diseño de mezcla asfáltica

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DEFINICIÓN DE MEZCLA ASFÁLTICA • Es una combinación de agregados compuestos de Piedra, Arena y Finos que pasan la # 200) y un ligante asfáltico, para ser empleados en la conformación de la capa de rodadura de los pavimentos flexibles, previo transporte, extensión y compactación consiguientes.

Author: cyrus-lopez

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COMPOSICION DE LA MEZCLA ASFALTICA

DEFINICIN DE MEZCLA ASFLTICAEs una combinacin de agregados compuestos de Piedra, Arena y Finos que pasan la # 200) y un ligante asfltico, para ser empleados en la conformacin de la capa de rodadura de los pavimentos flexibles, previo transporte, extensin y compactacin consiguientes.

Componentes de una mezcla asfltica en caliente

PIEDRA CHANCADA TAMAOMAXIMO DE ARENA GRUESA PASA MALLA N8Y RETIENE MALLA N 200MATERIAL FINO PASA MALLA 200 LIMO-ARCILLA-CEMENTO-CALCEMENTO ASFALTICO CALENTADO A 150 MXIMO 180 CCOMPOSICION DE LA MEZCLA ASFALTICALas mezclas asflticas estn constituidas por Aproximadamente un 90 % de agregados de piedra y arena gruesa, un 5% de polvo mineral o filler que pasa la malla # 200 y otro 5% de ligante asfltico.

La calidad del ligante asfltico y la cantidad de finos son los dos elementos que tienen una especial influencia tanto en la calidad de la mezcla asfltica como en su costo total.

En tanto la cantidad del asfalto, est en funcin de la granulometra de los agregados. Si estos tienen mucho finos se requerir mayor cantidad de asfalto. Y contrariamente si tienen mayor cantidad de agregados gruesos, disminuir la cantidad de asfalto,debido a la mayor o menor rea superficial.

DIFERENCIAS DE DISEO ASFALTICOMUESTRAS PREPARADAS

MEZCLA ASFALTICA CONAGREGADOS CON MUCHOS FINOSMEZCLA ASFALTICA CON CON MAYOR CANTIDAD DE AGREGADOS GRUESOS

TIPOS DE MEZCLA ASFALTICA

MEZCLAS ASFLTICAS EN CALIENTESe preparan en plantas especiales, donde el cemento asfltico es calentado a temperaturas elevadas, en el rango de 150 a180 C. Los agregados se calientan a ms de 100C.La puesta en obra se realiza a una temperatura no menor de 110C. menor a esta temperatura la mezcla se endura y en esa condicin, ella no puede extenderse y menos compactarse adecuadamente. Se torna inservible

MEZCLAS ASFLTICAS EN FRO REBAJADOSEl ligante es asfalto puede ser conformado ya sea con adicin de gasolina kerosene o petroleo diesel, los cuales calentados a una temperatura no menor a 60C se mezcla con los agregados (Piedra y arena gruesa).

TIPOS DE MEZCLAS REBAJASL a mezcla que se fragua o endurece rpido, se le conoce como Rapid cut. Para ello se emplea gasolina en un % aproximado del 20 al 40%, el que se mezcla con el asfalto y usualmente se le conoce como RC-250, RC-200, RC-120, etc. Su uso es comn en parchados y conformacin de carpetas asflticas, donde no hay Asfalto en caliente.Igualmente la mezcla que se fragua o endurece a mediano tiempo, se le conoce como Medium cut Para ello se emplea Kerosene en un % aproximado entre 20% al 40%, el que se mezcla con el asfalto y usualmente se le conoce como MC-250, MC-200, Etc. Su uso se reduce a lugares donde se requiere que la mezcla penetre en fisuras o porosidadesMezclas asflticas rebajadas o en froTambin, para el caso de que se requiera que la mezcla se fragua o endurece de manera lenta, se le conoce como Slow cut Para ello se emplea Petroleo en un 30%, el que se mezcla con el asfalto y usualmente se le conoce como SC-250, SC-200, etc. Su uso, se reduce ms como tratamiento antipolvo.

El uso de dichas mezclas se aplica a temperaturas mayores a 60C.

CARACTERISTICAS DE LA MEZCLA ASFALTICAEl cemento asfltico es un material visco-elstico por que exhibe simultneamente caractersticas viscosas a altas temperaturas (mayor a 100 oC), el cemento asfltico acta casi como fluido viscoso. En tanto que a muy baja temperatura se comporta como un slido elstico. A una temperatura intermedia, que es la condicin prevista en el pavimento, el cemento asfltico tiene caractersticas de ambos estados, un fluido viscoso y un slido elstico.CARACTERISTICAS DE LA MEZCLA ASFALTICAAl estar compuesto de molculas orgnicas, el cemento asfltico reacciona con el oxigeno del medio ambiente. Esta reaccin se denomina oxidacin, y cambia la composicin y la estructura de las molculas de asfalto, haciendo ms dura y frgil la estructura del asfalto dando origen al endurecimiento por envejecimiento.

