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LABORATORIO DE OBRAS VIALES

OVI7201 GUIA DE LABORATORIO

EXPERIENCIA Nº 1 Granulometría Densidad Aparente en pétreos gruesos Cubicidad de partículas Integrantes

Profesor 

PUNTAJE OBTENIDO

PUNTAJE IDEAL

NOTA FINAL

DuocUC Título

Teoría Tamizado y Determinación de la Granulometría

ASFALTO. Revisión Número: 0 Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

Número:

 AS 01-00-05/b 01-00-05/b 1

Aprobado por : Juan Niemann Soto

1. OBJETIVOS Establecer el procedimiento para efectuar el tamizado y determinar la granulometría de los pétreos. Este método se aplica a los pétreos que se emplean en la elaboración de tratamientos superficiales asfálticos y mezclas asfálticas. La granulometría, en el caso de los pétreos usados en con c onstrucción, strucción, es una propiedad física fundamental para caracterizarlos y poder dosificarlos en el diseño tanto de hormigones como de mezclas asfálticas a la vez esta es una propiedad única para cada pétreo.

2. ANTECEDENTES ANTECEDENTES GENERALES El análisis granulométrico granulométrico de un árido, es el estudio de la proporción proporción en que se encuentran los distintos tamaños de las partículas de dicho árido, lo que se determina mediante tamizado a través de varias mallas o tamices de diferentes difere ntes abertura. Las granulometrías se expresan en términos de los porcentajes porcentajes que pasan de material por cada tamiz utilizado respecto al total de material utilizado en el análisis. Las curvas granulométricas se acostumbra dibujarlas en grafico en que las ábsidas (eje de las X) indican las aberturas de los tamices y en las ordenadas (ejes de las Y) se indican los porcentajes correspondientes a cada tamaño. La estabilidad de un pavimento asfáltico depende en gran medida de la graduación de los agregados, de esto se desprende la importancia de este requisito. La granulometría granulometría nos indica indica la distribución distribución en en porcentaje porcentaje de los diferentes tamaños de partículas, distinguiéndose granulometrías densas (carpetas de rodado), semiabiertas (binder y bases), abiertas (bases). (bases). Son también más convenientes como capa de rodado las granulometrías densas, pues de e llas resultan mezclas asfálticas más estables y duraderas, debido a que los tamaños más pequeños llenan los huecos dejando por los tamaños más gruesos, obteniéndose una capa de rodado más cerrada dentro de una variación determ determinada inada de tam t amaños. años.

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Teoría Tamizado y Determinación de la Granulometría

Número:

ASFALTO. Revisión Número: 0

 AS 01-00-05/b 01-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Revisado por:

2

Aprobado por : Juan Niemann Soto

3. APARATOS APARATOS Y EQUIPOS Balanza: Tendrá una capacidad superior a la masa de la muestra más el recipiente de pesaje y una resolución de 1 g. Tamices: Serán de alambre y abertura cuadrada, de acuerdo a Nch 1022 y sus tamaños nominales nominales de abertura abertura pertenecerán a las series series que se indican en la tabla siguiente:

SERIE DE TAMICES ESCOGIGOS ( mm )

ASTM

25 20 12,5 10 5 2,5 1,25 0,630 0,315 0,160 0,080

1” ¾” ½” 3/8” Nº4 Nº8 Nª16 Nª30 Nª50 Nª100 Nª200

Tamiz Nº4

Ta miz 1”

Criba

5 mm

25mm

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Teoría Tamizado y Determinación de la Granulometría

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Aprobado por: Juan Niemann Soto

Nota:

Cuando no se cuente con tamices de abertura nominales en mm, los tamaños nominales de los tamices podrán ser los correspondientes a ASTM. •

• •

Los marcos de los tamices deben ser metálicos y suficientemente rígidos y firmes para fijar y ajustar las telas de alambre, a fin de evitar  pérdidas de material durante el tamizado y alteraciones en las aberturas de las mallas. Deben ser circulares, con diámetros de 200 mm y 300 mm, preferentemente para los gruesos. Cada juego de tamices debe contar con un depósito que ajuste perfectamente, para la recepción del residuo mas fino. Cada juego de tamices debe contar con una tapa que ajuste perfectamente para evitar pérdida de material.

Horno: Tendrá circulación de aire y temperatura regulable para las condiciones del ensayo. Herramientas y Accesorios: recipiente de pesaje, otros.

Espátulas, brochas, recipiente de secado,

4. EXTRACIÓN DE LA MUESTRA Las muestras se extraerán y prepararán de acuerdo con HO 01-00-05/b que trata sobre cuarteo.

Nota:

Las muestras de árido mezclados deben humedecerse antes de la reducción para evitar segregaciones y pérdida de polvo.

5. ACONDICIONAMIENTO DE LA MUESTRA DE ENSAYE •

•

Homogeneizar el total de la muestra de laboratorio en estado húmedo y reducirla por cuarteo de acuerdo a H 01 para obtener, cuando esté seca, el tamaño de muestra de ensaye según punto 6. No se debe reducir la muestra estando seca, ni tampoco a una masa predeterminada. No debe reducir la muestra de laboratorio en estado seco, ni tampoco reducirla a una masa exacta predeterminada.

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Teoría Tamizado y Determinación de la Granulometría •

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Secar la muestra hasta masa constante en horno a una temperatura de 110 ± 5 ªC.

6. TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYE

6.1 Para árido Fino. Cuando se emplean los tamices de 200 mm de diámetro, la muestra de ensaye en estado seco tendrá una masa ligeramente superior a los valores indicados en la tabla Nº 1, según el tamaño máximo nominal.

TABLA Nº 1 TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYE DEL ARIDO FINO Masa mínima de la Tamiz 5 mm

% Retenido

muestra (g)

5%  5%

500



2,5 mm

100

6.2 Para árido Grueso. Cuando se emplean los tamices de 300 mm de diámetro, la muestra de ensaye en estado seco tendrá una masa ligeramente superior a los valores indicados en la tabla Nº 2, según el tamaño máximo nominal.

TABLA Nº 2 TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYE DEL ARIDO GRUESO Tamaño Máximo Absoluto (Da) (mm)

Masa Mínima de la Muestra (kg)

80 63 50 40 25 20 12,5 10

32 25 20 16 10 8 5 4

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Teoría Tamizado y Determinación de la Granulometría

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7. EXPRESION DE RESULTADOS a) Sumar y registrar la masa total (100%) de las fracciones retenidas en todos los tamices y en el depósito receptor. Esta suma no debe diferir de la masa inicial en más de 3% para finos y de 0,5% para gruesos. b) Cuando no se cumple lo anterior, rechazará el ensayo y se efectuará otro con una muestra gemela. c) Calcular el porcentaje parcial retenido en cada tamiz referido a la masa total de las fracciones retenidas, aproximando al 1%. d) Expresar la granulometría como porcentaje acumulado que pasa indicando como primer resultado el del menor tamiz en que pasa el 100% y como último resultado, el del primer tamiz en que el porcentaje sea 0%. e) Adicionalmente la granulometría se podrá expresar de acuerdo con cualquiera de las siguientes formas: •

Como porcentaje acumulado retenido, indicando como primer  resultado el menor tamiz en que queda retenido un porcentaje igual a 0% y como último resultado el del primer  tamiz en que el porcentaje acumulado retenido sea 100%.

•

Como porcentaje parcial retenido.

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ASFALTO. Revisión Número: 0

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Teoría Tamizado y Determinación de la Granulometría

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 AS 01-00-05/b

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8. EJEMPLO Y EJERCICIO DE GRANULOMETRIAS

8.1 Ejemplo TIPO DE ÁRIDO

Integral ½”

Peso de la muestra Total Seca a tamizar

5.335

(grs.)

Peso Seco inicial Retenido

5.335

(grs.)

Peso Seco Lavado

5.302

(grs.)

RETENIDO PESO %

TAMIZ

25 mm (1”) 20 mm (¾”) 12,5 mm (½”) 10 mm (”) 413.56 7.8 5 mm (Nº 4) 1654.22 31.2 2,5mm (Nº 8) 811.21 15.3 1,25 mm (Nº 16) 0,63 mm (Nº 30) 1261.88 23.8 0,315 mm (Nº 50) 254.50 4.8 0,15 mm (Nº 100) 334.03 6.3 0.080 mm (Nº 200) 164.36 3.1 RESIDUO 399.25 7.7 Total 5.293,01 % Retenido 10mm = ( 413,56 / 5293 ) x 100 % Retenido 5mm = ( 1654,22 / 5293 ) x 100 % Retenido 2,5mm = ( 811,21 / 5293 ) x 100 % Retenido 1,25mm = ( 1261,88 / 5293 ) x 100 % Retenido 0,63mm = ( 254,50 / 5293 ) x 100 % Retenido 0,31mm = ( 334,03 / 5293 ) x 100 % Retenido 0,15mm = ( 164,36 / 5293 ) x 100 % Retenido 0,08mm = ( 399,25 / 5293 ) x 100 % Pasa % Pasa % Pasa % Pasa % Pasa

20mm 12,5mm 10mm 5mm 12,5mm

= = = = =

100 92,2 61,0 45,7 21,9

- 7,8 - 31,2 - 15,3 - 23,8 - 4,8

= 92,2 = 61,0 = 45,7 = 21,9 = 17,1

% % % % %

% PASA

100 92 61 46 22 17 11 8

= 7,8 % = 31,2 % = 15,3 % = 23,8 % = 4,8 % = 6,3 % = 3,1 % = 7,7 %

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Teoría Tamizado y Determinación de la Granulometría % Pasa 10mm % Pasa 5mm

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= 17,1 - 6,3 = 10,8 - 3,1

 AS 01-00-05/b

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= 10,8 % = 7,7 %

Error por diferencia = 9302 – 9298 = 4 grs.

Error = ( 8.99 / 5293 ) x 100 = 0,17 % < a 0,5 % ( CUMPLE)

8.2 Ejercicio TIPO DE ÁRIDO Peso de la muestra Total Seca a tamizar

(grs.)

Peso Seco inicial Retenido

645,80

(grs.)

Peso Seco Lavado

636,10

(grs.)

