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1. Terracerías y
Materiales Pétreos para
Pavimentos
BANCOS DE MATERIALES:
Préstamos laterales.- Hasta 100 m del eje central del camino.
Préstamos de banco.- Fuera de la faja de 100 m de ancho.
Cortes.- Excavaciones a cielo abierto de la propia construcción.
TERRACERIAS
Clasificación de materiales para
terracerías
Por su dificultad de extracción:
Material A.- Materiales blandos o suelos con partículas hasta de 7.6 cm.
Material B.- Rocas alteradas o conglomerados medianamente cementados, areniscas blandas y tepetates.
Material C.- Macizos de roca, areniscas y conglomerados cementados. Uso de explosivos
Clasificación de materiales para
terracerías
Por su tamaño:
o Fragmentos de roca.-
o Grandes.- Mayor a 75 cm.
o Medianos.- Entre 20 y 75 cm.
o Chicos.- Entre 7.5 y 20 cm.
o Suelos.-
o Gruesos.-Más de la mitad del material se retiene en la malla de 0.075 (malla 200).
o Finos.- Más de la mitad del material pasa la malla de 0.075.
Clasificación de materiales de
terracerías
Por su facilidad de acomodo:
Compactables.-Material con 20 % en
volumen de partículas retenidas en la
malla de 76 mm y 5 % del volumen total de
fragmentos de roca con tamaños mayores
de 15 cm.
No compactables.- Material que no reune
los requisitos anteriores.
Características de calidad de
materiales para terracerías
Muestreo de materiales
Clasificación de fragmentos de roca y suelos en el lugar
Preparación de muestras
Humedad
Pesos específicos relativos y absorción
Composición granulométrica
Límites de plasticidad
Características de calidad de
materiales para terracerías
Pesos volumétricos suelto y del lugar
Pruebas de compactación
Valor relativo de soporte y expansión
Clasificación de suelos
Coeficientes de variación volumétrica
Control de la compactación
Requisitos de calidad
Muestreo de materiales de terracerías
Fragmentos de roca.- Identificación y
clasificación a nivel laboratorio. Sólo
fragmentos chicos.
Suelos.-
Muestras inalteradas.- Para conservar la estructura
y humedad del lugar. Sólo se efectúa para
resistencia y compresibilidad.
Muestras alteradas.- Material disgregado. Para
estudio de sus características en laboratorio.
Muestreo de materiales de terracerías
MUESTRAS ALTERADAS.-
Peso mínimo: 40 kg por cuarteo
Espaciamiento y número de muestras.-
Depende de la homogeneidad y tipo de
estudio.
Préstamos laterales: distancia mín. 250 m.
Préstamos de banco: 1 sondeo por cada 1 600
m2, en cuadrícula y a profundidad suficiente.
Cortes: 3 sondeos como mínimo.
Muestreo de materiales de terracerías
Muestreo a mayor profundidad: Pozo a cielo
abierto o perforación con herramientas
especiales. Integral o por estratos.
En pared de excavación, frente natural o en
explotación: canal vertical uniforme. Integral o
por estratos.
Material heterogéneo: sondeos intermedios.
Muestreo de materiales de terracerías
Identificación de muestras:
Obra y localización
Número del sondeo
Ubicación del sondeo
Número de la muestra
Profundidad a la que se tomó la muestra
Espesor del estrato correspondiente
Clasificación de campo
Clasificación de fragmentos de roca y
suelos en el campo
Objetivo: Identificación, utilización,
extracción y pago de materiales de
terracerías.
Identificación de fragmentos de roca:
tamaño, forma, textura, grado de
alteración, etc.
Identificación de suelos: granulometría
simplificada, dilatancia, tenacidad y
resistencia en estado seco.
Identificación de fragmentos de roca
Obtención de muestra y disgregación en la malla 75.0.
Determinación de fracciones según tamaño, en porcentajes del volumen total:
Fragmentos entre 75 y 200 cm.
Fragmentos entre 20 y 75 cm.
Fragmentos entre 7.5 y 20 cm.
Clasificación petrográfica de los fragmentos.
