Ensayo Marshall Laboratorio

 

Universidad Privada de Tacna Facultad de Ingeniería Esc. Prof. Ingeniería Civil

ENSAYO MARSHALL PARA DISEÑO DE PAVIMENTOS  

“

”

Explicación teórica y práctica en el laboratorio ALUMNO:

- Catacora Calderón, Jaime

DOCENTE: Ing. Martín Paucara Rojas

CURSO: Pavimentos

GRUPO: C

 

 

ENSAYO MARSHALL EN LABORATORIO

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA ESCUELA PROFECIONAL DE INGENIERIA CIVIL PAVIMENTOS

INDICE INTRODUCCIÓN…………………………………………….3 OBJETIVOS GENERALES………………………….…….4  ENSAYO MARSHAL…………..……………………………..….4 MATERIALES Y EQUIPOS………………………………….…4  PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO MARSHALL…………5  CÁLCULOS DEL ENSAYO MARSHALL……………….7  ……………………...………….8

RESUMEN Y GRÁFICOS

 

RESULTADOS DEL ENSAYO MARSHALL …...……...10  CONCLUCIONES………………………………………....11   RECOMENDACIONES……………………………………11  BIBLIOGRAFIA……………………………………………12 ANEXOS…………………………………………………….13  

2

 

 

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ENSAYO MARSHALL EN LABORATORIO

INTRODUCCIÓN 

El asfalto es un material usado en el desarrollo de carreteras y pistas, teniendo tanto el asfalto en frio y asfalto en caliente este último tiene mejores acabados y uniformidad. Por eso en este informe se demuestra de forma detallada el ensayo Marshall Marsha ll  para un diseño de asfalto, los equipos y materiales utilizados, el  procedimiento, gráficas y resultados obtenidos de este ensayo. El ensayo de laboratorio “Marshall” desarrolla un mejor criterio para determinar el contenido óptimo de asfalto en la etapa de diseño. Este ensayo de laboratorio se realizó de acuerdo a las normativas y con ayuda de los laboratoristas para su mejor desarrollo.

3

 

 

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OBJETIVOS GENERALES -  Tener conocimiento del desarrollo del ensayo y de los resultados result ados obtenidos de este -  Determinar el contenido óptimo del asfalto para una cantidad de agregados a gregados especifica.

ENSAYO MARSHALL El ensayo se realiza de acuerdo con el procedimiento descrito en el manual MS2 del Instituto del Asfalto y es aplicable a mezclas con agregado de tamaño máximo no mayor de 25mm. Emplea  probetas de 4 pulgadas pulgadas de diámetro y 2.5 pulgadas pulgadas de altura, compactadas a alta temperatura, con diferentes proporciones de asfalto, las cuales son ensayadas a 60°C mediante deformación lateral hasta alcanzar la falla La carga de falla de las probetas se denomina estabilidad y la deformación máxima se llama flujo.

MATERIALES Y EQUIPOS a)  Aparato MARSHALL  b)  Molde de probeta de asfalto de 4 x 3 ½ pulg. c)  Balanza en gramos d)  Tara e)  Piedra chancada de 1/2’’  1/2’’  f)  Arena gruesa g)  Cocina eléctrica h)  Asfalto RC-250 i)  Olla  j)  Termómetro k)  Prensa l)  Pistón m)  Espátula n)  Pedestal o)  Dial de deformación  p)  Dial de estabilidad q)  Balanza para peso en aire y peso en agua

4

 

 

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PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO MARSHALL Para comenzar con el ensayo se debe de haber realizado ensayos previos como: granulometría,  pesos unitarios, humedad, absorción y porcentaje porcentaje de caras fracturadas. Para realizar este ensayo usamos el método de diseño de las barras paralelas con el cual mediante ecuaciones podemos obtener porcentajes de piedra, porcentaje de arena y cantidad de asfalto. Una vez obtenida estas cantidades se hace uso de la balanza en gramos y de una tara en donde  pesaremos la cantidad de piedra, luego la cantidad de arena y luego lue go le adicionamos adici onamos la cantidad de asfalto calculado. Luego pasamos la mezcla a una olla y lo llevamos a la cocina eléctrica donde estará a una temperatura de 140°, mientras se va mezclando estos 3 materiales vamos midiendo mi diendo la temperatura con un termómetro, la mezcla debería quedar en un estado maso menos líquido. Se prepara el pedestal con el molde, luego vertimos la mezcla ya salida de la cocina al molde y con la espátula le damos 25 golpes para acomodar la mezcla. Colocamos el pistón encima de la mezcla que está dentro del molde y dejamos caer el peso del  pistón 75 veces, una vez culminado los 75 golpes damos vuelta a la mezcla y repetimos los 75 golpes. Dejamos enfriar la muestra con el molde por unas 2 horas y posteriormente la llevamos l levamos la muestra con el molde hacia la prensa para el retiro de esta, se hace despacio ya que podría desmoronarse la muestra. Luego de retirar la muestra del molde, la pesamos y este peso seria nuestro peso en el aire también sacamos las dimensiones de la muestra, luego procedemos a pesar en el agua pero primero se moja la muestra por 2 horas y pasadas estas 2 horas se lleva a la balanza especial especia l de peso en agua, y conseguimos el peso en el agua. Luego de sacada de la balanza secamos la muestra con una franela y la llevamos al baño María, que es llevar la muestra en un recipiente con agua al horno a una temperatura de 60° por un tiempo de 35 min.