TAMIZ 25 mm (1”) 20 mm (¾”) 12,5 mm (½”) 10 mm (”) 5 mm (Nº 4) 2,5mm (Nº 8) 1,25 mm (Nº 16) 0,63 mm (Nº 30) 0,315 mm (Nº 50) 0,15 mm (Nº 100) 0.080 mm (Nº 200) RESIDUO Error máximo para grava: 0,5% Error máximo para arena: 3,0%

RETENIDO PESO %

89,9 142,3 113,3 96,6 99,0 55,5 22,6 15,4

% PASA

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9. EXPRESIÓN GRÁFICA La expresión gráfica se hará en un sistema de coordenadas ortogonal en cuya abscisa están en escala logarítmica, las aberturas nominales y en su ordenada están, en escala normal, los va lores de la granulometría obtenida expresados como porcentaje que pasa.

10. BIBLIOGRAFIA Nch 1223 Of 77 : Determinación del contenido de finos menores a 0,080 mm Método 8.202.4 (LNV 70), Volumen Nº 8 del Manual de Carretera. Manual de Ensayos del Hormigón – Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón.

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ASFALTO.

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Teoría Tamizado y Determinación de la Granulometría

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1 Aprobado por: Juan Niemann Soto

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

  0

  0   0   2

  0   0   1

  5

3

  6 1

  8

  2   8   /   /   3   1

  4   /   3

1

  2   2  "   /   "   1  2   /   1  3   2   1

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Ensaye Tamizado y Determinación de la Granulometría

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 AS 01-00-05/b 1

Aprobado por: Juan Niemann Soto

1. PROCEDIMIENTO Se seleccionará un juego de tamices de acuerdo con la especificación correspondiente al material a ensayar. Dispóngalos según abertura decreciente, montados sobre el depósito receptor y provisto de su tapa. Todos estos elementos deben estar limpios y secos.

Ejemplo: Se muestra una serie de tamices seleccionados.

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Ensaye Tamizado y Determinación de la Granulometría

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1.1 El tamizado se efectuará en dos etapas: a) un tamizado inicial manual o mecánico

b) Un tamizado final que deberá ser manual.

Número:

 AS 01-00-05/b 2

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Ensaye Tamizado y Determinación de la Granulometría

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 AS 01-00-05/b

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1.2 Tamizado Inicial. a) Determinar la masa de la muestra en estado seco, registrarla aproximando a 10 g los pétreos gruesos y a 1 g los finos. Vaciar la muestra sobre el tamiz superior y cubrir y cubrirla con la tapa. b) Agitar el conjunto de tamices por un período tal que el primer tamiz del juego pueda ser retirado.

1.3 Tamizado Final. a) Retirar el primer tamiz provisto de fondo y tapa. b) Sostenerlo de un costado con una mano, manteniéndolo ligeramente inclinado. c) Golpear firmemente el costado libre hacia arriba con la palma de la otra mano, a un ritmo de 150 golpes por minuto. d) Girar el tamiz cada 25 golpes, en 1/6 de vuelta. e) Al completar el ciclo de 150 golpes, pesar separadamente el material retenido en el tamiz y el material que pasa retenido en el depósito. f) Trasladar el material que pasa en cada ciclo al tamiz siguiente. g) Repetir el ciclo en el mismo tamiz con el material retenido hasta que se recoja en el depósito una masa inferior al 1 % de la masa retenida, con lo cual se da por terminado el tamizado de esa fracción. h) Retirar el tamiz siguiente provisto de depósito y tapa para efectuar  con dicho tamiz los ciclos necesarios y así s ucesivamente hasta completar todos los tamices.

2. EXPRESION DE RESULTADOS (se puede apoyar en guía teórica). a) Sumar y registrar la masa total (100%) de las fracciones retenidas en todos los tamices y en el depósito receptor. Esta suma no debe diferir de la masa inicial en más de 3% para finos y de 0,5% para gruesos. b) Cuando no se cumple lo anterior, rechazará el ensayo y se efectuará otro con una muestra gemela.

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Ensaye Tamizado y Determinación de la Granulometría

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Aprobado por: Juan Niemann Soto

c) Calcular el porcentaje parcial retenido en cada tamiz referido a la masa total de las fracciones retenidas, aproximando al 1%. d) Expresar la granulometría como porcentaje acumulado que pasa indicando como primer resultado el del menor tamiz en que pasa el 100% y como último resultado, el del primer tamiz en que el porcentaje sea 0%. e) Adicionalmente la granulometría se podrá expresar de acuerdo con cualquiera de las siguientes formas: •

•

Como porcentaje acumulado retenido, indicando como primer  resultado el menor tamiz en que queda retenido un porcentaje igual a 0% y como último resultado el del primer tamiz en que el porcentaje acumulado retenido sea 100%. Como porcentaje parcial retenido.

3. EXPRESIÓN GRÁFICA La expresión gráfica se hará en un s istema de coordenadas ortogonal en cuya abscisa están en escala logarítmica, las aberturas nominales y en su ordenada están, en escala normal, los valores de la granulometría obtenida expresados como porcentaje que pasa.

4. BIBLIOGRAFIA Nch 1223 Of 77 : Determinación del contenido de finos menores a 0,080 mm Método 8.202.4 (LNV 70), Volumen Nº 8 del Manual de Carretera. Manual de Ensayos del Hormigón – Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón.

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ASFALTO.

