i Mezclas - Analisis Densidad y Vacios

Mezclas AsfálticasMezclas Asfálticasl i l é il i l é iRelaciones VolumétricasRelaciones Volumétricas

TerminologíaTerminologíagg

id d ífi d l l id d ífi d l l Densidad específica de la mezcla Densidad específica de la mezcla compactada.compactada.Densidad específica máxima.Densidad específica máxima.Contenido de aireContenido de aireContenido de aire.Contenido de aire.Densidad específica efectiva del Densidad específica efectiva del agregadoagregadoagregado.agregado.Vacíos en el agregado mineral, VAMVacíos en el agregado mineral, VAMVacíos llenos con asfalto, VFAVacíos llenos con asfalto, VFA

2

Relaciones VolumétricasRelaciones Volumétricas

Va VAM

VVb Vbab

Vmb V b

Vse Vmmmb Vsb

3

Densidad específica de la Densidad específica de la mezclamezcla compactadacompactadamezclamezcla compactadacompactada

Ligante y agregados mezclados y Ligante y agregados mezclados y compactados.

Peso Agr. Y CAPeso Agr. Y CAGG ==

Vol. agr., CA, aireVol. agr., CA, aireGGmbmb ==

4

EnsayosEnsayosEnsayosEnsayos

Mezcla de asfalto y agregadoMezcla de asfalto y agregadoCompactación de la muestraCompactación de la muestraPeso de la muestra secaPeso de la muestra secaPeso sumergidaPeso sumergidaPeso Saturada Superficialmente Seca Peso Saturada Superficialmente Seca Peso Saturada Superficialmente Seca, Peso Saturada Superficialmente Seca, SSSSSS

5


óóObtención del peso de Obtención del peso de la muestra la muestra

ddcompactada secacompactada seca

6


Obtención del peso de Obtención del peso de la muestra SSSla muestra SSSla muestra SSSla muestra SSS

7

CálculosCálculosCálculosCálculos

GGmbmb = A / ( B = A / ( B -- C )C )

donde:donde:A = Peso muestra secaA = Peso muestra secaA = Peso muestra secaA = Peso muestra secaB = Peso muestra SSSB = Peso muestra SSSC = Peso muestra sumergidaC = Peso muestra sumergida

8

Máxima Densidad Máxima Densidad ífiífiEspecífica Específica

Si h bi iSi h bi iSi no hubiera aireSi no hubiera aire

Peso Agr y CAPeso Agr y CAGG ==

Vol. Agr y CAVol. Agr y CAGGmmmm ==

9


Mezcla Asfalto y AgregadoMezcla Asfalto y AgregadoPeso al airePeso al airePeso sumergidaPeso sumergidaPeso sumergidaPeso sumergida

10

EnsayosEnsayosyy

M l S lM l S lMezcla SueltaMezcla Suelta

11

EnsayosEnsayosEnsayosEnsayosManómetro Manómetro

residualresidual

Recipiente metálicoRecipiente metálicoRecipiente metálicoRecipiente metálicocon tapacon tapa

Bomba Bomba VacíoVacío

12Mesa vibradoraMesa vibradora

CálculosCálculosCálculosCálculos

GGmmmm = A / ( A = A / ( A -- C )C )

donde:donde:A = Peso muestra secaA = Peso muestra secaA = Peso muestra secaA = Peso muestra secaC = Peso muestra sumergidaC = Peso muestra sumergida

13

Contenido de aireContenido de aireCálculo usando ambas densidades Cálculo usando ambas densidades específicasespecíficas

GGmbmb

GGmmmmCont. Aire = ( 1 Cont. Aire = ( 1 -- ) 100 ) 100

Peso Agr + CAPeso Agr + CAVol Agr, Ca, AireVol Agr, Ca, Aire

==Vol. Agr, CAVol. Agr, CA

Peso Agr + CAPeso Agr + CAVol. Agr, CaVol. Agr, Ca

Vol. Agr, CA, AireVol. Agr, CA, Aire

14

gg

EjemploEjemploEjemploEjemplo

Contenido de aire:Contenido de aire:GGmbmb = 2.222= 2.222GGmbmb 2.222 2.222GGmmmm = 2.423= 2.423

( 1 ( 1 -- 2.222 / 2.423 ) 100 = 8.3 %2.222 / 2.423 ) 100 = 8.3 %

15

Densidad Específica Densidad Específica

Peso, secaPeso, secaEfectivaEfectiva

Vacíos superficialesVacíos superficialesGGsese ==

Peso, secaPeso, secaVolumen efectivoVolumen efectivo

p fp f

PartículaPartícula Vol. Vacíos permeablesVol. Vacíos permeablesal agua, no llenos con asfaltoal agua, no llenos con asfalto

