N-xxxxxx-2004 - bdigital.unal.edu.co DISEÑO MEZCLA... · pruebas al residuo despues del ensayo de rtfot min ... tipo de asfalto envejecimiento acelerado utilizando ... determinacion

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IT-051-015-02

LABORATORIO DE ENSAYOS PARA MEZCLAS ASFÁLTICAS

DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA DE GRADACIÓN TIPO-I (IDU)

CON ASFALTO MODIFICADO CON GRANO DE CAUCHO RECICLADO

(GCR) DE MPI LTDA

CLIENTE: DROMOS PAVIMENTOS S.A

INGENIERO: LUIS FERNANDO VARON

DIRECTOR DE PLANTA

ESPECIFICACION TECNICA IDU - SECCIÓN 560-11

MEZCLAS ASFALTICAS EN CALIENTE CON ASFALTOS MODIFICADOS

CON CAUCHO POR VIA HUMEDA

Barrancabermeja, Marzo 07 de 2015.


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C O N T E N I D O

1. GENERALIDADES

2. RESULTADOS

2.1. DETERMINACIÓN DE LA GRADACIÓN COMPUESTA.

2.2. PESO ESPECÍFICO DE LOS MATERIALES GRANULARES.

2.3. CARACTERIZACIÓN ASFALTO-CAUCHO

2.3.1. CARACTERÍSTICAS DEL ASFALTO-CAUCHO USADO EN DISEÑO.

2.3.2. TEMPERATURAS DE MANEJO DEL ASFALTO CAUCHO EN LABORATORIO

2.3.3. TEMPERATURAS DE MANEJO DEL ASFALTO CAUCHO EN OBRA

2.4. DETERMINACION DE LA FORMULA DE TRABAJO.

2.4.1. DISEÑO MARSHALL PARA LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE.

2.5. VERIFICACIÓN DESEMPEÑO MEZCLA ASFÁLTICA EN RANGO ÓPTIMO

2.5.1. RESISTENCIA A LA DEFORMACIÓN PLÁSTICA (WTT)

2.5.2. DETERMINACIÓN DE MÓDULOS DE RIGIDEZ (ITSM)

2.5.3. ENSAYO DE SUSCEPTIBILIDAD AL AGUA DE MEZCLAS ASFÁLTICAS (TSR)

3. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES


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1. GENERALIDADES

A continuación se relacionan las muestras recibidas de DROMOS PAVIMENTOS S.A, para el

Diseño de mezcla asfáltica en caliente con asfalto modificado con GCR, gradación TIPO I (IDU):

Tabla 1. Codificación de muestras recibidas

Fechas de Recepción

de muestras

Código

Interno

Orden de

Recibo

Fecha elaboración

orden de trabajo

Orden de

trabajo

Febrero 16 de 2015 LB-043-014 16319 Febrero 24 de 2015 LB-043-03

Descripción de muestras:

A continuación se listan los materiales recibidos para el diseño de la mezcla asfáltica con asfalto

modificado con GCR, gradación TIPO I (IDU):

Tabla 2. Descripción de las muestras recibidas

Descripción Código Cantidad

Recibida

Cantidad

Almacenada

Arena de Triturada

Dromos Pavimentos S.A LB-043-01 40 Kilos 0 Kilos

Triturado Grava 1/2"


Arena garbanzal


Grava 1" LB-043-04 37 Kilos 0 Kilos

NOTA 1: El material sobrante será almacenado por un periodo de tres (3) meses, transcurrido este tiempo se

le dará la disposición adecuada garantizando la confidencialidad del cliente.


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2. RESULTADOS

2.1. DETERMINACIÓN DE LA GRADACIÓN COMPUESTA

A continuación se presenta la distribución granulométrica de los materiales pétreos recibidos y la

gradación combinada, junto a los lineamientos de las especificaciones aplicables para este tipo de

mezclas elaboradas con Asfalto-Caucho:

Tabla 3. Distribución granulométrica del material

DISTRIBUCIÓN GRANULOMÉTRICA DE MATERIALES

TAMIZ 1" 3/4" 1/2" 3/8" No. 4 No. 8 No. 200

GRAVA 1/2"

(30%) 100 99,4 92,9 46,5 3,4 2,4 1,2

ARENA TRITURADA

(45%) 100 100 100 100 71,8 51,4 16,2

ARENA GARBANZAL

(15%) 100 100 100 99,5 93,1 83,1 1,5

GRAVA DE 1”

(10%) 100 81,8 37,4 14,4 1,6 1,4 0,9

COMBINACIÓN 100 98,0 91,6 75,3 47,5 36,5 8,0

ESPECIFICACION

TIPO I (IDU) 100 95 – 100 87 – 97 70 – 80 43 – 58 30 – 45 7 – 10

NOTA 2: En el Anexo A, se muestra la gráfica de la combinación granulométrica resultante.

