asfaltos examen

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EXAMEN FINAL DE LABORATORIO DE ASFALTOS

Periodo Académico 1 – 2008(I)

Nombre:.....................................................................................................................C.I.:................................Grupo de laboratorio y/o Periodo de aprobación:...................................................Fecha:...............................

Responda en forma clara y breve las siguientes preguntas:

Teórico.

1.- ¿Defina los tres pesos específicos usados en mezclas asfálticas?

2.- ¿Cómo se determinan las temperaturas de Mezclado y Compactación en la fabricación de las probetas Marshall, y quevalores se recomiendan?

3.- ¿Qué son los riegos asfálticos y como se clasifican. Describa brevemente cada una de ellos?

4.- ¿Explique las propiedades que deben cumplir las mezclas asfálticas?

5.- ¿Cuáles son las especificaciones y recomendaciones para el diseño convencional y en altura de las mezclas asfálticas para tráfico alto?

Práctico.

Determine los pesos específicos de cada uno de los agregados de la mezcla asfáltica y los pesos específicos ponderados

del agregado y de la mezcla para un contenido de CA de 6% y Peso Específico de 1,025.

Grava ¾”Peso muestra seca + recipiente 3359,0Peso muestra secada al horno 3126,0

Peso recipiente 233,0peso muestra SSS + recipiente 3421,0Peso muestra saturada superficialmente seca 3188,0Peso muestra + canastilla (sumergidas) 3798,0Peso canastillo sumergido 1846,0

Gravilla 3/8”Peso muestra retenido en el tamiz # 4 = 1728 grs Peso Específico = 2,526

Peso muestra que pasa el tamiz # 4 = 410,6 grs Peso Específico =2,496

Arena y fillerPeso muestra retenido en el tamiz # 4 = 1838,5 grs Peso Específico = 2,505


Composición de la mezcla.

Grava 10%

Gravilla 30%

Arena y filler 40%

SOLUCIÒN DEL EXAMEN FINAL DE LABORATORIO DE ASFALTOSPeriodo Académico 1 – 2008


R.- El Peso Específico aparente no considera el volumen de poros o vacíos permeables. El Peso específico bruto considera

todo el volumen, incluido los poros y el Peso Específico efectivo no considera el volumen de poros que absorben asfalto.


R.- Temperatura de mezclado esta determinada por la viscosidad de 170 ± 20 cts y la de compactación por 280 ± 20 cts.

En caso de no disponer de el equipo se pueden usar los siguientes valores: Mezclado CA 60/70 entre 150 y 165 ºC y paraCA 85/100 entre 135 y 150 ºC. Compactación CA 60/70 = 145 ºC y para CA 85/100 = 130 ºC.


R.- Son simples riegos de asfalto sobre superficies pavimentadas, bases estabilizadas o de suelo. Se clasifican en:Matapolvo, Sello Negro, Imprimación, Riego de Liga y Membrana para curado.

El Matapolvo es un riego líquido sobre una superficie de suelo compactado, cuyo objetivo es el de cohesionar las partículas superficiales del suelo y que sirvan de paliativo del polvo.

El Sello Negro es una aplicación ligera de un asfalto líquido sobre una carpeta antigua con el fin de rejuvenecerla y sellar

pequeñas grietas y poros superficiales. También se usa para sellar superficies de carpetas nuevas y en los tratamientos

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superficiales dobles recién confeccionados, en zonas de tránsito intenso y/o trazados de fuerte pendiente, mejorando conesto la retención de los áridos, y dando el tratamiento un color negro uniforme.

La Imprimación consiste en un riego de asfalto líquido de baja viscosidad sobre una base estabilizada que va a ser cubierta por una carpeta y cualquier tratamiento asfáltico y tiene por objetivo el de sellar la superficie, cohesionar las partículassuperficiales sueltas de la base, dar mayor estabilidad superficial para obtener una membrana ligante que adherirá

fuertemente la carpeta o tratamiento asfáltico a la base.

El riego de Liga sirve para adherir una capa asfáltica sobre otra, confeccionada previamente, quedando ligadas

monolíticamente.

Las membranas para curado son adecuadas para el curado del suelo-cemento.


Durabilidad, es la resistencia que la mezcla opone a acciones tales como el despegue de la película de asfalto del agregado por efectos del agua abrasión del tránsito, etc.

Estabilidad, resistencia de la mezcla a la acción de las cargas del tráfico.

Impermeabilidad. El asfalto rellena parcialmente los vacíos entre los agregados, impermeabilizando la estructura del pavimento. La cantidad de asfalto óptimo se determina de la dosificación.

Trabajabilidad, es la facilidad con que la mezcla asfáltica puede colocarse y compactarse y está en función de la

granulometría, textura superficial y forma de las partículas, porcentaje de asfalto y otros.

Fluencia, es la deformación bajo la acción de las cargas dentro un rangos aceptables.

5.- ¿Cuáles son las especificaciones y recomendaciones para el diseño convencional y en altura de las mezclas asfálticas para tráfico alto?

Especificaciones Convencionales:

M TODO MARSHALL Tráfico Pesado Criterio de mezcla Min. Máx. Compactación, número de golpes en cada cara de las briquetas 75

Estabilidad, [N][lb.]

8006 ---

1800 ---

Flujo, (0.25 mm) (0.01´´) 8 14

Porcentaje de vacíos [%] 3 5

Porcentaje de vacíos en los agregados minerales De acuerdo al tamañonominal del agregado

Porcentaje de vacíos rellenos de asfalto 65

75

Recomendaciones para el diseño de mezclas asfálticas en altura:

1) En zonas de clima frío se busca porcentaje de vacíos en la mezcla bajos, tendiendo hacia los límites inferiores

especificados (2%)

2) Se busca que la relación Estabilidad/Flujo alcance la menor magnitud posible (inferiores a 2500 [Kg/cm])

3) El contenido de cemento asfáltico debe ser el mayor posible (tendiendo hacia el rango entre 6 y 7 %.)






Práctico.

