1.-Asfaltos, Generalidades y Caracterización

7/25/2019 1.-Asfaltos, Generalidades y Caracterizacin

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SEMINARIO

IMPORT NCI DE LOS

GREG DOS PTREOS EN LOS

P VIMENTOS FLEXIBLES

GUADALAJARA, JAL.

JUNIO 2004


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Asociacin Mexicanadel Asfalto, A. C.

CALIDAD DE LOSMATERIALES PTREOS

ING. RAFAEL NGEL LIMN LIMN


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PROCEDIMIENTOS DE DISEO DE SUPERPAVEPARA MEZCLAS ASFALTICAS.

. .Tpicamente se utilizan pasos aislados para la seleccin de asfaltos y

materiales agregados y dirigen los procedimientos de diseo de mezclas

para combinarlos. El diseo de mezcla de Superpave integra la seleccin

de material y el diseo en procedimientos basados en el clima y el trafico

del proyecto.

AGREGADOS MINERALES.Las propiedades de los agregados minerales son obviamente importantes

para el desempeo de la mezcla asfltica. Mientras no se desarrollen

nuevos procedimientos de pruebas, los procedimientos existentes sonajustados para encajar en el sistema Superpave. En el sistema Superpave

se especifican dos tipos de propiedades de los agregados: de fuente y de

consenso.


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PROPIEDADES DE CONSENSO

Las investigaciones de SHRP creen que son criticas para alcanzar unalto desempeo del HMA. Deben ser obtenidas a varios niveles

dependiendo del volumen de trfico y la posicin del pavimento. Las

propiedades de consenso son angulosidad de los agregados gruesos;

Angulosidad de los agregados finos; particulas largas y planas; y elcontenido de arcilla (equivalente de arena).

Mediante la especificacin de la angulosidad de los agregados finos ygruesos, Superpave busca alcanzar un HMA con alto grado de friccin

interna y as obtener mayor fuerza en las esquilas para la resistencia a

las roderas. La limitacin de las piezas alargadas asegura que el HMA

no sea susceptible a fracturas durante el manejo construccin y el trfico.

La limitacin de la cantidad de arcilla hace crecer la adhesin entre el

asfalto y los agregados.


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PROPIEDADES DE ORIGEN O FUENTE

Las propiedades de origen de Superpave son la dureza, pureza y laelasticidad de los materiales. La dureza es medida mediante la prueba de

abrasin LA. La pureza es medida mediante la prueba de pureza de

sulfato de magnesio. La elasticidad de los materiales mediante las

pruebas de grumos de arcilla y fiabilidad.

Para determinar el tipo de granulometra, Superpave utiliza el grfico de

graduacin de poder de 0.45, que controla los lmites de en una zonarestringida para desarrollar el diseo de la estructura de los agregados.

Esta debe pasar entre los puntos de control graduado mientras restringe

la zona de graduacin. La zona restringida es utilizada por Superpave

para eliminar las mezclas que tienen una alta porcin de arena fina conrelacin a la arena total y para evitar graduaciones que sigan la lnea de

mxima densidad, que normalmente no tienen vacos adecuados en los

agregados minerales (VAM).


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DISEO DE MEZCLA SUPERPAVE

Existen dos nuevos elementos dentro del sistema de Superpave, las pruebas dedesempeo y los diseos de compactacin. Los diseos de compactacin van

acompaados del compactador giratorio de Superpave (SGC. El SGC, puede

utilizarse para disear mezclas que no presenten un comportamiento delicado y

que no se densifican en forma peligrosa con bajos contenidos de vacos de airebajo la accin del trafico.

Los ensayes base de comportamiento y los modelos de prediccin de desempeo

para HMA, son desarrollos importantes de la investigacin de asfalto de SHRP. Los

resultados de estas pruebas son utilizados para hacer predicciones detalladas del

desempeo del pavimento actual. Los procedimientos de prueba y los modelos de

prediccin del desempeo han sido desarrollados de forma tal, que permita al

ingeniero estimar la vida til de un prospecto de HMA en trminos del equivalente

de ejes sencillos de carga (ESALs). Se han desarrollado dos nuevas pruebas dedesempeo, el Probador de Esfuerzo Cortante de Superpave (SSt) y el Probador

de Tensin Indirecta (IDT).

El diseo y procedimientos de anlisis de mezcla de Superpave, dependen para suuso del nivel de trfico para el cual son diseados los pavimentos


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ANGULARIDAD DE LOS AGREGADOS GRUESOS

Trfico

Millones de ESALs

Profundidad desde

la superficie

< 100 mm.

Profundidad desde

la superficie

> 100 mm

< 0.3 55/- -/-

< 1 65/- -/-

< 3 75/- 50/-< 10 85/80 60/-

< 30 95/90 85/75< 100 100/100 95/90

> = 100 100/100 100/100

CRITERIOS


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ANGULARIDAD DE LOS AGREGADOS FINOS

Trfico

Millones de ESALs

Profundidad desdela superficie

< 100 mm.

