1. No category

PRUEBAS ESPECIALES EN MEZCLAS ASFÁLTICAS
Dr. Pedro Limón Covarrubias
10 de Abril de 2015
Gobierno del Estado de México
ÍNDICE
1. Introducción
2. Pruebas específicas de acuerdo al tipo de
mezcla
3. Pruebas especiales para evaluar los diferentes
tipos de fallas
4. Conclusiones
1. Introducción
• Las mezclas asfálticas utilizadas en la construcción de carreteras
son elaboradas con agregados pétreos y asfalto, respetando ciertas
normas y dosificaciones determinadas con el objeto de conseguir
determinadas características estructurales y funcionales.
•
Para conseguir las exigencias estructurales y funcionales una
mezcla asfáltica debe contar con diversas propiedades.
a)
b)
c)
d)
e)
Estabilidad
Resistencia a las deformaciones plásticas
Resistencia a la fatiga
Impermeabilidad
Entre otras
ÍNDICE
1. Introducción
2. Pruebas específicas de acuerdo al tipo de
mezcla
3. Pruebas especiales para evaluar los diferentes
tipos de fallas
4. Conclusiones
2. Pruebas especificas de acuerdo al
tipo de mezcla
2.1 MEZCLAS DENSAS
2.1.1 PROTOCOLO AMAAC
2.2 MEZCLAS ABIERTAS
2.3 MEZCLAS TIPO SMA
2.1 MEZCLAS DENSAS
- Diseñadas mediante compactador de impactos (Marshall)
- Verificar propiedades volumétricas: Vacíos, VAM, VFA
- Verificar propiedades Marshall: Estabilidad, Flujo y
“Rigidez o Módulo Marshall”
En el diseño Marshall la
finalidad es obtener un
porcentaje óptimo de asfalto
mediante propiedades
volumétricas, estabilidad y flujo
Marshall.
Estabilidad (lbf)
%Asfalto-Estabilidad
5700,00
5350,00
5000,00
6,0
8,0
9,0
%Asfalto
%Asfalto-Flujo
%Asfalto-Densidad
4,500
Flujo (mm)
2250
Dens. (kg%m3)
7,0
2200
2150
3,500
2,500
1,500
6,0
7,0
8,0
%Asfalto
9,0
6,0
7,0
8,0
%Asfalto
9,0
2.1.1 PROTOCOLO AMAAC
2.1.1 PROTOCOLO AMAAC
- Nivel 1
Se establecen nuevos ensayos en agregados pétreos y
asfaltos, valores de aceptación más rígidos y granulometrías
específicas.
Propiedades volumétricas:
Requerimientos para el diseño
volumétrico
TSR= 80%MÍN
- NIVEL 2:
NIVEL 1 + DEFORMACIÓN PERMANENTE
A) RUEDA DE HAMBURGO
Grado PG superior del asfalto
Ciclos mínimos para la deformación máxima de 10
mm
PG 64 o inferior
PG 70
PG 76 o superior
10.000
15.000
20.000
B) ANALIZADOR DE PAVIMENTOS (APA)
Nivel de tránsito
Rodera máxima,
Bajo
7,0 mm
Medio
5,5 mm
Alto
4,0 mm
Muy alto
3,0 mm
C) RUEDA ESPAÑOLA
Grado PG superior del
asfalto
Categoría de tránsito
Bajo
Medio
Alto
Muy alto
PG 64 o inferior
20
20
20
15
PG 70
20
20
15
15
PG 76 o superior
20
20
15
12
Deformaciones Permanentes en Máquina de Pista a 60º C
10.0
9.5
9.0
8.5
8.0
7.5
7.0
6.5
Deformación (mm)
6.0
AC-20
ELVALOY
SBS
EVA
OXIDADO
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Tiempo (min)
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
- NIVEL 3:
NIVEL 2 + MÓDULO DINÁMICO
A) MÓDULO DINÁMICO
- NIVEL 4:
NIVEL 3 + ENSAYO DE FATIGA
A) ENSAYO DE FATIGA (A 4 PUNTOS)
• En el nivel 4 de diseño se recomienda que una vez determinada la
fórmula de trabajo, se debe determinar la resistencia a la fatiga de
la mezcla asfáltica, empleando la viga de flexión de 4 puntos,
conforme al procedimiento especificado en el método AASHTO
T-321 bajo las siguientes condiciones:
• Ciclos a la falla = 2000 microstrain (),
• Frecuencia = 10 Hz,
• Volumen de vacíos de las probetas = 4±1,0%
• Temperatura de prueba = 20°C
• Método de prueba = AASHTO T-321
• Dependiendo del tipo de asfalto usado, las especificaciones son
diferentes.
Primeras obras que se realizaron con Protocolo AMAAC:
Año 2009 (Santa Rosa La Barca y Linares Nuevo León)
2.2 MEZCLAS ABIERTAS
- Diseñadas mediante compactador de impactos (Marshall)
- Verificar propiedades volumétricas: Vacíos
- Verificar propiedades Cohesión: Método Cantabro
2.3 MEZCLAS SMA
Es una mezcla asfáltica en
caliente que se caracteriza
por ser impermeable, estable,
durable y resistente a la
formación de roderas.
•¿Cómo se alcanzan
estas características?
A través de la formación de una
estructura granular con
contacto entre partículas
gruesas, rellena con un mástico
rico en ligante y estabilizado
con fibras.
- Diseñadas mediante compactador Giratorio
- Verificar propiedades volumétricas: Vacíos, VAM, VFA y
contacto piedra contra piedra
- Verificar TSR: AASHTO T-283
- Verificar Escurrimiento: Ensayo Schellemberg
Gráficamente
Esqueleto Pétreo
Filler
Arena
Estructura Granular
+ Mastic
Asfalto
Fibras de Celulosa
S TONE
M ASTIC
A SPHALT
SMA
SMA
Dense
Mezcla
Graded
densa
Beneficios del
SMA
•
•
•
•
•
•
•
Elevado índice de fricción/Seguridad
Disminución de ruido
Disminución de proyección de agua
Mejor drenaje superficial
Impermeabilidad
Mayor durabilidad
Bajo mantenimiento
Propiedades de los áridos gruesos
M-MMP-4-05-043
•
•
•
•
•
Abrasión LA, %
Caras fracturadas, %
Partículas lajeadas, %
Intemperismo 5 ciclos, %
Absorción de agua, %
25 máx.
100
25 máx.
20 máx.
2 máx.
Propiedades de los áridos finos
• Índice de plasticidad
• Equivalente de arena
• Azul de metileno
No plástico
55 mín.
12 máx.
38.1
38.1
38.1
38.1
19.0
19.0
19.0
19.0
4
444
12.7
12.7
12.7
12.7
8
888
9.51
9.51
9.51
9.51
4.75
4.75
4.75
4.75
1.18
1.18
1.18
1.18
0.60
0.60
0.60
0.60
0.30
0.30
0.30
0.30
0.149
0.149
0.149
0.149
2.36
2.36
2.36
2.36
%
QUE
%
QUE PASA
% QUE
PASA
QUE
%
0.074
0.074
0.074
0.074
Grava1/2"
1/2" Grava
Grava3/4"
3/4"
Grava
Grava
1/2"
Grava
3/4"
Grava
1/2"
Grava
3/4"
ZONADE
DEESPECIFICACIONES
ESPECIFICACIONESGRANULOMETRICAS,
GRANULOMETRICAS,ABERTURA
ABERTURAEN
ENmm
mm
ZONA
ZONA
DE
ESPECIFICACIONES
GRANULOMETRICAS,
ABERTURA
mm
BANCO333 BANCO
BANCO
BANCO5EN
BANCO
444 BANCO
BANCO111 BANCO
BANCO222 BANCO
BANCO
BANCO
BANCO
BANCO
BANCO
55
0.00
0.00
0.00
1111/2
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
1/2
0.00
0.00
1/2
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
111
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
100%
100%
100%
0.00
0.00
0.00
3/4
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
3/4
0.00
0.00
3/4
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
90%
90%
0.00
0.00
0.00
90%
1/2
0.00
7.95
0.00
0.00
0.00
1/2
0.00
7.95
1/2
0.00
7.95
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
3/8
12.31
5.17
0.00
0.00
0.00
3/8
12.31
5.17
3/8
12.31
5.17
0.00
0.00
0.00
80%
80%
80%
0.00
0.00
0.00
1/4
0.00
0.00
1/4
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
1/4
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
No.