Es responsabilidad del contratista realizar los ensayos de caracterización a los pétreos y determinar el

cumplimiento de la especificación aplicable.


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2.2. PESOS ESPECÍFICOS DE LOS MATERIALES GRANULARES.

A continuación se presentan los resultados de los ensayos realizados para el cálculo del peso específico

de las fracciones del material combinado:

Tabla 4. Peso específico de los agregados Gruesos.

Peso Específico Agregado Grueso Retenido # 4

Peso Material

(gr)

Peso en agua

(gr)

Peso SSS

(gr) Gsb

Bulk

Absorción

(%)

1931,2 1164,0 2000,4 2,309 3,6

Tabla 5. Peso específico de agregados Finos.

Peso Específico Arena (Pasa #4 - Ret. # 200)

Peso

Material

(gr)

W Matraz +

arena + H2O

(gr)

W Matraz +

H2O

(gr)

Peso SSS

(gr) Gsb

Bulk

Absorción

(%)

489,4 7642,0 7338,4 500,0 2,492 2,2

Tabla 6. Peso específico del Llenante Mineral.

Peso Específico Filler (Pasa #200)

Peso Material

(gr)

W Matraz + filler +

H2O

(gr)

W Matraz +

H2O

(gr)

Gsb

Bulk

200,0 1654,9 1537,6 2,418

G. E. AGREGADOS: 2,432


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2.3. CARACTERIZACIÓN DEL ASFALTO-CAUCHO

Los valores de las propiedades fisicoquímicas del asfalto utilizado para el diseño de la mezcla

asfáltica son los siguientes:

Tabla 7. Reporte de Calidad Asfalto Modificado Con GCR.

N.R: 1

2013-10-18

FECHA : N.A

CLIENTE : N.A

T I P O D E A S F A L T O: MODIFICADO CON GRANULO DE LLANTA RECICLADO

NORMA DE REPORTE DE FRECUENCIA

REFERENCIA CONTROL DE

I.N.V. DE CALIDAD ENSAYO

ASTM D 4402-87 1,5 3 3,0 POR LOTE

E-706 40 70 67 POR LOTE

E-712 52 ….. 62,6 POR LOTE

E-720 ….. 1 0,5 POR LOTE

E-706 65 ….. 75,3 POR LOTE

Recuperación elástica por ductilidad AASHTO T-301-95 50 ….. 74,0 POR LOTE

Director Técnico

Penetración del residuo después del ensayo

RTFOT@ 25°C, (% de la penetración

original)

PRUEBAS AL RESIDUO DESPUES DEL ENSAYO DE RTFOT

MIN

LOTE No.

Viscosidad Brookfield @ 163 °C, (Pa-s),

Aguja RV 7

R DT 195

REPORTE DE CALIDAD DE ASFALTOS

MODIFICADOS CON GRANO DE CAUCHO

RECICLADO

MANUAL DE PROCEDIMIENTOS E INSTRUCTIVOS

Penetración @ 25°C, 100 gr, 5 seg,

(mm/10)

FEBRERO 19 DE 2015

DROMOS PAVIMENTOS S.A

Temperatura de compactación, °C

DESPACHO No.

165 - 175

VALOR

155 - 165

TEMPERATURAS

Punto de ablandamiento, (ºC)

PROPIEDADMAX

ESPECIFICACION

Temperatura de mezclado, °C

Perdida de Masa, (%)


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Tabla 8. Evaluación del grado de desempeño PG del asfalto utilizado.

N.R:0

2014-10-29

FECHA : LOTE No.

CLIENTE : DESPACHO No.

Delta °C

G*/ sin (delta) Delta °C


G*/ sin (delta)

49,22 5,57 48 4,144 46,08 3,246 120

Delta °C



G*/ sin (delta)

49,65 6,154 49,59 4,419 48,53 3,336 102

Delta °C



G*/ sin (delta)

37,06 5727 35,27 7703 33,28 10950 5,171

m S m S m S

0,329643 93,3382 0,357081 41,3354 0,40153 19,1693 -24

PG 94-34

ING. LAB.