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Ensaye Tamizado y Determinación de la Granulometría

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Aprobado por: Juan Niemann Soto

GRANULOMETRIAS Fecha de Ensaye

________________ 

TIPO DE ÁRIDO

________________

Peso de la muestra Total Seca a tamizar

__________________(grs.)

Peso Seco inicial Retenido

__________________(grs.)

Peso Seco Lavado

__________________(grs.)

TAMIZ

RETENIDO PESO %

% PASA

25 mm (1”) 20 mm (¾”) 12,5 mm (½”) 10 mm (”) 5 mm (Nº 4) 2,5mm (Nº 8) 1,25 mm (Nº 16) 0,63 mm (Nº 30) 0,315 mm (Nº 50) 0,15 mm (Nº 100) 0.080 mm (Nº 200) RESIDUO

Observaciones.

_________________________________________ 

 _________________________________________________________  Realizado por:

_________________________________________ 

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Número:

ASFALTO.

Título

Ensaye Tamizado y Determinación de la Granulometría

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 AS 01-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Revisado por:

1

Aprobado por: Juan Niemann Soto

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

  0   2

  0   1

  5

3

1

8

  8  2   /   /   3  1

  4   /   3

1

  2  "   /   1  2   1

  2   /   "   1  3   2

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Teoría Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

ASFALTO. Revisión Número: 0 Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Número:

 AS 02-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

1

Aprobado por: Juan Niemann Soto

1. OBJETIVOS Determinar la densidad aparente para obtener un parámetro especialmente utilizado en terreno, por el cual podemos cubicar y a la vez medir a través de volumen una cantidad originalmente expresada en masa.

2. ANTECEDENTES GENERALES Este método se aplica a los pétreos que se emplean en la elaboración de morteros, hormigones, tratamientos superficiales asfálticos y mezclas asfálticas. La densidad aparente, en el caso de los pétreos usados en construcción, es una propiedad física fundamental para caracterizarlos y poder dosificarlos en el diseño tanto de hormigones como mezclas asfálticas. La densidad aparente suelta es un parámetro especialmente utilizado en terreno, el cual sirve para cubicar camiones o medidas, su valor varia entre 1400 y 1700 kg/m3 para áridos normales.

3. TERMINOLOGIA. Pétreo Grueso: Material Pétreo retenido en el tamiz de 5 mm (ASTM Nº 4). Huecos: Espacios vacíos entre las partículas de un material pétreo. Poros: Espacios vacíos interiores de una partícula de material pétreo: a) Poro Accesible: Poros permeables o abierto. b) Poro Inaccesible: Poro impermeable o cerrado. Densidad (ρ): Es el cuociente entre la masa (m) y el volumen (v) de un material pétreo a una temperatura especificada. Se expresa en kg/m3. •

Densidad Aparente: densidad en la que se considera el volumen macizo de las partículas de un pétreo más el volumen de los poros y de los huecos. Este volumen corresponde a la capacidad de la medida que lo contiene.

•

Densidad Aparente Suelta: densidad del pétreo vaciado en la medida según el procedimiento indicado en éste método.

•

Densidad Aparente Compactada: densidad aparente del pétreo compactado en la medida según los procedimientos indicados en este método.

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Teoría Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

ASFALTO. Revisión Número: 0 Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

Número:

 AS 02-00-05/b 2

Aprobado por: Juan Niemann Soto

Medida: Recipiente de capacidad volumétrica normal. Pétreo Seco: Material secado en horno hasta masa constante. Esta condición se obtiene cuando dos pesadas sucesivas, separadas por 1 h de secado a 110 +/- 5 ºC, difieren en un porcentaje igual o inferior al 0,1 % de la menor masa determinada. Tamaño Máximo Absoluto (Da): Corresponde a la abertura del menor tamiz de las series en que deja pasar el 100% de la masa del árido. Tamaño Máximo Nominal (DN): Corresponde a la abertura del tamiz inmediatamente menor de Da, cuando por dicho tamiz pase el 90% o más de un árido; cuando pasa menos del 90%, el tamaño máximo nominal se considera igual al tamaño máximo absoluto.

4. EQUIPOS. Balanza: Tendrá una capacidad superior a la masa de la medida llena con un pétreo de densidad aparente de 2000 Kg/m3 y una resolución de 1 g. Horno: Tendrá circulación de aire y temperatura regulable para las condiciones del ensayo. Varilla Pisón: Barra cilíndrica de acero liso de 16 mm de diámetro y 600 mm de longitud, con sus extremos terminados en semiesferas de 16mm de diámetro. Medidas Volumétricas: Metálicas, impermeables y provistas de dos asas. Su forma será cilíndrica recta y abierta por una de sus caras planas y rectificada para asegurar sus dimensiones interiores. Determinación de la capacidad volumétrica de la medida: El volumen se Varilla Pisón: barra cilíndrica de acero liso de 16 mm de diámetro y 600 mm de longitud, con sus extremos terminados en semiesferas de 16mm de diámetro. Medidas Volumétricas: metálicas, impermeables y provistas de dos asas. Su forma será cilíndrica recta y abierta por una de sus caras planas y rectificada para asegurar sus dimensiones interiores. Determinación de la capacidad volumétrica de la medida: el volumen se determinará con precisión del 0.1 %, pesando la masa de agua que llena la medida y dividiendo esta masa por la densidad del agua a la temperatura en que se encuentra.

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Teoría Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

ASFALTO. Revisión Número: 0 Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Herramientas y Accesorios: otros.