46.44
1.83
No.
46.44
1.83
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
444
46.44
1.83
0.00
0.00
0.00
70% No.
70%
70%
No.
0.75
0.01
No.
0.75
0.01
0.38
0.00
0.00
0.38
0.00
0.00
No.
888
0.75
0.01
0.38
0.00
0.00
60% No.
60%
60%
No.
16
0.07
0.01
4.36
0.00
0.00
No.
16
0.07
0.01
4.36
0.00
0.00
16
0.07
0.01
4.36
0.00
0.00
No.
30
0.04
0.00
3.65
0.00
0.00
No.
30
0.04
0.00
3.65
0.00
0.00
30
0.04
0.00
3.65
0.00
0.00
50% No.
50%
50%
No.
50
0.02
0.00
2.43
0.00
0.00
No.
50
0.02
0.00
2.43
0.00
0.00
No.
50
0.02
0.00
2.43
0.00
0.00
40% No.
40%
No.
100
0.03
0.00
2.60
0.00
0.00
No.
100
0.03
0.00
2.60
0.00
0.00
40%
100
0.03
0.00
2.60
0.00
0.00
No.
200
0.06
0.01
2.01
0.00
0.00
No.
200
0.06
0.01
2.01
0.00
0.00
No.
200
No.
200
0.06
0.01
2.01
0.00
0.00
30%
30%
30% pasa
30%
pasa
200
0.27
0.04
9.58
0.00
0.00
200
0.27
0.04
9.58
0.00
0.00
pasa
200
0.27
0.04
9.58
0.00
0.00
pasa
200
0.27
0.04
9.58
0.00
0.00
TOTAL
60.00
15.00
25.00
0.00
0.00
TOTAL
60.00
15.00
25.00
0.00
0.00
20%
20%
TOTAL
60.00
15.00
25.00
0.00
0.00
60.00
15.00
25.00
0.00
0.00
20% TOTAL
20%
25.4
25.4
25.4
25.4
Límites
granulométricos
10%
10%
10%
10%
0%
0%
0%
0%
200
200
200
200
100
100
100
100
50
50
50
50
30
30
30
30
16
16
16
16
MALLAS
MALLAS
MALLAS
MALLAS
3/8"
3/8"
3/8"
3/8"
1/2" 3/4"
3/4" 1"
1" 111/2
11/2
1/2""
1/2"
3/4"
1"
1/2"
3/4"
1"
1
1/2
1/2"
""
% QUE PASA
70%
60%
50%
40%
30%
20%
38.1
25.4
4
12.7
8
9.51
1.18
0.60
0.30
0.149
4.75
80%
2.36
90%
0.074
100%
Grava 1/2"
Grava 3/4"
ZONA DE ESPECIFICACIONES GRANULOMETRICAS, ABERTURA EN mm
BANCO 1
BANCO 2
BANCO 3 BANCO 4 BANCO 5
1ª opción
1 1/2
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
1
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
3/4
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2ª opción 0.00
1/2
0.00
7.95
0.00
0.00
3/8
12.31
5.17
0.00
0.00
0.00
1/4
0.00
0.00
0.00
0.00

G0.00
mb 
Vacíos
No. 4
46.44
1.83  1001  G0.00
0.00
0.00
3ª opción
mm 

No. 8
0.75
0.01
0.38
0.00
0.00
No. 16
0.07
0.01
4.36
0.00
0.00
 G mb 
No. 30
0.04
0.00 100 - 
3.65
0.00
0.00
VAM
Ps 
G sb 

No. 50
0.02
0.00
2.43
0.00
0.00
No. 100
0.03
0.00
2.60
0.00
0.00
- Vacíos 
 VAM2.01
No. 200
0.06
0.01
0.00
0.00
VFA
 100 

VAM


pasa 200
0.27