GRADO DE DESEMPEÑO

m ≥ 0,300

(-)24 °C (-)18 °C

DROMOS PAVIMENTOS S.A

88°C 94°C

ASFALTO ENVEJECIDO EN LAMINA DE PELICULA DELGADA EN MOVIMIENTO RTFOT

ASFALTO ENVEJECIDO EN EL PAV BBR

CRITERIO

DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES REOLOGICAS MEDIANTE REOMETRO CORTE

DINAMICO DSR ( AASHTO T 315-09)TIPO DE ASFALTO

ENVEJECIMIENTO ACELERADO UTILIZANDO UNA CAMARA DE ENVEJECIMIENTO A PRESION

PAV ( AASHTO R-28)

G*/sin (delta) ≥ 1,10Kpa

GCR

IDU

(-) 12°C

G*/sin (delta) ≤ 5000 Kpa

4°C 1°C

S≤ 300 Mpa

94°C

RIGIDEZ EN FLUENECIA POR FLEXION A BAJAS TEMPERATURAS MEDIANTE EL REOMETRO

DE VIGA DE FLEXION BBR ( AASHTO T-313-08)

CRITERIO

DETERMINACION GRADO DE DESEMPEÑO LIGANTES ASFALTICOS AASHTO

M 320-10

Termperatura

de Falla °C

G*/sin (delta) ≥ 2,20Kpa

82°C

CRITERIO

ASFALTO ORIGINAL

Termperatura

de Falla °C

CRITERIO

82°C 88°C

Termperatura

de Falla °C

FEBRERO 19 DE 2015 N.A

N.A

(-2) °C Termperatura

de Falla °C

MANUAL DE PROCEDIMIENTOS E INSTRUCTIVOS

ASFALTO ENVEJECIDO EN EL PAV

R DT 54


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2.3.1. CARACTERÍSTICAS DEL GRANO DE CAUCHO RECICLADO (GCR)

La especificación 560-11 del IDU establece las condiciones adecuadas para la modificación del asfalto

con el GCR. A continuación se presentan los valores obtenidos:

Tabla 9. Reporte de Calidad Asfalto Modificado Con grano de Llanta reciclada.

VARIABLE VALOR MINIMO MAXIMO

GCR En Asfalto, (%) 18 10 20

Tiempo Reacción, (Min) 75 55 75

Velocidad Agitación, (Rpm) 750 100 750

Temp. Mezclado, (°C) 157 155 170

2.3.2. TEMPERATURAS DE MANEJO DEL ASFALTO CAUCHO EN LABORATORIO.

Según la reología del ligante las temperaturas fijadas para diseño y verificaciones en laboratorio, se

presentan a continuación:

Tabla 10. Temperaturas de trabajo en laboratorio.

VARIABLE VALOR MINIMO MAXIMO

Temperatura de áridos, (°C) 170 165 175

Temperatura de asfalto, (°C) 170 165 175

Temperatura de compactación, (°C) 160 155 165

2.3.3. TEMPERATURAS DE MANEJO DEL ASFALTO CAUCHO EN OBRA.

Para los trabajos en planta y obra, a continuación de presentan algunas temperaturas recomendadas:

Tabla 11. Temperaturas de trabajo en laboratorio.

VARIABLE MINIMO MAXIMO

Temperatura en salida del mezclador, (°C) 165 175

Temperatura descargue luego de transporte, (°C) 135 ---

Temperatura al finalizar la compactación, (°C) 110 ---


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2.4. DETERMINACION DE LA FORMULA DE TRABAJO

Para determinar la fórmula de trabajo se utiliza el Método Marshall de Diseño de Mezclas Asfálticas en

Caliente. El valor óptimo de asfalto estimado corresponde a aquel que dé lugar a un volumen de vacíos

con aire lo más cercano posible al valor medio del rango de 3% al 5%. Con el valor óptimo estimado y

sus tolerancias de ±0,3% se fabrican mezclas para la evaluación de resistencia al ahuellamiento, y

posteriormente en el óptimo definido módulos dinámicos, resistencia a la humedad (TSR) y Fatiga

(4PBF).

2.4.1 DISEÑO MARSHALL PARA LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE.

En el Anexo B se presentan los resultados, de la evaluación realizada a la serie de briquetas elaboradas

para obtener el contenido óptimo de ligante utilizando asfalto modificado con GCR.

2.4.1.1. Determinación Del Porcentaje Máximo Y Mínimo De Asfalto En La Mezcla.

Los valores máximos y mínimos de asfalto en la mezcla corresponden a aquellos que dan lugar a un

volumen de vacíos con aire dentro del rango de 3% al 5% según recomendaciones para este tipo de

mezclas.

Tabla 12. Contenido óptimo de asfalto y características de Control del Diseño Marshall.