PESOS ESPECIFICOS PONDERADOS DE LOS AGREGADOS

PESO ESPECIFICO PONDERADO DE LA GRAVA 3/4" %

Peso muestra retenido en el tamiz # 4 = 3126 100

Peso muestra que pasa el tamiz # 4 = 0 0Peso muestra total = 3126 100

PE grava = 2,529

PESO ESPECIFICO PONDERADO DE LA GRAVILLA 3/8" %

Peso muestra retenido en el tamiz # 4 = 1728 81Peso muestra que pasa el tamiz # 4 = 410,6 19

Peso muestra total = 2138,6 100

PE arena (ponderado) = 2,520

PESO ESPECIFICO PONDERADO DE LA ARENA %

Peso muestra retenido en el tamiz # 4 = 1838,5 80Peso muestra que pasa el tamiz # 4 = 473,3 20



PESO ESPECIFICO PONDERADO DEL AGREGADO DE LA MEZCLA

AGREGADO PORCENTAJEGrava 3/4" = 10

Gravilla3/8"= 30Arena = 60

Total Agregado = 100

PE agregado (ponderado) = 2,510

PESO ESPECIFICO PONDERADO DE LA MEZCLA DE DISEÑO

MATERIAL PORCENTAJE PESO ESPECIFICOAgregado = 94 2.51

Cemento Asfáltico = 6 1.025

Total Mezcla = 100 2.309

PE mezcla (ponderado) = 2,309






EXAMEN FINAL DE LABORATORIO DE ASFALTOSPeriodo Académico 2 – 2007

(I)

Nombre:.....................................................................................................................C.I.:................................

Grupo de laboratorio y/o Periodo de aprobación:...................................................Fecha:...............................

Responda en forma clara y breve las siguientes preguntas:

1.- ¿Cuál es el objetivo de la materia “Laboratorio de Asfaltos”?

2.- ¿Cuál es el significado de las siguientes siglas: ASTM, AASHTO, CA 40-50, RC-250, MC30, CSS-1h, RS-2?

3.- Coloque en orden correcto la secuencia de preparación de las mezclas de ensayo en el Método Marshall: Mezclado,Tamizado, Adición del CA, Secado Agregado, Pesado agregado, Colocación del agregado y Calentamiento del agregado

4.- ¿En que tamaños se recomienda separar en laboratorio los agregados para el método Marshall?

5.- ¿Qué son las capas asfálticas estructurales y como se clasifican?

6.- ¿Cuáles son las especificaciones generales que los agregados deben cumplir en las mezclas asfálticas?

7.- ¿Cuáles son las propiedades generales que los agregados deben cumplir en las mezclas asfálticas?


9.- ¿Que ensayos y que análisis se realizan sobre las probetas del método Marshall?

10.- ¿Cuáles son y como se usan los gráficos en el método Marshall para la dosificación de mezclas asfálticas?

SOLUCIÒN DEL EXAMEN FINAL DE LABORATORIO DE ASFALTOSPeriodo Académico 2 – 2007


R.- El objetivo de la materia de Asfaltos es el de caracterizar los asfaltos mediante el conocimiento de sus propiedadesfísicas y mecánicas realizando ensayos de laboratorio, relacionarlas con su estructura física y composición química, y

aplicarlas en el diseño de mezclas asfálticas en caliente.

2.- ¿Cuál es el significado de las siguientes siglas:ASTM, AASHTO, CA 40-50, RC-250, MC30, CSS-1h, RS-2?

R.- ASTM = American Society for Testing and Materials (Sociedad estadounidense para ensayos y materiales)

AASHTO = American Association of State Highway and Transportation Officials (Asociación Estadounidense decarreteras estatales y reglamentos de transportación)

CA 40-50 = Cemento Asfáltico con penetración entre 40 y 50 dmm (décimas de milímetro)

RC 250 = Asfalto diluido de curado rápido con viscosidad mínima de 250 centistokes

MC 30 = Asfalto diluido de curado medio con viscosidad mínima de 30 centistokes

CSS-1h = Emulsión Asfáltica catiónica de rotura lenta tipo 1 de base dura

RS-2 = Emulsión Asfáltica Aniónica de rotura rápida tipo 2

3.- Coloque en orden correcto la secuencia de preparación de las mezclas de ensayo en el Método

R.- Marshall: Mezclado, Tamizado, Adición del CA, Secado Agregado, Pesado agregado, Colocación del agregado y

Calentamiento del agregadoSecado del agregado, Tamizado, Pesado, Calentamiento, Adición del CA y Mezclado


R.- 25 a 20 mm, 20 a 12,5 mm, 12,5 a 10 mm, 10 a 5 mm, 5 a 2,5 mm y bajo 2,5 mm.


R.- Son carpetas asfálticas que por condiciones de mezcla y espesor forman una estructura resistente computable en eldiseño del espesor de un pavimento flexible. Según el método constructivo se pueden dividir en Mezclas “En sitio“ y “En

Planta” y éstas a su vez en “abiertas” y “densas”


R.- Granulometría, resistencia al desgaste, solidez, limpieza y pureza y propiedades superficiales

7.- ¿Cuáles son las propiedades generales que los agregados deben cumplir en las mezclas asfálticas

R.-Encontrar la combinación más económica de agregado – asfalto que tenga las propiedades de: durabilidad, estabilidad,

impermeabilidad, trabajabilidad, fluencia.


R.- Peso Específico aparente que no considera el volumen de poros o vacíos permeables. Peso específico bruto consideratodo el volumen y el Peso Específico efectivo excluye el volumen de poros que absorben asfalto.







R.- Peso específico bruto, Ensayo de Estabilidad y Fluencia y determinación de la densidad y vacíos.


10.- ¿Cuáles son los gráficos a realizar en el método Marshall en función del porcentaje de asfalto?

R. Estabilidad, fluencia, Peso específico y porcentajes de vacíos en la mezcla y en el agregado mineralLa Paz, 2 de diciembre de 2002

M.Sc. Ing. Oscar Luis Pérez Loayza

SOLUCIÒN DEL EXAMEN FINAL TEORIC DE LABORATORIO DE ASFALTOS

Periodo Académico 2 – 20081.- ¿Explicar la influencia del espesor de la película de asfalto que recubre los agregados en la estabilidad ydurabilidad de la mezcla asfáltica?

