GRUPO DE INVESTIGACIN Y DESARROLLO EN INFRAESTRUCTURA VIAL - GRINFRAVIAL

Realizar la caracterizacin y diseo de mezclas bituminosas tipo MDC-2INVIAS-2007 con agregados ptreos y asfltitas de la mina de Santa Teresa de Pesca - Boyac, con base en los mtodos MARSHALL MODIFICADO Y RAMCODES.

MATERIALES UTILIZADOSCARACTERIZACIN DE LOS MATERIALES

DISEO EXPERIMENTALMETODOLOGAS DE DISEO MDULO DINMICO ANLISIS ESTADSTICO Y ECONOMICO

CONCLUSIONES

ASFLTITA- Cantera Santa Teresa (PescaBoyac)

GRAVA (AGREGADOGRUESO) -Colconcretos

ASFALTO-Solarte & Solarte

MATERIAL

NORMA

ENSAYO

RESULTADO VALOR DE LA NORMA

DESCRIPCIN

Equivalente de arena INV E-133desuelos y agregados 07 finos (%) INV E-22207 ASFALTITA INV E-22207 INV E-22207 INV E - 707 07 Gravedad especfica y absorcin del agregado fino (Gsb) Gravedad especfica y absorcin del agregado fino (Gsbsss) Gravedad especfica y absorcin del agregado fino (Gsa) Gravedad especfica y absorcin del agregado fino (Gb) LIXIVIADO

66

50% Min La muestra a ensayar presenta una textura suave, de color negro, de olor organico, presenta particulas finas, su condicion de humedad es importante al tacto, El procentaje de equivalente de arena indica que la arena se encuentra limpia , por que la cantidad relativamente de arcilla o contaminantes es baja. Los requisitos del agregado cumple con NT1, NT2,NT3, para bases granulares.

2.44

% ABSORCIN

3.65%

2.53

% ABSORCIN

3.65%

2.69

% ABSORCIN

3.65%

1.09

N.A

MATERIAL

NORMA INV-E-73207

ENSAYO EXTRACCIN CUALITATIVA DE ASFALTO (%) Limite liquido Limite plastico Penetracin Destilacin

RESULTADO VALOR DE LA NORMA

DESCRIPCIN

4.1

N.A La muestra a ensayar presenta una textura suave, de color negro, de olor organico, presenta particulas finas, su condicion de humedad es importante al tacto, El procentaje de equivalente de arena indica que la arena se encuentra limpia , por que la cantidad relativamente de arcilla o contaminantes es baja. Los requisitos del agregado cumple con NT1, NT2,NT3, para bases granulares.

INV-E-12507 INV-E-12607 ASFALTITA INV E - 706 07 INV E - 723 07

17.18 N.P 224.78 N.P

40 4a9 200 - 250 N.A

Punto de ignicin y INV E - 709 - llama mediante la 07 copa abierta de Cleveland C

93

200C

MATERIAL

NORMA INV E-227-07

ENSAYO Porcentaje de caras fracturadas (2 caras) ndice de aplanamiento ndice de alargamiento Gravedad especfica y absorcin del agregado grueso (Gsa) Gravedad especfica y absorcin del agregado grueso (Gsb) Gravedad especfica y absorcin del agregado grueso (Gsb-sss) Resistencia al desgaste de los agregados Maquina de los Angeles Limite liquido Limite plastico Indice plastico

RESULTADO

VALOR DE LA NORMA

DESCRIPCIN

100%

60 % mn.

INV E-230-07 INV E-230-07

27.80% 26.27%

35 35

INV E-222-07

2.65

% ABSORCIN

1.69%

INV E-223-07 GRAVA INV E-223-07

2.53

% ABSORCIN

1.69%

2.58

% ABSORCIN

1.69%

La muestra a ensayar presenta una textura rugosa,de color gris y amarillo , de olor organico, estas particulas presentan su forma Angulosa ya que sus bordes son agudos lo cual na presenta pulimiento,es totalmente fractuada.

INV E-218-07

21.43%

30%

INV-E-125-07 INV-E-126-07 INV-E-125-07

16.43 13.51

40

2.92 8%

4a9 12

Sanidad de los INV E - 220 agregados frente 07 a la accin

MATERIAL

NORMA INV E - 706 - 07 INV E - 723 - 07 INV E - 707 - 07

ENSAYO Penetracin (1/10) mm Destilacin (%)

RESULTADO VALOR DE LA NORMA 78.67 81 70 -80 -

DESCRIPCIN

GbulkViscosidad SAYBOLT FUROL (SSF)

1.131 60.5 59.1

N.A 60-120 SSF 30 - 200 C

ASFALTO

INV-E-714/71907

Punto de INV E - 712 - ablandamiento07 anillo y bola (C)

sustancia negra, pegajosa, slida a semislida a la temperatura de ebullicin del agua tiene consistencia pastosa, por lo que se extiende con facilidad

M: MARSHALL R: RAMCODES I: FRANJA INFERIOR C: FRANJA CENTRAL S: FRANJA SUPERIOR A: GRAVA B: ASFALTITA

MUESTRA SANTA TERESA ENSAYO Contenido de cenizas MTODO UNIDADES RESULTADO ASTM D3174 Porcentaje 92,53 0,42 7,05

Contenido de humedad ASTM D3173 Porcentaje Contenido de materia voltil ASTM D3175 Porcentaje