ASFALTO

(%)

ESTABILIDAD

(Kg.-f)

GRAVEDAD

ESPECIFICA

BULK

VAM1

(%)

VACIOS

CON AIRE

(%)

VFA2

(%)

FLUJO

(mm)

RELACIÓN

FILLER/

LIGANTE

EFECTIVO

7,9 1630 2,157 16,7 4,9 71 4,2 1,4

8,5 1514 2,178 16,5 3,3 80 4,5 1,3

La verificación del contenido óptimo se realiza con las pruebas de desempeño de la mezcla asfáltica,

como se muestra en los estudios presentados a continuación.

1 VAM: Vacíos en agregados minerales

2 VFA: Vacíos llenos con Asfalto


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2.5. VERIFICACIÓN DESEMPEÑO MEZCLA ASFÁLTICA EN RANGO ÓPTIMO

2.5.1. RESISTENCIA A LA DEFORMACIÓN PLÁSTICA DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS

MEDIANTE LA PISTA DE ENSAYO DE LABORATORIO (I.N.V. E-756-13).

El equipo de deformación plástica se ajusta a la norma INVIAS I.N.V. E-756-13 Resistencia A La

Deformación Plástica De Las Mezclas Asfálticas Mediante La Pista De Ensayo De Laboratorio.

El ensayo consiste en someter una probeta, independientemente del tipo de mezcla y el tipo de asfalto

utilizado, al paso alternativo de una rueda en condiciones determinadas de presión y temperatura,

midiéndose periódicamente la profundidad de la deformación producida. Este procedimiento es

aplicable principalmente a las mezclas asfálticas producidas en caliente y destinadas a trabajar en

condiciones severas de tránsito y clima.

La prueba de deformación plástica se realiza con un equipo Británico que consta de una cabina con

control de temperatura para mantener una temperatura constante de 60 + 1 ºC.

Otras características del equipo son:

Carga Ejercida sobre la Probeta: 900 KN/m2

Frecuencia: 21 ciclos/minuto

Número de Pistas: Dos (2)

Ancho de Llanta: 5 cm

Tamaño del Molde: 30 cm x 30 cm x 5 cm

Distancia del Empotramiento a la Llanta 30,5 cm

Distancia del Empotramiento a la Pesa 84,3 cm

La compactación de las probetas se realiza con un compactador de rodillo estándar (Roller Compactor)

que simula la compactación de la mezcla en campo. El equipo funciona de forma neumática y permite

variar la presión de compactación y el número de ciclos de compactación mediante un controlador

digital (Programmer Logic Controller, PLC) para lograr las densidades y los vacíos totales en la mezcla

deseados. También cuenta con un sistema de vibración que mejora el acomodamiento de las partículas

y la compactación. Su principal función es elaborar las probetas para fallarlas en el equipo de

deformación plástica (Wheel Tracker).


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Figura 1. Imágenes equipos Roller compactor y Wheel Tracker tester.

2.5.1.1 Velocidad de Deformación Media

Sirve para determinar la velocidad de deformación de la probeta durante y al final del ensayo de

deformación plástica en el intervalo de 105-120 minutos. La velocidad de deformación, según el

artículo INV-450, no deberá ser mayor de 15 µm/minuto para zonas donde la temperatura media anual

sea superior de 24 ºC, ni superior a 20 µm/minuto para zonas donde la temperatura media anual sea

inferiores a 24 °C.

dt2 – dt1

Vt2/t1 = ____________ (µm/minuto)

t2 – t1

Dónde:

Vt2/t1 = Velocidad de deformación media correspondiente al intervalo t2 – t1, µm/minuto

dt1 y dt2 = Deformaciones correspondientes a t1 y t2, respectivamente, µm

t2 y t1 = Tiempos en que las especificaciones recomiendan registrar la velocidad de

Deformación.


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La descripción de la realización del ensayo de resistencia a la deformación plástica de la mezcla y los

resultados obtenidos, se muestran en las siguientes tablas:

Tabla 13. Condiciones de ensayo para resistencia a la deformación con variación de contenidos de asfalto.

Muestra Método de

Compactación

Duración

del Ensayo

Asfalto

(%)

Vacío

(%)

Densidad

Bulk

Gmm

Rice

Temperatura

realización

del ensayo

Norma

Mezcla

IDU

TIPO I

GCR

Amasado

utilizando

placas

deslizantes

(Roller

Compactor)

Hasta

completar

2520 ciclos

(ida y

vuelta) o 20

mm de

deformación

7,9 4,9 2,157 2,269

60 °C I.N.V

E-756 8,2 4,1 2,168 2,260

8,5 3,2 2,178 2,251

Tabla 14. Resultado del ensayo Deformación Plástica de las mezclas Asfálticas evaluadas.