PartículaPartículaSólidaSólida

AgregadoAgregado

Asfalto absorbidoAsfalto absorbidog gg g

16

Volumen efectivo = volumen agregado sólido + volumen Volumen efectivo = volumen agregado sólido + volumen de vacíos no llenos con asfaltode vacíos no llenos con asfalto

Densidad específica Densidad específica p fp fefectivaefectiva

GG 100 100 -- PPbbGGsese = = bb

100100 -- PPbbbb

GGmmmm GGbb

GG es una es una propiedad del agregadopropiedad del agregadoGGsese es una es una propiedad del agregadopropiedad del agregado

17


Mezcla con 5 % de cemento Mezcla con 5 % de cemento asfálticoasfálticoGGmmmm = 2.535= 2.535GGbb = 1.03= 1.03GGbb 1.03 1.03

100 100 -- 55GG

100 100 55

GGsese == = 2. 770= 2. 770100 100 -- 552.535 1.032.535 1.03

18

Vacíos en Agregado Vacíos en Agregado g gg gMineral, VAMMineral, VAM

VAM = VAM = 100 100 -- GGmbmb PPssVAM VAM 100 100 GGsbsb

VAM es un indicador del espesor VAM es un indicador del espesor de la película en la superficie de la película en la superficie

del agregadodel agregadog gg g

19


D d D d Dados :Dados :GGmbmb = 2.455= 2.455mbmb 22PPss = 95%= 95%GGsbsb = 2.703= 2.703

VAM = 100 VAM = 100 --(2.455) (95)(2.455) (95)

2.7032.703 = 13.7= 13.72.7032.703

20

Vacíos llenos con Vacíos llenos con asfalto,VFAasfalto,VFA

VFA = VFA = 100 x100 x VAM VAM -- VVaa

VAM VAM VAM VAM

VFA es el porcentaje de VAM VFA es el porcentaje de VAM ll t fáltill t fáltilleno con cemento asfálticolleno con cemento asfáltico

21

Relaciones de PesoRelaciones de Peso

WW = 0= 0WWaa = 0= 0

WWb b = P= Pb b WWTTWWTT = W= Wbb + W+ Wss

WW P PWWss = P= PssWWTT

WW = Peso de aire W= Peso de aire W = Peso de asfalto W= Peso de asfalto W = Peso de sólidos= Peso de sólidos

22

WWa a = Peso de aire, W= Peso de aire, Wa a = Peso de asfalto, W= Peso de asfalto, Ws s = Peso de sólidos= Peso de sólidosWWTT = Peso total, P= Peso total, Pss = Porcentaje de asfalto en peso.= Porcentaje de asfalto en peso.

Porcentaje de Ligante Porcentaje de Ligante o centaje de igante o centaje de igante absorbidoabsorbido

PPbaba = = 100 (100 (GGsese -- GGsbsb ) G) Gbbbaba ((GGsbsb GGsese

) G) Gbb

PP es el porcentaje de ligante es el porcentaje de ligante PPbaba es el porcentaje de ligante es el porcentaje de ligante absorbido por Peso de absorbido por Peso de

dd23

agregadoagregado

Contenido de Asfalto Contenido de Asfalto EfectivoEfectivo

PPbebe = = PPbb --PPbaba

PPPPbebe PPbb --100100

PPss

l id d f l f i l l id d f l f i l El contenido de asfalto efectivo es el El contenido de asfalto efectivo es el contenido total de asfalto menos el contenido total de asfalto menos el

porcentaje absorbidoporcentaje absorbido(basado en la Peso total de la mezcla) (basado en la Peso total de la mezcla)

24

(basado en la Peso total de la mezcla). (basado en la Peso total de la mezcla).

M l A fáltiM l A fáltiMezclas AsfálticasMezclas AsfálticasRelaciones VolumétricasRelaciones VolumétricasRelaciones VolumétricasRelaciones Volumétricas

Usando Diagramas de Fase Usando Diagramas de Fase gg

GGmbmb = 2.329= 2.329

ii

VOL (cmVOL (cm3 3 )) PESO (g)PESO (g)

aireaireasfaltoasfalto

GGbb = 1.015= 1.015GGbb 1.015 1.015PPbb = 5% por mezcla= 5% por mezcla

Asf absorbidoAsf absorbido

agregadoagregado

ff1.0001.000

GGsbsb = 2.705= 2.705GGsese = 2.731= 2.731

26

GG = 2 329= 2 329VOL (VOL ( 33 )) PESO ( )PESO ( )GGmbmb = 2.329= 2.329

aireaire


WWaa = 0= 0

asfaltoasfaltoGGbb = 1.015= 1.015

PPbb = 5% por mezcla= 5% por mezcla

Asf absorbidoAsf absorbido1.0001.000 WWmm = 1.0 x 2.329 x 1.0 = 2.329= 1.0 x 2.329 x 1.0 = 2.329

agregadoagregadoGGsbsb = 2.705= 2.705

1.0001.000

GGsese = 2.731= 2.731

27

W = W = V xV x G x 1.000G x 1.000

GGmbmb = 2.329= 2.329VOL (cmVOL (cm3 3 )) PESO (g)PESO (g)

00aireaire

asfaltoasfaltoGGbb = 1 015= 1 015

00

GGbb 1.015 1.015PPbb = 5% por mezcla= 5% por mezcla

Asf absorbidoAsf absorbido

0.1160.116WWbb = 0.05 x 2.329 == 0.05 x 2.329 =

agregadoagregado

ff

1.0001.000 2.3292.329

GGsbsb = 2.705= 2.705GGsese = 2.731= 2.731 WWss = 2.329 = 2.329 -- 0.116 = 2.2130.116 = 2.213

28


aireaire

asfaltoasfalto

00

asfaltoasfaltoGGbb = 1.015= 1.015

A f b bidA f b bid

0.1160.116

agregadoagregado

Asf.absorbidoAsf.absorbido2.3292.3291.0001.000

agregadoagregadoGGsbsb = 2.705= 2.705GGsese = 2.731= 2.731 2.2132.213

0.8180.8180.8100.810

WWVVsese = = 2.213 2.213 = 0.810= 0.810

2.731x 1.02.731x 1.0

29

V = V = G x 1.000G x 1.000VVsb sb = = 2.213 2.213 = 0.818= 0.8182.705x 1.02.705x 1.0


aireaire 00

VOL (cmVOL (cm )) PESO (g)PESO (g)

asfaltoasfaltoGGbb = 1.015= 1.015 0.1160.1160.1140.114

Asf. absorbidoAsf. absorbido2.3292.3291.0001.000

0.0080.008

agregadoagregadoGGsbsb = 2.705= 2.705GG 2 7312 731 2.2132.213

0.8180.818 0.8100.810GGsese = 2.731= 2.731 2.2132.213

WWVVbb = = 0.116 0.116 = 0.114= 0.114

30

V = V = G x 1.000G x 1.000b b

1.015 x 1.01.015 x 1.0

VVbaba = 0.818 = 0.818 -- 0.810 = 0.0080.810 = 0.008


aireaire 00

(( )) PESO (g)PESO (g)

0.0760.076

asfaltoasfaltoGGbb = 1.015= 1.015 0.1160.116

0.1060.1060.1140.114

Asf. absorbidoAsf. absorbido2.3292.3291.0001.000

0.0080.008

agregadoagregadoGGsbsb = 2.705= 2.705GG = 2 731= 2 731 2.2132.213

0.8180.818 0.8100.810GGsese = 2.731= 2.731

VVbebe = 0.114 = 0.114 -- 0.008 = 0.1060.008 = 0.106

31VVa a = 1.000 = 1.000 -- 0.114 0.114 -- 0.810 = 0.0760.810 = 0.076


aireaire 00

(( )) (g)(g)

0.0760.076


0.1160.1160.1060.106

0.1140.114


0.0080.0080.0080.008


0.8180.818 0.8100.810GGsese 2.731 2.731

WW VV G 1 000G 1 000WWbebe = 0.106 x 1.015 x 1.000 = 0.108= 0.106 x 1.015 x 1.000 = 0.108

32

W = W = V xV x G x 1.000G x 1.000WWbaba = 0.116 = 0.116 -- 0.108 = 0.0080.108 = 0.008

VOL (cmVOL (cm33 )) PESO (g)PESO (g)

aireaire 00


0.0760.076


0.1160.116

0.1820.1820.1060.106

0.1140.114


0.0080.0080.0080.008

agregadoagregadoGGsbsb = 2.705= 2.705 2 2132 213

0.8180.818 0.8100.810GGsese = 2.731= 2.731 2.2132.213

Contenido de Aire = 0.076 x 100 = 7.6 %Contenido de Aire = 0.076 x 100 = 7.6 %

33VAM = VVAM = Vbebe + V+ Vaa = ( 0.106 + 0.076 ) x 100 = 18.2 %= ( 0.106 + 0.076 ) x 100 = 18.2 %


aireaire 00

(( )) (g)(g)