R.- Mientras más delgada sea la película de asfalto, menor será la estabilidad de la mezcla, a medida que ésta engruesa elasfalto tiende a cohesionar el pétreo, pasando por un óptimo (máximo) para luego bajar por el efecto lubrificador delasfalto. La propiedad de producir cohesión entre pétreos, varia con el tiempo ya el asfalto va perdiendo su capacidad

ligante debido a la oxidación. Esta oxidación será menor cuanto mayor sea el espesor de la película de asfalto, ya quenecesitará un tiempo más largo para oxidar a una mayor cantidad de asfalto y la mezcla tendrá mayor durabilidad.

2.- ¿Explicar la influencia de las propiedades superficiales de los agregados en la mezcla asfáltica?

R.- La propiedad de adherencia asfalto agregados influye en un pavimente para que sea resistente y durable. Si no se

cumple el asfalto se desprenderá y producirá la falla por disgregamiento. A los agregados menos afines al asfalto se lesdenomina de hidrófilos, teniendo mayor afinidad con el agua, los que mejor se adhieren al asfalto son los agregadosllamados hidrófobos.

3.- ¿Explicar las propiedades que debe cumplir una mezcla asfáltica?Durabilidad. Resistencia al desprendimiento de la película de asfalto del agregado por efecto del agua, abrasión deltransito, etc.

Impermeabilidad. El volumen de vacíos con aire es importante en el diseño de la mezcla asfáltica, quedando determinado

por el grado de compactación de la mezcla así como por la proporción de asfalto que contiene. Una mayor compactaciónse tendrá mayor densidad, mayor estabilidad y menor cantidad de vacíos.

Trabajabilidad. Es la facilidad con que la mezcla asfáltica puede colocarse y compactarse y está en función de su

granulometría, textura superficial y forma de las partículas, relación tamaño máximo – espesor compactado, temperaturade la mezcla durante la colocación y compactación, consistencia del asfalto y cantidad de asfalto.

Fluencia. Es la deformación del pavimento bajo la acción de las cargas dentro de rangos aceptables.


R.- El Peso Específico aparente no considera el volumen de poros o vacíos permeables. El Peso específico bruto considera

todo el volumen, incluido los poros y el Peso Específico efectivo no considera el volumen de poros que absorben asfalto.5.- ¿Cómo se determinan las temperaturas de Mezclado y Compactación en la fabricación de las probetas Marshall, y quevalores se recomiendan?

R.- Temperatura de mezclado esta determinada por la viscosidad de 170 ± 20 cts. y la de compactación por 280 ± 20 cts.En caso de no disponer del equipo se pueden usar los siguientes valores: Mezclado CA 60/70 entre 150 y 165 ºC y para

CA 85/100 entre 135 y 150 ºC. Compactación CA 60/70 = 145 ºC y para CA 85/100 = 130 ºC.







Periodo Académico 1 – 2008

Práctico.

Determine los pesos específicos de cada uno de los agregados de la mezcla asfáltica y los pesos específicos ponderados

del agregado y de la mezcla para un contenido de CA de 6% y Peso Específico de 1,025.

Grava ¾”Peso muestra seca + recipiente 3359,0Peso muestra secada al horno 3126,0

Peso recipiente 233,0peso muestra SSS + recipiente 3421,0Peso muestra saturada superficialmente seca 3188,0Peso muestra + canastilla (sumergidas) 3798,0Peso canastillo sumergido 1846,0

Gravilla 3/8”Peso muestra retenido en el tamiz # 4 = 1728 grs Peso Específico = 2,526


Arena y fillerPeso muestra retenido en el tamiz # 4 = 1838,5 grs Peso Específico = 2,505


Composición de la mezcla.

Grava 10% Gravilla 30% Arena y Filler 40%SOLUCIÒN DEL EXAMEN FINAL DE LABORATORIO DE ASFALTOS



R.- El Peso Específico aparente no considera el volumen de poros o vacíos permeables. El Peso específico bruto consideratodo el volumen, incluido los poros y el Peso Específico efectivo no considera el volumen de poros que absorben asfalto.

2.- ¿Cómo se determinan las temperaturas de Mezclado y Compactación en la fabricación de las probetasMarshall, y que valores se recomiendan?

R.- Temperatura de mezclado esta determinada por la viscosidad de 170 ± 20 cts y la de compactación por 280 ± 20 cts.En caso de no disponer de el equipo se pueden usar los siguientes valores: Mezclado CA 60/70 entre 150 y 165 ºC y para



R.- Son simples riegos de asfalto sobre superficies pavimentadas, bases estabilizadas o de suelo. Se clasifican en:Matapolvo, Sello Negro, Imprimación, Riego de Liga y Membrana para curado.

El Matapolvo es un riego líquido sobre una superficie de suelo compactado, cuyo objetivo es el de cohesionar las

partículas superficiales del suelo y que sirvan de paliativo del polvo.

El Sello Negro es una aplicación ligera de un asfalto líquido sobre una carpeta antigua con el fin de rejuvenecerla y sellar pequeñas grietas y poros superficiales. También se usa para sellar superficies de carpetas nuevas y en los tratamientos

superficiales dobles recién confeccionados, en zonas de tránsito intenso y/o trazados de fuerte pendiente, mejorando conesto la retención de los áridos, y dando el tratamiento un color negro uniforme.

La Imprimación consiste en un riego de asfalto líquido de baja viscosidad sobre una base estabilizada que va a ser cubierta

por una carpeta y cualquier tratamiento asfáltico y tiene por objetivo el de sellar la superficie, cohesionar las partículassuperficiales sueltas de la base, dar mayor estabilidad superficial para obtener una membrana ligante que adherirá

fuertemente la carpeta o tratamiento asfáltico a la base.

El riego de Liga sirve para adherir una capa asfáltica sobre otra, confeccionada previamente, quedando ligadas

monolíticamente.Las membranas para curado son adecuadas para el curado del suelo-cemento.


Durabilidad, es la resistencia que la mezcla opone a acciones tales como el despegue de la película de asfalto del agregado

por efectos del agua abrasión del tránsito, etc.