Tipo de

Mezcla Asfalto

(%)

Velocidad de

Deformación

media

V30-45

Velocidad de

Deformación

media

V75-90

Velocidad de

Deformación

media

V105-120

Deformación total al

final del ensayo (mm)

% µm/minuto µm/minuto µm/minuto (mm)

IDU

TIPO I

GCR

7,9 10,47 4,77 3,6 2,58

8,2 9,27 3,57 2,4 3,46

8,5 16,3 8,6 6,2 4,34


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La especificación IDU en el numeral 560.4.1 establece que el contenido óptimo de ligante se definirá

por medio de la resistencia a la deformación plástica en pista de ensayo de laboratorio. De esta manera

a continuación, se presenta la gráfica que describe el comportamiento de la mezcla asfáltica ante la

variación del contenido de asfalto:

Figura 2. Comportamiento a deformación con variación de asfalto en mezcla.

Con base en la gráfica anterior, se identifica como valor óptimo de la mezcla un porcentaje de asfalto

de 8,2%. Los valores esperados de velocidad de deformación en el rango admisible se presentan a

continuación:

Tabla 15. Estimación de velocidad de deformación de la mezcla en rango óptimo determinado.

Asfalto

(%)

Velocidad de Deformación

media

V105-120

µm/minuto

7,9 3,6

8,2 2,4

8,5 6,2


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2.5.2. DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DE RIGIDEZ DE MEZCLAS ASFÁLTICAS POR

TRACCIÓN INDIRECTA EN PROBETAS CILÍNDRICAS EN-12697-26 ANEXO B.

El módulo de rigidez (Sm) es una de las propiedades más importantes de una mezcla asfáltica, puesto

que provee información acerca de cuánto se deformará el material bajo la acción de una carga dada y

su relación con el fisuramiento por fatiga, la deformación permanente y la capacidad de distribuir

cargas.

Para los especímenes seleccionados los módulos dinámicos se realizan a una frecuencia (10 Hz) y a

una temperatura (15°C), en el equipo NAT HYD25-II de Laboratorios MPI LTDA, realizando

mediciones en dos caras de cada probeta, para obtener un resultado promedio en las condiciones dadas

para el proyecto.

Tabla 16. Resumen Módulos dinámicos de la mezcla MS-20.

RESULTADOS MÓDULO DE RIGIDEZ (Sm)

FRECUENCIA 10 HZ & TEMPERATURA 15°C

% ASFALTO ÓPTIMO 8,2

Espécimen 1 2 3

Módulo Cara 1 (MPa) 6283 7391 7298

Módulo Cara 2 (MPa) 6360 7398 7286

Módulo Sm (MPa) 6322 7395 7292

Promedio Sm (MPa) 7003


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2.5.3. ENSAYO DE SUSCEPTIBILIDAD AL AGUA DE MEZCLAS ASFÁLTICAS (TSR)

Para evaluar la adherencia se utilizó el Ensayo de Tracción Indirecta o T.S.R., el cual se realizó con la

mezcla asfáltica de gradación TIPO I (IDU) con materiales pétreos de la Planta DROMOS

PAVIMENTOS S.A. y asfalto modificado con GCR, de MPI LTDA, tomando como contenido óptimo

un 8,2% de ligante.

Para realizar el Ensayo de Tracción Indirecta se llevan a cabo los siguientes pasos:

2.5.3.1. Determinación del número de golpes ciclos

Este paso sirve para determinar el número de ciclos necesarios para alcanzar un porcentaje de vacíos

totales en las mezclas compactadas en el rango de 6% a 8%. El número de ciclos con los cuales se

lograron los vacíos en la mezcla asfáltica densa en caliente fue de 46 Ciclos.

2.5.3.2. Cálculo de la saturación de las probetas al vacío entre 55% y 80%

Este paso determina el porcentaje de saturación de las tres (3) probetas por mezcla compactadas entre

6% y 8% de vacíos totales, las cuales fueron escogidas para saturación con agua al vacío en un

recipiente hermético por un tiempo definido. Antes de efectuar la saturación de las probetas

compactadas, se debe determinar el peso específico Bulk de las mismas para calcular el contenido de

vacíos totales. La saturación alcanzada finalmente, debe ocupar entre el 55% y el 80% de los vacíos

totales en la mezcla compactada. El Anexo C muestra los resultados del ensayo sobre la mezcla

asfáltica.

2.5.3.3. Determinación de los esfuerzos de tensión (T.S.R.)

Es el paso final del ensayo de Tracción Indirecta (T.S.R.). Después de lograr el porcentaje de

saturación de las probetas entre el 55% y el 80% del porcentaje de vacíos totales (6 % a 8%), se

procede a determinar los esfuerzos de tensión indirecta de las mezclas asfálticas enviadas. La Tabla 17

muestra los resultados encontrados y el cálculo del T.S.R de la mezcla asfáltica.


