Talleer Marshall

8/13/2019 Talleer Marshall

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TALLER No.2 DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS

ALEXANDRA PATRICIA GUTIÉRREZ PÁEZ

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE TRANSPORTE Y VIAS ELECTIVA DE PROFUNDIZACION III-A - ESTRUCTURAS ESPECIALES DEPAVIMENTOS

TUNJA 2013



TALLER No.2 DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS

ALEXANDRA PATRICIA GUTIÉRREZ PÁEZ Cód. 1133500

Fecha de entrega: 19-09-13Profesor: ING. CARLOS HERNANDO HIGUERA SANDOVAL

Materia: ELECTIVA DE PROFUNDIZACION III-A - ESTRUCTURASESPECIALES DE PAVIMENTOS

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE TRANSPORTE Y VIAS ELECTIVA DE PROFUNDIZACION III-A - ESTRUCTURAS ESPECIALES DE

PAVIMENTOSTUNJA

2013



INTRODUCCIÓN

Diseñar una mezcla asfáltica es muy importante ya que lo que se busca esconstruir pavimentos con calidad, estructuras que resistan las cargas del tránsito,por esto se hace necesario aprender los diferentes métodos que hay para larealización de estas mezclas ya sea en caliente o en frio.

Se realizaran diferentes talleres para encontrar el porcentaje óptimo de asfalto porel método de Marshall, Illinois y RAMCODES, estas metodologías nos permitenavanzar en la construcción de obras con calidad ya que en el medio en que hoy endía se desarrolla la construcción de pavimentos el diseño falla debido a la malaconstrucción, haciendo que estas estructuras no cumplan con el periodo de diseñopuesto que ya están deterioradas y hay que hacer rehabilitación.



OBJETIVOS

GENERAL Aprender a diseñar una mezcla asfáltica por el método de Marshall modificado,realizando un taller de análisis para poner en práctica el método.

ESPECIFICOS

Hacer un taller de análisis con el método de Marshall modificado. Utilizar el diagrama de fases para calcular el porcentaje óptimo de asfalto.

Realizar las curvas de vacíos y estabilidad en la mezcla asfáltica.



TALLER 1 DE APLICACIÓN DEL MÉTODO MARSHALL PARA EL DISEÑO DMEZCLAS ASFÁLTICASPara la determinación de la fórmula de diseño de una mezcla asfáltica por mediode la metodología Marshall se fabricaron 3 briquetas por cada porcentaje decontenido de asfalto (4,0%, 4,5%, 5,0%, 5,5% y 6,0%), que cumplieron con lafranja media granulométrica de las especificaciones para una MDC-2 del INVIAS,a las cuales se les realizó el ensayo de densidad y se obtuvieron los siguientesdatos; PARA NIVEL DE TRANSITO 2TABLA N° 1 Datos De Laboratorio MARSHAL MODIFICADO

FUENTE: LOS AUTORESCon base en los datos anteriores y teniendo en cuenta que:

Peso específico de la parafina:

Peso específico del asfalto:

Peso específico de los agregados:

(%) DE ASFALTO

ESPESOR DE LABRIQUETA (pulg)

PESO SECA AL AIRE(gr)

PESO PARAFINADA AL AIRE (gr)

PESO PARAFINADAEN AGUA (gr)

6,25 1129 1136 627,41

6,42 1155 1159 640,3

6,23 1135 1139 640,32

6,23 1146 1149 637,56

6,36 1150 1155 643,43

6,29 1186 1192 661,34

6,32 1161 1165 651,03

6,25 1139 1145 638,56

6,22 1170 1175 654,34

6,28 1146 1150 650,34

6,22 1131 1134 629,1

6,24 1128 1132 626,18

6,25 1133 1138 629,23

6,22 1165 1170 651,01

6,37 1148 1153 642,68

4,00%

4,50%

5,00%

5,50%

6,00%



1. Determine la densidad Bulk, Gbulk. Peso específico de la mezcla (Gbulk): es la relación entre el peso total de lamezcla (WT) y el volumen total de la mezcla (VT).

Entonces:

( ) ( )

2. Determine el peso específico teórico, Gmt. Peso específico máximo teórico (Gmt): se tiene como la relación entre el pesomáximo teórico (Wmt) y el volumen máximo teórico (Vmt).

Luego se realizó el ensayo de James Rice para cada uno de los porcentajes deasfalto, (4,0%, 4,5%, 5,0%, 5,5% y 6,0%) de cual se obtuvieron los siguientesdatos:



TABLA N° 2 Datos De Laboratorio MARSHAL MODIFICADO

FUENTE: LOS AUTORES

3. Determine el peso específico máximo medido, Gmm.

Peso específico máximo medido (Gmm): es la relación entre el peso máximomedido de la mezcla (Wmm) y el volumen máximo de la mezcla (Vmm).

4. Calcule el Porcentaje de agregados en la mezcla, %Ag. El %Ag en la mezcla se calcula a partir del porcentaje de asfalto, teniendo encuenta el peso específico Bulk y el peso específico de los agregados.

