Ensayo Briquetas de Asfalto

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TEMA “ENSAYO PARA LA ELABORACION DE BRIQUETAS DE ASFALTO”

Presentado por: Mendoza Uscamayta Axel Rodrigo

Docente: Ing. Kildare J. Ascue Escalante

CUSCO – PERÚ 2019

RESUMEN

Este ensayo nos enseñara a tener los pesos exactos para realizar una briqueta de asfalto con distintos porcentajes de asfalto, en este caso tendremos de 5% y de 5.5%, antes de este ensayo se realizó ensayos previos para saber la calidad del material y las propiedades mecánicas que utilizamos. Se explicara también, el procedimiento para realizar este ensayo de una manera práctica y sencilla.

MARCO TEORICO Una muestra de mezcla de pavimento preparada en el laboratorio puede ser analizada para determinar su posible desempeño en la estructura del pavimento. El análisis está enfocado hacia cuatro características de la mezcla, y la influencia que estas puedan tener en el comportamiento de la mezcla. Las cuatro características son: 

Densidad de la mezcla



Vacíos de aire, o simplemente vacíos.



Vacíos en el agregado mineral.



Contenido de asfalto.

DENSIDAD La densidad de la mezcla compactada está definida como su peso unitario (el peso de un volumen específico de la mezcla). La densidad es una característica muy importante debido a que es esencial tener una alta densidad en el pavimento terminado para obtener un rendimiento duradero. En las pruebas y el análisis del diseño de mezclas, la densidad de la mezcla compactada se expresa, generalmente, en kilogramos por metro cúbico. La densidad es calculada al multiplicar la gravedad específica total de la mezcla por la densidad del agua (1000 kg/m3). La densidad obtenida en el laboratorio se convierte la densidad patrón, y es usada como referencia para determinar si la densidad del

pavimento terminado es, o no, adecuada. Las especificaciones usualmente requieren que la densidad del pavimento sea un porcentaje de la densidad del laboratorio. Esto se debe a que rara vez la compactación in situ logra las densidades que se obtienen usando los métodos normalizados de compactación de laboratorio. VACIOS DE AIRE (o simplemente vacíos) Los vacíos de aire son espacios pequeños de aire, o bolsas de aire, que están presentes entre los agregados revestidos en la mezcla final compactada. Es necesario que todas las mezclas densamente graduadas contengan cierto porcentaje de vacíos para permitir alguna compactación adicional bajo el tráfico, y proporcionar espacios adonde pueda fluir el asfalto durante su compactación adicional. El porcentaje permitido de vacíos (en muestras de laboratorio) para capas de base y capas superficiales está entre 3 y 5 por ciento, dependiendo del diseño específico. La durabilidad de un pavimento asfáltico es función del contenido de vacíos. La razón de esto es que entre menor sea la cantidad de vacíos, menor va a ser la permeabilidad de la mezcla. Un contenido demasiado alto de vacíos proporciona pasajes, a través de la mezcla, por los cuales puede entrar el agua y el aire, y causar deterioro. Por otro lado, un contenido demasiado bajo de vacíos puede producir exudación de asfalto; una condición en donde el exceso de asfalto es exprimido fuera de la mezcla hacia la superficie. La densidad y el contenido de vacíos están directamente relacionados. Entre más alta la densidad menor es el porcentaje de vacíos en la mezcla, y viceversa. Las especificaciones de la obra requieren, usualmente, una densidad que permita

acomodar el menor número posible (en la realidad) de vacíos: preferiblemente menos del 8 por ciento. VACIOS EN EL AGREGADO MINERAL Los vacíos en el agregado mineral (VMA) son los espacios de aire que existen entre las partículas de agregado en una mezcla compactada de pavimentación, incluyendo los espacios que están llenos de asfalto. El VMA representa el espacio disponible para acomodar el volumen efectivo de asfalto (todo el asfalto menos la porción que se pierde en el agregado) y el volumen de vacíos necesario en la mezcla. Cuando mayor sea el VMA más espacio habrá disponible para las películas de asfalto. Existen valores mínimos para VMA los cuales están recomendados y especificados como función del tamaño del agregado. Estos valores se basan en el hecho de que cuanto más gruesa sea la película de asfalto que cubre las partículas de agregado, más durables será la mezcla. La fig.1 ilustra el concepto de VMA.