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Tabla 17. Determinación de los Esfuerzos de Tensión (T.S.R.)

N.R: 2

2013-10-01

FECHA TIPO DE ASFALTO

PROYECTO: ASFALTO ÓPTIMO

CONTENIDO DE ADITIVO MEJORADOR DE ADHERENCIA

Probeta Condiciont espesor

(mm)

t espesor

(in)

Diametro

(mm)

Diametro

(in)St (lbf/in2)

Humeda /

secakg-f lb-f w x = w/25,4 y z = y/25,4

st=(2*v)/(PI*x

*z)

1 H 568 1252,2 67,9 2,673 100 3,937 75,7

2 H 633 1395,5 68,1 2,681 100 3,937 84,2

3 S 644 1419,8 67,8 2,669 99,9 3,933 86,1

4 S 743 1638,0 67,6 2,661 99,9 3,933 99,6

5 H 736 1622,6 67,6 2,661 99,9 3,933 98,7

6 S 766 1688,7 67,5 2,657 100 3,937 102,8

Condicion

Humeda

Seca

R DT 118 MANUAL DE PROCEDIMIENTOS E INSTRUCTIVOS

DETERMINACIÓN DE LOS ESFUERZOS DE TENSIÓN Y CÁLCULO DEL (T.S.R.) -

NORMA I.N.V. E-725-07

28/02/2015 GCR

DROMO PAVIMENTOS 8,2%

N.A

P max (V)

TENSILE STRENGTH RATIO (T.S.R.)

St (lbf/in2) promedio TSR

St (lbf/in2) promedio St(humeda)/St(seca)*100

86,290

96,2


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3. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

3.1. Los agregados de DROMOS PAVIMENTOS S.A, combinados en, 10% Grava de 1”, 30%

Grava 1/2", 45% Arena de Trituración y 15,0% Arena Garbanzal, se ajustan al huso

granulométrico de la especificación IDU-560-11 como gradación TIPO I.

3.2. Del análisis del diseño Marshall se determinó que el porcentaje óptimo de ligante para la mezcla es

8,2% de asfalto modificado con GCR. A este contenido de ligante la mezcla asfáltica evidencia un

buen desempeño en las pruebas de resistencia al ahuellamiento, módulo de rigidez y resistencia a la

humedad.

Tabla 18. Contenido óptimo de asfalto y características de Control del Diseño Marshall.

PROPIEDAD EVALUADA VALOR NORMA

INVIAS CRITERIO

ASFALTO ÓPTIMO (%) 8,2

E-748

Reportar

ESTABILIDAD (Kg/f) 1588 ≥ 900

FLUJO (mm) 4,4 2,0 – 5,0

RELACIÓN ESTABILIDAD/FLUJO (kgf/mm) 353 Reportar

G. ESPECÍFICA (BULK) 2,168 E-733 Reportar

VACÍOS AGREGADO MINERAL (%) 16,7

E-799

≥ 15

VACÍOS CON AIRE (%) 4,1 3,0 – 5,0

VACÍOS LLENOS DE ASFALTO (%) 75 Reportar

RELACIÓN FILLER/LIGANTE 1,3 Reportar

ESPESOR PROM. DE PELÍCULA DE ASFALTO (𝝁m) 9,4 E-741 ≥ 7,5

MÓDULO DINÁMICO 15°C & 10Hz (MPa) 7003 EN-12697-26 Reportar

RESISTENCIA A DEFORMACIÓN PLÁSTICA (𝝁m/min) 2,4 E-756 ≤ 15

RESISTENCIA A LA HUMEDAD – TSR (%) 90 E-725 ≥ 75


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3.3. El rango de trabajo de la mezcla es de 7,9% a 8,5%. Como variables de control de la mezcla

asfáltica en obra se evalúan el porcentaje de asfalto, gradación del material pétreo extraído,

gravedad específica Bulk de la mezcla, estabilidad, flujo, vacíos con aire, densidad máxima medida

(GMM) y los vacíos en agregados Minerales (VAM). Lo anterior asegurará una adecuada

compactación de la mezcla en la vía. En la siguiente tabla se muestran los valores de las

propiedades mecánicas y volumétricas de la mezcla asfáltica en el rango de trabajo:

Tabla 19. Parámetros de la mezcla en rango de trabajo.