5. Porcentaje de vacíos con aire, %Va.

(%) DE ASFALTO

A (PESO SECA

DE LAMUESTRA)

B (PESO DELRECIPIENTE + AGUA)

C (PESO DEL

RECIPIENTE + AGUA+MUESTRA)

4,00% 1000 1820 23994,50% 994 1821 23965,00% 1005 1820 24015,50% 1000 1828 23986,00% 999 1820 2385



Se obtiene a partir de la relación entre el peso específico Bulk y el peso específicomáximo medido obtenido del Rice.

[ ]

6. Porcentaje de asfalto efectivo, %Asfe. Según el diagrama de fases este porcentaje se obtiene de restarle al 100% de la

mezcla, los porcentajes de Agregados y vacíos con aire en la misma.

7. Porcentaje de asfalto absorbido con respecto a los agregados, Del diagrama de fases encontramos que el porcentaje de bitumen absorbido serelaciona con el peso específico máximo teórico (Gmt) y el peso específicomáximo medido (Gmm).

)*

8. Porcentaje de vacíos en los agregados minerales, %Vag Se calcula relacionando el porcentaje de agregados con el peso específico de losmismos, teniendo en cuenta el peso específico Bulk.



9. Porcentaje de vacíos llenos de asfalto, %Vasf

[ ]

Del ensayo de Densidad y Flujo realizado las briquetas se obtuvieron datos deestabilidad y flujo, con estos se determinaron los factores de corrección de laestabilidad:TABLA N° 3 Datos De Laboratorio MARSHAL MODIFICADO

FUENTE: LOS AUTORES

(%) DE ASFALTO

ESTABILIDAD MEDIDA(Kg)

FLUJO (1/100 ") FACTOR DE

CORECCION

762,25 8,70 1,025782,38 8,50 0,983755,54 7,90 0,970

758,90 10,00 0,970863,20 9,20 0,998842,95 10,70 1,015

836,21 12,30 1,008910,57 11,20 1,025866,58 12,10 1,033

762,25 13,40 1,018

816,00 14,20 1,033792,46 13,60 1,028

762,25 14,50 1,025792,46 15,60 1,033715,39 17,80 0,995

4,00%

4,50%

5,00%

5,50%

6,00%



10. Realice un cuadro resumen con las siguientes columnas para cadaporcentaje de asfalto: Porcentaje de asfalto, Densidad Bulk, Estabilidad, Flujo y Porcentaje de vacíoscon aire.11. Grafique Gbulk Vs Asfalto, Estabilidad Vs Asfalto, Flujo Vs Asfalto,%Vacíos con aire Vs Asfalto, %Vacíos en los agregados Vs Asfalto, %Vacíosllenos de asfalto Vs Asfalto. 12. Determine el porcentaje óptimo de asfalto teniendo en cuenta la máxima

densidad Bulk, la estabilidad máxima y el valor medio del % de vacíos.

DESARROLLO

Franja media granulométrica de las especificaciones para una MDC-2 del INVIAS

FIGURA #1 FRANJA GRANULOMETRICA MDC-2

FUENTE: LOS AUTORES

0

20

40

60

80

100120

0.010.1110100

% P A S A

ABERTURA TAMIZ EN mm



1. Determine la densidad Bulk, Gbulk. Peso específico de la mezcla (Gbulk): es la relación entre el peso total de lamezcla (WT) y el volumen total de la mezcla (VT).

Entonces:

( ) ( )

Ejemplo para la briqueta del porcentaje de asfalto 4%

[ ]

2. Determine el peso específico teórico, Gmt. Peso específico máximo teórico (Gmt): se tiene como la relación entre el pesomáximo teórico (Wmt) y el volumen máximo teórico (Vmt).




3. Determine el peso específico máximo medido, Gmm. Peso específico máximo medido (Gmm): es la relación entre el peso máximomedido de la mezcla (Wmm) y el volumen máximo de la mezcla (Vmm).


4. Calcule el Porcentaje de agregados en la mezcla, %Ag. El %Ag en la mezcla se calcula a partir del porcentaje de asfalto, teniendo encuenta el peso específico Bulk y el peso específico de los agregados.




5. Porcentaje de vacíos con aire, %Va. Se obtiene a partir de la relación entre el peso específico Bulk y el peso específicomáximo medido obtenido del Rice.

[ ]


[ ]

6. Porcentaje de asfalto efectivo, %Asfe. Según el diagrama de fases este porcentaje se obtiene de restarle al 100% de lamezcla, los porcentajes de Agregados y vacíos con aire en la misma.


7. Porcentaje de asfalto absorbido con respecto a los agregados,



Del diagrama de fases encontramos que el porcentaje de bitumen absorbido serelaciona con el peso específico máximo teórico (Gmt) y el peso específicomáximo medido (Gmm).

)*

Ejemplo para la briqueta del porcentaje de asfalto 4% )*1,013

-0,359

8. Porcentaje de vacíos en los agregados minerales, %Vag Se calcula relacionando el porcentaje de agregados con el peso específico de losmismos, teniendo en cuenta el peso específico Bulk.