Impermeabilidad. El asfalto rellena parcialmente los vacíos entre los agregados, impermeabilizando la estructura del pavimento. La cantidad de asfalto óptimo se determina de la dosificación.






Trabajabilidad, es la facilidad con que la mezcla asfáltica puede colocarse y compactarse y está en función de lagranulometría, textura superficial y forma de las partículas, porcentaje de asfalto y otros.


5.- ¿Cuáles son las especificaciones y recomendaciones para el diseño convencional y en altura de las mezclasasfálticas para tráf alto?

Especificaciones Convencionales:

MÉTODO MARSHALL Tráfico Pesado

Criterio de mezcla

Min. Máx. Compactación, número de golpes en cada cara de las briquetas 75

Estabilidad, [N][lb.]

8006 ---

1800 ---

Flujo, (0.25 mm) (0.01´´) 8 14

Porcentaje de vacíos [%] 3 5

Porcentaje de vacíos en los agregados minerales De acuerdo al tamañonominal del agregado

Porcentaje de vacíos rellenos de asfalto 65 75

Recomendaciones para el diseño de mezclas asfálticas en altura:1) En zonas de clima frío se busca porcentaje de vacíos en la mezcla bajos, tendiendo hacia los límites inferioresespecificados (2%)

2) Se busca que la relación Estabilidad/Flujo alcance la menor magnitud posible (inferiores a 2500 [Kg/cm])

3) El contenido de cemento asfáltico debe ser el mayor posible (tendiendo hacia el rango entre 6 y 7 %.)

Práctico.PESOS ESPECIFICOS PONDERADOS DE LOS AGREGADOS

PESO ESPECIFICO PONDERADO DE LA GRAVA 3/4"%

Peso muestra retenido en el tamiz # 4 = 3126 100Peso muestra que pasa el tamiz # 4 = 0 0

Peso muestra total = 3126 100

PE grava = 2,529

PESO ESPECIFICO PONDERADO DE LA GRAVILLA 3/8"%

Peso muestra retenido en el tamiz # 4 = 1728 81Peso muestra que pasa el tamiz # 4 = 410,6 19



PESO ESPECIFICO PONDERADO DE LA ARENA%

Peso muestra retenido en el tamiz # 4 = 1838,5 80Peso muestra que pasa el tamiz # 4 = 473,3 20



PESO ESPECIFICO PONDERADO DEL AGREGADO DE LA MEZCLA

AGREGADO PORCENTAJE






Grava 3/4" = 10Gravilla3/8"= 30Arena = 60

Total Agregado = 100

PE agregado (ponderado) = 2,510

PESO ESPECIFICO PONDERADO DE LA MEZCLA DE DISEÑO

MATERIAL PORCENTAJE PESO ESPECIFICOAgregado = 94 2.51Cemento Asfáltico = 6 1.025Total Mezcla = 100 2.309

PE mezcla (ponderado) = 2,309






Agregado: Grava 3/4", Gravilla 3/8", Arena Natural y Arena Chancada Inf. Lab. No. 003/07Gsb ag = 2,543 Gse ag = 2,604 % Asf. Abs.= 0,941 Hoja: 1 de 3

Comp. Peso Vol. No Alt. Fac t o r Vo l P E A s f . Lec t . Lec t . F luj o

de l a greg. ezc la Espec . Vd Teo r . M ezc . B r iq. h Co rrec . seco P sss Sumer- Gsb Ut il D ial Correg. D ial Real

M ezc la % % Gs (cc ) Gs t Gsm [ cm] de B ri q. al aire al aire gido (cc ) P ro b. [%] 0,0001" [ lb r] [ kg] [ kg] 0 ,0 1" [ c m]

Grava 12 11,4 2,551 4,823 9 6,16 1,0530 1140,10 1141,40 648,90 492,50 2,315 232 2320,00 1052,35 1108,13 5 0,13

Gravilla 23 21,9 2,561 9,244 10 6,20 1,0400 1145,00 1146,50 651,10 495,40 2,311 270 2700,00 1224,72 1273,71 7 0,18

Ar Ch 35 33,3 2,521 14,067 11 6,22 1,0350 1146,70 1148,50 650,60 497,90 2,303 210 2100,00 952,56 985,90 9 0,23

Ar Nat 30 28,5 2,551 12,058 12 6,22 1,0350 1145,30 1146,40 648,00 498,40 2,298 210 2100,00 952,56 985,90 8 0,20

C.A. 5 1,011 2,115

Grava 12 11,3 2,551 4,831 13 6,23 1,0320 1151,80 1153,00 654,80 498,20 2,312 244 2440,00 1106,78 1142,20 9 0,23

Gravilla 23 21,7 2,561 9,260 14 6,24 1,0290 1151,40 1153,40 656,20 497,20 2,316 205 2050,00 929,88 956,85 8 0,20

Ar Ch 35 33,1 2,521 14,092 15 6,24 1,0290 1150,40 1151,40 652,60 498,80 2,306 220 2200,00 997,92 1026,86 9 0,23

Ar Nat 30 28,4 2,551 12,079 16 6,21 1,0370 1153,00 1153,70 656,10 497,60 2,317 245 2450,00 1111,32 1152,44 7 0,18

C.A. 5,5 1,011 2,343

Grava 12 11,3 2,551 4,840 17 6,16 1,0530 1155,40 1155,70 663,20 492,50 2,346 298 2980,00 1351,73 1423,37 10 0,25

Gravilla 23 21,6 2,561 9,276 18 6,19 1,0430 1155,90 1156,20 659,90 496,30 2,329 245 2450,00 1111,32 1159,11 8 0,20

Ar Ch 35 32,9 2,521 14,115 19 6,21 1,0370 1156,80 1157,50 662,40 495,10 2,336 230 2300,00 1043,28 1081,88 10 0,25

Ar Nat 30 28,2 2,551 12,099 20 6,17 1,0490 1160,50 1160,80 664,50 496,30 2,338 248 2480,00 1124,93 1180,05 7 0,18

C.A. 6 1,011 2,574

42,903

DATOS PARA LAS GRAFICAS DE MARSHALL

CA PE % de Vacio s Est. Fl uj o Est/Fl u

Gsb M ezc la A greg. c /A sf . P rom. P ro m. P ro m .

