Geología geotecnia

MÉTODO MARSHALL PARA DISEÑO DE MEZCLAS DE AGREGADOS CON CEMENTO ASFÁLTICO 1. OBJETIVOS 1.2. Objetivo General Determinar la proporción adecuada de cemento asfáltico en la mezcla hecha en el laboratorio. 1.3. Objetivos Específicos • Medir la estabilidad y flujo de las muestras. • Determinar la cantidad de asfalto suficiente para completamente los agregados. • Realizar un análisis de densidad–vacíosde la mezcla. 2. EQUIPO PARA EL ENSAYO •

recubrir

•

Juego de elementos para ensayo Marshall, que incluye molde de compactación especial de 4 pulgadas de diámetro y 3 de altura con su collar de extensión, martillo de compactación con una zapata circular de 3 y 7/8 pulgadas de diámetro, peso de 10 libras y altura de caída de 18 pulgadas, pedestal de compactación firmemente anclado al piso,prensa de ensayo y mordazas para ensayo con sus guías. Otros elementos tales como calentadores, termómetros, estufa, bandejas metálicas, baño María, extractores de muestras, etc.

3. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO, TABULACIÓN DE DATOS Y CÁLCULOS 3.1. Número de muestras Deberán prepararse tres muestras para cada combinación de agregados y contenido de cemento asfáltico elegido. Tanto los agregados comoel asfalto deberán cumplir individualmente las especificaciones correspondientes a ellos. 3.2. Preparación de los agregados En primer término, se secan a 110ºC hasta peso constante. Como casi nunca es posible obtener un agregado que cumpla con los requisitos granulométricos exigidos, deberá hacerse una combinación con los disponibles. En el laboratorio se trabajó con la siguiente gradación yporcentajes de agregados que se dividió en dos grupos (Agregado grueso: 1” – Nº 4, Agregado fino: Nº 4 – Nº 200):

Tamaño tamiz 1” – Nº 4 Nº 4 - Nº 200

% usado 100 100

1” 100 100

3/4“ 100 100

GRADACIÓN DE MATERIALES Tamaño tamiz – porcentaje que pasa 1/2” 3/8” Nº 4 Nº 10 Nº 40 40.4 19.9 1.1 0 100 100 96.6 87.4 31.6

Nº 80 9.9

Nº 200 2.5

Tamaño % tamiz usado 1” – Nº 4 33 Nº 4 -Nº 67 200 MEZCLA ESPECIFICACIÓN

GRADACIÓN COMBINADA PARA LA MEZCLA Tamaño tamiz – porcentaje que pasa 33 67 100 --33 67 100 100 13.33 67 80.33 80-100 6.56 67 73.55 70 - 88 0.36 64.72 65.8 51 - 68 0 58.56 58.56 38 - 52 21.1 21.1 17 - 28 6.6 6.6 8 - 17 1.86 1.88 4–8

3.3. Determinación de las temperaturas de mezcla y compactación La temperatura a la cual debe calentarse el cemento asfáltico paraproducir viscosidades Saybolt – Furol de 85 ± 10 y 140 ± 15 segundos, debe establecerse como la de mezcla con los agregados y compactación respectivamente. Debe evitarse un calentamiento excesivo del cemento asfáltico, el cual trae como consecuencia su endurecimiento. 3.4. Preparación de las mezclas La experiencia ha demostrado que las mezclas de agregados y cemento asfáltico de 1200 gramos depeso permiten obtener muestras compactadas de 2.5 ± 0.01 pulgadas de altura. Por lo tanto para elaborar cada probeta se mezclarán las cantidades necesarias de cada fracción de agregados y cemento asfáltico para alcanzar dicho peso. Como en los 1200 gramos habrá un 4% de cemento asfáltico, el 96% lo componen los agregados pétreos y por ende, se empleará un 96% de cada fracción: % agregado grueso conrespecto a la mezcla total % agregado fino con respecto a la mezcla total % de cemento asfáltico con respecto a la mezcla total Total 33 x 0.96 = 31.68 67 x .96 =64.32 4.00 100.00

Como la mezcla ha de pesar 1200 gramos la cantidad por incluir en ella, de cada uno de los materiales disponibles se determina aplicando los anteriores porcentajes así: Agregado grueso Agregado fino Cemento asfáltico1200 x 0.3168 = 380.2 gr 1200 x 0.6432 = 771.8 gr 1200 x 0.04 = 48.0 gr

Total 1200.0 gr En la bandeja de mezcla deberá colocarse la cantidad indicada de cada fracción de agregado a la temperatura especificada, mezclándose éstas rápidamente y abriéndose un cráter dentro del cual se añade la cantidad calculada de cemento asfáltico, también a la temperatura especificada (275ºC, 140 s.s., de...