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Número:

 AS 02-00-05/b 3

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Palas, poruñas, brochas, bandeja de secado,

En la imagen de izquierda a derecha se observan algunos elementos como una balanza, una medida volumétrica, una poruña y una v arilla pizón.

DuocUC

Número:

ASFALTO.

Título

Teoría Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

Revisión Número: 0

 AS 02-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

4

Revisado por:

Aprobado por: Juan Niemann Soto

5. TAMAÑO DE LA MUESTRA Tamaño de la Muestra será un volumen de pétreo aproximadamente igual al doble de la capacidad volumétrica de la medida correspondiente.

DIMENSIONES DE LAS MEDIDAS Tamaño Máximo Nominal del Pétreo (mm)

Capacidad

Diámetro

 Altura

Espesor mínimo

Volumétrica

Interior 

Interior 

del metal

(mm)

(mm)

3

16 25 50 100

m 0,003 0,010 0,015 0,030

l 3 10 15 30

155 +/205 +/255 +/355 +/-

2 2 2 2

160 +/- 2 305 +/- 2 295 +/- 2 305 +/- 2

Base (mm) 5 5 5 5

Pared (mm) 2,5 2,5 3,0 3,0

6. RESUMEN DEL PROCEDIMIENTO. Vacíe el pétreo en una medida de capacidad volumétrica especificada ( v ) para el tamaño máximo nominal del pétreo. Determine la masa ( m ) del pétreo suelto o compactado que llena la medida. Determine la densidad aparente dividiendo la masa del pétreo por la capacidad volumétrica de la medida. Calcule la densidad aparente como el promedio aritmético de dos ensayes sobre muestras gemelas.

7. EJEMPLO Y EJERCICIOS

7.1 Ejemplo Densidad Aparente Suelta Ensayo 1 Peso Molde (gr) A 3.481 Peso Molde + Suelo (gr) B 11.440 3 Volumen del Molde (cm ) C 5.142 Densidad Aparente Suelta ( ρas ) ms

ρ as =

V 

(Kg/m3)

Ensayo 2 3.481 11.520 5.142

DuocUC

ASFALTO.

Título

Teoría Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos donde: ms V

: :

Revisión Número: 0

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Número:

 AS 02-00-05/b 5

Aprobado por: Juan Niemann Soto

Masa del pétreo suelto que llena la medida. Capacidad volumétrica de la medida.

 Aproximar el resultado, en cada caso, a 1 Kg/m3 Calcular la densidad aparente como el promedio aritmético de dos ensayes sobre muestras gemelas, aproximando a 10 Kg/m3.

Nota: Se aceptará la determinación de cada densidad aparente cuando la diferencia entre los dos resultados obtenidos por un mismo operador, en ensayes sobre muestras gemelas, sea igual o inferior a 30 Kg/m 3. Ensaye dos nuevas muestras gemelas cuando no se cumpla con lo especificado en ésta nota

Masa del Suelo ms = B – C

ms1 = 11.440 - 3.481 = 7.959 grs.

ms2 = 11.520 - 3.481 = 8.039 grs.

Densidad Aparente Suelta ρas1

= 7.959 / 5.142 = 1.548 Kg/m 3

ρas2

= 8.039 / 5.142 = 1.563 Kg/m 3

Diferencia = 1.563 – 1.548 = 15 Kg/m

3

ACEPTADO

Densidad Aparente Suelta = 1.556 Kg/m3

DuocUC

Número:

ASFALTO.

Título

Teoría Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

Revisión Número: 0 Preparado por: Daniel Farias Brizuela

 AS 02-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

6

Aprobado por: Juan Niemann Soto

7.2 Ejercicio Densidad Aparente Compactada Ensayo 1 Peso Molde (gr) A 3.481 Peso Molde + Suelo (gr) B 11.504 3 Volumen del Molde (cm ) C 5.142

Ensayo 2 3.481 11.611 5.142

ms1 = ms2 = ρas1

=

/

=

Kg/m 3

ρas2

=

/

=

Kg/m 3

Diferencia =

Densidad Aparente Compactada =

8. BIBLIOGRAFIA Nch 1116 Of 77 : Determinación de la Densidad Aparente de los Pétreos. Método 8.202.19 (LNV 67), Volumen Nº 8 del Manual de Carretera. Manual de Ensayos del Hormigón – Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón.

ASFALTO.

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Revisión Número: 0

Título

Ensaye Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Número:

 AS 02-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

1

Aprobado por: Juan Niemann Soto

1. PROCEDIMIENTO

a) Secar la muestra hasta masa constante en un horno a una temperatura de 110 ± 5ªC. 1.1 Densidad Aparente Suelta

a) Se aplicará a los pétreos de tamaño máximo nominal igual o menor a 100 mm. b) Llenar la medida volumétrica con una poruña, descargándola desde una altura de aproximadamente 5 cm sobre el borde superior de la medida. c) Desplazar la poruña alrededor del borde, distribuyendo uniformemente el vaciado. d) Eliminar el exceso de pétreo usando la varilla pisón como regla de enrase, sin presionar. e) Determinar y registrar la masa (en Kg) del pétreo suelto que llena la medida aproximando a 1 g.

1.2 Densidad Aparente Compactada 1.2.1 Por Apisonado: a) Se aplica a los pétreos de tamaño máximo nominal igual o menor a 50 mm. b) Se llena la medida en tres capas de igual espesor, compactando cada capa con 25 golpes de pisón uniformemente repartidos. c) La capa inferior se apisona en todo su espesor, evitando dañar el fondo de la medida. d) Las capas superiores se compactan penetrando el pisón en la capa inmediatamente inferior.