% P ro m. [ %] [%] [%] [kg] [ cm] [ Kg/ cm]

4 2,264 7,783 14,372 45,845 884,224 0,19 4641,59

4,5 2,294 5,921 13,651 56,625 971,207 0,18 5274,00 D0SIFICACION PARA ZONAS DE ALTURA

5 2,307 4,776 13,597 64,875 985,900 0,20 4851,87 1,- Estabilidad 7,7 800

2,- fluencia 7,7 0,32

5,5 2,315 3,808 13,704 72,212 1107,167 0,22 5029,53 3,- Estabilidad/Fluencia 7,7 2500

4.- %Vacios en la Mezcla 6,2 2%

6 2,335 2,359 13,381 82,371 1140,346 0,22 5130,92 %CA = 7,20

6,5 2,339 1,540 13,618 88,690 1036,937 0,24 4374,03

VERIFICACIONES DE ACUERDO A LAS

7 2,354 0,302 13,486 97,761 927,426 0,26 3533,50 ESPECIFICACIONES PARA ZONAS DE ALTURA

Estabilidad 950

7,5 2,344 0,078 14,228 99,452 850,718 0,32 2644,17 Fluencia 0,28

Estabilidad / Fluencia 3393 <2500

8 2,334 -0,098 14,995 100,652 732,598 0,34 2163,18 Vacios en la Mezcla 0,50 max 1%

D0SIFICACION

Estabilidad: 7

Peso Específico 5,5

%Vacios en la Mezcla 5,25

%CA = 5,92

VERIFICACION Para 6% ESPECIFICACIONES

Estabilidad = 1080 1080 Kgs. 2381 Lbs Mìnimo 1500 Lbs

Peso Específico = 2,335 2,335 -

%Vacios en la Mezcla = 2,4 2,4 Entre 3% y 5%

% Vacios en el Agreg. = 13,4 13,4 Mínimo 14%

% Vacios con Asfalto = 83 83 Entre 70% y 80%

Flujo = 0,215 0,215 cm 8,465 (0.01") Entre 8 y 16 (0,01")

2,391 5,059

4,059

osificació

2,364

Real

Estabi l idadPE max.

2,423

Peso s de la Br iqueta (g)

2,347 2,407

2,331

4,559






1.- Completar las planillas, graficar los puntos y diseñar la mezcla as fáltica por el método convencional y para zonas de altura

2.- Determinar las cantidades de materiales de grava, gravilla, arena chancada, arena natural y cemento asfáltico para una vía de 10 km de longitud, ancho de

vía de 7 m y espesor de 7 cm.

3.- Conclusiones y observaciones sobre el diseño VoBo Ing. Victor Bermejo Franco

Director La Paz, 28 de mayo de 2007

2.- Vol de mezcla = 7 * 0,07 * 10*1000 = 4900 m3 Por tanto en peso: 4900 * 2,335 = 1E+07 Kgs

Del diseño de la mezcla asfáltica, la densidad de la mezcla para 6% = 2,335 gr/cc 11442 ton

Cantidades de materiales en Peso:

De acuerdo a la columna de Dosificación para 6%

Grava 11,28 % 1291 ton

Gravilla 21,62 % 2474 ton

Ar Ch 32,9 % 3764 ton

Ar Nat 28,2 % 3227 ton

C.A. 6 % 686,5 ton

11442

Cantidades de materiales en Volumen:

Grava 552,72 m3

Gravilla 1059,4 m3

Ar Ch 1612,1 m3

2,25

2,27

2,29

2,31

2,33

2,35

4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8

P e s o E s p e c i f i c o

[%] de Cemento Asfaltico

PE Vs. %CA

-1,0

-0,50,0

0,51,0

1,5

2,02,5

3,03,5

4,04,5

5,05,5

6,0

6,57,0

7,58,0

4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8

% d

e V a c i o s M e z c l a


%CA vs %de Vacios en la Mezcla

700

750

800

850

900

950

1000

1050

1100

1150

1200

4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8

E s t a b i l i d a d


Estabilidad Vs. %CA

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

110,0

4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8

[ % ] d e V a c i o s c o n a s f a l t o

[%] de Cemento Asfalt ico

%Vacios c/Asf Vs. %CA

0,17

0,18

0,19

0,20

0,21

0,22

0,23

0,24

0,25

0,26

0,27

0,28

0,29

0,30

0,31

0,32

0,33

0,34

0,35

4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8

F l u e n c i a


Flujo Vs. %CA

13,2

13,4

13,6

13,8

14,0

14,2

14,4

14,6

14,8

15,0

4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8

V A M


VAM VS. %CA

2000,0

2500,0

3000,0

3500,0

4000,0

4500,0

5000,0

5500,0

4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8

V A M


VAM VS. %CA









2.- ¿Cuál es el significado de las siguientes siglas: ASTM, AASHTO, CA 40-50, RC-250, MC30, CSS-1h, RS-2?

3.- Coloque en orden correcto la secuencia de preparación de las mezclas de ensayo en el Método Marshall: Mezclado,Tamizado, Adición del CA, Secado Agregado, Pesado agregado, Colocación del agregado y Calentamiento del agregado




7.- ¿Cuáles son las propiedades generales que los agregados deben cumplir en las mezclas asfálticas?




SOLUCIÒN DEL EXAMEN FINAL DE LABORATORIO DE ASFALTOS


R.- El objetivo de la materia de Asfaltos es el de caracterizar los asfaltos mediante el conocimiento de sus propiedadesfísicas y mecánicas realizando ensayos de laboratorio, relacionarlas con su estructura física y composición química, y

aplicarlas en el diseño de mezclas asfálticas en caliente.