9. Porcentaje de vacíos llenos de asfalto, %Vasf

[ ]


[ ]

10. CUADRO DE RESPUESTAS

METODO DE RICE

TABLA N°4 CUADRO RESUMEN RESULTADOS METODO DE RICE

ENSAYO N° 1 2 3 4 5

% ASFALTO 4 4,5 5 5,5 6

A gr 1000 994 1005 1000 999

B gr 1820 1821 1820 1828 1820

C gr 2399 2396 2401 2398 2385

GMM 2,375 2,3723 2,3703 2,326 2,302FUENTE: LOS AUTORES



TABLA N°5 CUADRO RESUMEN RESULTADOS METODO DE MARSHALL MODIFICADO

FUENTE: LOS AUTORES

Peso en Gramos

% % Espesor

Asfal Agreg cm

4 ,0 9 6,0 6, 25 1 12 9 1 13 6 62 7,4 1 0,9 2,2543 7 62, 25 1 ,03 781,31 8,7

4 ,0 9 6,0 6, 42 1 15 5 1 15 9 6 40 ,3 0,9 2,246 7 82, 38 0 ,98 769,08 8,5

4 ,0 9 6,0 6, 23 1 13 5 1 13 9 64 0,3 2 0,9 2,2965 7 55, 54 0 ,97 732,87 7,9

PROM 4,0 96 6,3 1,013 2,541 2,2656 2,396 2,38 -0,004 85,60 4,62 9,79 14,40 4,00 6 7,94 141,37

4 ,5 9 5,5 6, 23 1 14 6 1 14 9 63 7,5 6 0,9 2,2554 7 58, 90 0 ,97 736,13 10

4 ,5 9 5,5 6, 36 1 15 0 1 15 5 64 3,4 3 0,9 2,2727 8 63, 20 1 ,00 861,47 9,2

4 ,5 9 5,5 6, 29 1 18 6 1 19 2 66 1,3 4 0,9 2,2634 8 42, 95 1 ,02 855,59 10,7

PROM 4,5 95,5 6,29333 1,013 2,541 2,2638 2,379 2, 372 - 0,001 8 5,083 4,573 10,344 14, 917 4,501 69,34 141,263

5 ,0 9 5,0 6, 32 1 16 1 1 16 5 65 1,0 3 0,9 2,2782 8 36, 21 1 ,01 842,90 12,3

5 ,0 9 5,0 6, 25 1 13 9 1 14 5 63 8,5 6 0,9 2,2784 9 10, 57 1 ,03 933,33 11,2

5 ,0 9 5,0 6, 22 1 17 0 1 17 5 65 4,3 4 0,9 2,2709 8 66, 58 1 ,03 895,18 12,1

PROM 5,0 95 6,26333 1,013 2,541 2,2758 2,36 2,37 0,001 85,08 3,99 10,93 14,92 5,00 7 3,27 142,01

5 ,5 9 4,5 6, 28 1 14 6 1 15 0 65 0,3 4 0,9 2,3141 7 62, 25 1 ,02 775,97 13,4

5 ,5 9 4,5 6, 22 1 13 1 1 13 4 6 29 ,1 0,9 2,2549 8 16, 00 1 ,03 842,93 14,2

5 ,5 9 4,5 6, 24 1 12 8 1 13 2 62 6,1 8 0,9 2,2498 7 92, 46 1 ,03 814,65 13,6

PROM 5,5 94,5 6,24667 1,013 2,541 2,273 2,35 2,33 -0,004 84,53 2,26 13,21 15,47 5,50 8 5,37 141,83

6 ,0 9 4,0 6, 25 1 13 3 1 13 8 62 9,2 3 0,9 2,2515 7 62, 25 1 ,03 781,31 14,5

6 ,0 9 4,0 6, 22 1 16 5 1 17 0 65 1,0 1 0,9 2,269 7 92, 46 1 ,03 818,61 15,6

6 ,0 9 4,0 6, 37 1 14 8 1 15 3 64 2,6 8 0,9 2,2743 7 15, 39 1 ,00 711,81 17,8

PROM 6,0 94 6,28 1,013 2,541 2,265 2,33 2,302 -0,006 83,79 1,60 14,61 16,21 6,01 90,12 1 41,33

FACTORDE

CORRECC

b(gr/cm3)

Ag(gr/cm3)

5

3

4

Wa Wap Ww p Gp(gr/cm3)

Gbulkg/cm3

GMTg/cm3

GMMg/cm3

Agregados%

%VFA FLUJOMEDIDAkg

CORREGIDAkg

1

2

%VAM %Ae

g

(Lb/pie3)

ESTABILIDAD

Aire%

AsfaltoEf %

MEZCLA

Datos Generales Peso Especifico

%Aa

Vol Total



TABLA N°6 CUADRO RESUMEN RESULTADOS METODO DE MARSHALL MODIFICADOTABLA DE RESULTADOS

%ASFALTO Peso unitario % vacíos con

aire% vacíos enagregados

Estabilidadcorregida

Flujo 0.01''

% vacíos llenosde asfalto

4,000 141,372 4,62 14,40 761,09 8,37 67,944,500 141,262 4,573 14,917 817,73 9,97 69,345,000 142,00 3,99 14,92 890,47 11,87 73,275,500 141,832 2,26 15,47 811,18 13,73 85,376,000 141,33 1,60 16,21 770,58 15,97 90,12

FUENTE: LOS AUTORES

Inicialmente se calcula el promedio de los siguientes valores:1. El que corresponda a la máxima densidad bulk2. El que corresponda a la estabilidad máxima3. El que corresponda al valor medio del % de vacíos con aire permitido por lasespecificaciones.

