaacutelisis granulomeacutetrico por lavado

bull Secando el Agregado

El Meacutetodo Marshall requiere que los agregados ensayados esteacuten libres de humedad tan praacutectico como sea posible Esto evita que la humedad afecte los resultados de los ensayos

Una muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bandeja por separado y se calienta en un horno a una temperatura de 110ordm C (230ordmF)

Despueacutes de cierto tiempo la muestra caliente se pesa y se registra su valor

La muestra se calienta completamente una segunda vez y se vuele a pesar y a registrar su valor Este procedimiento se repite hasta que el peso de la muestra permanezca constante despueacutes de dos calentamientos consecutivos lo cual indica que la mayor cantidad posible de humedad se ha evaporado de la muestra

bull Anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda es un procedimiento para identificar las proporciones de partiacuteculas de tamantildeo diferente en las muestras del agregado Esta informacioacuten es importante porque las especificaciones de la mezcla deben estipular las proporciones necesarias de partiacuteculas de agregado de tamantildeo diferente para producir una mezcla en caliente final con las caracteriacutesticas deseadas

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda consta de los siguientes pasos

1 Cada muestra de agregado es secada y pesada

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

Una planta asfaacuteltica consiste o se compone de las siguientes partes

Componentes principales de una planta de asfalto

Funcionamiento de una planta de asfalto

El material se alimenta a la planta por medio de tractor cargador o bandas transportadoras depoacutesitaacutendose en las tolvas para materiales friacuteos Estas tolvas estaacuten equipadas con compuertas ajustables para regular la caiacuteda del material al alimentador de friacuteos para que caiga al depoacutesito con una primera graduacioacuten granulomeacutetrica De este depoacutesito es llevado hasta la tolva de entrada al secador Al entrar al secador el polvo puede ser reincorporado en caso necesario en el recipiente en donde se une al meterial que sale del secador De ahiacute es llevado a las cribas vibratorias para ser separados por tamantildeos depositaacutendose en las tolvas de material caliente Por las compuertas de estas tolvas se extrae de cada una la cantidad en peso que fijan las granulometriacuteas del proyecto Se bombea el cemento asfaacuteltico pasan al mezclador en donde se homogeniza la mezcla y se descarga al camioacuten que la ha de transportar

Inspeccioacuten de la mezcla

Deberaacute observarse constantemente a la mezcla pues ninguacuten dispositivo o meacutetodo de prueba es maacutes conveniente que el ojo humano El principal factor que hay que controlar es la temperatura la cual con un poco de experiencia puede controlarse simplemente observando la apariencia de la mezcla o bien utilizando termoacutemetros con vaacutestagos de acero El sobrecalentamiento de la mezcla ocasiona que el asfalto se envejezca raacutepidamente por lo cual hay queacute evitar que esto suceda Si se nota que la mezcla desprende un humo azul esto seraacute un indicio de sobrecalentamiento Si la mezcla no presenta una fluidez que se pudo haber estimado en el laboratorio o en la planta si no que presenta una fluidez maacutes lenta esto seraacute indicio de que la mezcla se encuentra menos caliente de lo requerido lo anterior tambieacuten se puede deducir si la mezcla presenta picos al encontrase colocada en el camioacuten

Es muy importante que el muestreo que se efectueacute sea representativo pues esta es una de las mayores fuentes de error al checar la mezcla

La granulometriacutea debe checarse con el mayor cuidado Si se notaraacute deficiencia o exceso de asfalto esto podriacutea ser un indicio de cambio en la granulometriacutea y deberaacute por consiguiente checarse esta Los cambios en la textura de la mezcla compactada tambieacuten pueden ser indicios de una granulometriacutea variable Deben efectuarse pruebas en corazones extraiacutedos de pavimento compactado con el fin de determinar su compactacioacuten y calidad asiacute como contenido de asfalto Las pruebas de extraccioacuten ademaacutes de servir para determinar el contenido de asfalto proveen el agregado para determinar la granulometriacutea

ALGUNAS DEFICIENCIAS QUE PUEDEN JUSTIFICAR EL RECHAZO DE UNA MEZCLA EN CALIENTE SON LAS SIGUIENTES

MEZCLAS CALENTADAS EXCESIVAMENTE Esto como antes se mencionoacute queda evidenciado por la aparicioacuten del huma azul Si esto sucede deberaacute checarse inmediatamente la temperatura pues si esta queda fuera de especificacioacuten se rechazaraacute la mezcla MEZCLA RELATIVAMENTE FRIacuteA Esta se puede detectar si la mezcla presenta una apariencia riacutegida o bien que las partiacuteculas mayores no se encuentren totalmente cubiertas MUCHO ASFALTO La mezcla no presenta taludes POCO ASFALTO La mezcla presenta una apariencia granular cubrimiento de las partiacuteculas insuficiente y carencia de ligero brillo negro El pavimento se nota cafeacute y la mezcla no se compacta satisfactoriamente

MEZCLA NO UNIFORME Se observan zonas grumosas o de color cafeacute en medio de las zonas negras con brillo intenso

EXCESO DE AGREGADO GRUESO La mezcla presenta trabajabilidad pobre y compactada presenta una textura abierta yo muy rica en asfalto

EXCESO DE AGREGADO FINO Se nota que la mezcla esta pobre como si estuviera hirviendo yo al compactarse presenta una textura maacutes cerrada

EXCESO DE AGUA La mezcla suelta vapor y burbujas como si estuviera hirviendo tambieacuten puede presentar una apariencia jabonosa y como si tuviera exceso de asfalto