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Posteriormente del baño María sacamos la muestra y las secamos con una franela para llevarla al equipo Marshall. En el equipo Marshall colocamos los diales de deformación y estabilidad, comenzamos la prueba y anotamos la lectura de los diales.

Repetir todo estos pasos para cada porcentaje de asfalto, se debe sacar 3 muestras por porcentaje o la cantidad de muestras necesarias para obtener mejores resultados.

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CÁLCULOS DEL ENSAYO MARSHALL  N° 1 2 3 4

ESPECIMEN N° % de Cemento Asfaltico en peso de la mezcla % de Agregado Grueso en peso de la mezcla % de Agregado Fino 01 en peso de la mezcla % de Agregado Fino 02 en peso de la mezcla

A

65 PPeessoo EEssppeeccííffiiccoo dAeglreCgeamdoenGtoruAessfoal-tibcuolk- aparente 7 Peso Específico Agregado fino - bulk 8 Peso Específico Filler - aparente 8a  Altura del Especímen 01 8b  Altura del Especímen 02 8c  Altura del Especímen 03 8d  Altura del Especímen 04 8 Prom  Altura promedio promedio (MTC (MTC 507 - 2000) 2000) 9 Peso del Especimen en el aire (gr) Peso del Especimen Es pecimen Saturado 9a Superficialmente Seca en aire (gr) 9b  Agua absorvid absorvidaa Peso de la Especimen Saturado 10 Superficialmente Seca en agua (gr) 11

13

Volumen del Especimen por desplazamiento Peso Específico bulk de la Especimen (MTC E 514 - 2000) Peso Específico Máximo ASTM D-2041

14

% de Vacios

15

Peso Específico Bulk del Agregad Agregadoo total

16

VMA

17

% de Vacios Llenados con C.A. (MTC E 505 - 2000)

18

Peso Específ Es pecífico ico del Agregado Agregado total

12

19 20 21

 (mm)  (mm)  (mm)  (mm)  (mm)

 ( 9 - 10 ) 10 ) ( 9 / 11 11 ) )

100 * ( 13 12 ) 13 - 12 )

100 * ( 16 16 - 14 )

16

 18 * 18 * 15 1 - 19 19 * * (( 2  2 +  + 3 + 4 )

Relación Estabilidad / flujo: 10 * 24/21) 24/21) (kg/cm.)  (kg/cm.)

F

12..060902 2.680 63.5 64.0 64.0 64.9 63.5 64.4 64.0 64.0 63.7 64.3 1235 1239

G

62.1 62.5 63.0 64.0 62.9 1235

H 6.5 46.750 46.750 -

I

12..060902 2.680 62.1 62.1 63.0 62.5 62.5 63.5 62.1 63.0 62.4 62.8 1238 1245

J

64.0 62.5 63.0 63.5 63.2 1225

K 7.0 46.500 46.500 12..060902 2.680 63.0 62.5 63.0 63.5 63.0 1228

L

63.0 63.5 62.5 63.5 63.1 1234

11.0

4.0

7.0

4.0

4.0

5.0

3.0

1.0

2.0 14.0 11.0 13.0

680

685

672

683

698

707

709

710

713 696.4 698.5 699.4

537

529

529

519

537

532

526

528

532 528.6 529.5 534.6

2.266 2.295 2.270 2.316 2.300 2.329 2.348 2.345 2.340 2.317 2.319 2.308

9.31 8.17

2.465 9.15 6.04

2.451

2.400

6.70

5.52 4.21

4.34

54.05 57.59 54.53 67.73 65.28

69.8 76.98

76.4 75.62 82.59

( 2 + 3 + 4 ) ( 100 / 13 13 - 1 / 5 )