ASFALTO.

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Título

Ensaye Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Número:

 AS 02-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

2

Aprobado por: Juan Niemann Soto

e) La última capa deberá rellenarse con sobre exceso de pétreo sobre el borde de la medida, la que una vez compactada, se enrasará utilizando la varilla pisón sin presionar. f) Determinar y registrar la masa (en Kg.) del pétreo compactado que llena la medida aproximando a 1 g.

1.2.2 Por Percusión: a) Se aplica a los pétreos de tamaño máximo nominal igual o superior a 50 mm e igual o inferior a 100 mm. b) Se llena la medida en tres capas de igual espesor, asentando cada capa por levante alternado de cada asa, 25 veces. c) Para esto, se levanta la medida alternadamente por sus asas opuestas, a una altura de caída de aproximadamente 5 cm contra una base firme, por ejemplo un pavimento de hormigón. d) Repetir hasta completar 50 percusiones en total (25 por cada asa). e) Eliminar el exceso de pétreo utilizando la varilla pisón como regla de enrase. f) Determinar y registrar la masa (en Kg.) del pétreo compactado que llena la medida aproximando a 1 g. 1.2.3 Imagen: En esta imagen se aprecian 2 pasos básicos para este ensaye, los cuales varían dependiendo del método a realizar.

ASFALTO.

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Ensaye Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

Número:

 AS 02-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Revisado por:

3

Aprobado por: Juan Niemann Soto

2. CALCULOS

8.1

Densidad Aparente Suelta ( ρas )

ρ as = donde: ms

8.2

:

ms

(Kg/m3)

V 

Masa del pétreo suelto que llena la medida.

Densidad Aparente Compactada ( ρac )

ρ ac = donde: mc V

: :

mc

(Kg/m3)

V 

Masa del pétreo compactado que llena la medida. Capacidad volumétrica de la medida.

 Aproximar el resultado, en cada caso, a 1 Kg/m3 Calcular la densidad aparente como el promedio aritmético de dos ensayes sobre muestras gemelas, aproximando a 10 Kg/m3.

Nota: Se aceptará la determinación de cada densidad aparente cuando la diferencia entre los dos resultados obtenidos por un mismo operador, en ensayes sobre muestras gemelas, sea igual o inferior a 30 Kg/m 3. Ensaye dos nuevas muestras gemelas cuando no se cumpla con lo especificado en ésta nota

8.3

Densidad Aparente Suelta Húmeda ( ρas húmeda )

Para el uso de pétreo finos en estado húmedo, calcule la densidad aparente suelta según la formula siguiente:

ρas Húmeda =

ms Húmeda V 

(Kg/m3)

Para aceptar la determinación, la diferencia entre resultados de ensayes sobre muestras gemelas deberá ser igual o inferior que 50 kg/m 3.

DuocUC Título

Ensaye Densidades Aparentes en Pétreos Gruesos

ASFALTO. Revisión Número: 0 Preparado por: Daniel Farias Brizuela

Número:

 AS 02-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

4

Aprobado por: Juan Niemann Soto

Cuando se realice este ensaye, en el informe deberá indicarse también el contenido de humedad del pétreo expresado como porcentaje de la masa del pétreo seco.

3. BIBLIOGRAFIA

Nch 1116 Of 77 : Determinación de la Densidad Aparente de los Pétreos. Método 8.202.19 (LNV 67), Volumen Nº 8 del Manual de Carretera. Manual de Ensayos del Hormigón – Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón.

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Título

Teoría Determinación de la Cubicidad de Preparado por: Partículas Daniel Farias Brizuela

Fecha de vigencia: 2do Semestre 2005 Revisado por:

Número:

 AS 03-00-05/b 1 Aprobado por: Juan Niemann Soto

1. OBJETIVOS

Establecer el procedimiento para determinar el contenido porcentual de las partículas chancadas, rodadas y lajeadas de la fracción retenida en el tamiz 5 mm de un pétreo. Este método se aplica a todos los pétreos que se emplean en la elaboración de carpetas de pavimentos ya sean de hormigón o asfalto. 2. ANTECEDENTES GENERALES

La cubicidad de partículas a través del ensaye, determina el Índice de laja (IL) del agregado. El índice de laja representa el porcentaje de partículas alongadas presente en la muestra, definiéndose como partícula alongada aquella que tiene su menor dimensión (espesor) inferior a 0,6 veces su dimensión media. Mientras más bajo es este índice, más se acerca el agregado a la forma cúbica. Mientras más alto sea el porcentaje de agregado con forma cúbica, obtendremos una propiedad importante en los áridos, esta es el Rozamiento Interno, ya que tiende a impedir el desplazamiento de las partículas bajo la acción de una carga. Esta se debe al roce y a la trabazón de las partículas de agregado. Los resultados de resistencia, densidad y compacidad de una mezcla asfáltica son dependientes, entre otros factores, de la forma de las partículas o agregados pétreos de la mezcla. En el proceso de chancado o molienda del agregado pétreo resultan distintos tamaños y formas de partículas, algunas con características resistentes y compacidad favorable y un porcentaje de forma que no colabora al mejoramiento de la resistencia y la compacidad. Para el diseño de las mezclas asfálticas es necesario determinar la cantidad en porcentaje de cada partícula del agregado pétreo. 3. TERMINOLOGIA

Chancado: Partícula pétrea que tiene dos o más caras fracturadas y presenta aristas vivas Rodado: Partícula pétrea que tiene una cara fracturada o que no tiene fracturas ni aristas. Laja: Partícula pétrea en que la razón entre la dimensión máxima y mínima, referida a un prisma rectangular circunscrito, es mayor que cinco.