FIGURA N°1

CONTENIDO ASFALTO

DE

La proporción de asfalto en la mezcla es importante y debe ser determinada exactamente en el laboratorio, y luego controlada con precisión en la obra. El contenido de asfalto de una mezcla particular se establece usando los criterios (discutidos mas adelante) dictados por el método de diseño seleccionado. El contenido óptimo de asfalto de una mezcla depende, en gran parte, de las características del agregado tales como la granulometría y la capacidad de absorción. La granulometría del agregado está directamente relacionada con el contenido óptimo del asfalto. Entre mas finos contenga la graduación de la mezcla, mayor será el área superficial total, y, mayor será la cantidad de asfalto requerida para cubrir, uniformemente, todas las partículas. Por otro lado las mezclas mas gruesas (agregados más grandes) exigen menos asfalto debido a que poseen menos área superficial total. La relación entre el área superficial del agregado y el contenido óptimo de asfalto es más pronunciada cuando hay relleno mineral (fracciones muy finas de agregado que pasan a través del tamiz de 0.075 mm (Nº 200). Los pequeños incrementos en la cantidad de relleno mineral, pueden absorber, literalmente, gran parte el contenido de asfalto, resultando en una mezcla inestable y seca. Las pequeñas disminuciones tienen el efecto contrario: poco relleno mineral resulta en una mezcla muy rica (húmeda). Cualquier variación en el contenido o relleno mineral causa cambios en las propiedades de la mezcla, haciéndola variar de seca a húmeda. Si una mezcla contiene poco o demasiado, relleno mineral, cualquier ajuste arbitrario, para corregir la situación, probablemente la empeorará. En vez de hacer ajuste arbitrario, se deberá efectuar un muestreo y unas pruebas apropiadas para determinar las causas de las variaciones y, si es necesario, establecer otro diseño de mezcla.

La capacidad de absorción (habilidad para absorber asfalto) del agregado usado en la mezcla es importante para determinar el contenido óptimo de asfalto. Esto se debe a que se tiene que agregar suficiente asfalto la mezcla para permitir absorción, y para que además se puedan cubrir las partículas con una película adecuada de asfalto. Los técnicos hablan de dos tipos de asfalto cuando se refieren al asfalto absorbido y al no absorbido: contenido total de asfalto y contenido efectivo de asfalto. El contenido total de asfalto es la cantidad de asfalto que debe ser adicionada a la mezcla para producir las cualidades deseadas en la mezcla. El contenido efectivo de asfalto es el volumen de asfalto no absorbido por el agregado; es la cantidad de asfalto que forma una película ligante efectiva sobre la superficie de los agregados. El contenido efectivo de asfalto se obtiene al restar la cantidad absorbida de asfalto del contenido total de asfalto. AGREGADO FINO El agregado fino consistirá en arena natural, arena manufacturada o una combinación de ambas, definiéndose como aquel proveniente de la desintegración natural o artificial de las rocas, el cual pasa por la malla 3/8]” y que cumple con los límites establecidos en las Normas NPT o ASTM C-33.