Con el valor promedio de % de asfalto, verificar que se cumplen lasespecificaciones para los valores correspondientes de flujo, estabilidad y vacíos enlos agregados minerales o hacer los ajustes correspondientes.

CALCULO DEL PORCENTAJE ÓPTIMO1. El que corresponda a la máxima densidad bulk

FUENTE: LOS AUTORES

141

141

141

142

142

142

142

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

P E S O

U N I T A R I O L b

/ P i e 3

PORCENTAJE DE ASFALTO

% ASFALTO VS PESO UNITARIO

5,05



2. El que corresponda a la estabilidad máxima

FUENTE: LOS AUTORES

3. El que corresponda al valor medio del % de vacíos con aire permitido por lasespecificaciones.

FUENTE: LOS AUTORES

TABLA N°7 PORCENTAJE OPTIMO DE ASFALTO PORCENTAJE OPTIMO DE ASFALTO

PARAMETRO VALOR ASFALTOG BULK 142,02 5,05ESTABILIDAD 890,47 5% VACIOS CON AIRE 3,4 5,2

PORCENTAJE OPTIMO DE ASFALTO 5,083FUENTE: LOS AUTORES

750

770

790

810

830

850

870

890

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

E S T A B I L I D A D K g


% ASFALTO VS ESTABILIDAD

5,0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.04.0 4.5 5.0 5.5 6.0

% V A C I O S C O N A I R E


% ASFALTO VS % VACIOS CON AIRE



11.FIGURA N° 2 GRFICAS DE METODO MARSHALL MODIFICADO

FUENTE: LOS AUTORES

5.08%

3.80%

886 Kg.

,3 E-2 p u l g . 74.00%

Peso un i t a r io :

% Vacíos agr egado mi nera l:

% Vacíos l leno s de asfa lt o:

% Ópti mo de asfal to :

% Vacíos co n a ir e:

E s t ab i l i dad :

F l u j o :

142,02 lb/pi e3

15.00%

141

141

141

142

142

142

142

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 P E S O U N I T A R I O L b

/ P i e 3


% ASFALTO VS PESO UNITARIO

5,0

14

15

15

16

16

17

17

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 % V A C I O S E N A G R E G A D O S


% ASFALTO VS % VACIOS ENAGREGADOS

1,93,95,97,99,9

11,913,915,917,9

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

F L U J O


% ASFALTO VS FLUJO

60

65

70

75

80

85

90

95

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 % V A C I O S L L E N

A S F A L T O


% ASFALTO VS % VACIOS LLENOSDE ASFALTO

750770790810830850870890

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

E S T A B I L I D A D

K g


% ASFALTO VS ESTABILIDAD

5,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

% V A C I O S C O N A I R E


% ASFALTO VS % VACIOS CON AIRE

5 2



Se busca comprobar con la especificación si cumple la mezcla asfáltica por elmétodo de Marshall.

FUENTE: ESPECIFICACIONES INVIAS

TABLA N° 8 Comparación De Los Resultados De Laboratorio Con Especificación

CARACTERISTICASNORMA

INV

TRANSITO DEDISEÑO MARSHALL CUMPLENT 2 5*10 -5*10

compactación, golpes/ cara E - 748 75 75 SIEstabilidad mínima kg E - 748 650 886 SIflujo mm E - 748 2-4 SIvacíos con aire : VaCapa de rodadura % E- 736

o E-799

3 - 5 3,8 SIIntermedia % 4 - 8Base asfáltica % 5 - 9 3,8 SIVacíos mínimos en agregadosmineralesGradación MDC-1 %

E - 799

≥14 Gradación MDC-2 % ≥15 15 SIGradación MDC-3 % ≥16

% Vacíos llenos de asfaltoVFA E - 799

65 - 78 74 SIFUENTE: LOS AUTORES



EL FLUJO DEBE ESTAR ENTRE 8 y 16 X 10-2 pulg. DE ACUERDO AESTO SI CUMPLE EL ASFALTO Y LA MEZCLA YA QUE EL FLUJO QU

SE DA EN LA MUESTRA PARA EL PORCENTAJE OPTIMO DE ASFALTOES DE 12,3 * 10-2 pulg.

CONCLUSIONES:

Al hacer los respectivos análisis de las gráficas se encontró que elporcentaje óptimo de asfalto es del 5.08, para el óptimo diseño de unamezcla densa en caliente tipo 1 MDC – 2

El valor óptimo obtenido en el diseño es el porcentaje de asfalto que debeintervenir en la manufactura de la mezcla en la obra, empleando el mismotipo de agregados y asfalto utilizados en el diseño de laboratorio.

El nivel de compactación de las probetas depende del número de golpespor cara que se aplique durante el ensayo. Entre mayor sea, más altasserán las densidades obtenidas y menores los contenidos óptimos deasfalto requerido hay que tener en cuenta que las normas especifican un

número determinado de golpes (75).