Identificación aproximada de suelos
Tenacidad: resistencia que la masilla de material oponga al remoldeo con humedad cercana al límite plástico, como nula, ligera, media o alta.
Resistencia en estado seco: dificultad para romper o desmoronar una pastilla de material seco, como nula, ligera, alta o muy alta.
PREPARACION DE MUESTRAS
SONDEOS Y MUESTREO
SONDEOS Y MUESTREO
SONDEOS Y MUESTREO
SONDEOS Y MUESTREO
SONDEOS Y MUESTREO
SONDEOS Y MUESTREO
SONDEOS Y MUESTREO
PREPARACION DE MUESTRAS
PREPARACION DE MUESTRAS
PREPARACION DE MUESTRAS
PREPARACION DE MUESTRAS
PESO VOLUMETRICO SECO Y SUELTO
PESO VOLUMETRICO SECO Y SUELTO
PESO VOLUMETRICO SECO Y SUELTO
PREPARACION DE MUESTRAS
PREPARACION DE MUESTRAS
MATERIAL HUMEDO Y
SUPERFICIALMENTE SECO
DENSIDAD
DENSIDAD
DENSIDAD
DENSIDAD
TAMAÑO MAXIMO Y NOMINAL
GRANULOMETRIA Y CONTENIDO DE FINOS
GRANULOMETRIA Y CONTENIDO DE FINOS
GRANULOMETRIA Y CONTENIDO DE FINOS
GRANULOMETRIA Y CONTENIDO DE FINOS
GRANULOMETRIA Y CONTENIDO DE FINOS
GRANULOMETRIA Y CONTENIDO DE FINOS
GRANULOMETRIA Y CONTENIDO DE FINOS
GRANULOMETRIA Y CONTENIDO DE FINOS
GRANULOMETRIA Y CONTENIDO DE FINOS
GRANULOMETRIA Y CONTENIDO DE FINOS
GRANULOMETRIA Y CONTENIDO DE FINOS
GRANULOMETRIA Y CONTENIDO DE FINOS
GRANULOMETRIA Y CONTENIDO DE FINOS
LIMITES DE PLASTICIDAD
LIMITE LIQUIDO
LIMITE LIQUIDO
LIMITE LIQUIDO
LIMITE PLASTICO
LIMITE
PLASTICO
EQUIVALENTE DE ARENA
EQUIVALENTE DE ARENA
EQUIVALENTE DE ARENA
EQUIVALENTE DE ARENA
EQUIVALENTE DE ARENA
EQUIVALENTE DE ARENA
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
Proctor ASSHTO ASSHTO
Estándar Modificada (D) Modificada (D)
Molde:
- Diámetro, (cm): 10.16 15.24 15.24
- Altura, (cm): 13.70 11.64 11.64
Peso del pizón, (kg): 2.49 4.53 4.53
Altura de caída, (cm): 30.48 45.72 45.72
Número de capas: 3 3 5
Número de golpes por capa: 25 55 55
Energía de compactación,
(kg*cm/cm 3 ): 4.02 16.10 26.82
CARACTERISTICAS DE LAS PRUEBAS DE COMPACTACION DINAMICA
COMPACTACION
COMPACTACION
COMPACTACION
COMPACTACION
COMPACTACION
COMPACTACION
COMPACTACION
COMPACTACION
COMPACTACION
COMPACTACION
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
PESO VOLUMETRICO EN EL LUGAR
DUREZA LOS ANGELES
DUREZA LOS ANGELES
FORMA DE LA PARTICULA
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
PESO VOLUMETRICO
MAXIMO Y HUMEDAD
OPTIMA
PESO VOLUMETRICO MAXIMO Y HUMEDAD OPTIMA
Proctor ASSHTO ASSHTO Estándar Modificada (D) Modificada (D)
Molde:
- Diámetro, (cm): 10.16 15.24 15.24
- Altura, (cm): 13.70 11.64 11.64
Peso del pizón, (kg): 2.49 4.53 4.53
Altura de caída, (cm): 30.48 45.72 45.72
Número de capas: 3 3 5
Número de golpes por capa: 25 55 55
Energía de compactación,
(kg*cm/cm 3 ): 4.02 16.10 26.82
CARACTERISTICAS DE LAS PRUEBAS DE COMPACTACION DINAMICA
CBR ESTANDAR
CBR ESTANDAR
CBR ESTANDAR
CBR ESTANDAR
CBR ESTANDAR
CBR ESTANDAR
CBR EN EL LUGAR
CBR EN EL LUGAR
CBR EN EL LUGAR
CBR ESTANDAR
Nueva Normativa SCT
CALIDAD DE
TERRACERIAS
N-CMT-1-01,02,03/02
- INTRODUCCION -
Terracerías y capas hidráulicas de pavimento
COMPORTAMIENTO
Y SERVICIO DEL
PAVIMENTO
CALIDAD
DE
MATERIALES
CONTROL DE
CALIDAD EN LA
CONSTRUCCION
TRANSITO Y
CONDICIONES
AMBIENTALES
PESIMO REGULAR BUENO EXCELENTE
SUPERESTRUCTURA
SUBESTRUCTURA
CIMIENTO
CARPETA
B A S E
SUBBASE
SUBRASANTE
PAVIMENTO
TERRACERIAS