0.0760.076


0.1160.116

0.1820.1820.1060.106

0.1140.114


0.0080.0080.0080.008


0.8180.818 0.8100.810GGsese = 2.731= 2.731

Contenido de Aíre = 7.6 %Contenido de Aíre = 7.6 %

34

VAM = 18.2 %VAM = 18.2 %VFA = ( 0.106 / 0.182 ) x 100 = 58.2 %VFA = ( 0.106 / 0.182 ) x 100 = 58.2 %


aireaire 00

0 1820 182

0.0760.076


0.1160.116

0.1820.1820.1060.106

0.1140.114


0.0080.0080.0080.008

agregadoagregadoGGsbsb = 2.705= 2.705GG = 2.731= 2.731 2.2132.213

0.8180.818 0.8100.810GGsese 2.731 2.731

Contenido de aire = 7.6 %Contenido de aire = 7.6 %Contenido Asfalto Efectivo = ( 0.108 / 2.329 ) x 100 = 4.6 %Contenido Asfalto Efectivo = ( 0.108 / 2.329 ) x 100 = 4.6 %

35

Contenido Asfalto Efectivo ( 0.108 / 2.329 ) x 100 4.6 %Contenido Asfalto Efectivo ( 0.108 / 2.329 ) x 100 4.6 %VAM = 18.2 %VAM = 18.2 %VFA = 58.2 %VFA = 58.2 %


aireaire 00

(( )) PESO (g)PESO (g)

0.0760.076


0.1160.116

0.1820.1820.1060.106

0.1140.114

Asf absorbidoAsf absorbido2.3292.3291.0001.000

0.0080.0080.0080.008


0.8180.818 0.8100.810GGsese = 2.731= 2.731

Cont.Aire = 7.6%Cont.Aire = 7.6% Contenido Asfalto Efectivo = 4.6%Contenido Asfalto Efectivo = 4.6%

36

Cont.Aire 7.6%Cont.Aire 7.6% Contenido Asfalto Efectivo 4.6%Contenido Asfalto Efectivo 4.6%VAM = 18.2 %VAM = 18.2 % Contenido Asfalto Absor = ( 0.008 / 2.213 ) x 100 = 0.4%Contenido Asfalto Absor = ( 0.008 / 2.213 ) x 100 = 0.4%VFA = 58.2 %VFA = 58.2 %

VOL (cmVOL (cm33 )) PESO (g)PESO (g)

aireaire 00


0.0760.076


0.1160.116

0.1820.1820.1060.106

0.1140.114


0.0080.0080.0080.008

agregadoagregadoGGsbsb = 2.705= 2.705 2 2132 213

0.8180.818 0.8100.810GGsese = 2.731= 2.731 2.2132.213

Cont.Aire = 7.6%Cont.Aire = 7.6% Dens Esp Téor Máx =Dens Esp Téor Máx = 2.3292.329 = 2.521= 2.521

37

Cont.Aire 7.6%Cont.Aire 7.6% Dens Esp Téor Máx Dens Esp Téor Máx 2.329 2.329 2.521 2.521VAM = 18.2 %VAM = 18.2 %VFA = 58.2 %VFA = 58.2 %

1.000 1.000 -- 0.0760.0761.0001.000


aireaire 00

VOL (cmVOL (cm )) PESO (g)PESO (g)

0.0760.076


0.1160.116

0.1820.1820.1060.106

0.1140.114


0.0080.0080.0080.008

agregadoagregadoGGsbsb = 2.705= 2.705GG 2 7312 731 2.2132.213

0.8180.818 0.8100.810GGsese = 2.731= 2.731 2.2132.213

Contenido Aire = 7.6%Contenido Aire = 7.6% Contenido Asfalto Efectivo = 4.6%Contenido Asfalto Efectivo = 4.6%

38

Contenido Aire 7.6%Contenido Aire 7.6% Contenido Asfalto Efectivo 4.6%Contenido Asfalto Efectivo 4.6%VAM = 18.2 %VAM = 18.2 % Contenido Asfalto Absorbido = 0.4%Contenido Asfalto Absorbido = 0.4%VFA = 58.2 %VFA = 58.2 % Densidad Esp Teor. Máxima = 2.521Densidad Esp Teor. Máxima = 2.521

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