Según el desarrollo del taller el porcentaje de asfalto obtenido es óptimopara la mezcla asfáltica ya que cumple con los criterios de laespecificación según el tránsito para el cual se desarrolló.

Se observó algunas inconsistencias en la toma de las densidades peroesto no afecto el laboratorio ya que los resultados que nos presenta es muybuenos y cumple con cada paso de la especificación.

al tomar como ejemplo el valor de la briqueta 1 para el 4% de asfalto varíancon respecto al resultado final de la tabla de Marshall puesto que para latabla resumen se toma un promedio de las 3 briquetas.

Cuando se determinó el % de asfalto absorbido en la mayoría de losporcentajes de asfaltos da negativo.



2. Para 500 gr de agregado obtenga los pesos de agua, emulsión y agregado para

en el ensayo de recubrimiento para humedades de diseño de 8, 7, 6, y 5 %Para el cálculo de los diferentes parámetros se utilizan las siguientes ecuaciones:

1,55%



TABLA N°9 RESUMEN DE RESULTADOS METODO DE ILLINOIS

contenido dehumedad

%humedadde la

mezcla %agua o agregadoW agua

(gr)W emulsión

(gr)

Wagregado

(gr)8 6,45 1,55 7,75 49,5 507,57 6,45 0,55 2,75 49,5 507,56 6,45 -0,45 -2,25 49,5 507,55 6,45 -1,45 -7,25 49,5 507,5

FUENTE: LOS AUTORES

3. Para 1100 gr de agregado determine el porcentaje de asfalto residual y el peso

final antes de ser compactada la mezclaPara el cálculo de los diferentes parámetros se utilizan las siguientes ecuaciones:

Wt – WcDónde:Wt= porcentaje de humedad total de optima mezclado.Wc= porcentaje de humedad al momento de compactar



Wt – Wc = 1%

A continuación se presenta un ejemplo de los cálculos todo lo restantes se encuentran enla tabla resumen de los resultados.

6,338 %

Se calculan dos datos por encima y por debajo de 6,338 % sumando de a una unidad porvalor como se muestra en la tabla resumen.

Se asume un aporte de humedad en la emulsión de 0,35 %.

= 3,517%



Dentro de los primeros datos de ingreso de resultados se encuentra el % de asfaltoresidual (% asf residual) que se encuentra consignado.

Dónde:Wba = peso de la briqueta a l aire (gr)Wsss = peso saturado superficialmente seco (gr)Wbw =Peso de la briqueta en el agua (gr)

El factor de conversión está en función del espesor de la briqueta.

Dónde:SA: promedio de valores de estabilidad obtenidos para las briquetas falladas al aire.SI: promedio de valores de estabilidad obtenidos para las briquetas falladas después deinmersión y vacío parcial.

Contenido de humedad en la briqueta

Dónde:K: contenido de humedad de la Briqueta.H: peso de la Briqueta fallada.I: peso de la Briqueta secada al horno.F: peso SSS.D: peso de la briqueta al aire.J: peso del envase.



A: contenido de asfalto residual en la mezcla en %.

Dónde:Gbulk: Gravedad Específica Bulk de la briqueta húmeda.

A: asfalto residual contenido por la briqueta enK: contenido de humedad en porcentaje de la briqueta ensayada con respecto al peso delagregado seco.

Dónde:D: densidad especifica bulk seca (kg/m3)1000: densidad del agua en kg/m 3 a 25 °CGd: Gravedad especifica Bulk de la Briqueta Seca.

Dónde:

C: gravedad específica del material combinado. GsbB: peso específico del asfalto.



TABLA N°11 RESUMEN DE RESULTADOS POR METODO DE ILLINOIS

FUENTE: LOS AUTORES

PERDIDAPOR ESTAB

h estabilidadcorregida

estabilidadpromedio

(%)

mm (kg) (lb)1 1035 1039,3 581,3 2,25982533 64 92 2986,3647 0,988 2950,52832 1475,26416 9,52 1036,8 1037,9 576,1 2,24512776 64 93 3020,0807 0,988 2983,83973 1491,91987 93 1035 1039,4 582,7 2,26625794 65 93 3020,0807 0,963 2908,33771 1454,16886 9,64 1031,4 1033,6 576,9 2,2583753 65 91 2952,6559 0,963 2843,40763 1421,70382 10,9

5 1033,2 1039,3 579,2 2,24559878 64 90 2918,9543 0,988 2883,92685 1441,96342 126 1035,6 1039,8 580,6 2,25522648 65 91 2952,6559 0,963 2843,40763 1421,70382 12,47 1053,3 1060,4 594,1 2,25884624 67 70 2246,4343 0,923 2073,45886 1036,72943 11,38 1052,2 1058,3 593,1 2,26182287 67 73 2347,1287 0,923 2166,39979 1083,1999 11,19 1049,7 1056,4 590,4 2,25257511 67 74 2380,7079 0,923 2197,39339 1098,6967 11,610 1053,8 1060,6 582,9 2,20598702 66 70 2246,4343 0,943 2118,38754 1059,19377 11,911 1052,8 1059,8 591,7 2,24909207 66 69 2212,8839 0,943 2086,74952 1043,37476 11,912 1053,7 1061,3 593,9 2,25438596 66 69 2212,8839 0,943 2086,74952 1043,37476 11,613 1048,4 1055,5 597,1 2,28708551 68 64 2045,2399 0,898 1836,62543 918,312715 15,114 1060,3 1069,2 603,4 2,27629884 67 63 2011,7327 0,923 1856,82928 928,414641 1515 1066,8 1074,8 602,9 2,26064844 67 64 2045,2399 0,923 1887,75643 943,878214 14,616 1065,4 1076,8 604,3 2,25481481 67 64 2045,2399 0,923 1887,75643 943,878214 15,517 1064,6 1073,4 603,5 2,26558842 68 62 1978,2327 0,898 1776,45296 888,226482 1618 1063,9 1071,7 602,5 2,26747656 67 61 1944,7399 0,923 1794,99493 897,497464 1619 1090,6 1102,5 605,4 2,19392476 68 46 1443,2119 0,898 1296,00429 648,002143 1520 1076,6 1091,2 603,8 2,20886336 68 49 1543,3879 0,898 1385,96233 692,981167 1421 1067,4 1080,6 605,1 2,24479495 67 48 1509,9887 0,923 1393,71957 696,859785 1622 1070,8 1083,4 604,1 2,23409138 68 45 1409,8343 0,898 1266,0312 633,015601 1623 1073,3 1082,6 605,6 2,25010482 67 48 1509,9887 0,923 1393,71957 696,859785 15,324 1074,6 1081,9 604,7 2,251886 67 47 1476,5967 0,923 1362,89875 681,449377 15,525 1091,7 1109 601,9 2,15282982 67 33 1009,8647 0,923 932,105118 466,052559 1726 1086,6 1102 606,9 2,19470814 67 35 1076,4543 0,923 993,567319 496,783659 17,527 1096,1 1115,9 615,3 2,18957251 68 34 1043,1559 0,898 936,753998 468,376999 1528 1086,6 1106,05 606,5 2,17515764 68 32 976,5807 0,898 876,969469 438,484734 1929 1085,4 1103,3 609,4 2,19761085 68 33 1009,8647 0,898 906,858501 453,42925 1730 1093,4 1102,4 612,2 2,23051816 67 33 1009,8647 0,923 932,105118 466,052559 18

8,33 2,19006619

477,071073

5,118

1,85

452,655515 2

7,33 2,23061088

679,281032

1,301

1,7

670,441588 1,76

6,33 2,2686521

930,201857

2,186

1,69

909,867387 1,783

5,33 2,24711821

1072,87534

2,258

1,333

1048,64776 1,38

4,33 2,2550686

1473,78429

3,076

1,137

1428,45702 1,377

estab estabilidad(kg)

factor decorrección

estabilidad(lb)

FLUJO F.PROM(mm)

N° BRIQ % ASFRESID

GBULK ESTABILIDAD SECA Y HUMEDA FLUJO SECO Y

HUMEDO

wba wsss wbw gbulk Gbulk prom




FUENTE: LOS AUTORES

pesobriqueta pesobriqueta contenidode Gd Gd prom bulk seca D

1036,2 1028,2 0,375 2,24 2242,11218 0,00

1035,4 1027,4 0,701 2,22 2221,32953 8,84

1036,8 1028,8 0,365 2,25 2245,17609 7,86

1029,5 1021,5 0,592 2,22 2217,51578

1034,4 1026,4 0,193 2,20 2199,82768

1031,6 1023,6 0,387 2,21 2212,28328

1057,7 1049,7 0,090 2,24 2235,64725 7,09

1056,3 1048,3 0,191 2,24 2237,48814 7,01

1056,5 1048,5 0,131 2,23 2227,49195 7,43

1039,4 1031,4 0,123 2,17 2165,57797

1045,9 1037,9 0,101 2,21 2206,38228

1041,4 1033,4 0,041 2,21 2213,36063

1071,7 1063,7 0,090 2,26 2256,94908 5,06

1073,2 1065,2 -0,090 2,24 2243,24436 5,63

1073,1 1065,1 0,000 2,23 2228,38653 6,26

1071,7 1063,7 -0,340 2,23 2234,45983

1073,2 1065,2 -0,080 2,23 2232,562

1072,3 1064,3 0,020 2,24 2236,32864

1084,3 1076,3 -0,389 2,16 2164,04754 7,89

1078,4 1070,4 -0,662 2,19 2186,12392 6,95

1083,1 1075,1 -0,519 2,22 2219,01924 5,55

1084,3 1076,3 -0,459 2,20 2204,78517

1078,4 1070,4 -0,130 2,22 2215,6516

1082,4 1074,4 0,070 2,21 2213,77794

1101,7 1093,7 -0,921 2,12 2115,7649 8,91

1106 1098 -0,730 2,14 2138,359 7,93

1102,2 1094,2 -1,168 2,15 2153,73542 7,27

1110,7 1102,7 -1,125 2,14 2138,26227

1108,5 1100,5 -0,975 2,13 2131,08544

1109,3 1101,3 -0,098 2,16 2162,84058

vacios totales (%VTM)

2,22

8,22

D

NO

2,21

7,18

NO

2,24

5,65

NO

2,20

6,79

NO

NO

2,14

8,04




FUENTE: LOS AUTORES

GRAFICAS

Figura: N°3 Estabilidad vs % Asfalto residual.