La oxidacin se produce ms rpidamente a altastemperaturas; es por ello que parte del endurecimiento ocurre durante el proceso de produccin, cuando es necesario calentar la mezcla asfltica para permitir la elaboracin, mezclado y compactacin.Motivo por el cual no debe de calentarse el asfalto a ms de 180C.REOLOGIA DE LA MEZCLA ASFLATICA.

TIPOS DE MEZCLAS ASFLTICAS

MEZCLA ASFLTICA EN FRO CON EMULSIN ASFLTICALa misma que viene a ser el mismo cemento asfltico, al cual se le adiciona cierta cantidad de agua y un emulsivo qumico, mezclados mediante un agitador especial, licua el asfalto y en esa condicin puede ser mezclado con los agregados.El agente emulsivo, tiene la cualidad de cargar elctricamente a cada molcula asfltica y pueden ser aninicas (carga negativa), catinicas (carga positiva) y no aninicas (carga neutra). Por esa esa condicin se dispersan o se rechazan molecularmente, para estar en suspensin. Los agregados tiene carga elctrica contraria y cuando se mezclan, el asfalto cubre rpidamente todas las superficies de los agregados, logrndose la cohesin de ambos elementos.

PLANTA DE MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTEComponentes:Tolva de Recepcin de agregados.Lanzallamas Hornos giratorios donde se calientan los agregados.Tubera de alimentacin de cemento asfltico calentado a > 150C Mezcladora.VER VIDEOPLANTA DE ASFALTO EN CALIENTE

FUNDAMENTOS BASICOS EN ELDISEO DE MEZCLAS El deseo principal de lograr un adecuadodiseo, consiste fundamentalmente, en lograr la mxima densidad posible de la mezcla.Para ello un factor determinante es la granulometra del agregado a emplear, tamao mximo del A.G. .Tambin el contenido de asfalto a utilizar. Ideal de 5 a 6 %Porcentaje de vacios.- ideal 3.5 %.Estabilidad Marshall.- Estabilidad media o promedio 85%FORMULAS EMPRIRICAS Del Instituto del AsfaltoP = 4 R + 7S + 12FDonde: P = Porcentaje de asfalto en peso sobre el peso total de la mezcla.R= % del agregado que pasa la # y retenida enla # 8.S= % del agregado que pasa la # 8 y retenida en lamalla 200.F= Porcentaje del agregado que pasa la malla 200EJEMPLO DE MEZCLA ASFALTICA ENFRIODeterminar la cantidad de asfalto en galones que es necesario emplear en una mezcla asfltica, donde el agregado a emplear tiene la siguiente garanulometra.Malla % que Pasa % que retiene. 100 82 183/8 69 13N 4 55 14N 8 42 13%58% (R)N 30 29 13N 50 21 8N 100 15 6N 200 8 7 34%(S)Pasa # N 200 8 8%(F)Consecuentemente: P= 4x0.58+7x.34+12x.08 = 5.66%DETERMINACIN DE LA CANTIDAD DE ASFALTO EN FRIO RC-250 EN GALONESCantidad de asfalto necesario: 5.48%de peso sobre el peso total de la mezclaReferencias.Peso de la mezcla asfltica aprox.= 2,000 Kg/ m3.Densidad del asfalto: 1.10Equivalencia 1 Galn = 3.785 litrosCant. de asfalto en Kg=0.0566x2,000 = 113.20 Kg/m3Cant. De asfalto en Litros= 109.6/1.1 = 102.91 litros Cant. de asfalto = 99.64/3.785= 26.33 Galones/m3Cantidad de asfalto RC-250 = 26.33 x 1.30 = 34 Glns/m3 ( Con 30% adicional de gasolina)

METODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO MODERNO

P = 0.035 a + 0.045 b + Xc + F Donde:a.- es el porcentaje del agregado que pasa la # y es retenida enla # 8.b.- es el porcentaje del agregado que pasa la # 8 y es retenida enla # 200.c.- es el porcentaje del agregado que pasa la # 200Xc=0.18c, cuando 6 10% pasa Tamiz N 200Xc=0.15c, cuando 11 15% pasa Tamiz N 200Xc= 0.20c, cuando< 5% pasa Tamiz N 200F = Factor de correccin por absorcin.El valor de F vara: Muy poroso= 2.0%. Muy liso= 0.7% . Mediano=1%Ejemplo de aplicacinDeterminar la cantidad de asfalto en galones por m3 que es necesario emplear en una mezcla asfltica, donde el agregado a emplear tiene la siguiente granulometra. Mtodo Instituto del Asfalto Moderno La textura del agregado grueso es bastante liso.Malla % que Pasa % que retiene 100 82 183/8 69 13N 4 55 14N 8 42 1358% (a)N 30 29 13N 50 21 8N 100 15 6N 200 8(c) 7 34% (b)a= 58 % b=34% c=10%P=0.035x58+0.045x34+10x0.18+0.7=P= 2.03+1.53+1.8+0.7=6.06%