Módulo de Finura (MF).- El módulo de finura es un parámetro que se obtiene de la suma de los porcentajes retenidos acumulados de la serie de tamices especificados que cumplan con la relación 1:2 desde el tamiz # 100 en adelante hasta el tamaño máximo presente y dividido en 100 , para este cálculo no se incluyen los tamices de 1" y ½". MF = å%RetenidoAcumulado 100

Se considera que el MF de una arena adecuada para producir concreto debe estar entre 2, 3, y 3,1 o, donde un valor menor que 2,0 indica una arena fina 2,5 una arena de finura media y más de 3,0 una arena gruesa. AGREGADO GRUESO Porción de agregado retenido en el tamiz 4.75mm. (N°4) a. Tamaño máximo ( TM) De acuerdo a la norma NTP 400.037 el tamaño máximo del agregado grueso es el que corresponde al menor tamiz por el cual pasa toda la muestra de agregado grueso. O tamaño de la abertura del tamiz que deja pasar todo el agregado.

b. Tamaño Máximo Nominal (TMN) De acuerdo a la norma NTP 400.037 se entiende por tamaño máximo nominal al que corresponde al menor tamiz de la serie utilizada que produce el primer retenido La mayoría de los especificadores granulométricos se dan en función del tamaño máximo nominal y comúnmente se estipula de tal manera que el agregado cumpla con los siguientes requisitos. El agregado deberá estar conformado de partículas limpias cuyo perfil preferentemente angular o semi angular, duras, compactas sin exceso de partículas planas, alargadas, blandas. Las partículas deberán ser químicamente estables y deberán estar libres de escamas, tierras, polvo, limo, materia orgánica, humus u otras sustancias dañinas.

El análisis granulométrico puede expresarse de dos formas: 1. Analítica.-Mediante tablas que muestran el tamaño de la partícula contra el porcentaje de suelo menor de ese tamaño (porcentaje respecto al peso total). 2. Gráfica.-Mediante

una

curva

dibujada

en

papel

semi

-

logaritmica a partir de puntos cuya abscisa en escala logarítmica es el tamaño del grano y cuya ordenada en escala natural es el porcentaje del suelo menor que ese tamaño (Porcentaje respecto al peso

total).

A

esta

GRANULOMETRICA.

Figura N°2: Curva granulométrica. MATERIALES BALANZA

Con sensibilidad de 0.01% del peso de la muestra a ensayar.

gráfica

se

le

denomina

CURVA

JUEGO DE TAMICES

TAMIZADOR ELECTRICO

HORNO

Con graduación de temperatura de hasta 110°C como mínimo

MUESTRA Muestra seleccionada para realizar el

ensayo,

en

cada

bolsa se

encuentra el material pesado para cada briqueta

ASFALTO DERRETIDO (en este caso se utilizo brea)

MOLDE ASFALTICO

MAQUINA MARSHALL

COCINA

EQUIPO PARA DESMOLDAR LAS BRIQUETAS

PROCEDIMIENTO 

Tener el agregado grueso de para poder hacer el ensayo.



Lavar la muestra de agregado ya mencionado para que de esta manera sea más fácil realizar el ensayo.



Se procederá a secar el agregado ya sea de forma natural o con ayuda del horno o cocina eléctrica, en este caso se utilizó el horno.



Al tener seca la muestra se buscara una superficie para poder hacer el método de cuarteo de los agregados que tenemos. Se tiene que escoger los materiales que tengan similares especies ya que estas serán sometidas al ensayo.



Cuando se selecciona las muestras en las cuales se realizara el ensayo se pone en una bandeja para poder pesarla y saber el peso con el cual trabajaremos, la recomendación nos dice que trabajemos con 4850 gr en total.



Después de pesar las muestras, se comienza poner el material en los tamices, ¾’’, 1/2’’, 3/8’’, ¼’’, N° 4, N° 8. Para saber cuál es el retenido en cada tamiz de esta manera se sabrá el retenido que tendremos y podremos utilizar el material en cada briqueta.



Se procede al zarandeo del material el cual se va hacer con cuidado ya que no se debe de perder ningún gramo de agregado, en este paso el zarandeo se deberá hacer manualmente o en máquina de zarandeo.