2.- ¿Cuál es el significado de las siguientes siglas:ASTM, AASHTO, CA 40-50, RC-250, MC30, CSS-1h, RS-2?R.- ASTM = American Society for Testing and Materials (Sociedad estadounidense para ensayos y materiales)

AASHTO = American Association of State Highway and Transportation Officials (Asociación Estadounidense decarreteras estatales y reglamentos de transportación)

CA 40-50 = Cemento Asfáltico con penetración entre 40 y 50 dmm (décimas de milímetro)

RC 250 = Asfalto diluido de curado rápido con viscosidad mínima de 250 centistokes

MC 30 = Asfalto diluido de curado medio con viscosidad mínima de 30 centistokes

CSS-1h = Emulsión Asfáltica catiónica de rotura lenta tipo 1 de base dura

RS-2 = Emulsión Asfáltica Aniónica de rotura rápida tipo 2

3.- Coloque en orden correcto la secuencia de preparación de las mezclas de ensayo en el Método

R.- Marshall: Mezclado, Tamizado, Adición del CA, Secado Agregado, Pesado agregado, Colocación del agregado yCalentamiento del agregado

Secado del agregado, Tamizado, Pesado, Calentamiento, Adición del CA y Mezclado4.- ¿En que tamaños se recomienda separar en laboratorio los agregados para el método Marshall?

R.- 25 a 20 mm, 20 a 12,5 mm, 12,5 a 10 mm, 10 a 5 mm, 5 a 2,5 mm y bajo 2,5 mm.


R.- Son carpetas asfálticas que por condiciones de mezcla y espesor forman una estructura resistente computable en el

diseño del espesor de un pavimento flexible. Según el método constructivo se pueden dividir en Mezclas “En sitio“ y “EnPlanta” y éstas a su vez en “abiertas” y “densas”


R.- Granulometría, resistencia al desgaste, solidez, limpieza y pureza y propiedades superficiales

7.- ¿Cuáles son las propiedades generales que los agregados deben cumplir en las mezclas asfálticas

R.-Encontrar la combinación más económica de agregado – asfalto que tenga las propiedades de: durabilidad, estabilidad,impermeabilidad, trabajabilidad, fluencia.

8.- ¿Defina los tres pesos específicos usados en mezclas asfálticas?R.- Peso Específico aparente que no considera el volumen de poros o vacíos permeables. Peso específico bruto consideratodo el volumen y el Peso Específico efectivo excluye el volumen de poros que absorben asfalto.


R.- Peso específico bruto, Ensayo de Estabilidad y Fluencia y determinación de la densidad y vacíos.


10.- ¿Cuáles son los gráficos a realizar en el método Marshall en función del porcentaje de asfalto?

R. Estabilidad, fluencia, Peso específico y porcentajes de vacíos en la mezcla y en el agregado mineral






2,33

(lb) (kg)

Grava 50 47,75 2,399 21,406 25 7,22 0,8213 1208,7 1218,4 643,4 564,40 2,14 208 2080 943,49 774,89 7 0,18

Ar Ch. 30 28,65 2,396 12,843 26 7,,2 0,8238 1212,6 1230,1 652,6 558,29 2,17 217 2170 984,31 810,88 6 0 ,15

Ar. Nat. 20 19,1 2,237 8,562 27 7,11 0,8376 1207,1 1223,6 644,2 561,27 2,15 240 2400 1088,64 911,84 2 0 ,05

C.A. 4,5 1,016 2 ,017 28 7,16 0,8288 1209,5 1224 646,73 561,32 2,15 270 2700 1224,72 1015 7 0,18

Grava 50 4 7,5 2,399 21,427 29 7,19 0,825 1224,7 1243,6 663,6 559,29 2,19 340 3400 1542,24 1272,3 15 0,38

Ar Ch. 30 2 8,5 2,396 12,856 30 7,2 0,8238 1220,2 1240,8 663,7 554,53 2,20 240 2400 1088,64 896,82 8 0,20

Ar. Nat. 20 19 2,237 8,571 31 7,33 0,806 1231,5 1255,9 660,3 568,82 2,16 220 2200 997,92 804,32 7 0,18

C.A. 5 1,016 2 ,255 32 7,18 0,8263 1225,5 1246,8 662,3 561,11 2,18 470 4700 2131,92 1761,6 11 0,28

Grava 50 47,25 2,399 21,447 33 7,15 0,83 1228,4 1254,9 666,2 559,60 2,20 263 2630 1192,97 990,16 16 0,41

Ar Ch. 30 28,35 2,396 12,868 34 7,05 0,8488 1234,8 1264,8 675,6 556,26 2,22 420 4200 1905,12 1617,1 8 0,20

Ar. Nat. 20 18,9 2,237 8,579 35 7,18 0,8263 1237,8 1274,7 671,2 563,06 2,20 260 2600 1179,36 974,51 8 0 ,20

C.A. 5,5 1,016 2 ,496 36 7,06 0,8469 1233,7 1264,8 671 559,65 2,20 280 2800 1270,08 1075,6 11 0,28

Grava 50 47 2,399 21,465 37 7,26 0,8163 1224,7 1262 653,1 568,03 2,16 180 1800 816,48 666,49 11 0,28

Ar Ch. 30 28,2 2,396 12,879 38 6,99 0,86 1208,5 1238 653 552,66 2,19 200 2000 907,20 780,19 10 0,25

Ar. Nat. 20 18,8 2,237 8,586 39 7,04 0,8507 1225,3 1256,2 667,7 554,61 2,21 250 2500 1134,00 964,69 10 0 ,25

C.A. 6 1,016 2 ,740 40 6,95 0,8676 1219,5 1252,1 657,93 558,44 2,18 270 2700 1224,72 1062,6 6 0,15

Grava 50 46,75 2,399 21,482 41 7,08 0,8431 1230,6 1246,7 669,4 559,61 2,20 230 2300 1043,28 879,59 13 0,33

Ar Ch. 30 28,05 2,396 12,889 42 7,15 0,83 1232,5 1264,9 666,2 563,21 2,19 270 2700 1224,72 1016,5 10 0 ,25

Ar. Nat. 20 18,7 2,237 8,593 43 7,23 0,82 1246,8 1282,3 672,95 570,42 2,19 230 2300 1043,28 855,49 10 0 ,25