VARIOS Se puede tener segregacioacuten debido a la mala manipulacioacuten o bien contaminacioacuten (gasolina aceite etc)

PLANTAS MOBILES DE RECICLADO DE ASFALTO

El reciclado de pavimentos asfalticos es un sistema que hace posible la reutilizacioacuten de los agregados y del asfalto disponible en las carreteras construidas en el pasado y que necesiten renovarse La teacutecnica del reciclado ha ido en aumento en el mundo Las razones particulares por las cuales se han intensificado las investigaciones relacionadas a este meacutetodo son - Las dificultades existentes para conseguir permisos para instalar nuevas plantas cerca de las obras de construccioacuten - El ahorro considerable que implica la eliminacioacuten del doble manejo de los materiales - La importancia de mantener el flujo de traacutefico existente

Estas plantas moacuteviles tienen la posibilidad de antildeadir nuevos agregados para mejorar la curva de la rasante el asfalto y los agentes rejuvenecedores El proceso lento de calentamiento y de mezcla del asfalto viejo con el nuevo significa que el asfalto viejo se rejuvenece completamente y los viejos agregados finos se mezclan en forma homogeacutenea con los agregados viacutergenes Se ha calculado la posibilidad de grandes ahorros mediante el uso de esta nueva teacutecnica que sin duda ocuparaacute un papel cada vez maacutes importante en los trabajos de mantenimiento

Ventajas de las plantas mobiles de reciclado de asfalto El fresado de esta planta es un procesamiento en friacuteo y la unidad completa es autopropulsada La planta tiene una capacidad de produccioacuten de 100 a 120 tonhora El material asfaacuteltico se puede extender inmediatamente despueacutes de ser producido a una temperatura oacuteptima de compactacioacuten Menor consumo de combustible No es necesario agregarle agua al material Mediante el uso de agentes especiales de rejuvenecimiento modifica las caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y geoloacutegicas del asfalto Puede trabajar en posicioacuten estacionaria en cualquier aacuterea no equipada Puede usarse tambieacuten como una planta mezcladora de tambor normal para la produccioacuten de material asfaacuteltico usando 100 de agregados viacutergenes o parte viacutergenes y parte usados

Para la instalacioacuten operacioacuten desmontaje y retiro de las plantas de produccioacuten de materiales los que estaraacuten contemplados en el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten al que hace referencia la Seccioacuten 41206 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Previo al inicio de cualquier actividad referente a esta partida el Contratista deberaacute contar con el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten de Materiales debidamente aprobado por el Supervisor y las entidades puacuteblicas y privadas que correspondan incluyendo todos los permisos legales

TRASPORTE Y COLOCACION DE MEZCLA ASFALTICA

MEacuteTODO AASHTO PARA EL DISENtildeO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

El meacutetodo AASHTO-1993 para el disentildeo de pavimentos flexibles se basa primordialmente en identificar un ldquonuacutemero estructural (SN)rdquo para el pavimento que pueda soportar el nivel de carga solicitado Para determinar el nuacutemero estructural el meacutetodo se apoya en una ecuacioacuten que relaciona los coeficientes a1a2a3 con sus respectivos nuacutemeros estructurales los cuales se calculan con ayuda de un software (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el nuacutemero de ejes equivalentes el rango de serviciabilidad la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar esta ecuacioacuten se relaciona a continuacioacuten

METODO MARSHALL DE DISENtildeO DE MEZCLAS

DESCRIPCION

A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten general de los procedimientos seguidos en el Disentildeo Marshall de Mezclas El procedimiento completo y detallado que se debe ser seguido se encuentra en la norma AASHTO T 245 (o ASTM D1559)

PREPARACION PARA EFECTUAR LOS PROCEDIMIENTOS

MARSHALL

Como ya se discutioacute en el capiacutetulo de materiales diferentes agregados y asfaltos presentan diferentes caracteriacutesticas Estas caracteriacutesticas tienen un impacto directo sobre la naturaleza misma le pavimento El primer paso en el meacutetodo de disentildeo entonces es determinar las cualidades (estabilidad durabilidad trabajabilidad resistencia al deslizamiento etc) que debe tener la mezcla de pavimentacioacuten y seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir esas cualidades Una vez hecho esto se puede empezar con la preparacioacuten de los ensayos

SELECCION DE LAS MUESTRAS DE MATERIAL

La primera preparacioacuten para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del agregado que va a ser usados en la mezcla de pavimentacioacuten Es importante que las muestras de asfalto tengan caracteriacutesticas ideacutenticas a las el asfalto que va a ser usado en la mezcla final Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado La razoacuten es simple los datos extraiacutedos de los procedimientos de disentildeo de mezclas determinar la foacutermula o ldquorecetardquo para la mezcla de pavimentacioacuten La receta seraacute exacta solamente si los ingredientes ensayados en el laboratorio tienen caracteriacutesticas ideacutenticas a los ingredientes usados en el producto final

Una amplia variedad de problemas graves que van desde una mala trabajabilidad de la mezcla hasta una falla prematura del pavimento son el resultado histoacuterico de variaciones ocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en la realidad

PREPARACION DEL AGREGADO

La relacioacuten viscosidad-temperatura del cemento asfaacuteltico que va a ser usado debe ser ya conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactacioacuten en el laboratorio

En consecuencia los procedimientos preliminares se enfocan hacia el agregado con el propoacutesito de identificar exactamente sus caracteriacutesticas Estos procedimientos incluyen secar el agregado determinar su peso especiacutefico y efectuar un anaacutelisis granulomeacutetrico por lavado

bull Secando el Agregado

El Meacutetodo Marshall requiere que los agregados ensayados esteacuten libres de humedad tan praacutectico como sea posible Esto evita que la humedad afecte los resultados de los ensayos

Una muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bandeja por separado y se calienta en un horno a una temperatura de 110ordm C (230ordmF)

Despueacutes de cierto tiempo la muestra caliente se pesa y se registra su valor

La muestra se calienta completamente una segunda vez y se vuele a pesar y a registrar su valor Este procedimiento se repite hasta que el peso de la muestra permanezca constante despueacutes de dos calentamientos consecutivos lo cual indica que la mayor cantidad posible de humedad se ha evaporado de la muestra

bull Anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda es un procedimiento para identificar las proporciones de partiacuteculas de tamantildeo diferente en las muestras del agregado Esta informacioacuten es importante porque las especificaciones de la mezcla deben estipular las proporciones necesarias de partiacuteculas de agregado de tamantildeo diferente para producir una mezcla en caliente final con las caracteriacutesticas deseadas

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda consta de los siguientes pasos

1 Cada muestra de agregado es secada y pesada

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

Inspeccioacuten de la mezcla

Deberaacute observarse constantemente a la mezcla pues ninguacuten dispositivo o meacutetodo de prueba es maacutes conveniente que el ojo humano El principal factor que hay que controlar es la temperatura la cual con un poco de experiencia puede controlarse simplemente observando la apariencia de la mezcla o bien utilizando termoacutemetros con vaacutestagos de acero El sobrecalentamiento de la mezcla ocasiona que el asfalto se envejezca raacutepidamente por lo cual hay queacute evitar que esto suceda Si se nota que la mezcla desprende un humo azul esto seraacute un indicio de sobrecalentamiento Si la mezcla no presenta una fluidez que se pudo haber estimado en el laboratorio o en la planta si no que presenta una fluidez maacutes lenta esto seraacute indicio de que la mezcla se encuentra menos caliente de lo requerido lo anterior tambieacuten se puede deducir si la mezcla presenta picos al encontrase colocada en el camioacuten

Es muy importante que el muestreo que se efectueacute sea representativo pues esta es una de las mayores fuentes de error al checar la mezcla

La granulometriacutea debe checarse con el mayor cuidado Si se notaraacute deficiencia o exceso de asfalto esto podriacutea ser un indicio de cambio en la granulometriacutea y deberaacute por consiguiente checarse esta Los cambios en la textura de la mezcla compactada tambieacuten pueden ser indicios de una granulometriacutea variable Deben efectuarse pruebas en corazones extraiacutedos de pavimento compactado con el fin de determinar su compactacioacuten y calidad asiacute como contenido de asfalto Las pruebas de extraccioacuten ademaacutes de servir para determinar el contenido de asfalto proveen el agregado para determinar la granulometriacutea

ALGUNAS DEFICIENCIAS QUE PUEDEN JUSTIFICAR EL RECHAZO DE UNA MEZCLA EN CALIENTE SON LAS SIGUIENTES

MEZCLAS CALENTADAS EXCESIVAMENTE Esto como antes se mencionoacute queda evidenciado por la aparicioacuten del huma azul Si esto sucede deberaacute checarse inmediatamente la temperatura pues si esta queda fuera de especificacioacuten se rechazaraacute la mezcla MEZCLA RELATIVAMENTE FRIacuteA Esta se puede detectar si la mezcla presenta una apariencia riacutegida o bien que las partiacuteculas mayores no se encuentren totalmente cubiertas MUCHO ASFALTO La mezcla no presenta taludes POCO ASFALTO La mezcla presenta una apariencia granular cubrimiento de las partiacuteculas insuficiente y carencia de ligero brillo negro El pavimento se nota cafeacute y la mezcla no se compacta satisfactoriamente

MEZCLA NO UNIFORME Se observan zonas grumosas o de color cafeacute en medio de las zonas negras con brillo intenso

EXCESO DE AGREGADO GRUESO La mezcla presenta trabajabilidad pobre y compactada presenta una textura abierta yo muy rica en asfalto

EXCESO DE AGREGADO FINO Se nota que la mezcla esta pobre como si estuviera hirviendo yo al compactarse presenta una textura maacutes cerrada

EXCESO DE AGUA La mezcla suelta vapor y burbujas como si estuviera hirviendo tambieacuten puede presentar una apariencia jabonosa y como si tuviera exceso de asfalto

VARIOS Se puede tener segregacioacuten debido a la mala manipulacioacuten o bien contaminacioacuten (gasolina aceite etc)

PLANTAS MOBILES DE RECICLADO DE ASFALTO

El reciclado de pavimentos asfalticos es un sistema que hace posible la reutilizacioacuten de los agregados y del asfalto disponible en las carreteras construidas en el pasado y que necesiten renovarse La teacutecnica del reciclado ha ido en aumento en el mundo Las razones particulares por las cuales se han intensificado las investigaciones relacionadas a este meacutetodo son - Las dificultades existentes para conseguir permisos para instalar nuevas plantas cerca de las obras de construccioacuten - El ahorro considerable que implica la eliminacioacuten del doble manejo de los materiales - La importancia de mantener el flujo de traacutefico existente

Estas plantas moacuteviles tienen la posibilidad de antildeadir nuevos agregados para mejorar la curva de la rasante el asfalto y los agentes rejuvenecedores El proceso lento de calentamiento y de mezcla del asfalto viejo con el nuevo significa que el asfalto viejo se rejuvenece completamente y los viejos agregados finos se mezclan en forma homogeacutenea con los agregados viacutergenes Se ha calculado la posibilidad de grandes ahorros mediante el uso de esta nueva teacutecnica que sin duda ocuparaacute un papel cada vez maacutes importante en los trabajos de mantenimiento

Ventajas de las plantas mobiles de reciclado de asfalto El fresado de esta planta es un procesamiento en friacuteo y la unidad completa es autopropulsada La planta tiene una capacidad de produccioacuten de 100 a 120 tonhora El material asfaacuteltico se puede extender inmediatamente despueacutes de ser producido a una temperatura oacuteptima de compactacioacuten Menor consumo de combustible No es necesario agregarle agua al material Mediante el uso de agentes especiales de rejuvenecimiento modifica las caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y geoloacutegicas del asfalto Puede trabajar en posicioacuten estacionaria en cualquier aacuterea no equipada Puede usarse tambieacuten como una planta mezcladora de tambor normal para la produccioacuten de material asfaacuteltico usando 100 de agregados viacutergenes o parte viacutergenes y parte usados

Para la instalacioacuten operacioacuten desmontaje y retiro de las plantas de produccioacuten de materiales los que estaraacuten contemplados en el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten al que hace referencia la Seccioacuten 41206 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Previo al inicio de cualquier actividad referente a esta partida el Contratista deberaacute contar con el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten de Materiales debidamente aprobado por el Supervisor y las entidades puacuteblicas y privadas que correspondan incluyendo todos los permisos legales

TRASPORTE Y COLOCACION DE MEZCLA ASFALTICA

MEacuteTODO AASHTO PARA EL DISENtildeO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

El meacutetodo AASHTO-1993 para el disentildeo de pavimentos flexibles se basa primordialmente en identificar un ldquonuacutemero estructural (SN)rdquo para el pavimento que pueda soportar el nivel de carga solicitado Para determinar el nuacutemero estructural el meacutetodo se apoya en una ecuacioacuten que relaciona los coeficientes a1a2a3 con sus respectivos nuacutemeros estructurales los cuales se calculan con ayuda de un software (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el nuacutemero de ejes equivalentes el rango de serviciabilidad la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar esta ecuacioacuten se relaciona a continuacioacuten

METODO MARSHALL DE DISENtildeO DE MEZCLAS

DESCRIPCION

A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten general de los procedimientos seguidos en el Disentildeo Marshall de Mezclas El procedimiento completo y detallado que se debe ser seguido se encuentra en la norma AASHTO T 245 (o ASTM D1559)

PREPARACION PARA EFECTUAR LOS PROCEDIMIENTOS

MARSHALL

Como ya se discutioacute en el capiacutetulo de materiales diferentes agregados y asfaltos presentan diferentes caracteriacutesticas Estas caracteriacutesticas tienen un impacto directo sobre la naturaleza misma le pavimento El primer paso en el meacutetodo de disentildeo entonces es determinar las cualidades (estabilidad durabilidad trabajabilidad resistencia al deslizamiento etc) que debe tener la mezcla de pavimentacioacuten y seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir esas cualidades Una vez hecho esto se puede empezar con la preparacioacuten de los ensayos

SELECCION DE LAS MUESTRAS DE MATERIAL

La primera preparacioacuten para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del agregado que va a ser usados en la mezcla de pavimentacioacuten Es importante que las muestras de asfalto tengan caracteriacutesticas ideacutenticas a las el asfalto que va a ser usado en la mezcla final Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado La razoacuten es simple los datos extraiacutedos de los procedimientos de disentildeo de mezclas determinar la foacutermula o ldquorecetardquo para la mezcla de pavimentacioacuten La receta seraacute exacta solamente si los ingredientes ensayados en el laboratorio tienen caracteriacutesticas ideacutenticas a los ingredientes usados en el producto final

Una amplia variedad de problemas graves que van desde una mala trabajabilidad de la mezcla hasta una falla prematura del pavimento son el resultado histoacuterico de variaciones ocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en la realidad

PREPARACION DEL AGREGADO

La relacioacuten viscosidad-temperatura del cemento asfaacuteltico que va a ser usado debe ser ya conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactacioacuten en el laboratorio

En consecuencia los procedimientos preliminares se enfocan hacia el agregado con el propoacutesito de identificar exactamente sus caracteriacutesticas Estos procedimientos incluyen secar el agregado determinar su peso especiacutefico y efectuar un anaacutelisis granulomeacutetrico por lavado

bull Secando el Agregado

El Meacutetodo Marshall requiere que los agregados ensayados esteacuten libres de humedad tan praacutectico como sea posible Esto evita que la humedad afecte los resultados de los ensayos

Una muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bandeja por separado y se calienta en un horno a una temperatura de 110ordm C (230ordmF)

Despueacutes de cierto tiempo la muestra caliente se pesa y se registra su valor

La muestra se calienta completamente una segunda vez y se vuele a pesar y a registrar su valor Este procedimiento se repite hasta que el peso de la muestra permanezca constante despueacutes de dos calentamientos consecutivos lo cual indica que la mayor cantidad posible de humedad se ha evaporado de la muestra

bull Anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda es un procedimiento para identificar las proporciones de partiacuteculas de tamantildeo diferente en las muestras del agregado Esta informacioacuten es importante porque las especificaciones de la mezcla deben estipular las proporciones necesarias de partiacuteculas de agregado de tamantildeo diferente para producir una mezcla en caliente final con las caracteriacutesticas deseadas