Fuente: los autores.

El porcentaje óptimo es 4,3%

%asfresidual

estabilidadaire

estabilidadinmersion

VTM g bulkperdida deestabilidad

flujo aireflujo

inmersion

4,331473,784295 1428,457019 7,59 2,25

3,081,137 1,377

5,33 1072,87534 1048,647763 6,55 2,25 2,26 1,333 1,380

6,33 930,2018567 909,8673867 5,02 2,27 2,19 1,690 1,783

7,33 679,2810318 670,4415876 6,20 2,23 1,30 1,700 1,760

8,33 477,0710725 452,6555146 7,47 2,19 5,12 1,850 2,000



Figura N°4: %Vtm vs %Asfalto residual


Porcentaje óptimo 6,3 %

Figura N°5: Gbulk vs % Asfalto residual




Se obtuvo un porcentaje óptimo de 6,4% A partir de las anteriores 3 gráficas se determina el promedio de los tres valores de asfalto

residual obtenidos:%Asfalto residual:( 4,3% + 6,3% + 6,4%) /3 = 5.66%

Con el porcentaje óptimo del 5,66% se ingresa a las gráficas, lo que se muestra acontinuación.

Figura: N°6 Estabilidad vs % Asfalto residual

Fuente: los autores



Figura N°7 %Vtm vs %Asfalto residual

Fuente: los autores

Figura N°8: Gbulk vs % Asfalto residual

Fuente: los autores



Figura N°9: Flujo vs % Asfalto residual

Fuente: los autores

Figura N°10: Perdida estabilidad vs % Asfalto residual

Fuente: los autores



ESPECIFICACION

En vista de que la especificación no tiene algunos parámetros para saber sicumple tomaremos la tabla de especificación para Marshall.



TABLA N°14 Comparación De Los Resultados De Laboratorio Con Especificación

CARACTERISTICASNORMA

INV

TRANSITO DEDISEÑO

ILLINOIS CUMPLENT 2 5*10 -5*10

compactación, golpes/ cara E - 748 75 75 SIEstabilidad seca a 22 C° 650 1075 SIGravedad seca bulk, Gmb --------- 2,25 NOEstabilidad humeda a 22 C° 1000Perdida de estabilidad -------- 2,1Flujo 1/100 ------ 1,4

% asfalto optimo ----------- 5,66

FUENTE: LOS AUTORES

CONCLUSIONES

Según el análisis de las gráficas el porcentaje de asfalto residual optimo es elcorrespondiente a 5,66%, para estabilidad estaría cumpliendo.

Se debe escoger unos materiales que sean óptimos para que la humedad noaltere el laboratorio.

De acudo a los resultados el diseño de Marshall cumple para las

especificaciones ya que se cumple con estabilidad, vacíos totales densidad yflujo en la mezcla.

Como para estabilidad y flujo se parte de diseño de Marshall se puede decirque la mezcla en frio es tan completa como una en caliente estas se usan máscomo técnicas de bacheo y como capa de rodadura optimizando recursos ya quela emulsión es más económica y resistente.

Se recomienda para el laboratorio tener cuidado con las humedades ya que

estas pueden afectar el porcentaje óptimo de asfalto. Para tráfico pesado se recomienda una mezcla en caliente por ser de alto

módulos.

Para el método de Illinois el número de briquetas es mayor por la inmersiónque se le realiza a las muestras para determinar el porcentaje óptimo de asfalto.



TALLER 3 DE APLICACIÓN DEL MÉTODO RAMCODESPARA ELDISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS

Con base en los datos dados, determinar el porcentaje óptimo de asfalto, lagravedad específica de la mezcla, %Va, %VAM Y%VFA; por medio del softwarede RAMCODES, a mano y en Excel. Presentar cálculos, tablas y gráficas.

Datos de entrada:

• Gravedad específica efectiva de los agregados Gse: 2.664 g/cm3

• Gravedad específica bullk de la combinación de agregados Gsb: 2.574g/cm3

• Peso específico del asfalto: 1.013 g/cm3

• Peso específico del agua: 1 g/cm3

Se debe tener en cuenta que la dosificación se hace por la franja central de laespecificación.

TABLAN°15 DOSIFICACION SEGÚN ESPECIFICACIÓNDIAMETRO TAMIZ VALOR NORMA %PASA

VALOR MEDIO %RETENIDOENTRE TAMICES(mm) (pulg) MAX MIN

19,000 3/4" 100 100 100 0

12,500 1/2" 95 80 87,5 12,5

9,500 3/8" 88 70 79 8,5

4,750 No. 4 65 49 57 22

2,000 No. 10 45 29 37 20

0,430 No. 40 25 14 19,5 17,50,180 No. 80 17 8 12,5 7

0,075 No. 200 8 4 6 6,5

FUENTE: LOS AUTORES



TABLAN°16 MARSHALL TRADICIONAL ESPECIFICACIÓN

Marshal l Tradic ional

Pb (%) Gmb

5,50 2,302

6,00 2,311

6,50 2,317

7,00 2,309

7,50 2,306FUENTE: LOS AUTORES

TABLAN°17 RAMCODES ESPECIFICACIÓN

Especif icac iones

Min Max

Vv/Vmb (VAM)=

0,15 0,16

Va/Vmb (Va) = 0,03 0,05

S (VFA) = 0,65 0,78

FUENTE: LOS AUTORES

ECUACIONES:

Gmb=

Gmb=

* Gsb

Gmb =

( )



EJEMPLO DE CÁLCULO PARA ALGUNOS VALORES

Calculo para 5,5 % para Gmb min de la tabla

Gmb=

= =2,372

Gmb=

* Gsb =

*2,588 = 2,328

Gmb=

(

) =

(

) =2,312

TABLAN°18 CUADRO RESUMEN METODO RAMCODES

PbVAM Va VFA

G m bMin

GmbMax

GmbMin

G m bMax Gmb Min Gmb Max

5,5% 2,328 2,300 2,372 2,323 2,312 2,3746,0% 2,340 2,313 2,355 2,306 2,282 2,349

6,5% 2,353 2,325 2,337 2,289 2,253 2,3257,0% 2,365 2,338 2,320 2,272 2,224 2,3017,5% 2,378 2,350 2,303 2,256 2,196 2,277

FUENTE: LOS AUTORES

SE DETERMINAN

Obtenga matemáticamente del polígono de vacíos el contenido óptimo deasfalto.

Se determinan los vértices del polígono y las ecuaciones.

DE EXCEL SE TOMAN LOS DATOS Y GRAFICAS CORRESPONDIENTES ALMETODO DE RAMCODES



FIGURA N° 11 POLIGONODE VACIOS METODO RAMCODES

FUENTE: LOS AUTORES

TABLAN°19 CUADRO RESUMEN PARAMETROS DE CUADRATICA RAMCODESx² x b

VAM min 2,568 2,182 2,2VAM max 2,538 2,156 2,174

Va min 5,445 -4,153 2,584Va max 5,332 -4,068 2,53VFA min 17,11 -8,054 2,703VFA max 11,07 -6,266 2,685

FUENTE: LOS AUTORES

TABLAN°18 CUADRO RESUMEN VERTICES POLIGONO DE VACIOS RAMCODES

VérticesPb Gmb

5,41 2,326

6,12 2,3436,49 2,3255,87 2,3095,41 2,326

FUENTE: LOS AUTORES

y = 2,568x 2 + 2,1823x + 2,2R² = 1

y = 2.538x 2 + 2.1566x + 2.1742R² = 1

y = 5,445x2 - 4,1536x + 2,5842R² = 1

y = 5,332x2 - 4,068x + 2,5309R² = 1

y = 17,11x2 - 8,054x + 2,7035R² = 1

y = 11,07x2 - 6,2665x + 2,6851R² = 1

2.150

2.200

2.250

2.300

2.350

2.400

2.450

4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0%

G m

b

% Pb

VAM minVAM maxVa minVa maxVFA min



FIGURA N° 11 POLIGONODE VACIOS METODO RAMCODES

FUENTE: LOS AUTORES

Resul tados RAM

% Pb = 5,98

Gm b = 2,326

PARA EL PROGRAMA DE CLACULO SE INGRESAN

5,98, 2.326

2.300

2.305

2.310

2.315

2.320

2.325

2.330

2.335

2.3402.345

2.350

5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

P e s o e s p e c í f i c o

d e

l a m u e s t r a

( G m

b )

Contenido de asfalto (Pb %)



FIGURA N° 12 DATOS PROGRAMA RAMCODES

FUENTE: LOS AUTORES



CONCLUSIONES

El método de RAMCODES es una metodología nueva que se estáutilizando en el país para la construcción de pavimentos ya que es másrápido la fabricación de las briquetas y existe programa de cálculo paradeterminar el porcentaje óptimo de asfalto.

para el método de RAMCODES solo utiliza la fabricación de tres briquetas,esto hace que sea más económico la implementación de este método enlaboratorio ya que hay menos desperdicio de material haciendo que cumplacon las especificaciones de construcción.

Para el cálculo del porcentaje de asfalto óptimo es un poco complicadohallarlo debido a que utiliza el polígono de vacíos.

El programa de cálculo y Excel nos dieron el mismo porcentaje y Gmbdemostrando que no hay variaciones a la hora de determinar el porcentajepor cualquiera de los dos programas.

RAMCODES relaciona la teoría y la práctica de una manera sencilla,

permitiendo que el ingeniero común tenga acceso a los conceptosmecanicistas más avanzados.

Las mezclas asfálticas pueden considerarse como suelos, pero con uncementante muy particular que es el ligante asfáltico. A temperaturaconstante, las fuerzas superficiales producidas por el ligante sobre y entrelas partículas en el arreglo volumétrico de la mezcla, en conjunción con laacción de la compactación, gobiernan la densificación.

En la construcción de pavimentos esta metodología está siendo muyutilizada sobre todo por el IDU, quien es el encargado de la construcción yrehabilitación de vías en Bogotá.

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