TERRENO DE
CIMENTACIÓN
TERRENO NATURAL
CUERPO DEL TERRAPLEN
- INTRODUCCION -
- INTRODUCCION -
CALIDAD DE MATERIALES
Condiciones de
servicio
Estudio
Normas de
referencia
Proyecto Requisitos
de calidad
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
Terracerías
Costos
material
CONSTRUCCION COMPORTAMIENTO
CALIDAD
DEL
SERVICIO
Las terracerías en las obras viales conforman los mayores volúmenes de la estructura.-
Material (mínimo)
TRANSPORTE (considerable)
CONSTRUCCION (considerable)
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
Acomodo de materiales en el cuerpo del Terraplén
Materiales
No compactables
Materiales
Compactables
Tamaño máximo – en función de la altura y de la capa por acomodar
Deficiencias de acomodo en zonas especiales
Deficiencias de comportamiento: asentamientos y deformaciones diferenciales
Tamaño máximo: 7.5 cm
Requisito de compactación: 90% mín
Referencia: Prueba AAHSTO Estándar
Falta de uniformidad en el acomodo
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
¿Espesor y calidad SIMILAR en todo tipo de obras?
Capa Sub-rasante.-
Espesor.- En carreteras.- 30 cm
En aeropistas.- 50 cm
RESISTENCIA
Tipo de material
Acomodo
del material
Humedad
prevaleciente
Valor Relativo de Soporte (VRS) o (CBR)
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
Capa Sub-rasante
Determinación del VRS Crítico para diseño
Variación de materiales
Variación en la humedad prevaleciente
Variación en el acomodo del material
Tiempo limitado para el estudio
Parámetro de diseño poco confiable
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
Diseño del Pavimento
• Tránsito
• Período de servicio
• VRS de diseño (en función de la norma de calidad)
• Condiciones ambientales
• Confiabilidad de la construcción
• Otros
Estructura
(Espesores y calidad)
Sobrada
Suficiente
Deficiente
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
Distribución de esfuerzos
Pavimentos flexibles
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
¿CUAL RESULTA MAS CONVENIENTE?
Capa Sub-rasante
Baja calidad apegada a la norma
Baja
resistencia
Estructura
robusta Alto
Mayor calidad
Mayor
resistencia
Estructura
suficiente Adecuado
Pavimento Costo
CARACTERISTICAS DE LOS SUELOS
Representatividad de los materiales
Tamaño máximo
Granulometría simplificada
Límites de plasticidad
Identificación de suelos
CBR Estándar
NORMAS DE CALIDAD PARA TERRACERIAS
CALIDAD DE MATERIALES PARA:
• TERRAPLEN
• CAPA
SUBYACENTE
• CAPA
SUBRASANTE
USO Y ESPESOR
EN FUNCION DE LA
INTENSIDAD
DEL TRANSITO ( L)
NORMAS DE CALIDAD PARA TERRACERIAS
• REQUISITOS DE CALIDAD
• TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO
• CRITERIOS PARA ACEPTACION O RECHAZO
» RESPONSABLES DE LA CALIDAD
» EXIGENCIA DE CERTIFICADOS DE CALIDAD
» EXIGENCIA DE PRUEBAS SIGNIFICATIVAS POR
VOLUMEN DE PRODUCCION DE MATERIAL
» ASEGURAMIENTO DEL GRADO DE
COMPACTACION DE LAS CAPAS
» VERIFICACION DE LA SCT EN CUALQUIER
MOMENTO
NORMAS DE CALIDAD PARA TERRAPLEN
Responsables de la calidad:
• El que elabora el estudio geotécnico o de banco
• El Contratista de Obra que selecciona el material o el banco
Entrega a la SCT de un “certificado de calidad” que garantice el
cumplimiento de la calidad, expedido por su propio laboratorio
o un laboratorio externo aprobado por la SCT.