Transcurrido el tiempo de zarandeo procedemos a retirar los agregados que quedaron retenidos en cada tamiz para posteriormente poder pesar y proceder a separar el agregado necesario para cada briqueta.



Procedemos a hacer el ensayo de granulometría en el cual debemos de tener los retenidos en cada malla y así poder hacer la curva granulométrica el cual nos dará el MAC que utilizaremos en las briquetas.



Luego de procesar los datos en gabinete tendremos los pesos ya hallados y los porcentajes de asfalto que necesitaremos para eso procedemos a separar las muestras de acuerdo a peso; de agregado, asfalto y filler.



Luego teniendo las muestras para cada briqueta procedemos a poner el material y el asfalto al horno para que estos tengan una temperatura adecuada (150 °C) para poder combinar el material.



A continuación comenzamos a prender la cocina para que el asfalto este derretido y en estado líquido para poder agregarlo a los agregados el peso total será aproximadamente de 1300 gr.



En otra hornilla de la cocina procedemos a calentar y combinar el agregado con el filler; previamente también caliente, y luego procedemos a poner el material ya caliente y con el filler a la balanza.



Luego en balanza tarada procedemos a aumentar el asfalto (la cantidad de acuerdo a los datos que se proporcionaron, en este caso 5% y 5.5%)



Luego pasamos el boll a la cocina y procedemos a combinar todo y de paso hacer que el material tenga impregnado todo el asfalto asi tener un agregado empapado con todo el asfalto derretido.



Luego procedemos a poner los collarines para hacer las briquetas; el cual tuvieron que estar en el horno previamente calientes, para luego comenzar a agregar el material y al finalizar proceder a chucear 15 veces en la parte del contorno y 10 veces en la parte del medio. Esto hará que el material se distribuya de mejor manera.



Después de llenarlo procedemos a poner un collarín encima y luego procedemos a poner el equipo Marshall y luego procedemos a soltar el peso que se encuentra en este. Aquí se simula la demanda que tendrá el asfalto, que será baja se soltara 25 golpes, media 50 y alta 75 golpes. En este caso se realizara para pesada y se tiene que hacer los 75 golpes en cada cara de la briqueta.



Luego de hacer las 3 briquetas para cada porcentaje de asfalto procedemos a esperar que la muestra este fría y luego desmoldarla y así finalizar el ensayo.

ANEXOS

CUARTEO DEL MATERIAL

MATERIAL SELECCIONADO

MATERIAL LISTO PARA SER ZARANDEADO

PESADO DE MATERIAL ANTES DEL ZARANDEO

ZARANDEO

MATERIAL A PUNTO DE SOMETER AL ENSAYO DE LOS ANGELES

MATERIAL A PUNTO DE

MATERIAL DENTRO DE LA

SOMETER AL ENSAYO DE LOS

MAQUINA DE LOS ANGELES

ANGELES

ESTRACCION DE MATERIAL DE

SARANDEO DEL MATERIAL EN

LA MAQUINA

TAMIZ N° 12

PESADO DEL MATERIAL DESPUES

MATERIAL QUE PASA EL TAMIZ

DEL ENSAYO

N° 12 DESPUES DEL ENSAYO

CONCLUSIONES 

Se utilizaron 11 esferas.



Se tuvo que escoger el método B por los retenidos que tuvimos.



Los parámetros que se obtuvieron para cada método ASTM fue. MALLA

PESO DE MATERIAL

½”

2510

gr

3/8”

2340

gr

TOTAL

4850

gr

P inicial= 4850 P final= 3658

Desgaste(%)

=

24.57731959

%

Bibliografía Galarte,

R.

(2012).

Galeon.

Obtenido

de

http://www.galeon.com/matcon/lab02/abrasion.htm Gester, T. R. (2015). Resistencia a la Abrasion del Agregado. Tarapoto. Rosales, A. (2011). Abrasión en Maquina de los Angeles para agregados.

Galeon: