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METODO DE ENSAYO PARA CLASIFICAR LAS LECHADAS BITUMINOSAS PORMEDIDA DEL PAR DE TORSION, EN EL COHESIOMETRO, EN FUNCION DEL

TIEMPO DE CURADO

MTC E419-1999

1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACION

1.1 Describe el procedimiento que se debe seguir para clasificar las lechadasasflticas de acuerdo con la evolucin de la consistencia de las mismas y en funcindel tiempo de curado necesario para que presenten una determinada cohesin.

1.2 En el ensayo se miden los pares de torsin generados durante el desarrollo de lasfuerzas de cohesin en la muestra, con los que se definen el tiempo de curado v eltiempo de apertura al trfico a partir de un par de torsin determinado y del tiempotranscurrido, desde la fabricacin de la lechada, necesario para alcanzar el parestablecido.

1.3 El mtodo tiene aplicacin en el estudio de las lechadas asflticas utilizadas enconstruccin de carreteras.

2. APARATOS Y MATERIAL NECESARIOS

2.1 Cohesimetro. Aparato diseado tanto para su utilizacin en laboratorio como encampo. Esencialmente constar de: un cilindro neumtico de presin cuyo pistntendr en su parte inferior un pie o contera de goma dura de 25.4 mm de dimetro. Elrecorrido del pistn estar comprendido entre 35 y 40 mm. En la parte superior delcilindro neumtico se podr acoplar el torqumetro o mecanismo utilizado para medir elpar de torsin. El torqumetro ser adecuado para medir el par de torsin. Eltorqumetro ser adecuado para medir esfuerzos entre 0 y 3.5 N.m (0-35 kg. cm). Lapresin vertical para ejercer sobre la muestra de la lechada asfltica se obtendrmediante una fuente de aire a presin, o un compresor porttil, o incluso un inflador dellantas de bicicletas, de acuerdo con las disponibilidades. El cohesimetro dispondrdel sistema de toma de aire de presin y conduccin del mismo al cilindro neumtico,con las Ilaves de control adecuadas y un manmetro intercalado en el circuito, quepueda medir y suministrar presiones de 0 a 1. 100 kPa (de 0 a 11 kg/cm2). El bastidorde ensamblaje y presentacin del conjunto del aparato, permitir realizar medidas enel laboratorio o en obra sobre la capa de lechada extendida, realizando cambiossencillos en la disposicin de aqul (figuras 1 y 2).

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2.2 Moldes metlicos. Para fabricar y contener las probetas de la Iechada asfltica.Los moldes sern anulares y de dimensiones: 65.5 0.5 mm de dimetro exterior;60.0 0.5 mm de dimetro interior; altura de 6.0 0.5 mm o 10.0 0.5 mm, segn eltamao mximo del agregado en la lechada por ensayar.

2.3 Pie o contera de goma. De forma cilndrica con dimetro de 25.4 0.5 mm en lacara de contacto con la muestra de lechada y con dureza entre 50 a 70 grados(durmetro).

2.4 Papel de Iija (para el calibrado). Pliegos de papel de lija No. 100 y No. 200(Carburo de silicio).

2.5 Arena silcea (para el calibrado). Natural, de tamao comprendido entre 500 mm y1 mm,

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2.6 Fieltro asfltico, u otro material no absorbente, en lmina cuadrangular, parautilizar como fondo y apoyo de los moldes de las probetas de lechada asfltica. Lasuperficie de los fieltros necesaria para el ensayo es de unos 100 cm2.

3. PROCEDIMIENTO

3.1 Se prepara la mezcla de lechada asfltica para ensayar por el procedimiento quese haya especificado para la misma.

3.2 Inmediatamente se transfiere la lechada a un nmero suficiente de moldes de laaltura adecuada al tamao del agregado utilizado en la fabricacin de la lechada (Nota1). Los moldes se colocan sobre la lmina cuadrangular de fieltro asfltico que actacomo fondo del molde durante la fabricacin de las probetas. Se presta atencin ycuidado para conseguir probetas uniformes y con superficies horizontales y paralelas.

Nota 1. Los moldes de 10 mm de altura estn indicados para agregados con tamao mximo hasta8 mm; los de 6 mm de altura para agregados de 5 mm de tamao mximo. Si el tamao mximo delagregado es mayor de 8 mm, se emplearn moldes con la altura proporcionada a dicho tamao.

3.3 Se deja reposar la lechada dentro de los moldes, hasta que rompa.

3.4 Una vez haya roto la lechada asfltica, se sita el molde con la probeta de ensayodebajo del pie de goma del pistn de carga y se centra respecto a ste.