C.A. 6,5 1,016 2 ,987 44 7,06 0,8469 1234,3 1247,4 669,3 563,73 2,19 180 1800 816,48 691,48 11 0,28

Grava 50 46,5 2,399 21,498 45 7,24 0,8188 1218,1 1235,7 6 56,95 559,43 2,18 140 1400 635,04 519,97 12 0 ,30

Ar Ch. 30 27,9 2,396 12,899 46 7,18 0,8263 1229,4 1245,8 664,45 563,36 2,18 250 2500 1134,00 937,02 6 0,15

Ar. Nat. 20 18,6 2,237 8,599 47 7,17 0,8275 1232,8 1250,5 665,15 565,90 2,18 220 2200 997,92 825,78 8 0 ,20

C.A. 7 1,016 3 ,236 48 6,68 0,8807 1210,3 1226,7 662,4 546,31 2,22 280 2800 1270,08 1118,6 10 0,25

Dosificaion

Estabilidad: DATOS PARA LAS GRAFICAS DE MARSHALL CORREGIDO

Peso espacifico:

% Vacios de la mezcla:

4 ,5 2 ,1 55 7 ,5 23 1 2,7 74 4 1, 10 28 87 8, 16 0 ,1 4 % CA=

5 2,185 5,654 11,977 52,7888 1183,8 0,26 4,5 2,16 7,5 12,7 41 878 0,16

5,5 2,204 4,232 11,609 63,5483 1164,3 0,27 Verificacion 5 2,182 6 12 52 1183 0,18

6 2,184 4,552 12,84 64,5491 868,49 0,23 Estabilida d: 5,5 2,195 5 11,75 60 1140 0,21

6,5 2,199 5,028 12,641 60,2211 860,77 0,28 Pe so Espa cifico: 6 2,2 4,3 12,1 65 950 0,25

7 2 ,19 1 3,139 13,39 76,5576 850,33 0,23 % Va cios en la Mezcal: 6,5 2,195 4 1 2,7 68 8 70 0,29

% Va cios en el agregado: 7 2 ,18 3,8 1 3,4 70 8 50 0,34

Flujo:

CA %

PE Gsb

Prom.

% de Va ci os Es t.

Prom.

[kg]

Flujo

Prom.

[cm]

Mezcl

a [%]

Agreg.

[%]

c/Asf.

[%]

Gsm (RICE)=

DATOS PARA LAS GRAFICAS D E MARSHALL

Mezcla

[%]

Agreg.

[%]c/Asf. [%]

Est.

Prom.

[kg]

Flujo

Prom.

[cm]

CA %

PE

Gsb

Prom.

% de Vacios

1,913

4,587

5,087

104,15

104,15

2,27

Gsb a= Gse. a= % Asf. Abs.=2,364 2,474

2,587

3,087

3,587

4,087

105,4

105,4

106,3

106,3

2,33

2,32

2,3

2,29

Factor

Correc.

De Briq.

Pesos de l a briqueta (g)

Seco al

aire

2,26

2,23

2,22

2,2

2,19

2,18

2,16

Lect.

Dial

0,01"

Flujo

Real

(cm)

Peso

canas.

(g)

Vol. (cc)

PE Gsb

prob.

Ast.

Util

(%)

Lect.

Dial

0,0001

"

Estabilidad

correg.

(kg)

Realc/paraf.

al aire

c/paraf.

Sumer.

Vol. Vd

(cc)

PE max.

Teor.

Gst

Mezc.

Gsm

No

Briq.

Alt. H

(cm)

Comp.

De la

mezcla

Dosificacion

Agreg

. %

Mezcla

%

Peso

Espec.

Gs

2,15

2,16

2,17

2,18

2,19

2,20

2,21

4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5

P e s o E s p e

c i f i c o

Porcentaje de Cemento Asfaltico, [%]

PE vs.%CA

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5

% d e V a c i o s M e z c l a


% de Vacios mezcla vs.%CA

11,5

12

12,5

13

13,5

4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5

V A M


VAM vs.%CA

35

40

45

50

55

6065

70

75

80

4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5

% d e V A c i o s c o n A s f a l t o


% Vacios c/asf. vs.%CA






SOLUCIÒN DEL EXAMEN FINAL TEORICO DE LABORATORIO DE ASFALTOSPeriodo Académico 2 – 2008

1.- ¿Explicar la influencia del espesor de la película de asfalto que recubre los agregados en la estabilidad y durabilidadde la mezcla asfáltica?

R.- Mientras más delgada sea la película de asfalto, menor será la estabilidad de la mezcla, a medida que ésta engruesa elasfalto tiende a cohesionar el pétreo, pasando por un óptimo (máximo) para luego bajar por el efecto lubrificador delasfalto. La propiedad de producir cohesión entre pétreos, varia con el tiempo ya el asfalto va perdiendo su capacidad

ligante debido a la oxidación. Esta oxidación será menor cuanto mayor sea el espesor de la película de asfalto, ya que

necesitará un tiempo más largo para oxidar a una mayor cantidad de asfalto y la mezcla tendrá mayor durabilidad.2.- ¿Explicar la influencia de las propiedades superficiales de los agregados en la mezcla asfáltica?

R.- La propiedad de adherencia asfalto agregados influye en un pavimente para que sea resistente y durable. Si no se

cumple el asfalto se desprenderá y producirá la falla por disgregamiento. A los agregados menos afines al asfalto se lesdenomina de hidrófilos, teniendo mayor afinidad con el agua, los que mejor se adhieren al asfalto son los agregados

llamados hidrófobos.

3.- ¿Explicar las propiedades que debe cumplir una mezcla asfáltica?

Durabilidad. Resistencia al desprendimiento de la película de asfalto del agregado por efecto del agua, abrasióndel transito, etc.

Impermeabilidad. El volumen de vacíos con aire es importante en el diseño de la mezcla asfáltica, quedandodeterminado por el grado de compactación de la mezcla así como por la proporción de asfalto que contiene. Unamayor compactación se tendrá mayor densidad, mayor estabilidad y menor cantidad de vacíos.

Trabajabilidad. Es la facilidad con que la mezcla asfáltica puede colocarse y compactarse y está en función de su

granulometría, textura superficial y forma de las partículas, relación tamaño máximo – espesor compactado,temperatura de la mezcla durante la colocación y compactación, consistencia del asfalto y cantidad de asfalto.