MUESTRA LIQUIDA ASFALTICA ENSAYO MTODO UNIDADES RESULTADO Contenido de cenizas ASTM D3174 Porcentaje 0,52 2,22 97,26 Contenido de humedad ASTM D3173 Porcentaje Contenido de materia voltil ASTM D3175 Porcentaje

MATERIAL TAMIZADO

GRANULOMETRIA

ASFLTITA

CALENTAMIENTO DEL AGREGADO

CALENTAMIENTO DEL ASFALTO

MEZCLADO

TEMPERATURA DE MEZCLADO: 145C 150 C PARA NT1

Temperatura de los agregados entre 150 C y 160 C

Temperatura del cemento asfltico entre 145 C y 150 C

CALENTAMIENTO SIMULTANEO

COMPACTACIN DE LA MEZCLA

EXTRACCIN DE LA BRIQUETA

BRIQUETAS FINALES

TOMA DE MEDIDAS

PARAFINADO DE LAS BRIQUETAS

ENSAYO DE DENSIDAD

DESPARAFINADO DE LAS BRIQUETAS

BAO MARA

ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUJO

BRIQUETA FALLADA

ENSAYO JAMES RICE

Freddy J. Snchez-Leal desde 1998

2.3 2.3 % Va=0 2.25 2.25 % Va=3

2.2 2.2 % Va=5 Gmb gr/cm Gmb gr/cm 2.15 2.15 % VAM=15 2.1 2.1 % VAM=17 2.05 2.05 % VFA=65 % VFA=80

2.00 2.00 4.5 4.5 5.5 5.5 6.5 6.5 % % Pb Pb 7.57.5 8.5 8.5 9.5 9.5

Software para anlisis de datos y graficacin.

PARAMETROS

Velocidad de operacin: 60 Km/h

Temperatura media anual ponderada del aire, TMAP = 13C

Volumen de agregados de la mezcla, Vg = 84.70%

EMfranja central: 603 Kg, 5915.43 N

Pasa tamiz 200 = 6%

Volumen de vacos de la mezcla, Vv = 4.33%

Volumen de asfalto de la mezcla, Vb = 10.97%

t = 0.015 seg

F = 10.6 hertz

MODULOS DINAMICOS UNIDADES (N/m2) (Kg/cm2) (MPa) (Lb/pulg2) AASHTO 2.1X109 21420 2100 305999 BONNAURE Y OTROS 2.00X109 20405 2000 289923 HEUKELOM BANDS-2.0 Y KLOMP 2.67 X109 27203 26667 386510 1.99 X109 20387 2000 291247

Al finalizar el proyecto se define que las mezclas diseadas con materiales convencionales y no convencionales (asfltita) son aceptadas para su utilizacin en niveles de transito uno y dos debido a que las propiedades de las mezclas responden a las exigencias establecidas por las especificaciones del INVAS-2007. Con respecto al flujo para el porcentaje ptimo de bitumen encontrado en la franja central diseada con asfltita, fue de 3.74 mm y 3.92 mm respectivamente, valores que se encuentra dentro del rango exigido por la especificacin (2mm 4mm), esto nos indica, que en el momento en que la va presente elevados niveles de trnsito, trfico pesado y/o lento, y altas temperaturas de servicio el pavimento presentar un posible ahuellamiento.

Segn las metodologas empleadas MARSHALL y RAMCODES, se puede concluir que las mezclas bituminosas diseadas con asfltita, para el limite central de las especificaciones, van a presentar un mejor desempeo a lo largo de su vida til debido a que tiene una relacin ms cercana a las especificaciones de construccin de carreteras del INVAS 2007 exigidas para un nivel de trnsito 1.

De acuerdo al anlisis econmico, la mezcla no convencional, es decir con asfltita, presenta costos menores a los de la mezcla convencional, siendo evidente su viabilidad econmica. En cuanto a la formula de trabajo se tiene que los porcentajes para la franja central mediante dosificacin son de A (grava): 61% y B (conglomerado de asfltita): 39%, donde mediante el porcentaje ptimo de asfalto de 6.5%, Gmb de 2.215 gr/cm, estabilidad de 603 Kg, flujo de 3.74 mm, se realiz el procedimiento de la metodologa RAMCODES. El modulo dinmico de la mezcla (asfalto-asfltita) se encuentra alrededor de 20737 Kg/cm2, resultado aportado por el promedio entre los mtodos de Bonnaure y otros, AASHTO y el del programa del Shell-Bands-2.0; siendo un modulo que representa un comportamiento bastante bueno en lo que tiene que ver con la mezcla, ya que es muy cercano al modulo que representa el asfalto de 25000 Kg/cm2. Con el uso del mtodo de AASHTO en la determinacin del modulo dinmico correspondiente a la mezcla, se calculo el coeficiente estructural de la misma (a1 = 0.36/pulg), la cual est sujeta a la estabilidad MARSHALL de la mezcla optima, siendo este resultado obtenido favorable en lo que se refiere a la resistencia de las cargas solicitantes.

A Dios por brindarnos la oportunidad de superar una etapa ms de nuestras vidas, ser profesionales; a nuestros padres, hermanos y hermanas por su cario, confianza y apoyo incondicional y a todas aquellas personas que hicieron parte del desarrollo de este proyecto.

INGENIERO CARLOS HERNANDO HIGUERA SANDOVAL