Aceptación o Rechazo:
• Por cada 300 m3 Cumplimiento del límite líquido
• Por cada 1000 m3 Cumplimiento de la calidad
• Pruebas para cumplimiento del grado de compactación
NORMAS DE CALIDAD PARA CAPA SUBYACENTE
En función de la intensidad de tránsito (L)
L < 10 000 ejes equivalentes
10 000 < L < 1 x 106 ejes
1 x 106 < L < 1 x 107 ejes
L < 1 x 107 ejes
Desplante en terreno de
cimentación cuando el material
no cumpla con la calidad
requerida
NO SE REQUIERE
ESPESOR DE 30 CM
ESPESOR DE 70 CM
DISEÑO ESPECIAL
Excavar caja a la
profundidad necesaria para
alojar espesor mínimo.
NORMAS DE CALIDAD PARA CAPA SUBYACENTE
Transporte y almacenamiento
• Producto de cortes: tractores y motoescrepas
• Extraído de bancos:
Almacenamiento en sitios limpios, nivelados y compactados
• Cuidados en la carga para evitar segregación
• Transporte de vehículos con caja cerrada y con luna
Aceptación o rechazo:
• Responsables y certificado de la calidad
• Por cada 300 m3 Cumplimiento del Límite Líquido
• Por cada 800 m3 Cumplimiento de la calidad
• Cumplimiento del grado de compactación
• Verificación de la SCT en cualquier momento
NORMAS DE CALIDAD PARA CAPA SUBRASANTE
En función de la intensidad del tránsito (L)
L < 1 x 106 ejes equivalentes:
1 x 106 < L < 1 x 107 ejes:
1 x 107 ejes < L:
Desplante en terreno de
cimentación cuando el material
no cumpla con la calidad
requerida
ESPESOR DE 20 CM
ESPESOR DE 30 CM
DISEÑO ESPECIAL
Excavar caja a la
profundidad necesaria para
alojar espesor mínimo.
NORMAS DE CALIDAD PARA CAPA SUBRASANTE
Transporte y almacenamiento
• Producto de cortes: tractores y motoescrepas
• Extraído de bancos:
Almacenamiento en sitios limpios, nivelados y compactados
• Cuidados en la carga para evitar segregación
• Transporte de vehículos con caja cerrada y con lona
Aceptación o rechazo:
• Responsables y certificado de la calidad
• Por cada 200 m3 Cumplimiento del Límite Líquido
• Por cada 500 m3 Cumplimiento de la calidad
• Cumplimiento del grado de compactación
• Verificación de la SCT en cualquier momento
Nueva Normativa SCT
CALIDAD DE
MATERIALES PÉTREOS
PARA PAVIMENTOS
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
Capas hidráulicas del pavimento
• Introducción:
Estructura flexible – Mayor uso en México.-
Razones: Economía
Disponibilidad de materiales
Experiencia constructiva
• Revestimiento.- Para caminos alimentadores con bajo tránsito
• Sub-base.- Capa de transición Calidad intermedia Costo conveniente
• Base.- Capa de absorción de esfuerzos
Capa de mayor calidad y resistencia
Referencia para el diseño
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
Sub-base y base de pavimentos
Norma de calidad vigente hasta 1997.-
Granulometría dentro de tres zonas y tamaño máximo de
5.1 cm y 3.8 cm
Valor cementante.- en función de la granulometría
Adición generalizada de finos plásticos
“bases o gravas cementadas”
Contracción lineal.- en función de la granulometría
VRS.- 50% mín. y EA - 20% mín. (Sub-base)
VRS.- 80% mín. y EA – 30% mín. (Base) tránsito < 1,000 vehs.