PROPIEDAD EVALUADA VALOR NORMA

INVIAS CRITERIO

ASFALTO ÓPTIMO (%) 7,9 – 8,5

E-748

Reportar

ESTABILIDAD (Kg/f) 1630 - 1514 ≥ 900

FLUJO (mm) 4,2– 4,5 2,0 – 5,0

RELACIÓN ESTABILIDAD/FLUJO (kgf/mm) 333 - 459 Reportar

G. ESPECÍFICA (BULK) 2,157 - 2,178 E-733 Reportar

VACÍOS AGREGADO MINERAL (%) 16,7 – 16,5

E-799

≥ 15

VACÍOS CON AIRE (%) 4,9 - 3,3 3,0 – 5,0

VACÍOS LLENOS DE ASFALTO (%) 71 - 80 Reportar

RELACIÓN FILLER/LIGANTE 1,4 – 1,3 Reportar

ESPESOR PROM. DE PELÍCULA DE ASFALTO (𝝁m) 8,9 – 9,9 E-741 ≥ 7,5

RESISTENCIA A DEFORMACIÓN PLÁSTICA (𝝁m/min) 3,6 – 6,2 E-756 ≤ 15

3.4. Al aplicar el criterio de evaluación de la deformación plástica de acuerdo a los lineamientos de la

Especificación IDU-560-11 en el numeral 560.4.1, se puede concluir que en el intervalo de

deformación de 105 a 120 minutos, la mezcla evaluada, cumple ampliamente con lo especificado

para climas con temperaturas medias anuales inferiores y superiores a 24°C, en el intervalo óptimo

de asfalto.


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3.5. La mezcla asfáltica compactada en la prueba de tracción indirecta (T.S.R.) indica que la mezcla

asfáltica en el valor óptimo de asfalto encontrado, presenta baja susceptibilidad a los daños

producidos por el agua, ya que presenta un valor de T.S.R del 90%, el cual cumple con las

especificaciones IDU-560-11, donde el mínimo esperado es de 75%, según numeral 560.4.3.

3.6. El grado de desempeño encontrado en la evaluación por tecnología SHRP del Asfalto modificado

con GCR, muestra un rango de temperatura de trabajo amplio del asfalto (PG 94-34), por lo tanto

se espera gran resistencia al ahuellamiento, a la fatiga por cargas repetidas y fisuración por baja

temperatura, coherente con los resultados encontrados en la caracterización dinámica.

3.7. El proceso de compactación en obra deberá ser ejecutado a la temperatura más alta posible, con la

cual se pueda soportar la carga de los equipos utilizados, sin que se produzcan agrietamientos o

desplazamientos indebidos. Para tramos de prueba, los valores de partida sugeridos son los

reportados en los trabajos de laboratorio definidos en el reporte de calidad del asfalto.

3.8. Las ventajas de estas mezclas asfálticas se evidencian en una menor reflexión de fisuras, mayor

durabilidad, menor mantenimiento, disminución de espesores, mayor resistencia a la fatiga, menor

susceptibilidad térmica, mayor resistencia al ahuellamiento y menor impacto ambiental por el uso

del GCR.


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Observación:

Los datos aquí reportados corresponden únicamente a la(s) muestra(s) analizada(s) y no deben ser

reproducidos en forma parcial, MPI LTDA no se hace responsable por el uso inadecuado de la información

suministrada. En espera de sus comentarios e inquietudes

Atentamente,

Elaboró, Reviso,

LIZ Y. IBARRA QUINTERO RICARDO J. CARREÑO ZAGARRA

Ing. Qco. Directora Técnica Ing. Asesor Técnico II


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ANEXO A.

DISTRIBUCIÓN GRANULOMÉTRICA DE COMBINACIÓN RESULTANTE (TIPO I)

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

55%

60%

65%

70%

75%

80%

85%

90%

95%

100%

0,010,101,0010,00100,00

% P

asa

Abertura de Tamiz (mm)

DISTRIBUCIÓN GRANULOMÉTRICA IDU TIPO I

Hmax

Hmin

COMBINACION


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ANEXO B. RESULTADOS DISEÑO MARSHALL

% FRACCION EN

COMBINACION

GRUESOS 2,309 52,5%

FINOS 2,492 39,5%

LLENANTE 2,418 8,0%

total (Gsb) 2,387 100%

ASFALTO 1,024

PROBETA # % ASF.ESPESOR

PROMEDIO (mm)

FACTOR DE

CORRECCIONPESO SECO, g

PESO

SUMERGIDO,

g

PESO

S.S.S. , g

PESO ESP.

BULK.GMM

GRAV.

ESPEC.

BULK

AGREGADO

GRAVEDAD

ESP. EFECT.