0.04
9.58
0.00
0.00
TOTAL
60.00
15.00
25.00
0.00
0.00
19.0
Granulometrías de
ensayo
VCA DRC  VCA MIX
10%
0%
200
100
50
30
16
MALLAS
3/8"
1/2" 3/4"
1" 11/2"
Parámetros de diseño volumétrico
• Compactación SGC
• Compactación Marshall
100 giros
75 golpes c/cara
• Contenido de Asfalto, %
6.5 mín.
• Fibras de celulosa , %
0.3 mín.
• Vacíos en la mezcla, %
2a4
• VMA, %
17 mín.
• VFA, %
75 a 82
• VCADRC > VCAMIX
• Escurrimiento, %
• Resistencia conservada
<0.3
80% mín.
• Existen algunos ensayos complementarios
para el diseño de mezclas abiertas, en los
cuales se verifican algunas propiedades
importantes:
– Escurrimiento (AASHTO T305 y Schellenberg)
– Susceptibilidad al agua (AASHTO T-283)
Escurrimiento (AASHTO T 305)
AB
Drenaje 
 100
C
A  Peso final del plato (con escurrimie nto)
B  Peso inicial del plato (limpio)
C  Peso inicial de la muestra
ÍNDICE
1. Introducción
2. Pruebas específicas de acuerdo al tipo de
mezcla
3. Pruebas especiales para evaluar los
diferentes tipos de fallas
4. Conclusiones
3. Pruebas especiales para evaluar las
diferentes tipos de fallas
3.1 DEFORMACIÓN PERMANENTE (RUTTING)
3.2 AGRIETAMIENTO POR FATIGA
3.3 AGRIETAMIENTO TÉRMICO
3.4 RIGIDEZ DE MEZCLA (MÓDULO)
3.5 PRUEBAS DE SIMULACIÓN
3.1 DEFORMACIÓN PERMANENTE (RUTTING)
3.2 AGRIETAMIENTO POR FATIGA
3.3 AGRIETAMIENTO TÉRMICO
3.4 RIGIDEZ DE LA MEZCLA (MODULO)
Módulo resiliente (MPa)
Tipo de Betún
5000
4000
3000
Módulo Resiliente
2000
1000
0
PG-58
PG-64
PG-70
PG-76
Tipo de betún
PG-82
3.5 PRUEBAS DE SIMULACIÓN
ÍNDICE
1. Introducción
2. Pruebas específicas de acuerdo al tipo de
mezcla
3. Pruebas especiales para evaluar los diferentes
tipos de fallas
4. Conclusiones
4. CONCLUSIONES
1.- Cada tipo de mezcla debe ser evaluada con su
ensayo correspondiente.
2.- Todos los ensayos nos dan una idea del
comportamiento que tendrá la mezcla en campo.
3.- Existen ensayos para evaluar cada una de las fallas
que existen en las mezclas asfálticas.
4.- Los ensayos en las mezclas asfálticas siguen en
aumento, pero lo más importante es lograr ensayos
prácticos y confiables.
MUCHAS GRACIAS!!!!!!!
Diseñar y evaluar bien una mezcla asfáltica es
el comienzo de un buen pavimento