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda consta de los siguientes pasos

1 Cada muestra de agregado es secada y pesada

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

VARIOS Se puede tener segregacioacuten debido a la mala manipulacioacuten o bien contaminacioacuten (gasolina aceite etc)

PLANTAS MOBILES DE RECICLADO DE ASFALTO

El reciclado de pavimentos asfalticos es un sistema que hace posible la reutilizacioacuten de los agregados y del asfalto disponible en las carreteras construidas en el pasado y que necesiten renovarse La teacutecnica del reciclado ha ido en aumento en el mundo Las razones particulares por las cuales se han intensificado las investigaciones relacionadas a este meacutetodo son - Las dificultades existentes para conseguir permisos para instalar nuevas plantas cerca de las obras de construccioacuten - El ahorro considerable que implica la eliminacioacuten del doble manejo de los materiales - La importancia de mantener el flujo de traacutefico existente

Estas plantas moacuteviles tienen la posibilidad de antildeadir nuevos agregados para mejorar la curva de la rasante el asfalto y los agentes rejuvenecedores El proceso lento de calentamiento y de mezcla del asfalto viejo con el nuevo significa que el asfalto viejo se rejuvenece completamente y los viejos agregados finos se mezclan en forma homogeacutenea con los agregados viacutergenes Se ha calculado la posibilidad de grandes ahorros mediante el uso de esta nueva teacutecnica que sin duda ocuparaacute un papel cada vez maacutes importante en los trabajos de mantenimiento

Ventajas de las plantas mobiles de reciclado de asfalto El fresado de esta planta es un procesamiento en friacuteo y la unidad completa es autopropulsada La planta tiene una capacidad de produccioacuten de 100 a 120 tonhora El material asfaacuteltico se puede extender inmediatamente despueacutes de ser producido a una temperatura oacuteptima de compactacioacuten Menor consumo de combustible No es necesario agregarle agua al material Mediante el uso de agentes especiales de rejuvenecimiento modifica las caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y geoloacutegicas del asfalto Puede trabajar en posicioacuten estacionaria en cualquier aacuterea no equipada Puede usarse tambieacuten como una planta mezcladora de tambor normal para la produccioacuten de material asfaacuteltico usando 100 de agregados viacutergenes o parte viacutergenes y parte usados

Para la instalacioacuten operacioacuten desmontaje y retiro de las plantas de produccioacuten de materiales los que estaraacuten contemplados en el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten al que hace referencia la Seccioacuten 41206 Manual de carreteras especificaciones teacutecnicas generales para construccioacuten

Previo al inicio de cualquier actividad referente a esta partida el Contratista deberaacute contar con el Plan de Manejo para Plantas de Produccioacuten de Materiales debidamente aprobado por el Supervisor y las entidades puacuteblicas y privadas que correspondan incluyendo todos los permisos legales

TRASPORTE Y COLOCACION DE MEZCLA ASFALTICA

MEacuteTODO AASHTO PARA EL DISENtildeO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

El meacutetodo AASHTO-1993 para el disentildeo de pavimentos flexibles se basa primordialmente en identificar un ldquonuacutemero estructural (SN)rdquo para el pavimento que pueda soportar el nivel de carga solicitado Para determinar el nuacutemero estructural el meacutetodo se apoya en una ecuacioacuten que relaciona los coeficientes a1a2a3 con sus respectivos nuacutemeros estructurales los cuales se calculan con ayuda de un software (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el nuacutemero de ejes equivalentes el rango de serviciabilidad la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar esta ecuacioacuten se relaciona a continuacioacuten

METODO MARSHALL DE DISENtildeO DE MEZCLAS

DESCRIPCION

A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten general de los procedimientos seguidos en el Disentildeo Marshall de Mezclas El procedimiento completo y detallado que se debe ser seguido se encuentra en la norma AASHTO T 245 (o ASTM D1559)

PREPARACION PARA EFECTUAR LOS PROCEDIMIENTOS

MARSHALL

Como ya se discutioacute en el capiacutetulo de materiales diferentes agregados y asfaltos presentan diferentes caracteriacutesticas Estas caracteriacutesticas tienen un impacto directo sobre la naturaleza misma le pavimento El primer paso en el meacutetodo de disentildeo entonces es determinar las cualidades (estabilidad durabilidad trabajabilidad resistencia al deslizamiento etc) que debe tener la mezcla de pavimentacioacuten y seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir esas cualidades Una vez hecho esto se puede empezar con la preparacioacuten de los ensayos

SELECCION DE LAS MUESTRAS DE MATERIAL

La primera preparacioacuten para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del agregado que va a ser usados en la mezcla de pavimentacioacuten Es importante que las muestras de asfalto tengan caracteriacutesticas ideacutenticas a las el asfalto que va a ser usado en la mezcla final Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado La razoacuten es simple los datos extraiacutedos de los procedimientos de disentildeo de mezclas determinar la foacutermula o ldquorecetardquo para la mezcla de pavimentacioacuten La receta seraacute exacta solamente si los ingredientes ensayados en el laboratorio tienen caracteriacutesticas ideacutenticas a los ingredientes usados en el producto final

Una amplia variedad de problemas graves que van desde una mala trabajabilidad de la mezcla hasta una falla prematura del pavimento son el resultado histoacuterico de variaciones ocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en la realidad

PREPARACION DEL AGREGADO

La relacioacuten viscosidad-temperatura del cemento asfaacuteltico que va a ser usado debe ser ya conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactacioacuten en el laboratorio

En consecuencia los procedimientos preliminares se enfocan hacia el agregado con el propoacutesito de identificar exactamente sus caracteriacutesticas Estos procedimientos incluyen secar el agregado determinar su peso especiacutefico y efectuar un anaacutelisis granulomeacutetrico por lavado

bull Secando el Agregado

El Meacutetodo Marshall requiere que los agregados ensayados esteacuten libres de humedad tan praacutectico como sea posible Esto evita que la humedad afecte los resultados de los ensayos

Una muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bandeja por separado y se calienta en un horno a una temperatura de 110ordm C (230ordmF)

Despueacutes de cierto tiempo la muestra caliente se pesa y se registra su valor

La muestra se calienta completamente una segunda vez y se vuele a pesar y a registrar su valor Este procedimiento se repite hasta que el peso de la muestra permanezca constante despueacutes de dos calentamientos consecutivos lo cual indica que la mayor cantidad posible de humedad se ha evaporado de la muestra

bull Anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda es un procedimiento para identificar las proporciones de partiacuteculas de tamantildeo diferente en las muestras del agregado Esta informacioacuten es importante porque las especificaciones de la mezcla deben estipular las proporciones necesarias de partiacuteculas de agregado de tamantildeo diferente para producir una mezcla en caliente final con las caracteriacutesticas deseadas

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda consta de los siguientes pasos

1 Cada muestra de agregado es secada y pesada

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

TRASPORTE Y COLOCACION DE MEZCLA ASFALTICA

MEacuteTODO AASHTO PARA EL DISENtildeO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

El meacutetodo AASHTO-1993 para el disentildeo de pavimentos flexibles se basa primordialmente en identificar un ldquonuacutemero estructural (SN)rdquo para el pavimento que pueda soportar el nivel de carga solicitado Para determinar el nuacutemero estructural el meacutetodo se apoya en una ecuacioacuten que relaciona los coeficientes a1a2a3 con sus respectivos nuacutemeros estructurales los cuales se calculan con ayuda de un software (AASHTO 93) el cual requiere unos datos de entrada como son el nuacutemero de ejes equivalentes el rango de serviciabilidad la confiabilidad y el modulo Resiliente de la capa a analizar esta ecuacioacuten se relaciona a continuacioacuten

METODO MARSHALL DE DISENtildeO DE MEZCLAS

DESCRIPCION

A continuacioacuten se presenta una descripcioacuten general de los procedimientos seguidos en el Disentildeo Marshall de Mezclas El procedimiento completo y detallado que se debe ser seguido se encuentra en la norma AASHTO T 245 (o ASTM D1559)

PREPARACION PARA EFECTUAR LOS PROCEDIMIENTOS

MARSHALL

Como ya se discutioacute en el capiacutetulo de materiales diferentes agregados y asfaltos presentan diferentes caracteriacutesticas Estas caracteriacutesticas tienen un impacto directo sobre la naturaleza misma le pavimento El primer paso en el meacutetodo de disentildeo entonces es determinar las cualidades (estabilidad durabilidad trabajabilidad resistencia al deslizamiento etc) que debe tener la mezcla de pavimentacioacuten y seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir esas cualidades Una vez hecho esto se puede empezar con la preparacioacuten de los ensayos

SELECCION DE LAS MUESTRAS DE MATERIAL

La primera preparacioacuten para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del agregado que va a ser usados en la mezcla de pavimentacioacuten Es importante que las muestras de asfalto tengan caracteriacutesticas ideacutenticas a las el asfalto que va a ser usado en la mezcla final Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado La razoacuten es simple los datos extraiacutedos de los procedimientos de disentildeo de mezclas determinar la foacutermula o ldquorecetardquo para la mezcla de pavimentacioacuten La receta seraacute exacta solamente si los ingredientes ensayados en el laboratorio tienen caracteriacutesticas ideacutenticas a los ingredientes usados en el producto final

Una amplia variedad de problemas graves que van desde una mala trabajabilidad de la mezcla hasta una falla prematura del pavimento son el resultado histoacuterico de variaciones ocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en la realidad

PREPARACION DEL AGREGADO

La relacioacuten viscosidad-temperatura del cemento asfaacuteltico que va a ser usado debe ser ya conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactacioacuten en el laboratorio

En consecuencia los procedimientos preliminares se enfocan hacia el agregado con el propoacutesito de identificar exactamente sus caracteriacutesticas Estos procedimientos incluyen secar el agregado determinar su peso especiacutefico y efectuar un anaacutelisis granulomeacutetrico por lavado

bull Secando el Agregado

El Meacutetodo Marshall requiere que los agregados ensayados esteacuten libres de humedad tan praacutectico como sea posible Esto evita que la humedad afecte los resultados de los ensayos

Una muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bandeja por separado y se calienta en un horno a una temperatura de 110ordm C (230ordmF)

Despueacutes de cierto tiempo la muestra caliente se pesa y se registra su valor

La muestra se calienta completamente una segunda vez y se vuele a pesar y a registrar su valor Este procedimiento se repite hasta que el peso de la muestra permanezca constante despueacutes de dos calentamientos consecutivos lo cual indica que la mayor cantidad posible de humedad se ha evaporado de la muestra

bull Anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda es un procedimiento para identificar las proporciones de partiacuteculas de tamantildeo diferente en las muestras del agregado Esta informacioacuten es importante porque las especificaciones de la mezcla deben estipular las proporciones necesarias de partiacuteculas de agregado de tamantildeo diferente para producir una mezcla en caliente final con las caracteriacutesticas deseadas

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda consta de los siguientes pasos

1 Cada muestra de agregado es secada y pesada

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

La primera preparacioacuten para los ensayos consta de reunir muestras del asfalto y del agregado que va a ser usados en la mezcla de pavimentacioacuten Es importante que las muestras de asfalto tengan caracteriacutesticas ideacutenticas a las el asfalto que va a ser usado en la mezcla final Lo mismo debe ocurrir con las muestras de agregado La razoacuten es simple los datos extraiacutedos de los procedimientos de disentildeo de mezclas determinar la foacutermula o ldquorecetardquo para la mezcla de pavimentacioacuten La receta seraacute exacta solamente si los ingredientes ensayados en el laboratorio tienen caracteriacutesticas ideacutenticas a los ingredientes usados en el producto final

Una amplia variedad de problemas graves que van desde una mala trabajabilidad de la mezcla hasta una falla prematura del pavimento son el resultado histoacuterico de variaciones ocurridas entre los materiales ensayados en el laboratorio y los materiales usados en la realidad

PREPARACION DEL AGREGADO

La relacioacuten viscosidad-temperatura del cemento asfaacuteltico que va a ser usado debe ser ya conocida para establecer las temperaturas de mezclado y compactacioacuten en el laboratorio

En consecuencia los procedimientos preliminares se enfocan hacia el agregado con el propoacutesito de identificar exactamente sus caracteriacutesticas Estos procedimientos incluyen secar el agregado determinar su peso especiacutefico y efectuar un anaacutelisis granulomeacutetrico por lavado

bull Secando el Agregado

El Meacutetodo Marshall requiere que los agregados ensayados esteacuten libres de humedad tan praacutectico como sea posible Esto evita que la humedad afecte los resultados de los ensayos

Una muestra de cada agregado a ser ensayado se coloca en una bandeja por separado y se calienta en un horno a una temperatura de 110ordm C (230ordmF)

Despueacutes de cierto tiempo la muestra caliente se pesa y se registra su valor

La muestra se calienta completamente una segunda vez y se vuele a pesar y a registrar su valor Este procedimiento se repite hasta que el peso de la muestra permanezca constante despueacutes de dos calentamientos consecutivos lo cual indica que la mayor cantidad posible de humedad se ha evaporado de la muestra

bull Anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda es un procedimiento para identificar las proporciones de partiacuteculas de tamantildeo diferente en las muestras del agregado Esta informacioacuten es importante porque las especificaciones de la mezcla deben estipular las proporciones necesarias de partiacuteculas de agregado de tamantildeo diferente para producir una mezcla en caliente final con las caracteriacutesticas deseadas

El anaacutelisis granulomeacutetrico por viacutea huacutemeda consta de los siguientes pasos

1 Cada muestra de agregado es secada y pesada

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

2 Luego de cada muestra es lavada a traveacutes de un tamiz de 0075 mm (Nordm 200) para remover cualquier polvo mineral que este cubriendo el agregado

3 Las muestras lavadas son secadas siguiente el procedimiento de calentado y pesado descrito anteriormente

4 El peso seco de cada muestra es registrado La cantidad de polvo mineral puede ser determinada si se comparan los pesos registrados de las muestras antes y despueacutes del lavado

5 Para obtener pasos detallados del procedimiento referirse a la norma AASHTO T 11

bull Determinacioacuten del Peso Especiacutefico

El peso especiacutefico de una sustancia es la proporcioacuten peso - volumen de una unidad de esa sustancia comparada con la proporcioacuten peso - volumen de una unidad igual de agua

El peso especiacutefico de una muestra de agregado es determinado al comparar el peso de un volumen dado de agregado con el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura El peso especiacutefico del agregado se expresa en muacuteltiplos del peso especiacutefico del agua (la cual siempre tiene un valor de 1) Por ejemplo una muestra de agregado que pese dos y media veces mas que un volumen igual de agua tiene un peso especiacutefico de 25

El caacutelculo del peso especiacutefico de la muestra seca del agregado establece un punto de referencia para medir los pesos especiacuteficos necesarios en la determinacioacuten de las proporciones de agregado asfalto y vaciacuteos que van a usarse en los meacutetodos de disentildeo

PREPARACION DE LAS MUESTRAS (PROBETAS) DE ENSAYO

Las probetas de ensayo de las posibles mezclas de pavimentacioacuten son preparadas haciendo que cada una contenga una ligera cantidad diferente de asfalto El margen de contenidos de asfalto usado en las briquetas de ensayo estaacute determinado con base en experiencia previa con los agregados de la mezcla Este margen le da al laboratorio un punto de partida para determinar el contenido exacto de asfalto en la mezcla final La proporcioacuten de agregado en las mezclas esta formulada por los resultados del anaacutelisis granulomeacutetrico Las muestras son preparadas de la siguiente manera

1 El asfalto y el agregado se calientan completamente hasta que todas las partiacuteculas del agregado esteacuten revestidas Esto simula los procesos de calentamiento y mezclado que ocurren en la planta

2 Las mezclas asfaacutelticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall como preparacioacuten para la compactacioacuten en donde se usa el martillo Marshall de compactacioacuten el cual tambieacuten es calentado para que no enfriacutee la superficie de la mezcla al golpearla

3 Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactacioacuten

El nuacutemero de golpes del martillo (35 50 o 75) depende de la cantidad de traacutensito para la cual esta siendo disentildeada Ambas caras de cada briqueta reciben el mismo nuacutemero de golpes Asiacute una probeta Marshall de 35 golpes recibe realmente un total de 70 golpes