VRS.- 100% mín. y EA – 50% mín. (Base) tránsito > 1,000 vehs.
Compactación.- 95% mínimo de su pvsm.-
Uso de la prueba “Porter”
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
Base de pavimentos
Norma de calidad vigente entre 1998 y 2002.-
Oficio circular.- de fecha 23 de febrero de 1998
VRS – 100% mínimo EA – 50% mínimo Compactación.- 100% mínimo de su pvsm
Referencia: AASHTO Modificada 5 capas
Resultado: Mejor comportamiento en las obras
No se descartaron los requisitos de valor cementante ni de contracción lineal
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
Proctor ASSHTO ASSHTO
Estándar Modificada (D) Modificada (D)
Molde:
- Diámetro, (cm): 10.16 15.24 15.24
- Altura, (cm): 13.70 11.64 11.64
Peso del pizón, (kg): 2.49 4.53 4.53
Altura de caída, (cm): 30.48 45.72 45.72
Número de capas: 3 3 5
Número de golpes por capa: 25 55 55
Energía de compactación,
(kg*cm/cm 3 ): 4.02 16.10 26.82
CARACTERISTICAS DE LAS PRUEBAS DE COMPACTACION DINAMICA
- SITUACION ACTUAL Y REPERCUSIONES -
Nueva Normativa SCT
CALIDAD DE
SUB-BASES Y BASES
PARA PAVIMENTOS
N-CMT-4-02-001/04
N-CMT-4-02-002/04
NORMAS DE CALIDAD PARA SUB-BASES
CLASIFICACION:
• Materiales naturales: una vez disgregados no tienen más del 5% de partículas mayores de 75 mm ni más de 25 % que pase la malla núm. 0.075
• Materiales cribados: arenas, gravas y limos, así como rocas alteradas y fragmentadas
• Materiales parcialmente triturados: poco o nada cohesivos. Entre 25 y 75 % de partículas mayores de 75 mm
• Materiales totalmente triturados: extraídos de banco o de pepena
• Materiales mezclados: dos o más materiales
NORMAS DE CALIDAD PARA SUB-BASES
Granulometría:
• Curva granulométrica semejante a los límites de la
tabla 1 y figura 1 sin cambios bruscos de pendiente.
• Relación entre porcentajes que pasan Malla 200 y
40 < 0.65
• Se permite mezclas de materiales distintos bajo la
responsabilidad del Contratista para garantizar
homogeneidad.
NO SE ACEPTA MEZCLAR CON MATERIALES
FINOS QUE AGREGUEN PLASTICIDAD A LA
MEZCLA
NORMAS DE CALIDAD PARA SUB-BASES
Transporte y almacenamiento
• Almacenamiento en sitios especiales, limpios, nivelados y compactados en un espesor de 15 cm del mismo material por almacenar
• Evitar circulación de vehículos o uso de tablas
• Evitar mezcla de materiales distintos con la separación necesaria o con barreras
• Cubrirlo con lonas si no se usa en un periodo prolongado
NORMAS DE CALIDAD PARA SUB-BASES
Aceptación o rechazo:
• Responsables y exigencia del certificado de la calidad
• Por cada 200 m3 Cumplimiento de granulometría y equivalente de arena
• Por cada 2,000 m3 Cumplimiento de la calidad
• Cumplimiento del grado de compactación: a cada 300 m en forma aleatoria
• Verificación de la SCT en cualquier momento
NORMAS DE CALIDAD PARA BASES
HIDRAULICAS
CLASIFICACION:
• Materiales cribados: arenas, gravas y limos, así como rocas alteradas y fragmentadas. Entre 5 y 25 % de partículas no mayores de 75 mm y no más de 25 % que pase la malla núm. 0.075
• Materiales parcialmente triturados: poco o nada cohesivos. Entre 25 y 75 % de partículas mayores de 75 mm
• Materiales totalmente triturados: extraídos de banco o de pepena
• Materiales mezclados: dos o más materiales