Profundidad desdela superficie

> 100 mm

< 0.3 - -< 1 40 -

< 340 40

< 10 45 40

< 30 45 40

< 100 45 40

> = 100 45 45

CRITERIOS


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CONTENIDO DE ARCILLA

TrficoMillones de ESALs

PorcentajeMximo

< 0.3 -

< 1 -

< 3 10

< 10 10< 30 10

< 100 10

> = 100 10

CRITERIO DE ANGULARIDAD DE LOS AGREGADOS GRUESOS


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Trfico

Millones de ESALs

Porcentaje Mnimo deequivalente de arena

0.3 40

1 40

3 40

10 40

30 45100 50

> = 100 50

CRITERIO DEL CONTENIDO DE ARCILLA

O VALOR EQUIVALENTE DE ARENA


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GRADUACIN


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GRADUACIONES DE MEZCLA SUPERPAVE

DesignacinSuperpave

Tamao MximoNominal

mm

TamaoMximo

mm

37.5 37.5 50.0

25.0 25.0 37.5

19.0 19.0 25.0

12.5 12.5 19.0

9.5 9.5 12.5


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MEZCLAS VOLUMTRICAS DE ASFALTO

El agregado mineral es poroso y puedeabsorver agua y asfalto en un grado variable

Volumen Especfico de Densidad, Dsb

Densidad Especifica Aparente, DsaDensidad Especifica Efectiva, Dse

Vacos en el Agregado Mineral, VAM

Contenido Efectivo de Asfalto, VvaVolumen de Vacos de Aire, Vv

Vacos rellenos de Asfalto, Vva


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ANLISIS DE UNA MEZCLA DE PAVIMENTOS COMPACTA


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ANLISIS DE UNA MEZCLA DE PAVIMENTOS COMPACTALa medicin y clculos necesarios para el anlisis de vacos son:

Medicin del volumen especfico de densidad del agregado mineral (AASHTO T85 o ASTM

C 127) y de los agregados finos (AASHTO T84 o ASTM C 128).

Medicin de la densidad especfica del cemento asfltico (AASHTO T 228 o ASTM D 70) y

del filler mineral (AASHTO T 100 o ASTM D 854).

Calcular la densidad especfica del volumen de la combinacin de agregados en la mezcla

de pavimento.

Medir la densidad mxima especfica de la mezcla de pavimento perdida (ASTM D 2041 o

AASHTO T209).

Medir la gravedad especfica del volumen de la mezcla de pavimento compactada (ASTM D1188/D 276 o AASHTO T166).

Calcular la densidad especfica de los agregados.

Calcular la densidad especfica mxima de otros contenidos de asfalto.

Calcular la absorcin de asfalto de los agregados.

Calcular el contenido efectivo de asfalto de la mezcla de pavimento.

Calcular el porcentaje de vacos en el agregado mineral en la mezcla compacta de

pavimento.

Calcular el porcentaje de vacos de aire en la mezcla compactada de pavimentos.

Calcular el porcentaje de vacos rellenos de asfalto en la mezcla compacta de pavimento.


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Gravedad

especfica

Mtodos de

Prueba

Composicin

de la Mezcla

Material

Cemento Asfltico

Agregados deGrava

Agregados Arenay Finos

Filler Mineral

Volumen

1.030 (Db)

2.716 (D1)

2.689 (D2)

---

AASHTO ASTM

T 228 D 70

T 85 C 127

T84 T 128

T 100 D 854

Porcentaje Porcentaje

por Masa por Masa

del Total del Total de

de Mezcla Agregados

5.3(Pb) 5.6 (Pb)

47.4 (P1) 50.0 (P1)

47.3 (P2) 50.0 (P2)

---- ----

MEZCLAS ASFLTICAS DE PAVIMENTOS


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DENSIDAD ESPECIFICA DEL VOLUMEN DE LOS AGREGADOS.

P1 + P2 + .......+ Pn

Dsb = __________________

P1 + P2 +........+ Pn

D1 D2 Dn

Donde:

Dsb = Densidad de volumen especfico para el total de los agregados

P1, P2, Pn = Porcentajes individuales de masa de agregados

D1, D2, Dn = Densidad de volumen especficos de agregados.

El volumen especfico de gravedad de un material de relleno es

difcil de determinar. Sin embargo, si la densidad especfica

aparente del relleno es substituida, el error es insignificante.



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DENSIDAD ESPECIFICA EFECTIVA DE LOS AGREGADOS.

Pmn - Pbn

Dsb = __________________

Pmn - Pb

Dmn Db

Donde:

Dsb = Densidad especfica efectiva de los agregados

Dn

= Densidad mxima especfica de la mezcla

pavimentos (ASTM D 2041/AASHTO T 209)

Pmn = Porcentaje de masa

Pb = Contenido de Asfalto de la prueba ASTM D2041/AASHTO T209,

porcentaje total de masa de mezcla del total de la mezcla perdidaDb = Densidad especfica del asfalto

El volumen del ligante asfltico absorbido por un agregado es casiinvariablemente menor que el volumen de agua que se absorbe


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SELECCIN DEL AGREGADO

Gravedades especficas del agregado

AGREGADO

PESO

ESPECIFICOBRUTO

PESO

ESPECFICOAPARENTE

Grava de 1 2.703 2.785

Triturado de 2.689 2.776

Triturado de 3/8 2.723 2.797

Arena detrituracin

2.694 2.744

Arena natural 2.679 2.731



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Angularidad del agregado grueso

Agregado

Una o mscaras trituradas Criterio

Dos o mscaras

trituradasCriterio

Grava de 1 92% 95% min 88% 90% min

Triturado de 95% 95% min 94% 90% min

Triturado de 3/8 99% 95% min 95% 90% min

Angularidad del agregado fino

Agregado % vacos de aire (suelta) Criterio

Arena triturada 62% 45% min

Arena cribada 36% 45% min



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Partculas chatas y alargadas

Agregado %chatas/alargadas Criterio

Grava de 1 0% 10% max

Triturado de 0% 10% max

Triturado de 3/8 0% 10% max

Agregado % vacos de aire (suelta) Criterio

Arena triturada 47% 45% min

Arena cribada 70% 45% min

Contenido de arcil la (equivalente de arena)


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FIN

MUCHAS GRACIAS!

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