PRUEBAS ESPECIALES EN MEZCLAS ASFLTICAS
Dr. Pedro Limn Covarrubias
10 de Abril de 2015
Gobierno del Estado de Mxico
NDICE
1. Introduccin
2. Pruebas especficas de acuerdo al tipo de
mezcla
3. Pruebas especiales para evaluar los diferentes
tipos de fallas
4. Conclusiones
1. Introduccin
Las mezclas asflticas utilizadas en la construccin de carreteras son elaboradas con agregados ptreos y asfalto, respetando ciertas
normas y dosificaciones determinadas con el objeto de conseguir
determinadas caractersticas estructurales y funcionales.
Para conseguir las exigencias estructurales y funcionales una mezcla asfltica debe contar con diversas propiedades.
a) Estabilidad
b) Resistencia a las deformaciones plsticas
c) Resistencia a la fatiga
d) Impermeabilidad
e) Entre otras
NDICE
1. Introduccin
2. Pruebas especficas de acuerdo al tipo de
mezcla
3. Pruebas especiales para evaluar los diferentes
tipos de fallas
4. Conclusiones
2. Pruebas especificas de acuerdo al
tipo de mezcla
2.1 MEZCLAS DENSAS
2.1.1 PROTOCOLO AMAAC
2.2 MEZCLAS ABIERTAS
2.3 MEZCLAS TIPO SMA
2.1 MEZCLAS DENSAS
- Diseadas mediante compactador de impactos (Marshall)
- Verificar propiedades volumtricas: Vacos, VAM, VFA
- Verificar propiedades Marshall: Estabilidad, Flujo y
Rigidez o Mdulo Marshall
En el diseo Marshall la
finalidad es obtener un
porcentaje ptimo de asfalto
mediante propiedades
volumtricas, estabilidad y flujo
Marshall.
%Asfalto-Densidad
2150
2200
2250
6,0 7,0 8,0 9,0
%Asfalto
Den
s. (k
g%
m3)
%Asfalto-Estabilidad
5000,00
5350,00
5700,00
6,0 7,0 8,0 9,0
%Asfalto
Esta
bilid
ad
(lb
f)
%Asfalto-Flujo
1,500
2,500
3,500
4,500
6,0 7,0 8,0 9,0
%AsfaltoF
lujo
(m
m)
2.1.1 PROTOCOLO AMAAC
2.1.1 PROTOCOLO AMAAC
- Nivel 1
Se establecen nuevos ensayos en agregados ptreos y
asfaltos, valores de aceptacin ms rgidos y granulometras
especficas.
Propiedades volumtricas:
Requerimientos para el diseo
volumtrico
TSR= 80%MN
- NIVEL 2:
NIVEL 1 + DEFORMACIN PERMANENTE
A) RUEDA DE HAMBURGO
Grado PG superior del asfalto Ciclos mnimos para la deformacin mxima de 10
mm
PG 64 o inferior
PG 70
PG 76 o superior
10.000
15.000
20.000
B) ANALIZADOR DE PAVIMENTOS (APA)
Nivel de trnsito Rodera mxima,
Bajo 7,0 mm
Medio 5,5 mm
Alto 4,0 mm
Muy alto 3,0 mm
C) RUEDA ESPAOLA
Grado PG superior del
asfalto Categora de trnsito
Bajo Medio Alto Muy alto
PG 64 o inferior 20 20 20 15
PG 70 20 20 15 15
PG 76 o superior 20 20 15 12
Deformaciones Permanentes en Mquina de Pista a 60 C
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120
Tiempo (min)
Defo
rma
ci
n (
mm
)
AC-20
ELVALOY
SBS
EVA
OXIDADO
- NIVEL 3:
NIVEL 2 + MDULO DINMICO
A) MDULO DINMICO
- NIVEL 4:
NIVEL 3 + ENSAYO DE FATIGA
A) ENSAYO DE FATIGA (A 4 PUNTOS)
En el nivel 4 de diseo se recomienda que una vez determinada la frmula de trabajo, se debe determinar la resistencia a la fatiga de
la mezcla asfltica, empleando la viga de flexin de 4 puntos,
conforme al procedimiento especificado en el mtodo AASHTO
T-321 bajo las siguientes condiciones:
Ciclos a la falla = 2000 microstrain (),
Frecuencia = 10 Hz,
Volumen de vacos de las probetas = 41,0%
Temperatura de prueba = 20C
Mtodo de prueba = AASHTO T-321
Dependiendo del tipo de asfalto usado, las especificaciones son diferentes.