DEL

AGREGADO

% ABSORCION

DE LIGANTE

% VACIOS

CON AIRE% V.A.M. % V.F.A.

ESTABILIDAD

MEDIDA, kgfFLUJO, mm

LIGANTE

EFECTIVO

RELACION

DE POLVO

ESTABILIDAD

CORREGIDA

(kg.f)

1 64,6 0,973 1085,4 582,4 1089,3 2,141 6,7 16,6 59,3 1709 3,58 1,70 1563

2 64,9 0,965 1093,4 584,5 1095,7 2,139 6,8 16,7 58,9 1756 4,09 1,70 1595

3 65,7 0,949 1090,5 583,4 1095,8 2,128 7,3 17,1 57,2 1722 3,44 1,70 1534

PROMEDIO 2,136 7,0 16,8 58,5 1729 3,70 1,70 1564

1 62,9 1,016 1077,5 581,1 1079,2 2,163 5,2 16,2 68,1 1864 3,87 1,53 1794

2 64,1 0,985 1097,7 589,0 1098,9 2,153 5,6 16,6 66,1 1730 3,75 1,53 1604

3 64,5 0,975 1097,0 589,5 1098,8 2,154 5,6 16,5 66,3 1679 3,90 1,53 1537

PROMEDIO 2,153 5,6 16,5 66,9 1758 3,84 1,53 1645

1 67,8 0,936 1151,2 619,7 1154,1 2,154 4,9 17,0 71,0 1887 4,30 1,39 1666

2 68,6 0,936 1161,3 625,7 1163,3 2,160 4,7 16,7 72,2 1836 4,32 1,39 1618

3 68,6 0,936 1165,4 628,5 1168,8 2,157 4,8 16,9 71,5 1800 4,37 1,39 1585

PROMEDIO 2,159 4,7 16,8 71,5 1841 4,33 1,39 1623

1 62,4 1,029 1068,8 580,5 1070,1 2,183 3,0 16,3 81,5 1535 4,38 1,28 1480

2 63,5 1,000 1061,1 574,5 1063,0 2,172 3,5 16,7 79,1 1556 4,68 1,28 1456

3 62,8 1,019 1081,1 586,2 1082,7 2,177 3,3 16,5 80,2 1674 4,46 1,28 1606

PROMEDIO 2,178 3,3 16,5 80,3 1588 4,50 1,28 1514

DISEÑO MARSHALL DE MEZCLAS ASFÁLTICAS HOJA DE CÁLCULO DE PARÁMETROS VOLUMÉTRICOS PARA CONTENIDO ÓPTIMO DE LIGANTE

PESOS ESPECIFICOS

7,0

7,5 2,47

2,296

2,281

2,387 2,533 2,47

2,387

8,0

8,5

2,266

2,251

2,533

2,5332,387

2,387 2,533

2,47

2,47

4,70

5,21

5,72

6,24


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ANEXO C.

SATURACIÓN DE PROBETAS PARA TSR

FECHA

PROYECTO:

CONTENIDO DE ADITIVO MEJORADOR DE ADHERENCIA Gmm

Probeta G. BULK Vol. Probeta Vacios (%) Vol. VaciosP. Probeta

Saturada

Agua

Absorbida

%SAT

(55 a 80%)

No. D E=A/D F G=(E*F)/100 H I=H-A J=(I/G)*100

H 1 2,096 524,3 7,3 38,06 1121,7 22,8 59,90

H 2 2,117 519,4 6,3 32,94 1120,1 20,7 62,84

S 3 2,089 534,9 7,6 40,39 1117,6 0,0 0,00

S 4 2,105 522,5 6,8 35,77 1100 0,0 0,00

H 5 2,092 525,1 7,4 39,04 1122,6 24,1 61,73

S 6 2,108 518,7 6,7 34,81 1093,6 0,0 0,00

H/SP. Seco

A

1099,4

1117,6

1100,0

1098,5

1093,6

1098,9

N.A 2,260

R DT 116 MANUAL DE PROCEDIMIENTOS E INSTRUCTIVOS

N.R: 2 CALCULO DE LA SATURACION DE PROBETAS AL VACIO ENTRE 55 Y 80%

(T.S.R.) -NORMA I.N.V. E-725-072013-10-01

28/02/2015 TIPO DE ASFALTO GCR

ASFALTO ÓPTIMO 8,2%DROMOS PAVIMENTOS

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N-xxxxxx-2004 - bdigital.unal.edu.co DISEÑO MEZCLA... · pruebas al residuo despues del ensayo de rtfot min ... tipo de asfalto envejecimiento acelerado utilizando ... determinacion