DISEÑO DE MEZCLA DE ASFALTO(METODO MARSHALL)

MEMORIA DESCRIPTIVA

Datos de Ingreso asumidos:

Número de golpes en cada cara de la briqueta: 75Estabilidad: 750 LbsFluencia (0.01"): De 8 á 16% vacíos en la mezcla: De 3 á 5% vacíos en el agregado mineral (VMA) : 13 (Como mínimo)

1.- Curva de Estabilidad - % de Cemento Asfáltico:

A = 5.25%

2.- Curva de Peso Unitario Vs % de CA:

B = 5.75%

3.- Curva de % de Vacíos Vs % de CA:

C = 4.75%

4.- Optimo % de CA:

Se determina promediando los valores de A,B y C hallados:

O.C.A. = 5.25%

En base a los datos de la Tabla - 04 de la cual se extraen los valores de la estabilidad corregida que se grafican contra los porcentajes de cemento asfáltico de la mezcla total (Figura - 01). De esta curva se determina el % de CA correspondiente a la máxima estabilidad, la cual es equivalente a:

De los resultados de los ensayos de laboratorio se obtiene los valores de los pesos unitarios de las diferentes mezclas asfalticas que se grafican contra los correspondientes % de CA. (Figura - 02) hallandose el % de CA. Correspondiente al paso unitario máximo, el cual es equivalente a:

Los valores de los porcentajes de vacíos calculados en la Tabla - 04 se grafican con sus correspondientes porcentajes de cemento asfáltico (Figura - 03) hallandose el % de CA. Correspondiente al % de vacios intermedio entre los limites de las especificaciones, cuyo valor es equivalente a:

5.- Comprobacion de la fluencia:

11 < (Flujo = 0.11") < 16 Ok!!!.

Lo cual se encuentra dentro de los datos de diseño asumidos.

6.- Comprobacion del VMA.:

Donde:

Pagt = Porcentaje en peso del agregado total de la mezclaGmb = Peso especifico de la mezcla compactadaG ag = Peso especifico medio del agregado total de la mezcla

VMA = 15.00% > 13.00%

Lo cual se encuentra dentro de los datos de diseño asumidos.

7.- Características Finales de Marshall para el O.C.A.:

Número de golpes en cada cara de la briqueta: 75Estabilidad: 2810 LbsFluencia (0.01"): 11.20% vacíos en la mezcla: 1.70%% vacíos en el agregado mineral (VMA) : 15.00%

Con los datos del flujo en la Tabla - 04 se traza la curva de la figura - 04, comprobando la fluencia entrando en la curva con el O.C.A. de donde obtenemos:

VMA=100−(Pagt ) x (Gmb)

Gag

TABLA - 01

SELECCIÓN DEL GRADO DE CEMENTO ASFALTICO

APLICACIÓN ENCLIMA

Cálido Semi Cálido Moderado Frío

Aeropistas: Pistas de aterrizaje 60/70 85/100 85/100 120/150 Pistas de taxeo 60/70 60/70 85/100 85/100 Plataformas de estación 60/70 60/70 60/70 85/100

Aeropistas: Tráfico pesado y muy pesado 60/70 60/70 85/100 85/100 Tráfico medio a lijero 85/100 85/100 85/100 120/150

Calles: Tráfico pesado y muy pesado 60/70 60/70 85/100 * 85/100 Tráfico medio a lijero 85/100 85/100 85/100 85/100

Accesos: Industriales 60/70 60/70 85/100 85/100 Estaciones de servicio 60/70 60/70 85/100 85/100 Residenciales 85/100 85/100 85/100 85/100

Estacionamientos: Playas industriales 60/70 60/70 85/100 85/100 Playas comerciales 60/70 60/70 85/100 85/100

Canchas deportivas: Canchas de tenis 85/100 85/100 85/100 85/100 Parques deportivos 85/100 85/100 85/100 85/100 Sardineles 60/70 60/70 60/70 60/70

* En el caso de "Sheet Asphalt" (Capa asfáltica delgada), generalmente se utiliza el grado PEN 60/70

TABLA - 02

2 1/2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" Nº4 Nº8 Nº16 Nº30 Nº50 Nº100 Nº200

Mezcla para selloII a 100 40-85 5-20 0-4 4.0 - 5.0II b 100 70-100 20-40 5-20 0-4 4.0 - 5.0

Mezcla para Superficie de RodaduraII b 100 70-100 20-40 5-20 0-4 4.0 - 5.0II c 100 70-100 45-75 20-40 5-20 0-4 3.0 - 6.0III a 100 75-100 35-55 20-35 10.22 6-16 4-12 2-8 3.0 - 6.0III b 100 75-100 60-85 35-55 20-35 10.22 6-16 4-12 2-8 3.0 - 6.0IV a 100 80-100 55-75 35-50 18-29 13-23 8-16 4-10 3.5 - 7.0IV b 100 80-100 70-90 50-70 35-50 18-29 13-23 8-16 4-10 3.5 - 7.0IV c 100 80-100 60-80 48-65 35-50 19-30 13-23 7-15 0-8 3.5 - 7.0V a 100 85-100 65-80 50-65 37-52 25-40 18-30 10-20 3-10 4.0 - 7.5

V b * 100 85-100 65-80 50-65 37-52 25-40 18-30 10-20 3-10 4.0 - 7.5VI a 100 85-100 65-78 50-70 35-60 25-48 15-30 6-12 4.5 - 8.5

VI b * 100 85-100 65-80 47-68 30-55 20-40 10-25 3-8 4.5 - 8.5VII a * 100 85-100 80-95 70-89 55-80 30-60 10-35 4-14 6.0 - 11.0VIII a 100 95-100 85-98 70-95 40-75 20-40 8-16 6.5 - 12.0

Mezcla para Capa ligante (entre dos capas asfálticas)II c 100 70-100 45-75 20-40 5-20 0-4 3.0 - 6.0II d 100 70-100 35-60 15-35 5-20 0-4 3.0 - 6.0III b 100 75-100 60-85 35-55 20-35 10-22 6-16 4-12 2-8 3.0 - 6.0III c 100 75-100 60-85 30-50 20-35 5-20 3-12 2-8 0-4 3.0 - 6.0III d 100 75-100 45-70 30-50 20-35 5-20 3-12 2-8 0-4 3.0 - 6.0IV c 100 80-100 60-80 48-65 35-50 19-30 13-23 7-15 0-8 3.5 - 7.0

Mezcla para Capa de nivelaciónIII b 100 75-100 50-85 35-55 20-35 10-22 6-16 4-12 2-8 3.0 - 6.0V b * 100 85-100 65-80 50-65 37-52 25-40 18-30 10-20 3-10 4.0 - 7.5VI b * 100 85-100 65-80 47-68 30-55 20-40 10-25 3-8 4.5 - 8.5

Mezcla para Capa de baseI a 100 35-70 0-15 0-5 0-3 3.0 - 4.5II d 100 70-100 35-60 15-35 5-20 0-4 3.0 - 6.0II e 100 70-100 50-80 25-60 10-30 5-20 0-4 3.0 - 6.0III d 100 75-100 45-70 30-50 20-35 5-20 3-12 2-8 0-4 3.0 - 6.0III e 100 75-100 60-85 40-65 30-50 20-35 5-20 3-12 2-8 0-4 3.0 - 6.0IV d 100 80-100 70-90 55-75 45-62 35-50 19-30 13-23 7-15 0-8 3.5 - 7.0

Granulometrías intermedias que han dado buenos resultadosA 100 95-100 50-70 30-50 5-25 2-10 4.0 - 9.5B 100 95-100 60-80 30-50 20-40 5-25 1-10 4.0 - 9.5C 100 95-100 60-80 25-45 15-35 3-20 0-5 4.0 - 9.5

* Pueden utilizarse en capas de base cuando no se cuenta con agregados gruesos.

CARACTERISTICAS DE LOS TIPOS DE MEZCLAS SUGERIDOS POR ELINSTITUTO DEL ASFALTO (USA)

MiefType

%Asfalto

TABLA - 03

CRITERIO DE MARSHALL PARA EL DISEÑO

Clasificación del Tránsito Pesado y muy pesado * Medio * Ligero *Número de golpes de martillo en cada extremo de la muestra 75 50 35Propiedades Min. Máx. Min. Máx. Min. Máx. Estabilidad 1800 --- 1200 --- 750 --- Flujo (0.01") 8 14 8 16 8 18 Porcentaje de vacios 3 5 3 5 3 5 Porcentaje de vacios en el agregado mineral (VMA) VER TABLA - 04 Porcentaje de vacios llenos con asfalto (VFA) 65 75 65 78 70 80

TABLA - 04

DISEÑO Y CONTROL DE MEZCLAS EN CALIENTE

ITEM DESCRIPCION 1 2 3 4 5 6 7 8a) % C.A. en peso de la mezcla 6.50 6.50 7.00 7.00 7.50 7.50 8.00 8.00b) % agregado grueso en peso de la mezcla 47.50 47.50 47.25 47.25 47.00 47.00 46.75 46.75c) % agregado fino en peso de la mezcla 47.50 47.50 47.25 47.25 47.00 47.00 46.75 46.75d) % filler en peso de la mezclae) Pe. del CA. (g/cc) 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00f) Pe. del agregado grueso (g/cc) 2.67 2.67 2.67 2.67 2.67 2.67 2.67 2.67g) Pe. del agregado fino (g/cc) 2.69 2.69 2.69 2.69 2.69 2.69 2.69 2.69h) Pe. del filler (g/cc)i) Altura promedio de la briqueta (cm) 2.502 2.480 2.427 2.444 2.444 2.446 2.452 2.439j) Peso de la briqueta al aire (gr.) 1,230.00 1,230.50 1,225.50 1,224.00 1,230.50 1,229.00 1,228.00 1,228.50k) Peso de (briqueta + parafina) al aire (gr.) 1,239.50 1,240.00 1,234.00 1,234.00 1,239.00 1,237.50 1,236.00 1,237.50l) Peso de (briqueta + parafina) al agua (gr.) 729.30 731.20 732.70 730.00 735.30 733.70 733.10 733.20

m) Volumen de (briqueta + parafina) (k-l) (cc) 510.20 508.80 501.30 504.00 503.70 503.80 502.90 504.30n) Peso de la parafina (k-j) (gr.) 9.50 9.50 8.50 10.00 8.50 8.50 8.00 9.00ñ) Volumen de la parafina (n/Pe parafina * ) 10.56 10.56 9.44 11.11 9.44 9.44 8.89 10.00o) Volumen de la briqueta por desplazamiento (m-ñ) (cc) 499.64 498.24 491.86 492.89 494.26 494.36 494.01 494.30p) Volumen geometrico (i*Area del molde **) (cc) 514.76 510.24 499.33 502.83 502.83 503.24 504.47 501.80q) Volumen adoptado (cc) 499.65 498.25 491.85 492.90 494.25 494.35 494.00 494.30r) Peso unitario de la briqueta (j/q) (gr/cc) 2.46 2.47 2.49 2.48 2.49 2.49 2.49 2.49

s)

2.38 2.38 2.37 2.37 2.35 2.35 2.33 2.33

t) % de Vacíos = 100(s-r)/s -3.26 -3.60 -5.30 -4.95 -6.00 -5.85 -6.61 -6.59u) Estabilidad sin corregir 2727.12 2872.57 2707.25 2645.25 2490.25 2748.58 2407.59 2541.9v) Factor de estabilidad 1.00 1.00 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04w) Estabilidad corregida 2727.12 2872.57 2815.54 2751.06 2589.86 2858.52 2503.89 2643.58x) Flujo 9.00 9.00 13.00 12.00 13.00 12.00 17.00 17.00y) g = r(e-a/100) 2.30 2.31 2.32 2.31 2.30 2.30 2.29 2.29

z)

2.68 2.68 2.68 2.68 2.68 2.68 2.68 2.68

a1) VMA = 100(z-y)/z 14.11 13.84 13.54 13.83 14.07 14.19 14.66 14.68

* Pe. De la parafina = 0.9 g/cc.** Area de molde = 12.56 pulg^2 = 81 cm2.

Máxima densidad teórica de la mezcla (gr/cc):

D=100ae+ bf+ cg+ dh

Dl=b+c+dbf+ cg+ dh

FIGURA - 01

ES

TA

BIL

IDA

D (

Lb

s)2850

2800

2700

2600

2500

6 6.5 7 7.5 8

% C.A. DE LA MEZCLA TOTAL

FIGURA - 02

PE

SO

UN

ITA

RIO

(g

r/cc

)

2.51

2.5

2.49

2.48

2.47

2.46

2.45

2.44

6 6.5 7 7.5 8

% C.A. DE LA MEZCLA TOTAL

FIGURA - 03

% D

E V

AC

IOS

4

3

2

1

6 6.5 7 7.5 8

% C.A. DE LA MEZCLA TOTAL

FIGURA - 04

FL

UJO

(0.

01")

17

16

15

14

13

12

11

10

9

6 6.5 7 7.5 8

% C.A. DE LA MEZCLA TOTAL