Fluencia. Es la deformación del pavimento bajo la acción de las cargas dentro de rangos aceptables.

Durabilidad, es la resistencia que la mezcla opone a acciones tales como el despegue de la película de asfalto del agregado

por efectos del agua abrasión del tránsito, etc.


Impermeabilidad. El asfalto rellena parcialmente los vacíos entre los agregados, impermeabilizando la estructura del

pavimento. La cantidad de asfalto óptimo se determina de la dosificación.

Trabajabilidad, es la facilidad con que la mezcla asfáltica puede colocarse y compactarse y está en función de lagranulometría, textura superficial y forma de las partículas, porcentaje de asfalto y otros.



R.- El Peso Específico aparente no considera el volumen de poros o vacíos permeables. El Peso específico bruto consideratodo el volumen, incluido los poros y el Peso Específico efectivo no considera el volumen de poros que absorben asfalto.


R.- Temperatura de mezclado esta determinada por la viscosidad de 170 ± 20 cts. y la de compactación por 280 ± 20 cts.En caso de no disponer del equipo se pueden usar los siguientes valores: Mezclado CA 60/70 entre 150 y 165 ºC y para


800

850

900

950

1000

1050

1100

1150

1200

1250

4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5

E s t a b i l i d a d


Estabilidad vs.%CA

0,100,110,120,130,140,150,160,170,180,190,200,210,220,230,240,250,260,270,280,290,300,310,320,330,340,350,36

4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5

F l u e n c i a


Flujo vs.%CA






LABORATORIO DE ASFALTOS

Dosificación de mezcla de: Agregados – CA

100

%*)%100(% i

i

AgCA Agm

Donde:

%Agmi = Porcentaje del agregado i en la mezcla agregados – cemento asfáltico

%Agi = Porcentaje del agregado i en la mezcla de agregados

Densidad Ponderada de los agregados (Peso Específico ponderado de los agregados)

i

i

Gb

AgGsba

%

100 ; sin C.A.

Donde:

Gbi = Peso Específico bruto o aparente del agregado según sea el caso

Densidad máxima teórica

Volumen del material en 100 de mezcla Agregado-CA

Gst

AgmVm i

i

%

Densidad efectiva del agregado

Gca

CA

Gsm

CAGsea

%%100

100

Donde: Gsm =Densidad o Peso Específico máximo de la mezcla obtenida en laboratorio (RICE) ó por cálculo

Densidad máxima teórica por cálculo

016.1

5.4

474.2

100

5.4100

%100

%100

Gca

CA

Gsea

CAGsmc = 2.33

Factor de Corrección de la probeta (FCorr) (Tablas)

Volumen de la probeta

Vol = Msp – Msps – (Msp – Ms)/GspDonde:

Msp = Masa de la muestra recubierta con parafina Msps = Masa de la muestra recubierta con parafina sumergida Ms = Masa de la muestra seca sin recubrimientoGsp = Densidad o peso específico de la parafina

Densidad o peso específico bulk o bruto de la probeta (muestra)

14224564

741208,

,,

Vol

MsGsb

)%100(%

100

Gsba

CA

Gca

CAGst






Porcentaje de asfalto absorbido por los agregados

%Asf abs= 100*016.1*474.2

1

364.2

1100**

11

Gca

GseaGsba

Estabilidad Est = FCal * FCorr * Lectura Extensómetro Estabilidad (lbs)

Donde: FCal =Factor de calibración del equipo Marshall = 10

Est = 10 * 0.8213 * 208 = 1708.304 lbs Est = 1708.304 * 0.4536 = 774.887 kg

Fluencia

Lectura Extensómetro fluencia= 0.01 (Pulg)

Fluencia = Lectura Extensómetro (1/100) * 2.54 (cm)

Fluencias = 7 *(1/100) 2.54 = 0.1778 cm

DATOS PARA LAS GRAFICAS

Promedios de los Pesos Específicos de las probetas:

Gsb prom = (2.142 +2.159)/2 = 2.1505

Vacíos en la Mezcla:

%Vm = 1003302

150523302100 *

,,,

*

Gsm

GsbGsm = 7.704 %

Vacíos en el Agregado Mineral (VAM):

VAM = 100*)%100(*364.2

100*151.21100*

)%100(*

100*1

CACAGsba

Gsb = 12.928 %

Vacíos con Asfalto:

%Vc/asf = 100*928.12

704.7928.12(100*%

VAM

VmVAM = 40.408 %

CRITERIOS DE DISEÑO






MÉTODO MARSHALL Tráfico Ligero Tráfico Liviano Tráfico Pesado

Criterio de mezcla Min. Máx. Min. Máx. Min. Máx.

Compactación, número de golpes en cadacara de las briquetas 35 50 75

Estabilidad, [N][lb.] 3336 --- 5338 --- 8006 ---

750 --- 1200 --- 1800 ---

Flujo, (0.25 mm) (0.01´´) 8 18 8 16 8 14

Porcentaje de vacíos [%] 3 5 3 5 3 5

Porcentaje de vacíos en los agregadosminerales Ver la siguiente tabla

Porcentaje de vacíos rellenos de asfalto 70 80 65 78 65 75

VACIOS EN EL AGREGADO MINERALTamañoMáximo

VAM mínimo, [%]

Vacíos de Diseño, [%]

[in] 3,0 4,0 5,0

3 / 8 14 15 16

1 / 2 13 14 15

3 / 4 12 13 14

1.0 11 12 13

CRITERIOS DE DISEÑO PARA ZONAS DE ALTURA

CARACTERISTICAS Especificaciones

Número de golpes en cada cara de las briquetas 75

Estabilidad, [Kg][lb.]

750 - 1500

1800 – 3300

Flujo, [mm] 3 - 7

Porcentaje de vacíos en la mezcla [%] 1 - 3

Porcentaje de vacíos en el agregado mineral (VAM) [%] Min. 14

Estabilidad/Flujo [Kg/cm] Máx. 2500

Contenido de Cemento Asfáltico [%] Min. 6.0






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