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ASFALTO. Revisión Número: 0

Título

Teoría Determinación de la Cubicidad de Preparado por: Partículas Daniel Farias Brizuela

Número:

 AS 03-00-05/b

Fecha de vigencia: 2do Semestre 2005 Revisado por:

2 Aprobado por: Juan Niemann Soto

 Arista: Línea que resulta de la intersección de dos superficies fracturadas. No se consideran como chancado a aquellas partículas que aun teniendo dos o más caras fracturadas, presenten sus cantos redondeados. 4. APARATOS Y EQUIPOS

Balanza: Tendrá una capacidad superior a la masa de la muestra de ensaye y una precisión igual o superior al 0,1% de la pesada. Horno: Tendrá circulación de aire y temperatura regulable para las condiciones del ensayo. Pie de metro:

Graduado en mm.

Tamices: De 5 y 20 mm. Herramientas y Accesorios: Palas, poruñas, recipientes, otros. En la imagen se observan algunos elemento necesarios para este ensaye, se observan de izquierda a derecha: tamices, poruña, balanza y pie de metro.

5. PREPARACION DE LA MUESTRA

5.1 Resumen

Tome una muestra representativa del material retenido en el tamiz 5 mm. Determine la masa de chancado, rodadora y laja. Calcule el porcentaje de cada una de estas fracciones presente en la muestra. 5.2 Acondicionamiento de la Muestra

Las muestras se extraerán y prepararán de acuerdo con H01-00-05/b. Para la determinación de la cubicidad, el tamaño de la muestra será tal que la masa de la fracción retenida en 5 mm cumpla con la siguiente tabla:

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Número:

ASFALTO. Revisión Número: 0

Título

Teoría Determinación de la Cubicidad de Preparado por: Partículas Daniel Farias Brizuela

 AS 03-00-05/b

Fecha de vigencia: 2do Semestre 2005 Revisado por:

3 Aprobado por: Juan Niemann Soto

CANTIDAD MÍNIMA DE LA MUESTRA DE ENSAYE

Tamaño Máximo  Absoluto (mm) 50 25 20 12,5 y menor 

Masa Mínima (g) 2000 1000 500 250

Cortar la muestra extraída en los tamices 5 y 20 mm y sobre tamiz 20 mm. En caso que la masa de algunas de estas fracciones (5 y 20 mm o retenido en 20 mm) represente un porcentaje menor al 5% de la masa total de la muestra, considere la muestra de ensaye como una sola. Secar las fracciones entre 5 y 20 mm y sobre 20 mm, hasta masa constante en horno a una temperatura de 110 ± 5ªC. 6. EJEMPLO

6.1 Granulometría

Tamiz 1 ½” 1” ¾” 3/8” Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 200

% Pasa 100 87 70 59 48 27 15 6

6.2 Determinaciones de Masas Masa del Material

Masa total a Ensayar Masa Fracción Masa de Chancado Masa Laja Chancada Masa de Rodadora Masa de Laja Rodada

Retenida en 20 mm

Pasa 20 mm Retenido 5 mm

2.681,4 g Ai Bi Di Ci Ei

1.496,8 g 1.008,2 g 57,5 g 410,4 g 20,7 g

1.184,6 808,3 g 97,9 g 253,6 g 24,8 g

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Número:

ASFALTO. Revisión Número: 0

Título

Teoría Determinación de la Cubicidad de Preparado por: Partículas Daniel Farias Brizuela

 AS 03-00-05/b

Fecha de vigencia: 2do Semestre 2005

4

Revisado por:

Aprobado por: Juan Niemann Soto

a) Calcular el % de partículas chancadas según la expresión:

Ch 5 (%) =

Ch 5 =

 B 5 + D 5  A 5

808,3 + 97,9 1.184,6

× 100

× 100 = 76,5%

Ch 20 (%) =

Ch 20 =

 B 20 + D 20  A 20

1.008,2 + 57,5 1.496,8

× 100

×100 =

71,2%

b) Calcular el % de partículas rodadas según la expresión:

 R 5 (%) =

 R 5 =

C 5 + E 5  A5

253,6 + 24,8 1.184,6

× 100

× 100 =

23,5%

 R 20 (%) =

 R 20 =

C 20 + E 20  A 20

410,4 + 20,7 1.496,8

×100 =

× 100

28,8%

c) Calcular el % de lajas según la expresión:

 L 5 (%) =

 L 5 =

 D 5 + E 5  A 5

97,9 + 24,8 1.184,6

× 100

× 100 = 10, 4%

 L 20 (%) =

 L 20 =

 D 20 + E 20  A 20

57,5 + 20,7 1.496,8

× 100

× 100 =

5,2%

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ASFALTO. Revisión Número: 0

Título

Número:

 AS 03-00-05/b

Fecha de vigencia: 2do Semestre 2005

Teoría Determinación de la Cubicidad de Preparado por: Partículas Daniel Farias Brizuela

Revisado por:

5 Aprobado por: Juan Niemann Soto

En donde, para cada fracción: Ai : masa de la fracción (g) Bi : masa de chancado (g) Ci : masa de rodado (g) Di : masa de laja chancada (g) Ei : masa de laja rodada (g) 7. CALCULOS FINALES

Determine los factores de ponderación P 20 y P5 a partir de la granulometría del árido.  P 20 =

100 − % que pasa en 20mm 100 − % que  pasa 5mm

 P 20 =

 P 5 =

100 − 70 100 − 48

=

0,577

% que pasa en 20mm − % que pasa en 5mm 100 − % que  pasa 5mm

 P 5 =

70 − 48 100 − 48

=

0,423

El Chancado efectivo total se calcula con la siguiente expresión: ChT  = Ch20 × P 20 +Ch5 ×P 5 ChT  = 71, 2 × 0,577 + 76,5 × 0,423 = 73%

El Rodado total según la expresión:  RT  = R 20 × P 20 + R 5 × P 5

 RT = 28,8 × 0,577 + 23,5 × 0,423 = 27%

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Título

Teoría Determinación de la Cubicidad de Preparado por: Partículas Daniel Farias Brizuela

Fecha de vigencia: 2do Semestre 2005 Revisado por:

Número:

 AS 03-00-05/b 6 Aprobado por: Juan Niemann Soto

La laja efectiva total según la expresión:  LT  = L 20 × P 20 + L 5 × P 5  LT  = 5, 2 × 0,577 + 10,4 × 0, 423 = 7%

Donde: P20 P5 Ch20 Ch5 R20 R5 L20 L5

: Factor de ponderación de la fracción retenida en 20 mm. Se expresa en decimal. : Factor de ponderación de la fracción que pasa por 20 mm y es retenida en 5 mm. Se expresa en decimal. : Porcentaje de chancado de la fracción retenida en 20 mm. : Porcentaje de Chancado de la fracción que pasa por 20 mm y es retenida en 5 mm. : Porcentaje de Rodadura de la fracción retenida en 20 mm. : Porcentaje de Rodadura de la fracción que pasa por 20 mm y es retenida en 5 mm. : Porcentaje de Laja de la fracción retenida en 20 mm. : Porcentaje de Laja de la fracción que pasa por 20 mm y es retenida en 5 mm.

Si el complemento del rodado es menor que el chancado efectivo, significa que predomina el chancado en la fracción sobre 20 mm. 8. BIBLIOGRAFIA

 AASHTO T 37 - 77 Método 8.202.6, Volumen Nº 8, Manual de Carretera.

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Título

Ensaye Determinación de la Cubicidad de Partículas

Número:

ASFALTO.

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Preparado por: Daniel Farias Brizuela

 AS 03-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

1 Aprobado por: Juan Niemann Soto

1. PROCEDIMIENTO

a) Determinar la masa de las fracciones y designarlas como Ai, (A5 y  A20). b) Para cada fracción determinar visualmente y separar las partículas chancadas y rodadas. c) De la fracción chancada, determinar con un pie de metro la laja y registrar la masa chancada, excluyendo la laja, como Bi y la laja como Di. d) De la fracción rodada determinar con un pie de metro y registrar la masa rodada, excluyendo la laja, como Ci y la laja como Ei. e) La determinación de masas debe aproximarse a 0,1 g.

2. BASES DE CALCULO

2.1 Granulometría Tamiz 1 ½” 1” ¾” 3/8” Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 200

% Pasa

2.2 Determinaciones de Masas Masa del Material Masa total a Ensayar  Masa Fracción Masa de Chancado Masa Laja Chancada Masa de Rodadora Masa de Laja Rodada

Retenida en 20 mm Ai Bi Di Ci Ei

Pasa 20 mm Retenido 5 mm

Número:

ASFALTO.

DuocUC

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Título

Ensaye Determinación de la Cubicidad de Partículas

Preparado por: Daniel Farias Brizuela

 AS 03-00-05/b

Fecha de vigencia: do 2 Semestre 2005 Revisado por:

2 Aprobado por: Juan Niemann Soto

a) Calcular el % de partículas chancadas según la expresión:

Ch 5 (%) =

 B 5 + D 5  A 5

×

100

Ch 20 (%) =

 B 20 + D 20  A 20

×

100

b) Calcular el % de partículas rodadas según la expresión:

 R 5 (%) =

C 5 + E 5  A 5

×

100

 R 20 (%) =

C 20 + E 20  A 20

×

100

×

100

c) Calcular el % de lajas según la expresión:

 L 5 (%) =

 D 5 + E 5  A 5

×

100

 L 20 (%) =

 D 20 + E 20  A 20

En donde, para cada fracción : Ai : masa de la fracción (g) Bi : masa de chancado (g) Ci : masa de rodado (g) Di : masa de laja chancada (g) Ei : masa de laja rodada (g)

3. CALCULOS FINALES Determine los factores de ponderación P 20 y P5 a partir de la granulometría del árido.

 P 20 =

 P 5 =

100 − % que pasa en 20mm 100 − % que  pasa 5mm

% que pasa en 20mm − % que pasa en 5mm 100 − % que  pasa 5mm