NORMAS DE CALIDAD PARA BASES DE
PAVIMENTOS ASFALTICOS Y DE CONCRETO
HIDRAULICO
El material será:
100 % triturado: tránsito mayor de 10 millones
de ejes de 8,2 ton
75 % triturado: tránsito entre 1 y 10 millones
50 % triturado: tránsito menor de 1 millón
NORMAS DE CALIDAD PARA BASES
HIDRAULICAS
Transporte y almacenamiento
• Almacenamiento en sitios especiales, limpios, nivelados y compactados en un espesor de 15 cm del mismo material por almacenar
• Evitar circulación de vehículos o uso de tablas
• Evitar mezcla de materiales distintos con la separación necesaria o con barreras
• Cubrirlo con lonas si no se usa en un periodo prolongado
NORMAS DE CALIDAD PARA BASES
HIDRAULICAS
Aceptación o rechazo:
• Responsables y exigencia del certificado de la calidad
• Por cada 300 m3 Cumplimiento de granulometría y equivalente de arena
• Por cada 3,000 m3 Cumplimiento de la calidad
• Cumplimiento del grado de compactación: a cada 200 m en forma aleatoria
• Verificación de la SCT en cualquier momento
“Mira debajo de la superficie; no dejes que ni la calidad
ni su valor se te escapen”.
Mario Aurelio
Construcción de Carpetas Asfálticas
CALIDAD DE
MATERIALES PÉTREOS
PARA MEZCLAS ASFÁLTICAS
N-CMT-4-04/03
Definiciones
Agregado Grueso
Retenido en malla de 4.75 mm (# 4) ASTM D692
Retenido en malla de 2.38 mm (# 8) Inst. del Asfalto
Retenido en malla de 2.00 mm (# 10) Manual HMA
Agregado Fino
Pasa malla de 4.75 mm (# 4) ASTM D1073
Pasa malla de 2.38 mm (# 8) Inst. del Asfalto
Filler Mineral
Al menos 70% pasa malla 0.075 mm ASTM D242
Propiedades de los Agregados
Durante el desarrollo del SHRP se consultó a expertos en pavimentos para definir cuáles son las propiedades mas importantes de los agregados. Hubo acuerdo general en el sentido de que: •Las propiedades de los agregados juegan un papel primordial en la deformación permanente. •En cambio influyen en menor grado en los agrietamientos por fatiga y por baja temperatura.
La conclusión a que se llegó es que se necesita especificar los tipos de propiedades para los agregados.
Propiedades de consenso
Propiedades de la fuente de origen
Además se desarrolló una nueva forma de especificación de la granulometría, a la cual se le llamó estructura de diseño de los agregados.
Propiedades de los Agregados
SHRP Strategic Highway Research Program. USA
Propiedades de Consenso
Son aquellas que son consideradas críticas e imprescindibles para alcanzar un buen comportamiento de la mezcla asfáltica. Se llaman así debido a que hubo un amplio acuerdo en su uso y en los valores especificados.
Propiedades de Consenso
Angularidad del Agregado Grueso
Angularidad del Agregado Fino
Partículas Alargadas y Chatas (Lajeadas)
Contenido de Arcilla
Angularidad del Agregado Grueso
0% de Trituración 100% de Trituración
Tránsito (106 ESAL) Profundidad Desde la Superficie, < 100mm
Profundidad Desde la Superficie, > 100mm
< 0.3 55/- -/-
< 1 65/- -/-
< 3 75/- 50/-
< 10 85/80 60/-
< 30 95/90 80/75
<100 100/100 95/90
> 100 100/100 100/100
“ 95/90 “ 95% del agregado grueso tiene una cara fracturada y 90 % tiene dos caras fracturadas.
Angularidad del Agregado Grueso
Angularidad del Agregado Fino
Con esta propiedad se asegura un alto grado de fricción interna en la mezcla.