3.5 Se aplica la carga a travs del pistn neumtico con una presin de 200 kPa (2kg/cm2) que se considera como equivalente a la ejercida por un automvil de tipomedio. Se desciende el pistn hasta que el pie de goma haga contacto con lasuperficie de la muestra. Este descenso se debe hacer a una velocidad comprendidaentre 8 a 10 cm/s. Despus de 5 a 6 segundos de compresin se pone el torqumetroa cero y se coloca en la parte superior del cilindro de compresin neumtico. Se gira eltorqumetro de forma suave, pero firmemente, en un movimiento horizontal hasta unos90 C a 120 C de arco, en un tiempo comprendido entre 0.7 y 1.0 segundos. Serealizan medidas del par de torsin, efectuadas de la forma descrita, en intervalos detiempo adecuados, como por ejemplo 30, 60, 150, 210 y 270 minutos, despus delnmoldado, sobre una serie de probetas de la lechada idnticas.

3.6 Las medidas se efectan en los tiempos especificados o hasta que el valorobtenido ms alto del par se repita, permaneciendo constante en la siguientemedicin.

3.7 El tiempo necesario para alcanzar una torsin mxima constante, o hasta que elpie de goma, en su deslizamiento sobre la superficie de la probeta, no desplace o

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arranque ninguna partcula del agregado de la muestra, se define en esta norma comotiempo de curado de la emulsin.

4. ACONDICIONAMIENTO Y CALIBRACION DEL EQUIPO

4.1 Se acondiciona el pie de goma realizando una serie de medidas del par sobrepapel de lija de grano tipo 200, hasta que una tanda de 10 lecturas consecutivaspermanezca constante dentro de un campo de variacin de 0.3 kg. cm.

4.2 Despus de efectuado el "pulimento" o acondicionamiento del pie de goma con elpapel de lija tipo 200, se efecta una medicin con el papel de lija tipo 100 y otra sobrela arena silcea natural (500 mm - 1.0 mm) contenida en el molde de 10 mm de altura.Se anotan estos valores como datos de calibracin (Figura 3).

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5. RESULTADOS

5.1 Los valores del par de torsin medidos en los tiempos establecidos de 30, 60, 90minutos, etc., hasta obtener el valor mximo constante se llevan a un grfico en el quelas abscisas representan el tiempo en minutos y las ordenadas los pares de torsin,respectivos, en kg.-cm. Se dibuja la curva suave que una los diferentes puntos.

Esta curva es caracterstica de la lechada asfltica bajo estudio y proporcionainformacin relativa a la evolucin de la cohesin de la lechada, lo que a su vezpermite definir tiempos de apertura al trfico. De esta forma, se puede establecer unaclasificacin de la(s) lechada(s) de acuerdo con las siguientes definiciones y criterios:

5.1.1 Tiempo de rotura. Ese tiempo transcurrido desde la fabricacin de la lechadahasta que sta no puede ser remezclada homogneamente; no se pueden producirdesplazamientos laterales al presionar suavemente la muestra con el dedo; nomancha un papel de filtro colocado y presionado ligeramente sobre la superficie de lalechada, o cuando la emulsin ha roto y sta no puede diluirse o arrastrarse al aadiragua a la lechada.

La rotura de una lechada asfltica ocurre cuando el par de torsin alcanza el valor de12 kg.-cm medidos en el cohesimetro.

5.1.2 Tiempo de apertura al trfico. Es el tiempo que ha de transcurrir desde que seextiende la lechada asfltica hasta que se puede permitir el trafico de vehculos sobreella sin causar desperfectos en la misma. Este tiempo queda definido por el valor de20 kg.-cm en el torqumetro.

5.1.3 Lechada de curado rpido. Se define como aquella lechada que alcanza12-13 kg.-cm en el torqumetro dentro de los primeros 60 minutos.

5.1.4 Lechada de apertura rpida al trfico. Se define como la lechada que alcanza20-21 kg.cm en el torqumetro dentro de los primeros 60 minutos.

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6. CLASIFICACION DE LAS LECHADAS ASFALTICAS EN FUNCION DELTIEMPO DE CURADO Y DEL PAR DE TORSION RESPECTIVO

6.1 De acuerdo con los valores obtenidos del par de torsin en el cohesimetro enfuncin del tiempo de curado, Figura 4, las lechadas asflticas se pueden clasificar encinco categoras:

1. Curado lento-Apertura diferida al trfico2. Curado rpido-Apertura diferida al trfico3. Falso curado-Apertura diferida al trfico4. Curado rpido-Apertura rpida al trfico5. Apertura directa al trfico

Nota 2. El mtodo de clasificacin no esta suficientemente verificado en la prctica. La experiencia seha realizado solamente con agregados de tamaos comprendidos entre 0/5 mm y 0/8 mm. En rigor, solose ha considerado la cohesin como fundamento en la clasificacin, sin tener en cuenta otrascaractersticas importantes como la pegajosidad de la superficie de la lechada puesta en obra. Por otraparte, tampoco est estudiada la discutible correlacin entre laboratorio y obra.

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7. REFERENCIAS NORMATIVAS

ISSA, International Slurn, Seal Association. Technical bulletin No. 139.ASTM D 3910