METODO DE LAS AREAS SUPERFICIALES Se basa bajo el concepto de cada partcula que forma parte delos agregados de una mezcla asfltica, est recubierta por unapelcula de asfalto de un espesor suficiente que permita una ptima adherencia.P= 2.65 x Area superficial x Indice asftico/Peso especifico del agregado.Donde: P= Porcentaje de asfalto en peso sobre el peso total de lamezcla.rea superficial de la suma de todas las partculas, en piescuadrados/ libra de peso.Indice Asfltico, cantidad de asfalto de recubrimientoCOMPLEMENTOAREA EQUIVALENTE DE LAS PARTICULAS EN P2/LIBRATAMIZ AREA EQUIVALENTEPasa # 3/4 y retiene # 10.4 p2/libra Pasa #8 y retiene # 40 15 Pasa # 40 y retiene # 200 80 Pas # 200 260 Ejemplo de aplicacinDeterminar la cantidad de asfalto en galones por m3 que es necesario emplear enuna mezcla asfltica, donde el agregado a emplear tiene la siguientegranulometra. La textura del agregado grueso es bastante es de tipo ordinario. Yel peso especfico de los agregados es de 2.60Malla % que Pasa % que retiene. 100 82 183/8 69 13N 4 55 14N 10 42 1358 % x4 = 232 p2/libraN 40 29 1313 %x15= 195N 50 21 8N 100 15 6N 200 8 %721 %x80= 16808% x260= 20804187/100=41.87Clculo de aplicacinArea superficial = 41.87Indice asfltico segn Abaco 5.09 =0.00126P=(2.65x41.87x0.00126)/2.60 =0.0537 =5.37%METODO MARSHALL para asfaltos en calienteDeterminado el % de asfalto segn AreasSuperficiales5.37 %Se disean mezclas inferiores y superiores en 0.5% al valor determinado y C/u de ellas se someten a la carga para determinar sus resistencias en la prensa hidrulica y sus porcentajes de vacos, graficndolas en el esquema adjunto.Metodo Marshall para asfaltos encalienteSegn el ejemplo siguiente:Porcentaje Resistencia % de vaciosP1 = 4.37 % 3,500 lbs 6%P2= 4.87 % 4,600 5%P3= 5.37 % 5,000 4%P4 = 5.87 % 4,800 3 %P5 = 6.37 % 4,200 2%El porcentaje de asfalto CRITERIO IMPORTANTEA menudo, la prctica actual del diseo de mezclas asflticas, PRCTICAMENTE se limita a determinar el contenido de asfalto.Sin embargo, la tcnica actual, comprende la necesidad de realizar una serie de anlisis en donde se tomen en cuenta todas las variables que pueden influir directamente en el comportamiento de la mezcla asfltica, tales como:Caractersticas de los agregadosClima.Temperatura de la mezcla asfltica.Tipo de trfico.INFLUENCIA DE LAS CARACTERISTICAS DE LOS AGREGADOSLos agregados aportan a la mezcla asfltica resistencia y durabilidad.Los agregados conforman el esqueleto ptreo de soportabilidad DE LA MEZCLA ASFALTICA a las repetidas aplicaciones de carga que genera los vehculos.Los Agregados de textura rugosa, O ANGULAR, dan ms resistencia que los redondeados.A pesar de que los agregados redondeados podra tener la misma resistencia interna de los agregados angulares, las partculas angulares TIENDEN A CERRARSE MS APRETADAMENTE, resultando una fuerte trabazn de las partculas entre s.En tanto que a diferencia de lo que ocurre con las partculas redondeadas, stos tienden a deslizarse unas sobre otras.INFLUENCIAS DE LAS TEXTURAS DE LOS AGREGADOS EN LA CALIDAD DE LA MEZCLA ASFALTICA

MEZCLA CON AGREGADOS TRITURADOS O ANGULARESMAS APRETADOSMEZCLA CON AGREGADOS REDONDEADOS O GRANULARES MS DISPERSOS

Angulo de reposo mayor, por lo tanto Mayor estabilidad. Angulo de friccin interna mayor

Angulo de reposo menor por lo tanto Menor estabilidad. Angulo de friccin interne menor.