Se define como el por ciento de vacíos de aire en el agregado menor a 2.36 mm, levemente compactado.
A mayor contenido de vacíos mas caras fracturadas.
Angularidad del Agregado Fino
Angularidad del Agregado Fino
A mayor angularidad del agregado, mayor contenido de vacíos.
Las arenas trituradas normalmente tienen valores superiores a 45.
Las arenas no trituradas normalmente tienen valores inferiores a 42.
Angularidad del Agregado Fino
Tránsito (106 ESAL) Profundidad Desde la Superficie, < 100mm
Profundidad Desde la Superficie, > 100mm
< 0.3 - -
< 1 40 -
< 3 40 40
< 10 45 40
< 30 45 40
<100 45 45
>100 45 45
Requerimientos de Superpave para Angularidad de Agregado Fino
Valores mínimos de porcentaje de vacíos para agregado fino
Partículas Alargadas y Chatas
Se emplea el procedimiento ASTM D4791, usando un calibrador
Chatas
Alargadas
Se mide el total de cada una
Relación dimensión máxima a mínima
5:1
3:1
2:1
Partículas Alargadas y Chatas
Máximo
Mínimo
Partículas Alargadas y Chatas
Máximo
Mínimo
Partículas Alargadas y Chatas
Tránsito (106 ESAL) Porcentaje
< 0.3 -
< 1 -
< 3 10
< 10 10
< 30 10
<100 10
>100 10
Requerimientos de Superpave para Partículas Alargadas y Chatas
Porcentajes máximos, en peso
Contenido de Arcilla
Se determina el porcentaje de material arcilloso presente en la fracción de agregado menor a 4.75 mm.
Se emplea el ensayo de Equivalente de Arena (norma AASHTO T 176).
Contenido de Arcilla
Solución Floculante
Arcilla en Suspensión
Agregado Sedimentado
Lectura de Arcilla
Lectura de Arena
E. A. (%) = Lectura de Arena
Lectura de Arcilla * 100
Prueba de Equivalente de Arena
ASHTO T176, ASTM D2419
Contenido de Arcilla
Tránsito (106 ESAL) Equivalente de Arena (Min.)
< 0.3 40
< 1 40
< 3 40
< 10 45
< 30 45
<100 50
>100 50
Requerimientos de Superpave Para el Contenido de Arcilla
Propiedades de la Fuente de Origen
Existe otro grupo de características de los agregados que el grupo de expertos consideró críticas.
Sin embargo no pudieron acordar los valores críticos para ellas, pues se considera que dichos valores son particulares para cada fuente de origen.
Se acordó un grupo de “propiedades de la fuente de origen”.
Los valores de norma deben establecerlos las agencias locales.
Son propiedades relevantes para el diseño de mezcla.
Pueden emplearse para control de aceptación de los bancos de material.
Propiedades de la Fuente de Origen
Propiedades de la Fuente de Origen
Tenacidad (Dureza)
Durabilidad
Materiales Deletéreos
Tenacidad
Se define como el porcentaje de pérdida del material durante el ensayo de abrasión de Los Ángeles (AASHTO T 96).
Esta prueba se desarrolló para estimar la resistencia del agregado grueso a la abrasión y degradación mecánica durante el manejo, construcción y servicio.
Los valores de norma mas comunes varían entre 30% y 45%.
Tenacidad
Desgaste del orden de 10% para rocas ígneas muy duras
Desgaste de hasta 60% para rocas sedimentarias suaves
Durabilidad
Ensayo AASHTO T 104 Define resistencia al intemperismo
Simula la acción de helada-deshielo, mediante inmersión y secado del material en una solución de sulfato de sodio o de magnesio
Una inmersión y secado es considerada un ciclo.
El resultado es la pérdida total en varias mallas por un número de ciclos determinado
Los valores máximos permitidos normalmente varían entre 10% y 20 % por 5 ciclos
Durabilidad
Durabilidad
Antes Después
Materiales Deletéreos
Se determina el porcentaje en peso de materiales contaminantes ( micas, madera, esquistos, etc.)