(MTC E 511 - 2000) % de Asfalto As falto Efectiv Efectivoo

25

63.5 64.9 64.4 63.0 64.0 1202

E 6.0 47.000 47.000 -

4.52 3.44

3.37

3.82

13 ( 2 +  + 3  3 + 4 )  4 ) 2.686 2.686 2.686 2.686 ( 2 / 5 + 3 / 6 + 4 / 7 ) 100 - ( 2 + 3 + 4 ) * 12 20.27 19.26 20.12 18.73 19.30 18.28 18.27 18.38 18.54 19.76 19.70 20.08 15

100 * 5 * ( 18 18 - 15 ) 15 )

22 23 24

12..060902 2.680 64.0 63.0 63.0 61.6 64.9 62.6 63.0 63.0 63.7 62.6 1214 1201

D

2.499

 Asfalto Absorvido Absorvido por el Agregado Agregado total

Flujo (mm) Lectura del Dial Estabilidad sin corregir (Kg) Factor de Estabilidad Estabilidad Corregida: (22*23)  (22*23)  (Kg)

C

1228 1218 1208 1206 1239 1244 1238 1239 1247 1239 1239 1247

 

 

62.1 63.0 62.1 63.0 62.5 1217

B 5.5 47.250 47.250 -

100

22 * 22 * 23  

10 * 24

21

2.18 219 744.9 0.96 715.1

82.9 80.96

2.738

2.719

2.726

2.683

0.705

0.456

0.546

-0.046

4.833

5.571

5.989

7.043

2.22 211 718.2 0.93 667.9

2.19 213 724.9 0.96 695.9

3.18 285 965.3 0.93 897.7

3.11 289 978.6 0.93 910.1

3.21 281 951.9 0.96 913.8

3.58 322 1089 0.93 1013

3.77 328 1109 0.96 1064

3.82 331 1119 0.93 1041

4.25 282 955.2 0.93 888.4

4.25 277 938.5 0.93 872.9

4.22 283 958.6 0.93 891.5

3280 3009 3178 2823 2926 2847 2828 2824 2724 2090 2054 2113

7

 

 

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RESUMEN Y GRÁFICOS 1

 

Cemento Asfáltic o en pes o de la mezc la

2

 

Agregado Grueso en peso de la mezcla

 

%

 

47.25

47.00

46.75

46.50

3

 

Agregado Fino 01 en peso de la mezcla

 

%

 

47.25

47.00

46.75

46.50

4

 

Altura Promedio

62.53

64.00

62.69

63.13

5

 

Peso especifico bulk del Especimen

6

 

Vacíos

7

 

VMA

8

 

Vacios Llenados con C.A.

9

 

Flujo

10

 

Estabili Estabilidad dad Corregida Corregida

5.5

 

 

(mm)

6.0

7.0

(g / cm3)

 

2.277

2.315

2.344

2.315

%

 

8.9

6.1

4.4

3.5

%

 

19.9

18.8

18.4

19.8

%

 

55.4

67.6

76.3

82.2

2.2

3.2

3.7

4.2

693. 0

907.2

1039. 2

884. 2

     

 

 (mm)  

(Kg)

 

Pes o E Espe spe cífic cífico o Bulk (g / cm3)

Estabilidad ( Kg.)

2.390

1150.0

   ) 2.370    3   m   c    / 2.350

1050.0    )  .   g

   (   g   o   c    i    f    í 2.330   c   e   p   s    E2.310   o   s   e    P2.290

   (    K    d   a    d    i    l    i    b   a    t   s    E

950.0 850.0 750.0 650.0

2.270

550.0

2.250

450.0 5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

5. 0

8.0

5. 5

6. 0

6. 5

7. 0

7. 5

8. 0

Cem ento Asfált Asfáltico ico (%)

Cem ento Asfáltic Asfáltico o (%)

Flujo (mm)

Vacíos (%)

10.0 9.0

5.0 4.5

8.0

4.0 3.5

7.0    )    %    (   s   o    í   c   a    V

6.5

   )  .   m 3.0   m    (   o 2.5    j   u    l    F

6.0 5.0

2.0

4.0 3.0

1.5

2.0

1.0

1.0

0.5

0.0

0.0 5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

Cem ento Asfáltic Asfáltico o (%)

7.5

8.0

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

Cem ento Asfált Asfáltico ico (%)

8

 

 

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Vacíos en el Agregado Minera l (%)

Vacíos l lenos con Cemento Asfáltico (%)