Primeras obras que se realizaron con Protocolo AMAAC:
Ao 2009 (Santa Rosa La Barca y Linares Nuevo Len)
2.2 MEZCLAS ABIERTAS
- Diseadas mediante compactador de impactos (Marshall)
- Verificar propiedades volumtricas: Vacos
- Verificar propiedades Cohesin: Mtodo Cantabro
2.3 MEZCLAS SMA
Es una mezcla asfltica en
caliente que se caracteriza
por ser impermeable, estable,
durable y resistente a la
formacin de roderas.
Cmo se alcanzan estas caractersticas?
A travs de la formacin de una
estructura granular con
contacto entre partculas
gruesas, rellena con un mstico
rico en ligante y estabilizado
con fibras.
- Diseadas mediante compactador Giratorio
- Verificar propiedades volumtricas: Vacos, VAM, VFA y
contacto piedra contra piedra
- Verificar TSR: AASHTO T-283
- Verificar Escurrimiento: Ensayo Schellemberg
Esqueleto Ptreo
Filler Arena Asfalto
Fibras de Celulosa
Estructura Granular
+ Mastic
S TONE
M ASTIC
A SPHALT
Grficamente
SMA Dense Graded
SMA Mezcla densa
Beneficios del
SMA
Elevado ndice de friccin/Seguridad
Disminucin de ruido
Disminucin de proyeccin de agua
Mejor drenaje superficial
Impermeabilidad
Mayor durabilidad
Bajo mantenimiento
Propiedades de los ridos gruesos
M-MMP-4-05-043
Abrasin LA, % 25 mx.
Caras fracturadas, % 100
Partculas lajeadas, % 25 mx.
Intemperismo 5 ciclos, % 20 mx.
Absorcin de agua, % 2 mx.
Propiedades de los ridos finos
ndice de plasticidad No plstico
Equivalente de arena 55 mn.
Azul de metileno 12 mx.
Lmites
granulomtricos
Grava 1/2" Grava 3/4"BANCO 1 BANCO 2 BANCO 3 BANCO 4 BANCO 5 1 1/2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
3/4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1/2 0.00 7.95 0.00 0.00 0.00
3/8 12.31 5.17 0.00 0.00 0.00
1/4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
No. 4 46.44 1.83 0.00 0.00 0.00
No. 8 0.75 0.01 0.38 0.00 0.00
No. 16 0.07 0.01 4.36 0.00 0.00
No. 30 0.04 0.00 3.65 0.00 0.00
No. 50 0.02 0.00 2.43 0.00 0.00
No. 100 0.03 0.00 2.60 0.00 0.00
No. 200 0.06 0.01 2.01 0.00 0.00
pasa 200 0.27 0.04 9.58 0.00 0.00
TOTAL 60.00 15.00 25.00 0.00 0.00
ZONA DE ESPECIFICACIONES GRANULOMETRICAS, ABERTURA EN mm
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
MALLAS
% Q
UE
PA
SA
0.0
74
0.1
49
0.3
0
0.6
0
1.1
8
2.3
6
4.7
5
9.5
1
12.7
19.0
25.4
38.1
200 100 50 30 16 8 4 3/8" 1/2" 3/4" 1" 11/2"
Grava 1/2" Grava 3/4"
BANCO 1 BANCO 2 BANCO 3 BANCO 4 BANCO 5
1 1/2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
3/4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1/2 0.00 7.95 0.00 0.00 0.00
3/8 12.31 5.17 0.00 0.00 0.00
1/4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
No. 4 46.44 1.83 0.00 0.00 0.00
No. 8 0.75 0.01 0.38 0.00 0.00
No. 16 0.07 0.01 4.36 0.00 0.00
No. 30 0.04 0.00 3.65 0.00 0.00
No. 50 0.02 0.00 2.43 0.00 0.00
No. 100 0.03 0.00 2.60 0.00 0.00
No. 200 0.06 0.01 2.01 0.00 0.00
pasa 200 0.27 0.04 9.58 0.00 0.00
TOTAL 60.00 15.00 25.00 0.00 0.00
ZONA DE ESPECIFICACIONES GRANULOMETRICAS, ABERTURA EN mm
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
MALLAS
% Q
UE
PA
SA
0.0
74
0.1
49
0.3
0
0.6
0
1.1
8
2.3
6
4.7
5
9.5
1
12.7
19.0
25.4
38.1
200 100 50 30 16 8 4 3/8" 1/2" 3/4" 1" 11/2"
Grava 1/2" Grava 3/4"
BANCO 1 BANCO 2 BANCO 3 BANCO 4 BANCO 5
1 1/2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
3/4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1/2 0.00 7.95 0.00 0.00 0.00
3/8 12.31 5.17 0.00 0.00 0.00
1/4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
No. 4 46.44 1.83 0.00 0.00 0.00
No. 8 0.75 0.01 0.38 0.00 0.00
No. 16 0.07 0.01 4.36 0.00 0.00
No. 30 0.04 0.00 3.65 0.00 0.00
No. 50 0.02 0.00 2.43 0.00 0.00
No. 100 0.03 0.00 2.60 0.00 0.00
No. 200 0.06 0.01 2.01 0.00 0.00
pasa 200 0.27 0.04 9.58 0.00 0.00
TOTAL 60.00 15.00 25.00 0.00 0.00
ZONA DE ESPECIFICACIONES GRANULOMETRICAS, ABERTURA EN mm
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
MALLAS
% Q
UE
PA
SA
0.0
74
0.1
49
0.3
0
0.6
0
1.1
8
2
.36
4.7
5
9.5
1
12.7
19.0
25.4
38.1
200 100 50 30 16 8 4 3/8" 1/2" 3/4" 1" 11/2"
Grava 1/2" Grava 3/4"
BANCO 1 BANCO 2 BANCO 3 BANCO 4 BANCO 5
1 1/2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
3/4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1/2 0.00 7.95 0.00 0.00 0.00
3/8 12.31 5.17 0.00 0.00 0.00
1/4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
No. 4 46.44 1.83 0.00 0.00 0.00
No. 8 0.75 0.01 0.38 0.00 0.00
No. 16 0.07 0.01 4.36 0.00 0.00
No. 30 0.04 0.00 3.65 0.00 0.00
No. 50 0.02 0.00 2.43 0.00 0.00
No. 100 0.03 0.00 2.60 0.00 0.00
No. 200 0.06 0.01 2.01 0.00 0.00
pasa 200 0.27 0.04 9.58 0.00 0.00
TOTAL 60.00 15.00 25.00 0.00 0.00
ZONA DE ESPECIFICACIONES GRANULOMETRICAS, ABERTURA EN mm
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
MALLAS
% Q
UE
PA
SA
0.0
74
0.1
49
0.3
0
0.6
0
1.1
8
2
.36
4.7
5
9.5
1
12.7
19.0
25.4
38.1
200 100 50 30 16 8 4 3/8" 1/2" 3/4" 1" 11/2"
Granulometras de
ensayo
Grava 1/2" Grava 3/4"
BANCO 1 BANCO 2 BANCO 3 BANCO 4 BANCO 5
1 1/2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
3/4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1/2 0.00 7.95 0.00 0.00 0.00
3/8 12.31 5.17 0.00 0.00 0.00
1/4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
No. 4 46.44 1.83 0.00 0.00 0.00
No. 8 0.75 0.01 0.38 0.00 0.00
No. 16 0.07 0.01 4.36 0.00 0.00
No. 30 0.04 0.00 3.65 0.00 0.00
No. 50 0.02 0.00 2.43 0.00 0.00
No. 100 0.03 0.00 2.60 0.00 0.00
No. 200 0.06 0.01 2.01 0.00 0.00
pasa 200 0.27 0.04 9.58 0.00 0.00
TOTAL 60.00 15.00 25.00 0.00 0.00
ZONA DE ESPECIFICACIONES GRANULOMETRICAS, ABERTURA EN mm
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
MALLAS
% Q
UE
PA
SA
0.0
74
0.1
49
0.3
0
0.6
0
1.1
8
2.3
6
4.7
5
9.5
1
12.7
19.0
25.4
38.1
200 100 50 30 16 8 4 3/8" 1/2" 3/4" 1" 11/2"
1 opcin
2 opcin
3 opcin
MIXDRC
s
sb
mb
mm
mb
VCAVCA
VAM
Vacos-VAM 100 VFA
PG
G-100 VAM
G
G1100Vacos
Parmetros de diseo volumtrico
Compactacin SGC 100 giros
Compactacin Marshall 75 golpes c/cara
Contenido de Asfalto, % 6.5 mn.
Fibras de celulosa , % 0.3 mn.
Vacos en la mezcla, % 2 a 4
VMA, % 17 mn.
VFA, % 75 a 82
VCADRC > VCAMIX
Escurrimiento, %
Existen algunos ensayos complementarios para el diseo de mezclas abiertas, en los
cuales se verifican algunas propiedades
importantes:
Escurrimiento (AASHTO T305 y Schellenberg)
Susceptibilidad al agua (AASHTO T-283)
Escurrimiento (AASHTO T 305)
muestra la de inicial Peso C
(limpio) plato del inicial Peso B
nto)escurrimie(con plato del final PesoA
100C
BADrenaje
NDICE
1. Introduccin
2. Pruebas especficas de acuerdo al tipo de
mezcla
3. Pruebas especiales para evaluar los
diferentes tipos de fallas
4. Conclusiones
3. Pruebas especiales para evaluar las
diferentes tipos de fallas
3.1 DEFORMACIN PERMANENTE (RUTTING)
3.2 AGRIETAMIENTO POR FATIGA
3.3 AGRIETAMIENTO TRMICO
3.4 RIGIDEZ DE MEZCLA (MDULO)
3.5 PRUEBAS DE SIMULACIN
3.1 DEFORMACIN PERMANENTE (RUTTING)
3.2 AGRIETAMIENTO POR FATIGA
3.3 AGRIETAMIENTO TRMICO
3.4 RIGIDEZ DE LA MEZCLA (MODULO)
Tipo de Betn
0
1000
2000
3000
4000
5000
PG-58 PG-64 PG-70 PG-76 PG-82
Tipo de betn
M
du
lo r
esil
ien
te (
MP
a)
Mdulo Resiliente
3.5 PRUEBAS DE SIMULACIN
NDICE
1. Introduccin
2. Pruebas especficas de acuerdo al tipo de
mezcla
3. Pruebas especiales para evaluar los diferentes
tipos de fallas
4. Conclusiones
4. CONCLUSIONES
1.- Cada tipo de mezcla debe ser evaluada con su ensayo correspondiente.
2.- Todos los ensayos nos dan una idea del comportamiento que tendr la mezcla en campo.
3.- Existen ensayos para evaluar cada una de las fallas que existen en las mezclas asflticas.
4.- Los ensayos en las mezclas asflticas siguen en aumento, pero lo ms importante es lograr ensayos prcticos y confiables.
MUCHAS GRACIAS!!!!!!!
Disear y evaluar bien una mezcla asfltica es el comienzo de un buen pavimento
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