Se emplea el ensayo AASHTO T 112
Se realiza tamizado en seco
Se satura el material
Se realiza tamizado lavado
Se determina el %, en peso, de material perdido
Granulometría
Tipos de Granulometría
Granulometría Uniforme Pocos puntos de contacto
Pobre trabazón Depende de la forma de las partículas
Alta permeabilidad
Bien graduada (Densa) Buena trabazón
Baja permeabilidad
Granulometría Discontinua Solo algunos Tamaños
Buena trabazón
Baja permeabilidad
Granulometría
Para especificar la granulometría Superpave usa la gráfica de exponencial 0.45
Serie estándar de mallas ASTM
Granulometría de Máxima Densidad
Tamaño máximo nominal Un tamaño de malla arriba del primer tamiz que
retiene el 10%
Tamaño máximo Un tamaño de malla arriba del tamaño máximo
nominal
Define zonas obligadas (Puntos de Control)
Define una zona restringida
Granulometría
100
0 .075 .3 2.36 4.75 9.5 12.5 19.0
Porc
ent
aje
Que
Pas
a
Tamaño de Malla Elevado a Potencia 0.45
Línea de Máxima Densidad
Puntos de Control
Puntos de Control
Zona Restringida
Granulometría
Granulometría de Máxima Densidad
Se logra el arreglo mas compacto posible
Se obtiene la menor cantidad de vacíos
Es menor el contacto entre agregado grueso
La falta de vacíos provoca que la película de asfalto que cubre al agregado sea de poco espesor
Granulometría
Zona Restringida
Las granulometrías que pasan por la zona restringida con frecuencia son las llamadas granulometrías con “joroba”
Por lo general tienen exceso de arena fina
Se tiene un esqueleto mineral débil
Son mezclas con poca resistencia a la deformación permanente
Granulometría Típica en Monterrey
GRANULOMETRÍA ACTUAL TAMAÑO NOMINAL 19 mm
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TAMAÑOS DE MALLAS, mm,
elevado a la 0.45
% P
AS
A
0.3
00
2.3
60
19
25
Granulometría Tipos de Granulometría
GRANULOMETRÍA CENTRADA PARA MEZCLAS DE GRANULOMETRÍA ABIERTA
N.CMT.4.04/02
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
0.01 0.10 1.00 10.00 100.00
malla (mm)
% q
ue p
asa hasta 4 cm de espesor
más de 4 cm de espesor
F8 centrada
F10 centrada
M8 centrada
M10 centrada
Granulometría Tipos de Granulometría
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100
malla (mm)
% q
ue p
asa
F10 centrada
M10 centrada
Abierta<4cm
Porosa P12
Porosa PA12
sma 10
sma 12
Requerimientos de Diseño de Mezcla
Requerimientos Volumétricos de la Mezcla
Vacíos de Aire (Criterio Superpave 4% min.)
Vacíos en el Agregado Mineral
Vacíos Llenos de Asfalto
Proporción de Polvo
Susceptibilidad a la Humedad
Requerimientos Volumétricos
Tamaño Máximo Nominal
V.A.M. mínimo (%)
9.5 mm 15.0
12.5 mm 14.0
19 mm 13.0
25 mm 12.0
37.5 mm 11.0
Requerimientos Superpave para Vacíos del Agregado Mineral
Requerimientos Volumétricos
Tránsito ( ESAL * 106 ) VFA de Diseño (%)
<0.3 70 – 80
<1 65 – 78
<3 65 – 78
<10 65 – 75
<30 65 – 75
<100 65 – 75
>300 65 - 75
Propiedades del agregado y su evaluación
la calidad es un factor crítico, por lo que debe
reunir ciertas propiedades para considerarse apropiado
PROPIEDADES
* GRADUACIÓN Y TAMAÑO * TEXTURA DE LA
DE LA PARTÍCULA SUPERFICIE
* LIMPIEZA * ABSORCIÓN
* DUREZA * AFINIDAD
* FORMA DE LA PARTÍCULA * DENSIDAD
* RESISTENCIA AL PULIMENTO
Agregados pétreos
CALIDAD DE MATERIALES PETREOS
“La calidad nunca es accidental; siempre es producto del esfuerzo inteligente”
John Ruskin