100.0

21.0 20.5 20.0

90.0

19.5

   )    % 80.0    (    A    C    L    L    V

   )    %    (19.0    A    M 18.5    V

18.0

70.0

17.5 17.0

60.0

16.5 16.0

50.0 5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

Cem ento Asfáltico (% (%))

7.5

8 .0

5.0

5.5

6 .0

6 .5

7.0

7.5

8.0

Cem ento Asfáltic Asfáltico o (%)

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RESULTADOS DEL ENSAYO MARSHALL DISEÑO DE MEZCLA M ÉTODO MARSHALL ASTM D 1559

1 Cemento Asfáltic o de Diseño (en peso de la mezcla) 2 3 4 5 6 7 8 9

 Agregado Gr  Agregado Grueso ueso en peso de la mezcla  Agregado  Agreg ado Fino 01 eenn peso de la mezcla Peso especifico bulk del Especimen Vacíos VMA Vacios Llenados con C.A. Flujo Estabilidad Corregida

10 Relación Es tabilidad / Fluencia

6.3 46.87 (%) 46.87 (g / cm3) 2.331 (%) 5.1 (%) 18.3 (%) 72.4  (mm) 3.49 (Kg) 993.9

Contenido de Asfalto de Diseño

Especificaciones Técnicas

Máximo 3.00 - 5.00 Mínimo 14 65 - 78 2.03 - 4.06 Mínimo 815

(kg/cm.) 2847 2693 2506.3

1700 - 2500

(Kg)  (mm) (g / cm3) (%) (%) (%)

 

46.77 46.77 2.334 4.5 18.3 75.7 3.74 1007.3

6.7 46.67 46.67 2.332 4.0 18.5 78.5 3.95 991.1

(%)

Criterio Criter io de Selección Selecci ón del Ligante Asfáltico Máxima Estabilidad Flujo Máximo Peso especifico bulk del Especimen Vacíos VMA Vacios Llenados con C.A.

6.5

Valor  Obtenido 1007.3 3.1 2.334 3.7 19.4 69.6

Contenido de Asfalto (%) 6.44 6.00 6.46 6.80 6.50 6.50

6.45

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CONCLUCIONES Del presente trabajo se concluye:

-  Con la explicación del técnico más la información dada en clase, se logró desarrollar el ensayo Marshall, teniendo el conocimiento de su desarrollo y de los resultados obtenidos de este ensayo. cálc ulos correspondientes obtenemos como -  Una vez terminado el ensayo y de hacer los cálculos contenido de asfalto del diseño el valor de 6.45 .

RECOMENDACIONES Se recomienda:

-  Debemos seguir las instrucciones del laboratorista ya que si queremos tener buenos resultados no debemos cometer equivocaciones tanto en cantidad y uso de los equipos.

-  También se debe tener en cuenta nuestra seguridad ya que trabajamos con asfalto en caliente y a la vez usamos equipo pesado para la compactación.

-  Debemos saber que entre más muestras sacamos de un porcentaje mayor será la  perfección de nuestras resultados.

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BIBILIOGRAFIA BRAÑEZ, M. L. (2016). BACHILLER. EVALUACIÓN DEL ESTADO DE CONSERVACIÓN DEL PAVIMENTO, UTILIZANDO EL MÉTODO PCI, EN LA AV. JORGE CHÁVEZ DEL DISTRITO DE POCOLLAY EN EL AÑO 2016. TACNA, TACNA, PERÚ.  Enginner, H. (13 de AGOSTO de 2012). SCRIBD. Obtenido de SCRIBD: https://es.scribd.com/doc/102708778/Laboratorio-de-Marshall ROJAS, M. P. (2018). INGENIERO. DISEÑO DE MEZCLAS ASFALTICAS. TACNA, TACNA, PERÚ.

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ANEXOS

FIGURA N°1: Equipo Marshall con diales de deformación y estabilidad FUENTE: Propio

FIGURA N°2: Balanza en gramos FUENTE: Propio

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FIGURA N°3: Molde de probeta de asfalto 4 x 3 ½ pulg. FUENTE: Propio

FIGURA N°4: Piedra chancada de ½ pulg. y arena gruesa FUENTE: Propio

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FIGURA N°5: Asfalto FUENTE: Propio

FIGURA N°6: Pedestal y Pistón FUENTE: Propio

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FIGURA N°7: Taras FUENTE: Propio

FIGURA N°8: Olla, cocina eléctrica y termómetro t ermómetro FUENTE: Propio

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FIGURA N°9: Prensa FUENTE: Propio

FIGURA N°10: Balanza para peso en aire y peso en agua FUENTE: Video brindando por Laboratorista

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FIGURA N°11: Muestra lista para ensayar FUENTE: Propio

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