PORCENTAJE DE VACIOS DE AIRE EN MEZCLAS ASFALTICAS COMPACTADAS DENSAS Y ABIERTAS

I.N.V. E – 736 – 07

1. OBJETO

1.1 Esta norma se refiere a la determinación del porcentaje de vacíos de aire en mezclas asfálticas densas y abiertas compactadas.

1.2 Esta norma puede involucrar operaciones peligrosas de manejo de materiales y

equipos. Esta norma no considera los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad de quien la emplee establecer prácticas apropiadas de seguridad y salubridad y determinar la aplicación de limitaciones regulatorias antes de su empleo.

2. DEFINICIONES

Los términos empleados en este método corresponderán a las siguientes definiciones:

2.1 Vacíos de aire – Son las bolsas de aire que se encuentran entre las partículas

de agregados cubiertos con asfalto, en una mezcla asfáltica compactada.

2.2 Mezcla asfáltica densa – Es una mezcla asfáltica en la cual, una vez compactada, los vacíos con aire son menores del 10%.

2.3 Mezcla asfáltica abierta – Es una mezcla asfáltica en la cual los vacíos con

aire son del 10% o más, después de compactada.

2.4 Gravedad especifica máxima teórica – En una mezcla sin compactar es la relación entre la masa (o peso en el aire) de un volumen de mezcla sin compactar (sin tener en cuenta los vacíos que quedan entre las partículas recubiertas con asfalto) y la masa de un volumen igual de agua a una temperatura establecida. Su valor es adimensional.

2.5 Gravedad especifica bulk – En una mezcla compactada es la relación entre la

masa (o peso en el aire) de un volumen de me zcla (teniendo en cuenta los vacíos que quedan entre las partículas recubiertas con asfalto) y la masa de un volumen igual de agua a una temperatura establecida. Su valor es adimensional.

2.6 Densidad bulk – Es la masa por unidad de volumen a una determinada

temperatura. En el caso de una mezcla compactada es igual a la gravedad específica bulk multiplicada por la densidad del agua a la temperatura a la que se determino la gravedad específica bulk, generalmente 25º C.

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3. USO Y SIGNIFICADO

El porcentaje de va cíos de aire en una mezcla asfáltica es uno de los criterios utilizados tanto en los métodos de diseño, como en la evaluación de la compactación alcanzada en proyectos de pavimentos asfálticos.

4. TOMA DE MUESTRAS

Las muestras para este ensayo, serán especimenes provenientes de mezclas compactadas en el laboratorio o de núcleos tomados de capas asfálticas compactadas en obra.

5. PROCEDIMIENTO

5.1 Para mezclas asfálticas densas – Se determina la gravedad específica bulk de la mezcla compactada mediante las normas INV E – 733 o INV E – 734. Se determina la gravedad específica máxima teóric a mediante la norma INV E – 735, sobre una mezcla asfáltica comparable para evitar la influencia de la diferencia de gradación, del contenido de asfalto, etc.

5.2 Para mezclas asfá lticas abiertas – Se determina la densidad bulk de una

probeta, conformada en forma regular, de una mezcla asfáltica compactada, a partir de su masa seca (en g) y de su volumen (en cm³). Se mide la altura del espécimen con especial cuidado y precisión; así mismo, se mide su diámetro en cuatro sitios diferentes y se calcula su promedio. Se calcula el volumen de la muestra con base en la altura promedio y en la medida del diámetro. Se convierte la densidad bulk en gravedad específica bulk, dividiendo por 0.99707 g/cm³ o 997.07 kg/m³ , densidad del agua a 25°C (77°F). Se determina la gravedad específica máxima teórica mediante la norma INV E – 735, sobre una mezcla asfáltica comparable, para evitar la influencia de diferencias en la granulometría, contenido de asfalto, etc.

5.3 Con propósitos de referencia, se determina tanto la gravedad específica bulk

como la gravedad específica máxima teórica, sobre porciones de la misma mezcla asfáltica compactada.

6. CÁLCULOS

6.1 Se calcula el porcentaje de vacíos de aire en una mezcla asfáltica compactada, respecto al volumen total, como sigue:

mma GV %100 −=

100% ×=mm

mbmm G

GG

Otra forma para presentar la expresión:

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−=

mm

mb

GG

Va 1100

donde:

V a = porcentaje de vacíos de aire en la mezcla compactada respe cto al

volumen del espécimen, Gmm = gravedad especifica máxima teórica, Gmb = gravedad especifica bulk de espécimen compactado, y %Gmm = grado de compactación del espécimen, expresado como un % de la

gravedad máxima teórica, aquella en la que no se tienen en cuenta los vacíos entre agregados cubiertos con asfalto, condición teórica de V a = 0

6.2 Se reporta el porcentaje de vacíos de aire con una cifra decimal.

7. PRECISIÓN Y TOLERANCIAS

7.1 La precisión de la determinación de este método de prueba depende de la precisión de los diferentes métodos de ensayo empleados. Puesto que el cálculo del porcentaje de vacíos, sección 6.1, involucra la densidad específica bulk divida por la gravedad específica máxima teórica, la formula para el cociente es usada:

4

2y

22x

2

yxy

xy σσσ

+=/

donde:

yx /σ = desviación estándar para la determinación de los límites de precisión de los resultados de las pruebas para una base estándar sobre el cociente de dos resultados de pruebas de otros estándares.

x = valor medio (promedio) de x estándar resultados de pruebas (gravedad

específica bulk). y = valor medio (promedio) de y estándar resultados de pruebas (gravedad

específica máxima teórica).

xσ = desviación estándar de los planteamientos de precisión de x estándar, y

yσ = desviación estándar de los planteamientos de precisión de y estándar

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Nota 1.- El x estándar (INV E – 233, INV E – 234 e INV E – 235) es usado para calcular la gravedad específica bulk y el estándar y (INV E – 735 ) es usado para calcular la gravedad específica máxima teórica.

7.2 Los criterios para juzgar la aceptabilidad del porcentaje de vacíos con aire que

son obtenidos usando las normas INV E – 734 e INV E – 735 para agregados no porosos, son:

Ensayo e Índice tipo Desviación estándar

Rango aceptable de dos resultados

Precis ión de un solo operador 0.31 0.91

Precisión multilaboratorio -- --

7.3 Los criterios para juzgar la aceptabilidad del porcentaje de vacíos que se obtienen usando las normas INV E – 733 e INV E – 735 para agregados no porosos, son:

Ensayo e Índice tipo Desviación estándar

Rango aceptable de dos resultados

Precisón de un solo operador 0.51 1.44 Precisión multilaboratorio 1.09 3.08

8. NORMAS DE REFERENCIA

AASHTO T 269 – 97 (2003) ASTM D 3203 – 94 (Reaprobada 2000)