Una probeta de 50 golpes recibe 100 impactos Despueacutes de completar la compactacioacuten las probetas son enfriadas y extraiacutedas de los moldes

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL

Existen tres procedimientos de ensayo en el meacutetodo del ensayo Marshall Estos son determinacioacuten del peso especiacutefico total medicioacuten de la estabilidad Marshall y anaacutelisis de la densidad y el contenido de vaciacuteos de las probetas

DETERMINACIOacuteN DEL PESO ESPECIFICO-TOTAL

El peso especiacutefico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recieacuten compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente Esta medicioacuten de peso especiacutefico es esencial para un anaacutelisis preciso de densidad-vaciacuteos El peso especiacutefico total se determina usando el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA

El ensayo de estabilidad esta dirigido a medir la resistencia a la deformacioacuten de la mezcla

La fluencia mide la deformacioacuten bajo carga que ocurre en la mezcla

El procedimiento de los ensayos es el siguiente

1 Las probetas son calentadas en el bantildeo de agua a 60ordm C (140ordm F) Esta temperatura representa normalmente la temperatura maacutes caliente que un pavimento en servicio va a experimentar

2 La probeta es removida del bantildeo secada y colocada raacutepidamente en el aparato Marshall El aparato consiste de un dispositivo que aplica a una carga sobre la probeta y de unos medidores de carga y deformacioacuten (fluencia)

3 La carga del ensayo es aplicada a la probeta a una velocidad constante de 51 mm (2 pulgadas) por minuto hasta que la muestra falle La falla esta definida como la carga maacutexima que la briqueta puede resistir

4 La carga de falla se registra como el valor de estabilidad Marshall y la lectura del medidor de fluencia se registra como la fluencia

1048713 VALOR DE ESTABILIDAD MARSHALL

El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual una probeta cede o falla totalmente Durante un ensayo cuando la carga es aplicada lentamente los cabezales superior e inferior del aparato se acercan y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del cuadrante Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga maacutexima La carga maacutexima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall

Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformacioacuten existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno entonces un valor maacutes alto seraacute mucho mejor

Para muchos materiales de ingenieriacutea la resistencia del material es frecuentemente una medida de su calidad sin embargo este no es necesariamente el caso de las mezclas asfaacutelticas en caliente Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

VALOR DE FLUENCIA MARSHALL

La fluencia Marshall medida en centeacutesimas de pulgada representa la deformacioacuten de la briqueta La deformacioacuten esta indicada por la disminucioacuten en el diaacutemetro vertical de la briqueta

Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado fraacutegiles y riacutegidas para un pavimento en servicio Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plaacutesticas y tiene tendencia a deformarse bajo las cargas del traacutensito

ANALISIS DE DENSIDAD Y VACIOS

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia se procede a efectuar un anaacutelisis de densidad y vaciacuteos para cada serie de Probetas de prueba El propoacutesito del anaacutelisis es el de determinar el porcentaje de vaciacuteos en la mezcla compactada

ANALISIS DE VACIOS

Los vaciacuteos son las pequentildeas bolsas de aire que se encuentran entre las partiacuteculas de agregado revestidas de asfalto El porcentaje de vaciacuteos se calcula a partir del peso especiacutefico total de cada probeta compactada y del peso especiacutefico teoacuterico de la mezcla de pavimentacioacuten (sin vaciacuteos) Este uacuteltimo puede ser calculado a partir de los pesos especiacuteficos del asfalto y el agregado de la mezcla con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091) efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar El peso especiacutefico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua

bull Anaacutelisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso especiacutefico total de la mezcla por 1000 Kgm3 (624 lbft3)

bull Anaacutelisis de VMA

Los vaciacuteos en el agregado mineral VMA estaacute definidos por el espacio intergranular de vaciacuteos que se encuentra entre las partiacuteculas de agregado de la mezcla de pavimentacioacuten compactada incluyendo los vaciacuteos de aire y el contenido efectivo de asfalto y se expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla El VMA es calculado con base en el peso especiacutefico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada Por lo tanto el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado (determinado mediante el peso especiacutefico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada

bull Anaacutelisis de VFA

Los vaciacuteos llenos de asfalto VFA son el porcentaje de vaciacuteos intergranulares entre las partiacuteculas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto El VMA abarca asfalto y aire y por lo tanto el VFA se calcula al restar los vaciacuteos de aire de VMA y luego dividiendo por el VMA y expresando el valor final como un porcentaje

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los materiales pagravera la sub base base y carpeta asfaacuteltica son de vital importancia para lograr un trabajo eficiente de la carretera para asegurarnos de tener buenos materiales es necesario hacer su respectivo control de calidad

Las plantas de asfalto se han modernizado a tal punto que ahora son moacuteviles y eso genera ahorro en el prsupuesto de la obra vial

El disentildeo de mezclas por MARSHALL es algo dificultoso seria recomendable buscar otras alternativas mas sencillas y modernas como el SUPERPAVE

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica

BIBLIOGRAFIA

Alejandro Padilla Rodriacuteguez APUNTES SOBRE MEZCLAS ASFALTICAS EN LA CONSTRUCCION

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS -ESPECIFICACIONES TEacuteCNICAS GENERALES PARA CONSTRUCCIOacuteN

Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones MANUAL DE CARRETERAS ndashSECCION SUELOS Y PAVIMENTOS

httpwwwmonografiascomtrabajos93plantas-asfalticasplantas-asfalticasshtml

httpseswikipediaorgwikiEmulsiC3B3n_asfC3A1ltica